JPH0329419B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、焦電素子等の赤外線センサを用いて
火源を検出し、検出火源に向けて放水ノズルより
消火剤を放射して消火するようにした消火ロボツ
トに関する。

本願発明者等は、この種の消火ロボツトとして
例えば第１図に示すようなものを提案している。

第１図において、１は架台であり、架台１の上
部に設置した水平走査用のパルスモータ２の回転
軸にセンサ回転台３を取り付け、このセンサ回転
台３には垂直走査用のパルスモータ４が設けら
れ、パルスモータ４の回転をプーリにより凹面鏡
５に伝え、凹面鏡５の開口側には、火災時の炎か
ら出る赤外線を検出する焦電素子６が装着されて
おり、パルスモータ２による凹面鏡５の水平回転
走査及びパルスモータ４による垂直回転走査で火
災を監視し、監視走査中に焦電素子６で火源より
の赤外線が検出されると、火源の方向を示す水平
走査角及び垂直走査角に放水ノズル７を向けて消
火ポンプ８の起動で消火剤タンク９よりの消火剤
を放射するようにしている。

ところで、このような消火ロボツトにおける火
災時の垂直走査方向の検出は、第２図に示すよう
に、火源に対する水平走査角を検出した後に、凹
面鏡５も最も下向きの位置から上方に回転し、火
源１０が検出されたときの走行角α₁として検出
し、この検出方向α₁に放水ノズル７をセツトし、
放水ノズル７より消火剤を放射させている。

しかしながら、火災の発生は第２図の火源１０
に示すように必ずしも床面付近から燃え上るとは
限らず、物が積まれている場合には、例えば火源
１１に示すように、床面からの高さｈの位置まで
燃え上ることも予想される。このような床面から
高さｈを有する火源１１に対し、消火ロボツトは
火源１０と同様に凹面鏡５を上向きに回動し、火
源１１を検出した走査角α₂が火源１１の方向と判
別するが、火源１１の高さｈが検出できないた
め、消火ロボツトは火源１１を通る走査角α₂の延
長上の床面に火源１１′があるものと判別し、火
源１１′に消火剤がとどくように放水ノズル７の
角度を決めて消火剤を放射するようになり、床面
より高い位置で発生した火災を消火することがで
きない恐れがあつた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされた
もので、水平及び垂直走査により火災を検出する
センサの２個を上下に一定距離を離して設置し、
火災検出時の各センサを垂直方向に走査して火源
を検出する走査角センサ毎に求め、この検出角に
基づいて火源までの水平距離を演算することによ
り、火災が監視エリヤのどのような位置にあつて
も確実に消火できるようにした信頼性の高い消火
ロボツトを提供することを目的とする。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第３図は、本発明の一実施例を示した斜視図で
ある。

まず、構成を説明すると、１２は制御回路部１
３及び消火ポンプ１４を備えた消火剤タンク１５
を有する基台であり、基台１２の上に架台１６が
設置され、架台１６の上部に水平回転走査用のパ
ルスモータ１７が設置され、パルスモータ１７の
回転軸上にセンサ回転台１８を取り付けている。
センサ回転台１８上には垂直回転走査用のパルス
モータ１９が設けられ、パルスモータ１９の回転
はプーリ２０によるベルト２１の回動で支持アー
ム２３の回転軸に取り付けたプーリ２２に伝達さ
れ、支持アーム２３には上下に一定間隔Ａを離し
て凹面鏡２４ａ，２４ｂが水平軸回りに回転自在
に装着され、凹面鏡２４ａ，２４ｂの開口側の中
央に火源よりの赤外線を検出する焦電素子２５
ａ，２５ｂのそれぞれを配設しており、更に支持
アーム２３の側端には放水ノズル２６が取り付け
られ、この放水ノズル２６に対しては基台１２に
内蔵した消火ポンプ１４がホース２７により接続
されている。

支持アーム２３に取り付けた２個の凹面鏡２４
ａ，２４ｂはパルスモータ１９の回動により各水
平取付軸を回転軸心として垂直方向に連動回転さ
れ、又、放水ノズル２６もパルスモータ１９によ
り垂直方向にノズル先端を回動できるように構成
している。

