姜玉平

甘肅省洮河生態(tài)建設管護中心，甘肅 臨潭 747500

0 引言

森林火災不僅會對森林資源造成毀滅性損害，而且會直接威脅人們的生命財產(chǎn)安全。因此，林業(yè)部門應加強森林防火意識，創(chuàng)新森林防火預警技術，多手段保障森林資源安全，確保林業(yè)可持續(xù)發(fā)展［1］。通常，森林中林木經(jīng)過多年自然生長，加之缺乏必要的人工管護，林分密度較大，各類喬木、灌木、雜草混合生長，一旦發(fā)生火災，就會迅速蔓延開來，給森林造成十分嚴重的損失，尤其是森林中部分十分寶貴的林木會毀于一旦，且后期難以恢復［2-4］。為此，林業(yè)部門必須提高防火意識，加大防火預警技術設備的應用推廣力度，將森林火災扼殺在搖籃之中。目前，森林防火預警裝置多為一體式結構，存在移動和安裝不方便的缺點，同時不能很好地根據(jù)地形環(huán)境的變化進行調(diào)節(jié)，導致火災預警效率不高［5-7］。針對這一現(xiàn)狀，迫切需要設計一種新型的森林防火預警裝置，以滿足實際需求。

1 設計目的

為解決傳統(tǒng)一體式森林防火預警裝置移動和安裝不方便的問題，筆者設計了一種便于調(diào)節(jié)和方便安裝的森林防火預警裝置。該森林防火預警裝置主要有2個創(chuàng)新之處。一是通過限位環(huán)與限位座，對多根支撐柱進行初步連接，同時通過壓簧的回復力作用，帶動收納于卡接槽內(nèi)周的限位柱移出，并與對應的卡接孔榫接，對多根支撐柱進行二次連接，從而根據(jù)需要的使用高度進行調(diào)節(jié)并固定，同時方便進行安裝使用。二是通過正反轉電機的工作，輸出軸可由轉軸帶動傳動齒輪轉動，同時通過傳動齒帶的傳動作用，使固定軸由連接板帶動攝像頭旋轉，從而根據(jù)需要的使用角度進行調(diào)節(jié)。

2 森林防火預警裝置結構組成

筆者設計的森林防火預警裝置由安裝板、支撐柱、擋雨板、正反轉電機、攝像頭等組成（見圖1），裝置整體為不銹鋼材質(zhì)，高度為55 cm，攝像頭為WH13056-Y6-1 型監(jiān)控攝像頭，正反轉電機為3IK15A-C 型微型正反轉電機。其中，安裝板的底部設有多根呈等距離分布的支撐柱，且相鄰兩根支撐柱之間均設有用于組裝的限位組件，處于頂部的支撐柱的頂端與安裝板的底部連接，且處于底部的支撐柱的底端有一體成型的底部帶有凸塊的配重座。安裝板的上方設有擋雨板，且擋雨板底部遠離攝像頭的一側有一體成型的多根連接桿，且連接桿下半部的外周與安裝板上開設的連接槽卡接，通過連接桿方便對擋雨板與安裝板進行拆裝，根據(jù)需要通過擋雨板對攝像頭進行擋雨處理。安裝板的中心開設有驅動腔，且驅動腔的內(nèi)周設有用于調(diào)節(jié)的傳動組件，安裝板底部的一側安裝有與傳動組件連接的正反轉電機，正反轉電機與外部的驅動電源電性連接，且安裝板頂部遠離正反轉電機的一側設有與傳動組件連接的連接板。連接板的頂部安裝有攝像頭，攝像頭與外部的監(jiān)控網(wǎng)絡連接，通過攝像頭的工作，對所處森林環(huán)境進行防火預警實時監(jiān)測［8］。

圖1 用于森林防火的預警裝置結構圖

為實現(xiàn)根據(jù)需要的使用高度進行靈活調(diào)節(jié)，限位環(huán)的內(nèi)周與限位座的外周相適配，且限位環(huán)的頂部與處于上方的支撐柱的底端連接，限位座的底部與處于下方的支撐柱的頂端連接。限位環(huán)的側面開設有4 個呈環(huán)形陣列分布的卡接孔，且限位座靠近卡接孔的一側均開設有卡接槽，卡接槽與對應的卡接孔的內(nèi)周之間榫接有限位柱，限位柱與卡接槽的內(nèi)周之間設有壓簧。通過限位環(huán)與限位座連接，對多根支撐柱進行初步連接，同時通過壓簧的回復力作用，帶動收納于卡接槽內(nèi)周的限位柱移出，并與對應的卡接孔榫接，對多根支撐柱進行二次連接，從而實現(xiàn)根據(jù)需要的使用高度進行調(diào)節(jié)并固定。

