CN104743105B - 一种救援逃生用飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种救援逃生用飞行器，属于飞行器应用技术领域。本发明的救援逃生用飞行器，包括飞行器本体、安装在飞行器本体两侧的挂载装置、把手、喷水装置和观测云台，所述观测云台中装有摄像机，挂载装置对称安装在飞行器本体两侧，并在飞行器的旋翼支架上安装把手；所述喷水装置主要由水箱、输水管和喷水器组成，水箱安装在飞行器本体底部，且水箱与喷水器通过输水管相连接。本发明能够实时观测火灾现场状况，准确投送救援物资，在逃生过程中可快速将烟雾驱散，并具有灭火降温的作用，为被困人员创造了逃生时机，保障了被困人员的生命安全。

Description

一种救援逃生用飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器应用技术领域，更具体地说，涉及一种救援逃生用飞行器。

背景技术

近年来，高层建筑发生火灾的报道屡见不鲜，而这些高层建筑一旦发生大面积火灾，对被困人员的施救工作将面临巨大困难，常需要向被困人员投放救援物资或自救设备，如食物、绳索、救生衣或救援工具等。但在高层建筑发生火灾时，由于房间或楼道等空间狭小，大量浓烟也导致救援现场能见度较低，无法观测到现场灾情，被困人员也无法看清所投放的救援用品位置，导致救援工作不能有效进行，耽误救援时机。此外，经过调查，发现多数高楼火灾伤亡人员是因为吸入了大量烟雾所导致的。烟雾中含有大量二氧化碳和一些物品燃烧所产生的有毒气体，过多吸入会导致人的意识模糊，失去逃生能力，因此，需要一种快捷有效的逃生方法或者救援设备来保障被困人员的生命安全。

经过检索，现有技术中关于救援飞行器的相关技术方案已有公开，如中国专利申请号：201410265600.0，申请日：2014年6月13日，发明创造名称为：一种物资投放用多旋翼飞行器，该申请案公开了一种物资投放用多旋翼飞行器，包括飞行器本体，飞行器本体中部设有电源和控制器，飞行器本体四周均匀设有翼臂，翼臂的端部设有电机和旋翼，飞行器本体下部设有起落架，飞行器本体中部下方设有提物架，提物架下端面设有立板，立板上通有销轴，销轴的左部设有齿条，提物架的左侧固定有伺服电机，伺服电机的轴上套有与齿条配合的齿轮。该申请案的飞行器具有一定的承载能力，但是在能见度较低的情况下难以将救援用品精确投放至指定区域。

又如中国专利申请号：201320135704.0，申请日：2013年3月25日，发明创造名称为：空中辅助智能救援系统，该申请案实现物资投放的功能采用的是在旋翼飞行器下部安装了机械手，机械手的设计结构易于飞行器抓取物资，但由于机械手所抓取的物资受力点在机械手的两个手爪的结合点处，物资重量较大时，机械手的两个手爪容易脱开，因此捏合状的机械手不适用于抓取大重量物资。

此外，上述的两种专利方案只能实施救援作业，却不能帮助被困人员逃生，这也是现有技术中救援装置普遍存在的问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中救援飞行器难以在能见度较低情况下有效投送救援用品并帮助被困人员逃生的不足，提供了一种救援逃生用飞行器，本发明能够实时观测火灾现场状况，准确投送救援物资，在逃生过程中可快速将烟雾驱散，并具有灭火降温的作用，为被困人员创造了逃生时机，保障了被困人员的生命安全。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种救援逃生用飞行器，包括飞行器本体、安装在飞行器本体两侧的挂载装置、把手、喷水装置和观测云台，所述把手固定在飞行器本体上侧；所述喷水装置主要由水箱、输水管和喷水器组成，水箱安装在飞行器本体底部，且水箱与喷水器通过输水管相连接。