第４図は、第３図の実施例に於ける制御回路部
１３の一実施例を示したブロツク図である。

まず構成を説明すると、２８はマイクロコンピ
ユータであり、２個の凹面鏡２４ａ，２４ｂを水
平及び垂直方向に回転走査する監視走査プログラ
ム、火災検出時に凹面鏡２４ａ，２４ｂを所定方
向に回転走査して火源検出時の走査角に基づいて
火源までの水平距離を演算するための演算プログ
ラム及び消火ポンプを起動して放水ノズル２６よ
り消火剤を放射するための消火プログラム等が予
め記憶されている。

このマイクロコンピユータ２８には入力インタ
フエース２９を介して焦電素子２５ａ，２５ｂの
出力が入力し、又、出力インタフエース３０を介
して走査用のパルスモータ１７，１９に制御出力
が与えられ、更に出力インタフエース３１を介し
て消火ポンプ用モータ３２に制御出力を与えるよ
うに構成している。

次に、本発明による火災検出時の火源までの距
離の検出原理を第５，６図を参照して説明する。

まず、第５図に示すように消火ロボツトから距
離ｘ離れた位置で火災が発生したとすると、この
火災による火源３３に対する水平方向の走査角が
凹面鏡２４ａ，２４ｂの水平回転走査で検知さ
れ、検知された水平方向に凹面鏡２４ａ，２４ｂ
を保持した状態で凹面鏡２４ａ，２４ｂを垂直方
向に回転走査する。この凹面鏡２４ａ，２４ｂの
垂直方向の回転走査により、まず凹面鏡２４ａに
設けた焦電素子２５ａが火源３３の検出し、この
時の走査角度をαとする。続いて凹面鏡２４ｂの
焦電素子２５ｂの火源３３を検出し、この時の走
査角度をβとする。

このように２個の凹面鏡２４ａ，２４ｂに設け
た焦電素子２５ａ，２５ｂの垂直方向の回転走査
により火源３３を検出する走査角α，βが検知さ
れると、第６図に示す三角関数の手法により火源
３３までの水平距離ｘが演算される。

すなわち、焦電素子２５ａ，２５ｂの設置間隔
をＡ、火源３３までの水平距離をｘとすると、焦
電素子２５ａ，２５ｂのＹ軸方向の距離は、 y₁＝xtan（π／２−α） ……(1) y₂＝xtan（π／２−β） ……(2) で与えられる。

ここで y₁−y₂＝Ａ ……(3) であることから、この第(3)式に前記(1)、(2)式を代
入して水平距離ｘを求めると、 ｘ＝Ａ／tan（π／２−α）−tan（π／２−β）……(4
) として火源３３までの水平距離ｘが演算される。
このような火源に対する水平距離ｘの演算は、第
２図に示した火源１１のように床面からの高さｈ
を有する場合にも全く同様にして演算される。

尚、床面からの高さｈの算出は、焦電素子２５
ａ又は２５ｂが取り付けられている床面からの垂
直距離から上記で求められたy₁又はy₂を減算すれ
ば求めることができる。

次に本発明の作用を説明する。

まず定常監視状態にあつては第４図に示した制
御回路部のマイクロコンピユータ２８によるプロ
グラム制御のもとにパルスモータ１７，１９が駆
動され、パルスモータ１７によりセンサ回転台１
８を360°回転した後にパルスモータ１９の駆動に
より凹面鏡２４ａ，２４ｂの垂直方向の指向角を
初期状態の水平方向から下向きに所定角度回動
し、次いでパルスモータ１７により360°逆方向に
回転して初期位置に戻し、この状態で再びパルス
モータ１９により凹面鏡２４ａ，２４ｂを所定角
度下向きに垂直回転走査し、このような水平及び
垂直走査の繰り返しにより消火ロボツトを中心と
した360°の範囲を監視走査している。このような
監視走査状態で凹面鏡２４ａ又は２４ｂの焦電素
子２５ａ，２５ｂのいずれかが火源よりの赤外線
を検出すると、この時の垂直方向の走査角を保つ
たままパルスモータ１７によりセンサ回転台１８
を基準位置（初期位置）に戻し、この初期位置か
ら水平回転走査を開始し、火源を検出した時の走
査角に基づいて火源の水平方向に於ける角度を検
出する。