為實現(xiàn)根據(jù)需要的使用角度進行調(diào)節(jié)，兩個傳動齒輪的外周之間傳動連接有外周與驅動腔內(nèi)周相適配的傳動齒帶，且兩個傳動齒輪的中心均有一體成型的轉軸。轉軸的兩端均通過軸承座與驅動腔的內(nèi)周轉動連接，其中一根轉軸的底端貫穿安裝板并通過聯(lián)軸器與正反轉電機的輸出軸連接，且正反轉電機的底座與安裝板的底部連接，另一根轉軸的頂端貫穿安裝板并通過聯(lián)軸器與連接板底部中心一體成型的固定軸連接，連接板的頂部通過緊固件與攝像頭的底座連接。通過正反轉電機的工作，輸出軸可由轉軸帶動傳動齒輪轉動，同時通過傳動齒帶的傳動作用，使固定軸由連接板帶動攝像頭旋轉，從而實現(xiàn)根據(jù)需要的使用角度進行調(diào)節(jié)。

3 操作方式與應用優(yōu)勢

工作人員使用該森林防火預警裝置時，應注意先選取適宜數(shù)量的支撐柱。通過限位環(huán)與限位座連接，對多根支撐柱進行初步連接，同時通過壓簧的回復力作用，帶動收納于卡接槽內(nèi)周的限位柱移出，并與對應的卡接孔榫接，對多根支撐柱進行二次連接，從而根據(jù)需要的使用高度進行調(diào)節(jié)并固定。固定完成后，將支撐柱由凸塊與地面穩(wěn)定連接，連接完成后，打開攝像頭，即可通過攝像頭的工作，對所處森林環(huán)境進行防火預警實時監(jiān)測。在使用該森林防火預警裝置的過程中，打開正反轉電機，通過正反轉電機的工作，輸出軸可由轉軸帶動傳動齒輪轉動，同時通過傳動齒帶的傳動作用，使固定軸由連接板帶動攝像頭旋轉，從而可根據(jù)需要的使用角度進行調(diào)節(jié)。

筆者設計的森林防火預警裝置由安裝板、支撐柱、擋雨板、正反轉電機、攝像頭等組成，該裝置通過對多根支撐柱進行二次連接，從而實現(xiàn)了根據(jù)需要的使用高度進行調(diào)節(jié)并固定，且方便安裝使用；通過正反轉電機帶動攝像頭旋轉，從而實現(xiàn)了根據(jù)需要的使用角度進行調(diào)節(jié)，且方便安裝和調(diào)節(jié)。

該森林防火預警裝置是森林火災數(shù)字化預警監(jiān)測的終端設備，具有固定牢固、便于調(diào)節(jié)、定位準確等特點，主要體現(xiàn)在3 個方面。一是該森林防火預警裝置能適應不同的地形，實現(xiàn)在地形復雜的森林火災監(jiān)測盲區(qū)進行穩(wěn)固安裝，是現(xiàn)有森林防火預警設備的重要補充［9-11］。二是該森林防火預警裝置能根據(jù)工作需要來調(diào)節(jié)攝像頭的拍攝角度，能有效擴大森林火災預警的范圍，相比于傳統(tǒng)的一體式結構森林火災預警裝置，拍攝范圍擴大50%以上，能更好地發(fā)現(xiàn)森林火災預警盲區(qū)，提升預警效率［12-13］。三是該森林防火預警裝置的監(jiān)控攝像頭可與外部的監(jiān)控網(wǎng)絡有效連接，通過攝像頭的工作對所處森林環(huán)境進行防火預警實時監(jiān)測，能利用數(shù)字化監(jiān)控預警系統(tǒng)準確定位火災地點，為及時開展火災撲救提供條件，提升救火效率，減少火災發(fā)生，保護森林資源安全［14］。

4 結束語

森林資源是實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的基礎。因此，林業(yè)部門需要加強科學管護，保障其健康可持續(xù)發(fā)展。森林火災是由自然和人為兩種原因造成的，危害巨大，不但會造成森林資源的損失，而且會危及人們的生命和財產(chǎn)安全［15-16］。例如，在滅火的過程中往往需要投入大量的人力、物力、財力，且極易造成人員傷亡［17］。加強森林防火管理工作是保障林業(yè)資源和林業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的前提和基礎，因此林業(yè)部門需要不斷強化防火意識，加大森林防火預警裝置的應用推廣力度，保障森林資源健康發(fā)展［18］。為解決傳統(tǒng)一體式森林防火預警裝置移動和安裝不方便的問題，筆者設計了一種便于調(diào)節(jié)和方便安裝的森林防火預警裝置，該裝置具有固定牢固、便于調(diào)節(jié)、定位準確等特點，適宜在森林防火預警中推廣使用。