CN104129502A - 后置式拖拉纳米二氧化钛光催化网消除雾霾的双架无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及后置式拖拉纳米二氧化钛光催化网消除雾霾的双架无人机，属于森林防火技术领域。无人机甲和无人机乙比翼双飞，无人机甲和无人机乙的尾部各连接有一根内有导电线的可伸缩支撑管的里端，两根内有导电线的可伸缩支撑管的外端连接有纳米二氧化钛光催化网，在距纳米二氧化钛光催化网不远的内有导电线的可伸缩支撑管上、安装紫外线LED照明网和紫外线LED照明灯。从无人机内锂离子电池输出的电流通过导电线输入紫外线LED照明灯，放射出的紫外光、激活纳米二氧化钛光催化网表层的纳米二氧化钛生成的高活性基团，能氧化分解污染的霾，提高空气的透明度，使监控人员看清地面上枯枝残叶的录像画面，及早发现森林火情，及时扑灭火灾。
Description
技术领域
本发明涉及后置式拖拉纳米二氧化钛光催化网消除雾霾的双架无人机，属于森林防火技术领域。
背景技术
2013年早春，本发明人缪同春应邀到无锡惠山参观森林防火演练，惠山上生长有许多的松树，松树的枯枝落叶在林下铺成地毯式的残枝枯叶层，遇上久晴干旱的天气，这一层枯黄色的松树枯枝落叶极易着火燃烧，山上个别游客违反规定丢弃明火的香烟头，香烟头的明火点燃松树枝叶，火苗上窜，引起火灾，烧毁成片的松树林，造成旅游景观和林木财产的损失。多年来，惠山防火指挥部组织人力巡山。两个人一小组，沿着选定的林间小道一边步行、一边察看有无火情发生，这种防火方式，费时费力，效率低下。六年前，惠山上建设了防火监控室，在许多松树的林间安装了摄像头，每时每刻将松林里的图像传送到防火监控室的多幅显示屏上。监控技术人员随时可以看到惠山松树林各个部分的多幅图像。由于惠山是由头茅峰、二茅峰、三茅峰三个高度不相同的山头组成的，山势起伏，峰谷交错，雾霾会下沉到一些阴面山坡的底部，尽管上午10时已到，太阳光照射到大面积的山坡上，明媚的阳光给观察松林、监控火情创造了条件，但下沉到阴面山坡的底部的雾霾遮住了一部分松林，影响了对松林的全面监控，给森林防火工作留下了隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供后置式拖拉纳米二氧化钛光催化网消除雾霾的双架无人机。
空气中的雾霾是由雾和霾两种物质组成的，雾的成分是水蒸气，喷消雾剂可以消除雾，霾的成分相当复杂，包含有燃烧石油和煤炭排放的多种有机化合物，喷消雾剂是不能消除霾的。
现代科学研究发现：纳米二氧化钛光催化网是N型半导体，禁带宽度为3.0cV，属于380nm以下的紫外光的激发范围，二氧化钛价带上的电子在紫外光的作用下可以被激发跃迁到导带，在价带中会产生相应的空穴，随后空穴和电子与吸附在二氧化钛表面上的水等发生作用，生成高活性基团，高活性基团中有极强氧化作用的活性氧和氢氧自由基，能氧化分解霾中的有害的有机污染物，将有害的有机污染物分解成无害的二氧化碳和水。二氧化钛光催化剂的广泛应用，可以减少或去除空气中的污染霾，使空气清新、透明。
双架无人机拖拉工作幅度宽的紫外线LED照明网和纳米二氧化钛光催化网，在下沉到阴面山坡的底部的雾霾中往返穿行，在单架无人机首先向雾霾喷射消雾剂消除雾的基础上，双架无人机内的锂离子电池输出电流驱动紫外线LED照明网上的紫外线LED照明灯发光，在紫外线的照射下，充分发挥纳米二氧化钛光催化网表面上的纳米二氧化钛的界面面积大的优势，大量分解触及纳米二氧化钛光催化网的有机污染物，迅速分解并消除霾，使松林上方的空气清新，提高了林间空气的透明度，安装在松林附近的摄像头将清晰的图像传送到防火监控室，有利于监控技术人员观察和发现图像画面中的火情，进行及时的报告和处置。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