続いてセンサ回転台１８を検出水平角度に保持
したままパルスモータ１９の駆動により凹面鏡２
４ａ，２４ｂのそれぞれを最も下向きの位置に垂
直回動し、この位置から下向きに回動走査を開始
し、第５図に示したように凹面鏡２４ａによる火
源３３の検出走査角α及び凹面鏡２４ｂによる火
源３３の検出走査角βのそれぞれを求める。

続いて前記第(4)式により検出走査角α，βに基
づいて火源までの水平距離ｘを演算する。

尚、放水ノズル２６より消火剤を放射するため
の垂直方向の走査角としては、火源までの水平距
離ｘと床面から火源までの高さｈに基づいて所定
の放射角を求めれば良い。

このように火源の水平方向及び垂直方向、更に
火源までの水平距離が演算されると、パルスモー
タ１７，１９の駆動により放水ノズル２６が火源
に向けてセツトされ、消火ポンプ１４の起動によ
り消火剤タンク１５よりの消火剤がノズル２６よ
り火源に向けて放射されるようになる。

この放水ノズル２６による消火剤の放射は一定
時間の間行なわれ、消火剤の放射が停止すると凹
面鏡２４ａ，２４ｂの操作により火源が消えたか
どうかを確認し、再度火災が検出されれば再び消
火ポンプ１４を起動して放水ノズル２６より消火
剤を放射し、消火が確認された場合には再び水平
及び垂直の監視走査に戻る。

又、放水ノズル２６の放射方向のセツトに際し
ては放水ノズル２６より放射された消火剤が放物
線を描いて火源に達するようになることから、火
源までの水平距離ｘに応じて放水ノズル２６を検
出方向より下向きに向ける補正を行ない、火源が
消火ロボツトから離れていても確実に火源に対
し、消火剤を放射できるようにしている。

又、検出した火源が広がつている場合も予想さ
れることから放水ノズル２６による消火剤の放射
中に於いて放水ノズル２６を上下に振るように作
動させ、消火剤の放射範囲を広げるようにしても
よい。

以上説明してきたように、本発明によれば、所
定の指向角を有する火災検出センサを水平及び垂
直方向に駆動走査して火源を検出し、検出火源に
向けて消火剤を放射する消火ロボツトに於いて、
火災検出センサを上下に一定距離を離して２個設
置し、各火災検出センサを垂直方向に回転走査し
た時に得られる各センサの火源検出角度に基づい
て火源までの水平距離を演算するようにしたた
め、火源の方向及び火源までの水平距離を正確に
検出することが可能となり、火源が床面のみなら
ず消火ロボツトの警戒エリアのいずれの位置にあ
つても火源に向けて正確に消火剤を放射すること
ができるという効果が得られる。

尚、上記の実施例は警戒区域に固定的に設置さ
れる消火ロボツトを例に取るものであつたが、本
発明はこれに限定されず、走行駆動手段を有する
自走型の消火ロボツトについても同様に適用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明者等が提案している消火ロボ
ツトの一例を示した斜視図、第２図は第１図の消
火ロボツトによる問題点を示した説明図、第３図
は本発明の一実施例を示した斜視図、第４図は本
発明で用いる制御回路部の一例を示したブロツク
図、第５，６図は本発明による火源までの水平距
離の検出原理を示した説明図である。 １２……基台、１３……制御回路部、１４……
消火ポンプ、１５……消火剤タンク、１６……架
台、１７，１９……パルスモータ、１８……セン
サ回転台、２０，２２……プーリ、２１……ベル
ト、２３……支持アーム、２４ａ，２４ｂ……凹
面鏡、２５ａ，２５ｂ……焦電素子、２６……放
水ノズル、２７……ホース、２９……入力インタ
フエース、３０，３１……出力インタフエース、
２８……マイクロコンピユータ、３２……消火ポ
ンプ用モータ、３３……火源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の指向角を有する火災検出センサを水平
   及び垂直方向に駆動走査して火源を検出し、検出
   火源に向けて消火剤を放射する消火ロボツトに於
   いて、 前記火災検出センサを上下に一定距離を離して
   ２個設定し、各火災検出センサを垂直方向に回転
   走査したときに得られる各センサの火源検出角度
   に基づいて火源までの水平距離を演算する演算手
   段を設けたことを特徴とする消火ロボツト。