CN106965930A - 一种具有液压减震炮管的消防无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有液压减震炮管的消防无人机，包括飞行机构和控制箱，控制箱设置于飞行机构上，飞行机构下方平行设置有多个消防炮，消防炮通过炮体固定件固定于飞行机构下面；消防炮包括炮筒和炮管，炮筒套设在炮管外；炮筒中部内径大于两端内径，炮筒中部设置有第一弹簧和第二弹簧；炮管外表面中部设置有一凸起部，凸起部设置于第一弹簧和第二弹簧之间；炮筒底部设置有一活塞，活塞与炮管底面通过一连杆固定连接，活塞上设置有至少一个通孔；活塞于炮管之间设置有一隔板，连杆穿过所述隔板，隔板与炮筒底部构成一密闭空间；密闭空间内注入有液体；本发明通过液压减震减小消防炮后坐力，配合弹簧，能够进一步保证无人机平稳飞行。

Description

一种具有液压减震炮管的消防无人机

技术领域

本发明属于无人机消防领域，具体涉及一种具有液压减震炮管的消防无人机。

背景技术

现今社会中，随着城镇化推进，高楼建设速度加快，但应对高楼消防的设备发展相对滞后，同时，随着化工行业的迅速发展，各类容易爆炸不适合人类靠近处理的消防事件呈上升趋势。今年来，消防官兵因高楼消防设备滞后、消防过程中近距离处理易爆案件导致伤亡人数不断增多，这一消防上的难题一直未得到解决。目前的消防手段，多是采用云梯消防车来解决高楼消防问题，普通的云梯消防车的有效作业高度为30-50米，再高的可达60-70米。但消防车因体积较大，在出警消防时受到街道通常度限制，难以在狭窄街道通行，常常不能在第一时间赶到火灾现场，导致火灾进一步恶化。

高层建筑一旦发生火灾，有一个显著的特征是“烟囱效应”，即：在底层发生的火灾形成的热空气，因为密度交底，经电梯槽或楼梯通道得以网上流动，就像一个巨大的烟囱中的气流，使高热气体不断在通道得顶部积聚，结果是使火势透过这种空气的对流在大厦的顶层制造另一个火场。而且随着热空气的排出，新鲜空气不断从底部流程吸入，导致火势进一步加剧。这种火灾多是顺着电梯槽或楼道通道蔓延，消防队员不能像处理一般建筑火灾那样从外部进行灭火，只能佩戴空气呼吸器进入火场，通过内部强攻扑救大火。但是，在这些狭窄区域，灭火设备无法有效作业，一旦火灾蔓延到高层楼层，消防员无法携带灭火设备进行扑救，给救援工作带来了很大的困难。

随着科技的发展，无人机技术日趋成熟，无人机以其速度快、操作灵活的特点被广泛应用，并被引入到消防灭火领域。一般是将消防炮搭载无人机飞向高层建筑的火灾现场，并发射消防弹来灭火，但是，消防炮发射消防弹时，会具有一定的后坐力，而无人机机身较轻，后坐力太大会导致无人机直接失去平衡，甚至坠机，后坐力小则导致消防弹射程范围减小，因此，导致消防无人机的使用被制约。

发明内容

为了解决现有技术中存在的因发射消防弹产生的后坐力而可能导致无人机坠机的技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种具有液压减震炮管的消防无人机，包括飞行机构和控制箱，所述控制箱设置于所述飞行机构上，所述飞行机构下方平行设置有多个消防炮，所述消防炮通过炮体固定件固定于所述飞行机构下面，所述炮体固定件套设在所述多个平行设置的消防炮上；

所述消防炮包括炮筒和炮管，所述炮筒套设在所述炮管外；

所述炮筒中部内径大于两端内径，所述炮筒中部设置有第一弹簧和第二弹簧；

所述炮管外表面中部设置有一凸起部，所述凸起部设置于所述第一弹簧和第二弹簧之间；

所述炮筒底部设置有一活塞，所述活塞于所述炮管底面通过一连杆固定连接，所述活塞上设置有至少一个通孔；

所述活塞与炮管之间设置有一隔板，所述连杆穿过所述隔板，所述隔板与所述炮筒底部构成一密闭空间；

所述密闭空间内注入有液体。

作为本发明的进一步说明，所述炮体固定件和所述飞行机构之间设置有减震装置；

所述减震装置包括设置于所述飞行机构下方的至少一组滑轨，所述滑轨两端固定连接有固定板，所述固定板顶端固定于所述飞行机构下面；

所述滑轨上开口向上的滑槽内设置有两个滑块；

所述滑轨两端分别套设有左弹簧和右弹簧，所述左弹簧和右弹簧一端固定在所述固定板上，另一端固定在所述滑块上；

所述滑块上固定连接有第一连接板，所述滑轨两侧设置有两块第二连接板，所述第一连接板和第二连接板的上端固定连接；

所述第二连接板下端与所述炮体固定件上表面固定连接。

作为本发明的进一步说明，所述炮体固定件下表面固定设置有支撑腿。

作为本发明的进一步说明，所述支撑腿包括套筒、第三弹簧和伸缩杆，所述第三弹簧设置于所述套筒内，所述伸缩杆顶端固定于所述炮管固定件下表面，底端伸入所述套筒内。

作为本发明的进一步说明，所述飞行机构包括旋翼平台、旋翼臂、旋翼和飞行电机，所述旋翼臂均匀固定于所述旋翼平台边缘，所述旋翼安装于所述旋翼臂末端、并由所述飞行电机驱动旋转。