由无人机甲1、锂离子电池甲2、电动机甲3、电动螺旋桨甲4、导电线5、内有导电线的可伸缩支撑管6、无人机乙7、锂离子电池乙8、电动机乙9、电动螺旋桨乙10、紫外线LED照明网11、紫外线LED照明灯12、纳米二氧化钛光催化网13共同组成；
在无人机甲1的内部安装有锂离子电池甲2、电动机甲3、导电线5，在无人机甲1的前端安装有电动螺旋桨甲4，在无人机甲1的尾部安装有内有导电线的可伸缩支撑管6，在无人机乙7的内部安装有锂离子电池乙8、电动机乙9、、导电线5，在无人机乙7的前端安装有电动螺旋桨乙10，在无人机乙7的尾部安装有内有导电线的可伸缩支撑管6，在无人机甲1尾部的内有导电线的可伸缩支撑管6的另一端和无人机乙7尾部的内有导电线的可伸缩支撑管6的另一端安装有面积20平方米—160平方米的纳米二氧化钛光催化网13，在距离纳米二氧化钛光催化网13不远的内有导电线的可伸缩支撑管6的中段上安装有紫外线LED照明网11，在紫外线LED照明网11上安装有紫外线LED照明灯12；
无人机甲1内的锂离子电池甲2通过导电线5与电动机甲3连接，电动机甲3通过动力输出轴与电动螺旋桨甲4连接，锂离子电池甲2通过导电线5与紫外线LED照明网11和紫外线LED照明灯12连接，无人机乙7内的锂离子电池乙8通过导电线5与电动机乙9连接，电动机乙9通过动力输出轴与电动螺旋桨乙10连接，锂离子电池乙8通过导电线5与紫外线LED照明网11和紫外线LED照明灯12连接。
紫外线LED照明灯12的功率是0.5W—5W。
锂离子电池甲2和锂离子电池乙8是磷酸铁锂锂离子电池或钴酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：①双架无人机拖拉的纳米二氧化钛光催化网工作幅度宽，安装与纳米二氧化钛光催化网相同工作宽度的紫外线LED照明网上的紫外线LED照明灯放射的紫外线激活纳米二氧化钛光催化网上的纳米二氧化钛氧化分解霾中的污染有机物，使松林上方的空气的透明度得到改善，有利于安装在松林附近的摄像头摄录到清晰的林间画面，有利于防火监控室的技术人员准确研判松林里清晰的图像，及时发现和防控森林火情。②紫外线激活纳米二氧化钛光催化网上的纳米二氧化钛氧化分解林间沉霾中的污染有机物，将有害的污染有机物分解为无害的水和二氧化碳，改善了旅游区林间的空气质量，有益于游客的身心健康。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
无人机甲和无人机乙比翼双飞，无人机甲和无人机乙的尾部各连接有一根内有导电线的可伸缩支撑管的里端，两根内有导电线的可伸缩支撑管的外端连接有纳米二氧化钛光催化网，在距纳米二氧化钛光催化网不远的内有导电线的可伸缩支撑管上、安装紫外线LED照明网和紫外线LED照明灯。从无人机内锂离子电池输出的电流通过导电线输入紫外线LED照明灯，放射出的紫外光、激活纳米二氧化钛光催化网表层的纳米二氧化钛生成的高活性基团，能氧化分解污染的霾，提高空气的透明度，使监控人员看清地面上枯枝残叶的录像画面，及早发现森林火情，及时扑灭火灾。
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
由无人机甲1、锂离子电池甲2、电动机甲3、电动螺旋桨甲4、导电线5、内有导电线的可伸缩支撑管6、无人机乙7、锂离子电池乙8、电动机乙9、电动螺旋桨乙10、紫外线LED照明网11、紫外线LED照明灯12、纳米二氧化钛光催化网13共同组成；