作为本发明更进一步的改进，所述的水箱主要由水箱桶和水箱盖组成，水箱盖安装在飞行器本体下侧，水箱桶与水箱盖螺纹连接；所述水箱盖上安装有增压泵，该增压泵的出水口与输水管的干路管相连。

作为本发明更进一步的改进，所述输水管呈环形分布，输水管与干路管相接处有两条支路，一条支路上安装有舵机控制阀，另一条支路上安装有手动阀，所述输水管上连接有至少两条支路水管，该支路水管固定在旋翼支架上，且支路水管的另一端与喷水器相连。

作为本发明更进一步的改进，所述喷水器包括分水管、加强环和喷头，所述分水管一端与支路水管相连通，分水管另一端与喷头连通，所述喷头均匀间隔设置在加强环上。

作为本发明更进一步的改进，所述把手为矩形框结构。

作为本发明更进一步的改进，所述观测云台中的摄像机为可见光摄像机或红外摄像机。

作为本发明更进一步的改进，所述旋翼支架上装有保护罩，该保护罩为圆筒形。

作为本发明更进一步的改进，所述飞行器为四旋翼飞行器或六旋翼飞行器或八旋翼飞行器。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种救援逃生用飞行器，在火灾浓烟区域，被困人员握住把手，利用飞行器旋翼可以产生风速达到每秒10米的气流，从而使烟雾被驱散，为被困人员逃生创造时机；配合使用喷水器，可辅助灭火，还能降低前方空气温度，减少高温火场对人体的损害；

(2)本发明的一种救援逃生用飞行器，在飞行器本体两侧设置有对称的挂载装置，可一次性挂载多种救援用品，通过摄像机可以实时观测火灾现场状况，实现了在能见度较低环境下为被困人员投送救援用品，送达率高，工作可靠；

(3)本发明的一种救援逃生用飞行器，在旋翼支架上装有圆形保护罩，该保护罩可降低意外撞击时对螺旋桨的损害，并能阻挡火苗喷袭螺旋桨，提高了飞行器的综合性能；

(4)本发明的一种救援逃生用飞行器，在飞行器本体上设置有GPS定位装置，具有定点记录功能，可记录起飞地点和空中定点投掷位置，可设置反复投掷模式，即：无人机投掷一次物资后返回起飞地点，装载后自动飞至上次投掷位置，待地面人员确认后即可再次投掷救援物资，全过程高效快捷。

附图说明

图1为本发明的一种救援逃生用飞行器的结构示意图；

图2为本发明中喷水装置、挂载装置和观测云台的安装位置示意图；

图3为本发明中水箱盖的结构示意图；

图4为本发明中舵机控制阀的结构示意图；

图5为本发明中喷水器的结构示意图；

图6为本发明中挂载装置的结构示意图。

示意图中的标号说明：11、GPS定位装置；12、保护罩；13、把手；14、观测云台；15、挂钩；16、挂载装置；161、脱钩器舵机；162、挂载杆；163、挡板；21、水箱桶；22、水箱盖；23、输水管；231、舵机控制阀；232、手动阀；233、干路管；234、支路水管；24、喷水器；241、分水管；242、加强环；243、喷头；25、增压泵。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1和图2，本实施例的一种救援逃生用飞行器，主要由飞行器本体、安装在飞行器本体两侧的挂载装置16、把手13、喷水装置和观测云台14等组成。其中：飞行器本体可以是四旋翼飞行器、六旋翼飞行器或八旋翼飞行器等，本实施例优选四旋翼飞行器，并在飞行器旋翼支架上安装圆筒形保护罩12，该保护罩12可降低意外撞击时对螺旋桨的损害，并能阻挡火苗喷袭螺旋桨，提高了飞行器的综合性能。在飞行器本体上侧安装有把手13，该把手13上侧为一个矩形框，并通过4根支撑杆与旋翼支架相固定；在逃生时握住该把手13，并将旋翼朝向行走位置，能快速将烟雾驱散。