作为本发明的进一步说明，所述控制箱设置于所述旋翼平台上，所述控制箱内设置有蓄电池和摄像头。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

本发明的消防无人机，炮筒底部的密闭空间内注入有液体，在发射消防炮弹时，该液体能够起到液压减震的效果，减小炮管的后坐力，炮管外侧套设的第一弹簧和第二弹簧，能够对炮管形成一个恢复力，使炮管迅速复位；在滑轨两端设置的左弹簧和右弹簧对消防炮形成二次减震，能够保证无人机平稳飞行。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的消防无人机结构示意图。

图2是本发明的消防无人机A-A剖面示意图。

图3是本发明的消防无人机消防炮结构示意图。

图中：1、消防炮；2、炮体固定件；3、炮筒；4、炮管；5、第一弹簧；6、第二弹簧；7、凸起部；8、活塞；9、连杆；10、通孔；11、隔板；12、密闭空间；13、控制箱；14、滑轨；15、固定板；16、滑块；17、左弹簧；18、右弹簧；19、第一连接板；20、第二连接板；21、第三弹簧；22、伸缩杆；23、套筒；24、旋翼平台；25、旋翼臂；26、旋翼；27、飞行电机。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

如图1、图2所示，本发明的一种具有液压减震炮管的消防无人机结构示意图和A-A剖面示意图，包括飞行机构和控制箱13，控制箱13设置于飞行机构上，飞行机构下方平行设置有多个消防炮1，消防炮1通过炮体固定件2固定于飞行机构下面，炮体固定件2套设在多个平行设置的消防炮1上。

如图3所示，消防炮结构示意图，消防炮1包括炮筒3和炮管4，炮筒3套设在所述炮管4外；炮筒3中部内径大于两端内径，炮筒3中部设置有第一弹簧5和第二弹簧6；炮管4外表面中部设置有一凸起部7，凸起部7设置于第一弹簧5和第二弹簧6之间；炮筒3底部设置有一活塞8，活塞8于炮管4底面通过一连杆9固定连接，活塞8上设置有至少一个通孔10；活塞8与炮管4之间设置有一隔板11，连杆9穿过所述隔板11，隔板11与炮筒3底部构成一密闭空间12；密闭空间12内注入有液体。

当发射消防弹时，炮管4会向相反方向运动，此时，第二弹簧6被压缩，对炮管4形成反方向（消防弹发射方向）的作用力，活塞8也向炮筒3底部运动，此时，密闭空间12内的液体通过活塞8上的通孔10左边空间注入右边空间（以图3中左右为准），由于活塞8上设置至少一个通孔10，而通孔10直径很小（优选3-5mm），所以液体流动缓慢，此时对减小活塞8运动的速度，即减小了炮管4的后坐力，当炮管4后坐力减为零时，由于第二弹簧6的弹力作用，使炮管4向消防弹发射方向运动，此时，为避免凸起部7与炮筒3相撞，所以设置了第一弹簧5，当炮管4因第二弹簧6的作用力向消防弹发射方向运动时，则压缩第一弹簧5，同时，活塞8也向消防弹发射方向运动，密闭空间12的液体通过活塞8上的通孔10由右边空间注入左边空间，由于液体流动缓慢，所以减小活塞8运动速度，即减小了炮管4的作用力，因液体被压缩时流动缓慢，所以在炮管4移动，活塞8压缩密闭空间12内的液体时，液体会更好的阻止活塞8移动，达到减震效果，在配合第一弹簧5和第二弹簧6，对凸起部7形成限位，保证炮管4和炮筒3不会剧烈撞击，保证无人机发射消防弹时，也能够平稳飞行。

虽然消防炮1内部设置的第一弹簧5、第二弹簧6以及密闭空间12内的液体和活塞8能够实现减小炮管4后坐力和使炮管4迅速恢复原位，但是，在发射消防炮1时，消防炮1整体也会具有一定的后坐力，消防炮1整体也会相对于无人机飞行机构向消防弹的反方向运动，此时，如果后坐力过大，也会导致无人机失去平衡，甚至坠机。

优选地，炮体固定件2和飞行机构之间设置有减震装置；该减震装置包括设置于飞行机构下方的至少一组滑轨14，滑轨14两端固定连接有固定板15，固定板15顶端固定于飞行机构下面；滑轨14上开口向上的滑槽内设置有两个滑块16；滑轨14两端分别套设有左弹簧17和右弹簧18，左弹簧17和右弹簧18一端固定在固定板15上，另一端固定在滑块16上；滑块16上固定连接有第一连接板19，滑轨14两侧设置有两块第二连接板20，第一连接板19和第二连接板20的上端固定连接；第二连接板20下端与炮体固定件2上表面固定连接。