在无人机甲1的内部安装有锂离子电池甲2、电动机甲3、导电线5，在无人机甲1的前端安装有电动螺旋桨甲4，在无人机甲1的尾部安装有内有导电线的可伸缩支撑管6，在无人机乙7的内部安装有锂离子电池乙8、电动机乙9、、导电线5，在无人机乙7的前端安装有电动螺旋桨乙10，在无人机乙7的尾部安装有内有导电线的可伸缩支撑管6，在无人机甲1尾部的内有导电线的可伸缩支撑管6的另一端和无人机乙7尾部的内有导电线的可伸缩支撑管6的另一端安装有面积20平方米—160平方米的纳米二氧化钛光催化网13，在距离纳米二氧化钛光催化网13不远的内有导电线的可伸缩支撑管6的中段上安装有紫外线LED照明网11，在紫外线LED照明网11上安装有紫外线LED照明灯12；
无人机甲1内的锂离子电池甲2通过导电线5与电动机甲3连接，电动机甲3通过动力输出轴与电动螺旋桨甲4连接，锂离子电池甲2通过导电线5与紫外线LED照明网11和紫外线LED照明灯12连接，无人机乙7内的锂离子电池乙8通过导电线5与电动机乙9连接，电动机乙9通过动力输出轴与电动螺旋桨乙10连接，锂离子电池乙8通过导电线5与紫外线LED照明网11和紫外线LED照明灯12连接。
紫外线LED照明灯12的功率是0.5W—5W。
锂离子电池甲2和锂离子电池乙8是磷酸铁锂锂离子电池或钴酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池。
在防火监控室内观察由多个监控火情的摄像头传输来的监控林区实时情景的图像的监控技术人员发现，尽管上午的时间已到十点钟，太阳高高升起，惠山朝阳坡面上的雾霾已经消失散去，但是背阴坡面的底部仍然有一片片的灰色雾霾笼罩在松林的上方，遮挡住散射的光线，使摄像头无法将林下的火苗录进镜头，造成雾霾遮挡的林下成为察觉火苗的死角。监控技术人员根据监控实际情况，先派出可以遥控的、装备有电动喷消雾剂器的单架无人机飞进雾霾层来回穿梭飞行，同时进行喷雾作业，喷出消雾剂消除雾水，接着派出可以遥控的、安装有紫外线LED照明网和纳米二氧化钛光催化网的双架无人机飞进雾霾层来回穿梭进行灭霾作业，由无人机甲和无人机乙组成的双架无人机工作幅度宽，灭霾工作的专业性强，从锂离子电池甲和锂离子电池乙输出的电流通过导电线输入紫外线LED照明网和紫外线LED照明灯，在紫外线LED照明灯内电能转换成光能，放射出紫外线，紫外线激活纳米二氧化钛光催化网表层上的纳米二氧化钛涂料，在二氧化钛表面上生成具有极强氧化作用的高活性基团，高活性基团能分解霾中的有害的有机污染物，将有害的有机污染物分解成无害的二氧化碳和水。双架无人机工作幅度宽，由于双架无人机在机尾后方拖拉的紫外线LED照明网和纳米二氧化钛光催化网的工作面积大，因此在背阳的阴面山坡的底部的雾霾中往返多次穿行时，能消除雾霾中大量的霾，提高空气的透明度，有利于森林防火监控人员全面监控林间的火情，不留观察死角，及早发现火苗，及时扑灭火灾，避免财产损失，保护生态环境。
现举出实施例如下：
实施例一：
在无人机甲内磷酸铁锂锂离子电池甲通过导电线向电动机甲供电，提供无人机甲飞行所需的电力，磷酸铁锂锂离子电池甲通过导电线向安装在紫外线LED照明网上的紫外线LED照明灯供电，在紫外线LED照明灯内电能转换成光能、放射出紫外光，在无人机乙内磷酸铁锂锂离子电池乙通过导电线向电动机乙供电，提供无人机乙飞行所需的电力，磷酸铁锂锂离子电池乙通过导电线向安装在紫外线LED照明网上的紫外线LED照明灯供电，在紫外线LED照明灯内电能转换成光能、放射出紫外光，紫外光照射纳米二氧化钛光催化网表层的纳米二氧化钛生成高活性基团，高活性基团中有极强氧化作用的活性氧和氢氧自由基，能氧化分解霾中的有害的有机污染物，将有害的有机污染物分解成无害的二氧化碳和水，从而提高空气的透明度，让防火监控室内的监控技术人员能看清森林实况摄像、录像中有无火情，及早发现火苗，及时扑灭火苗，保护森林的安全。