本实施例中喷水装置主要由水箱、输水管23和喷水器24组成，水箱安装在飞行器本体底部，且水箱与喷水器24通过输水管23相连接。所述水箱主要由水箱桶21和水箱盖22组成，水箱盖22的顶端为四分之三圆环形(如图3)，并设置有折槽，在飞行器本体上固定有3个挂钩15，从缺口处将挂钩15旋入折槽中，必要时可加紧固螺钉，使水箱盖22固定安装在飞行器本体下侧。水箱盖22内壁下端设有螺纹，水箱桶21与水箱盖22螺纹连接，便于使用更换。

在水箱盖22上安装有增压泵25，该增压泵25的出水口与输水管23的干路管233相连。输水管23呈环形分布，输水管23与干路管233相接处有两条支路，一条支路上安装有舵机控制阀231，舵机控制阀231的驱动机构为一对相互啮合的锥齿轮(如图4)，当舵机内电机转动时阀体打开或关闭；输水管23与干路管233相接的另一条支路上安装有手动阀232，手动操作手动阀232可控制该管路水流通断。输水管23上连接有4条支路水管234，该支路水管234固定在旋翼支架上，且支路水管234的出水端与喷水器24相连，喷水器24用以喷水浇灭火源或者减小火势，遏制火灾扩展，减小对人体伤害。

如果采用单根水管灭火，出水量虽然较大，但覆盖面积较小，水流速度低，不能有效减小火势，为了增加喷水面积，本实施例对喷水器24做了改进。该喷水器24包括分水管241、加强环242和喷头243(如图5)，分水管241一端与支路水管234相连通，分水管241另一端与喷头243连通，即：把支路水管234的一条管路分成四条管路，在每个管路上安装一个喷头243，这样每个喷水器24都能覆盖一片火灾区域，并增加了水流速度，灭火效果更好。考虑到分散的分水管241结构容易折断，将四个喷头243均匀间隔设置在加强环242上，采用加强环242来增加结构强度。

本实施例中的飞行器本体上装有观测云台14，该观测云台14中的摄像机为可见光摄像机，观测云台14中还设有转动结构，摄像机安装在转动机构上，改变转动机构的旋转角度可调整摄像机的拍摄视角，以便实时观测到火灾现场状况，寻找到被困人员，实施救助。

本实施例的挂载装置16为脱钩器，脱钩器包括脱钩器舵机161、挡板163和挂载杆162(如图6)，挡板163固定在脱钩器舵机161上，且在挡板163上设有两个环形孔，挂载杆162一端与脱钩器舵机161的连杆相连接，挂载杆162的另一端插装在环形孔中，使环形孔被封闭。使用时把救援物资分散挂载在挡板163的环形孔中，挡板163的孔壁起到阻挡物资掉落作用。控制挂载杆162从一个环形孔中拔出时，该空中的物资被投放，若挂载杆162继续同向运动，则第二个环形孔中的救援物资被投放，使物资得到合理利用，做到有目的性的投放，结构更合理。上述的脱钩器对称安装在飞行器本体两侧，传送物品的同时保证了飞行平稳性，并能一次挂载多种物品，运送能力强。

本实施例的飞行器本体上还装有GPS定位装置11和信号收发装置，通过信号收发装置将无人机的GPS定位装置11获取的位置信息发送到地面接收站，地面救援人员收到信息后可快速找到受困人员，并根据现场情况采取后续救援行动。

具体使用时，在挂载杆162上挂载救援物资，然后由地面操控系统遥控飞行器进入火灾现场，摄像机所拍摄的画面通过信号收发装置传到地面接收站，处理后在显示器上播放，地面施救人员从中观测火灾现场状况，搜寻被困人员；在飞行器本体上携带扩音器，不断发出救援信号，使被困人员快速找到飞行器位置，取得救援物品，或者是通过扩音器指导被困人员快速疏散。