当发射消防弹时，由于后坐力的作用，消防炮1整体带动滑块16向消防弹发射的反方向运动，此时压缩左弹簧17，左弹簧17对滑块16施加一个反方向（消防弹发射方向）的弹力，从而减小后坐力，当消防炮1的后坐力消失时，此时由于左弹簧17的弹力，使消防炮1向消防弹发射方向运动，此时压缩右弹簧18，由于此时的弹力远小于发射消防弹时的后坐力，所以在右弹簧18的弹力作用下，消防炮1再次向发射消防弹的反方向运动，这样在弹力作用下，虽然会导致无人机产生晃动，但由于能量损失，每次的弹力都依次减小，该晃动不会导致无人机失去平衡，更不会导致无人机发生坠机，该左弹簧17和右弹簧18形成二次减震，进一步保证无人机平稳飞行。

优选地，炮体固定件2下表面固定设置有支撑腿。支撑腿包括套筒23、第三弹簧21和伸缩杆22，第三弹簧21设置于套筒23内，伸缩杆22顶端固定于炮管4固定件下表面，底端伸入套筒23内。该第三弹簧21在无人机起飞和降落时，起到减震作用，使无人机起飞和降落也能够平稳进行。

飞行机构包括旋翼平台24、旋翼臂25、旋翼26和飞行电机27，旋翼臂25均匀固定于旋翼平台24边缘，旋翼26安装于旋翼臂25末端、并由飞行电机27驱动旋转。控制箱13设置于旋翼平台24上，控制箱13内设置有蓄电池和摄像头。

该消防无人机，由蓄电池供电，由飞行电机27驱动旋翼26旋转飞行，控制中心通过摄像头确定无人机飞行路线和目标，并且对目标发射消防弹，在该无人机上，炮体固定件2上能够安装多个消防炮1，具体数量可根据无人机的载重量确定，在灭火时，可对火势较大的区域发射多枚消防弹，这样能够避免因为往返装弹而浪费时间，错过灭火的最佳时机。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有液压减震炮管的消防无人机，包括飞行机构和控制箱（13），所述控制箱（13）设置于所述飞行机构上，其特征在于：所述飞行机构下方平行设置有多个消防炮（1），所述消防炮（1）通过炮体固定件（2）固定于所述飞行机构下面，所述炮体固定件（2）套设在所述多个平行设置的消防炮（1）上；

所述消防炮（1）包括炮筒（3）和炮管（4），所述炮筒（3）套设在所述炮管（4）外；

所述炮筒（3）中部内径大于两端内径，所述炮筒（3）中部设置有第一弹簧（5）和第二弹簧（6）；

所述炮管（4）外表面中部设置有一凸起部（7），所述凸起部（7）设置于所述第一弹簧（5）和第二弹簧（6）之间；

所述炮筒（3）底部设置有一活塞（8），所述活塞（8）于所述炮管（4）底面通过一连杆（9）固定连接，所述活塞（8）上设置有至少一个通孔（10）；

所述活塞（8）与炮管（4）之间设置有一隔板（11），所述连杆（9）穿过所述隔板（11），所述隔板（11）与所述炮筒（3）底部构成一密闭空间（12）；

所述密闭空间（12）内注入有液体。

2.根据权利要求1所述的消防无人机，其特征在于：所述炮体固定件（2）和所述飞行机构之间设置有减震装置；

所述减震装置包括设置于所述飞行机构下方的至少一组滑轨（14），所述滑轨（14）两端固定连接有固定板（15），所述固定板（15）顶端固定于所述飞行机构下面；

所述滑轨（14）上开口向上的滑槽内设置有两个滑块（16）；

所述滑轨（14）两端分别套设有左弹簧（17）和右弹簧（18），所述左弹簧（17）和右弹簧（18）一端固定在所述固定板（15）上，另一端固定在所述滑块（16）上；

所述滑块（16）上固定连接有第一连接板（19），所述滑轨（14）两侧设置有两块第二连接板（20），所述第一连接板（19）和第二连接板（20）的上端固定连接；

所述第二连接板（20）下端与所述炮体固定件（2）上表面固定连接。

3.根据权利要求2所述的消防无人机，其特征在于：所述炮体固定件（2）下表面固定设置有支撑腿。

4.根据权利要求3所述的消防无人机，其特征在于：所述支撑腿包括套筒（23）、第三弹簧（21）和伸缩杆（22），所述第三弹簧（21）设置于所述套筒（23）内，所述伸缩杆（22）顶端固定于所述炮管（4）固定件下表面，底端伸入所述套筒（23）内。

5.根据权利要求1-4任一项所述的消防无人机，其特征在于：所述飞行机构包括旋翼平台（24）、旋翼臂（25）、旋翼（26）和飞行电机（27），所述旋翼臂（25）均匀固定于所述旋翼平台（24）边缘，所述旋翼（26）安装于所述旋翼臂（25）末端、并由所述飞行电机（27）驱动旋转。

6.根据权利要求5所述的消防无人机，其特征在于：所述控制箱（13）设置于所述旋翼平台（24）上，所述控制箱（13）内设置有蓄电池和摄像头。