实施例二：
在无人机甲内锰酸锂锂离子电池甲通过导电线向电动机甲供电，提供无人机甲飞行所需的电力，锰酸锂锂离子电池甲通过导电线向安装在紫外线LED照明网上的紫外线LED照明灯供电，在紫外线LED照明灯内电能转换成光能、放射出紫外光，在无人机乙内锰酸锂锂离子电池乙通过导电线向电动机乙供电，提供无人机乙飞行所需的电力，锰酸锂锂离子电池乙通过导电线向安装在紫外线LED照明网上的紫外线LED照明灯供电，在紫外线LED照明灯内电能转换成光能、放射出紫外光，紫外光照射纳米二氧化钛光催化网表层的纳米二氧化钛生成高活性基团，高活性基团中有极强氧化作用的活性氧和氢氧自由基，能氧化分解霾中的有害的有机污染物，将有害的有机污染物分解成无害的二氧化碳和水，从而提高空气的透明度，让防火监控室内的监控技术人员能看清森林实况摄像、录像中有无火情，及早发现火苗，及时扑灭火苗，保护森林的安全。
Claims (3)
1.后置式拖拉纳米二氧化钛光催化网消除雾霾的双架无人机，其特征是，由无人机甲（1）、锂离子电池甲（2）、电动机甲（3）、电动螺旋桨甲（4）、导电线（5）、内有导电线的可伸缩支撑管（6）、无人机乙（7）、锂离子电池乙（8）、电动机乙（9）、电动螺旋桨乙（10）、紫外线LED照明网（11）、紫外线LED照明灯（12）、纳米二氧化钛光催化网（13）共同组成；
在无人机甲（1）的内部安装有锂离子电池甲（2）、电动机甲（3）、导电线（5），在无人机甲（1）的前端安装有电动螺旋桨甲（4），在无人机甲（1）的尾部安装有内有导电线的可伸缩支撑管（6），在无人机乙（7）的内部安装有锂离子电池乙（8）、电动机乙（9）、、导电线（5），在无人机乙（7）的前端安装有电动螺旋桨乙（10），在无人机乙（7）的尾部安装有内有导电线的可伸缩支撑管（6），在无人机甲（1）尾部的内有导电线的可伸缩支撑管（6）的另一端和无人机乙（7）尾部的内有导电线的可伸缩支撑管（6）的另一端安装有面积20平方米—160平方米的纳米二氧化钛光催化网（13），在距离纳米二氧化钛光催化网（13）不远的内有导电线的可伸缩支撑管（6）的中段上安装有紫外线LED照明网（11），在紫外线LED照明网（11）上安装有紫外线LED照明灯（12）；
无人机甲（1）内的锂离子电池甲（2）通过导电线（5）与电动机甲（3）连接，电动机甲（3）通过动力输出轴与电动螺旋桨甲（4）连接，锂离子电池甲（2）通过导电线（5）与紫外线LED照明网（11）和紫外线LED照明灯（12）连接，无人机乙（7）内的锂离子电池乙（8）通过导电线（5）与电动机乙（9）连接，电动机乙（9）通过动力输出轴与电动螺旋桨乙（10）连接，锂离子电池乙（8）通过导电线（5）与紫外线LED照明网（11）和紫外线LED照明灯（12）连接。
2.根据权利要求1所述的后置式拖拉纳米二氧化钛光催化网消除雾霾的双架无人机，其特征是，所述的紫外线LED照明灯（12）的功率是0.5W—5W。
3.根据权利要求1所述的后置式拖拉纳米二氧化钛光催化网消除雾霾的双架无人机，其特征是，所述的锂离子电池甲（2）和锂离子电池乙（8）是磷酸铁锂锂离子电池或钴酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池。
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