如果被困人员附近着火或者火灾有蔓延趋势，可遥控舵机控制阀231打开，喷水器24喷水灭火，阻止火势蔓延，减小损失；此外，火灾区域温度较高，在被困人员身上喷水降温，也可防止衣物被引燃，减少火灾对人体的伤害。

如果被困人员处于楼道或室内，烟雾较大，能见度较低，这种情况下需要在挂载杆162上挂载防毒面罩；如果被困人员较多，需要多次运送防毒面罩，可设置反复运送模式，即：飞行器运送一次防毒面具后，迅速返回起飞地点，由人工装载防毒面具，飞行器通过GPS定位装置11记录的位置信息飞至上次投掷防毒面具的空中位置，进行二次投递，全程高效快捷。当被困人员戴上防毒面具逃生时，大量烟雾使其难以看清前行路况，则被困人员可以握住飞行器本体上的把手13，旋翼的快速旋转可以产生风速达到每秒10米的气流，从而使烟雾被驱散，为被困人员逃生创造时机。

此外，还可人工操作打开手动阀232对着火点喷水，扑灭逃生过程中遇到的火源，或者减小其火势以便能安全通过。

如果被困人员是处于楼层中部，又无法从楼层里的安全通道内离开，则可以通过飞行器为被困人员投送逃生绳，助其逃离危险区域。因为在飞行器本体两侧都设有挂载装置16，本救援飞行器可以一次运送包括救生绳、防爆服和防毒面具等物品，提高了运送效率，所运送物资也可根据具体情况而定。

实施例2

本实施例的一种救援逃生用飞行器，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例的飞行器本体采用六旋翼飞行器，观测云台14中的摄像机采用红外摄像机。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种救援逃生用飞行器，包括飞行器本体和安装在飞行器本体两侧的挂载装置(16)，其特征在于：还包括把手(13)、喷水装置和观测云台(14)，所述把手(13)固定在飞行器本体上侧；所述喷水装置主要由水箱、输水管(23)和喷水器(24)组成，水箱安装在飞行器本体底部，且水箱与喷水器(24)通过输水管(23)相连接，所述输水管(23)呈环形分布，输水管(23)与干路管(233)相接处有两条支路，一条支路上安装有舵机控制阀(231)，另一条支路上安装有手动阀(232)，所述输水管(23)上连接有至少两条支路水管(234)，该支路水管(234)固定在旋翼支架上，且支路水管(234)的另一端与喷水器(24)相连。

2.根据权利要求1所述的一种救援逃生用飞行器，其特征在于：所述的水箱主要由水箱桶(21)和水箱盖(22)组成，水箱盖(22)的顶端为四分之三圆环形，并设置有折槽，在飞行器本体上固定有3个挂钩(15)，从缺口处将挂钩(15)旋入折槽中使水箱盖(22)安装在飞行器本体下侧，水箱桶(21)与水箱盖(22)螺纹连接；所述水箱盖(22)上安装有增压泵(25)，该增压泵(25)的出水口与输水管(23)的干路管(233)相连。

3.根据权利要求2所述的一种救援逃生用飞行器，其特征在于：所述喷水器(24)包括分水管(241)、加强环(242)和喷头(243)，所述分水管(241)一端与支路水管(234)相连通，分水管(241)另一端与喷头(243)连通，所述喷头(243)均匀间隔设置在加强环(242)上。

4.根据权利要求1或3所述的一种救援逃生用飞行器，其特征在于：所述把手(13)为矩形框结构。

5.根据权利要求4所述的一种救援逃生用飞行器，其特征在于：所述观测云台(14)中的摄像机为可见光摄像机或红外摄像机。

6.根据权利要求5所述的一种救援逃生用飞行器，其特征在于：所述旋翼支架上装有保护罩(12)，该保护罩(12)为圆筒形。

7.根据权利要求6所述的一种救援逃生用飞行器，其特征在于：所述飞行器为四旋翼飞行器、六旋翼飞行器或八旋翼飞行器。