CN106983978A - 一种无人机消防平台和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无人机消防平台和控制方法。包括：无人机平台，无人机平台包括喷洒平台和辅助平台；供给设备，至少包括水源供给和泵送装置；控制平台，控制平台与供给设备及无人机平台相连接。辅助平台设置有至少一组，辅助平台上设置有连接管，管路穿过所述连接管与喷洒平台连接在一起。本发明扩大了消防灭火的覆盖范围，提高了消防操作的灵活性和操作人员的安全性。

Description

一种无人机消防平台和控制方法
技术领域
本发明涉及消防设备领域，尤其涉及一种无人机消防平台和控制方法。
背景技术
在消防灭火领域中，消防车通过搭载水箱、水泵、泡沫灭火装置等大型灭火设备，为灭火救灾提供多种工具，是目前火灾救援中使用的主要工具。在目前城市建筑密度增大、高度增加的背景下，开发出了用于扩大灭火范围和高度的登高平台消防车、云梯消防车。
但登高平台消防车存在诸多限制；一是伸缩臂和折叠臂的展开效率不高，从启动到工作平台就位需要较多的准备时间；二是目前的登高平台消防车活动范围依然无法满足作业要求，在楼层高度超过100米、需要跨越障碍物、以及存在爆炸危险等场合时，现有的登高平台消防车无法满足消防灭火的需求；三是操作准确性受限，在针对高层、远距离位置进行消防作业时，由于消防人员无法平视火灾现场，难以精准确定火灾的火源位置，使得灭火的准确性不足，降低了灭火效率。
针对这样的不足，专利公开号CN103253373A的专利公布了一种持续给水空中灭火救援多用途无人机平台及其施救方法，包括：直升机本体、持续给水装置、探测装置、自动驾驶仪及地面显示与操纵装置，其中：所述直升机本体搭载所述持续给水装置及所述自动驾驶仪；所述持续给水装置一端可以连接地面水源，另一端安装于所述直升机本体，与水箱或喷头相连接；所述地面显示与操纵装置通过无线传输模块接收所述探测装置发射的信号。
专利公开号CN205042012U的专利公布了一种灭火无人机持续供水装置，汽车上的水箱中的水由进水管持续不断的向无人机供水进行灭火。定位系统和控制模块均设置在无人机主体的内部，烟雾传感器和温度传感器均设置在无人机主体的底部，探测头安装在无人机主体的前端。
但是，上述两种技术方案，均无法解决无人机消防平台在作业工程中管道的壁障问题；在上述方案中，输送消防用水的管道将无人机消防平台和供水装置直接连接在一起，这在需要跨越障碍物，绕行转向作业时，管道将会限制无人机消防平台的移动范围和角度，不利于精准高效的作业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灭火范围更广的无人机消防平台，通过组合多个无人机和供给设备等，可扩大消防灭火的覆盖范围、提高消防操作的灵活性和操作人员的安全性。
本发明的另一目的在于，提供一种无人机消防车操作方法，其结合传感器和操作平台，能提高灭火救灾的效率和准确性。
本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种无人机消防平台，包括：无人机平台，无人机平台包括喷洒平台和辅助平台；供给设备，至少包括水源供给和泵送装置；控制平台，控制平台与供给设备及无人机平台相连接；管路，管路与供给设备和喷洒平台连接，辅助平台与管路中部连接；
进一步地，喷洒平台主体上安装有电池，电池与喷洒平台连接并为其供电；或在管路上设置有线缆，线缆连接供给设备与喷洒平台，通过供给设备上的电源为喷洒平台供电；
进一步地，喷洒平台包括水枪，水枪安装在喷洒平台主体上；
进一步地，无人机平台上还设有辅助泵送装置，辅助泵送装置与水枪或管路连接，用于提供抽水吸力；或不设置辅助泵送装置，由供给平台的泵送装置供给水源；
进一步地，喷洒平台包括前方广角镜头与下方广角镜头，前方广角镜头安装在喷洒平台主体的前方，下方广角镜头设置在水枪或喷洒平台主体上并指向下方；两组广角镜头的设置可以扩大视野，减少观察盲区；
进一步地，辅助平台设置有至少一组，辅助平台上设置有连接管，管路穿过所述连接管与喷洒平台连接在一起；所述连接管可通过辅助平台主体在竖直平面或水平面内进行转向；
进一步地，辅助平台主体上安装有电池，电池与辅助平台连接；或在管路上设置有线缆，线缆连接供给设备与辅助平台；
进一步地，供给设备至少包括水源供给和泵送装置，水源供给与泵送装置连接，泵送装置与管路连接；优选的，所述水源供给为水箱，所述泵送装置为高压泵；
进一步地，管路安装在卷筒上，通过卷筒的旋转实现管路的收放；
进一步地，控制平台为控制室，通过线缆连接供给设备与喷洒平台、辅助平台和供给平台连接；或控制平台为遥控装置，通过无线信号连接喷洒平台、辅助平台和供给平台。
一种无人机消防平台的控制方法，首先提供上述无人机消防平台；其作业过程的动作顺序如下：首先，喷洒平台进行动作，动作既可以是起飞，也可以是位置调整；随距离供给平台距离的变化，管道从卷筒中伸出或收紧；随着距离的变化，辅助平台依次起飞或降落；随后，喷洒平台飞行至目的点并悬停，随后，辅助平台调整至合适位置并悬停；随后，打开供给平台的泵送装置，将水箱中的水源泵送至喷洒平台即可进行水枪灭火；
优选的，管路从供给平台每伸出或缩回设定距离，即配合起飞或降落一个辅助平台；
进一步地，辅助平台位置的确定顺序为：先规划喷洒平台与供给设备的连线，所述连线在高度方向和水平方向三个维度内进行规划，可以绕过障碍物及转动角度；
随后确定连线的最高点，最高点可为一个或多个；若最高点为喷洒平台所在处,则辅助平台依据线路长度依次布置在连线的平分点处，呈阶梯状下降；若最高点在连线的中部，则先布置辅助平台在最高点处，随后在该最高点与供给设备的连线上及该最高点与喷洒平台的连线上，辅助平台依据线路长度依次布置在连线的平分点处；
管路沿所述连线布置，这样可保证管路在空中呈阶梯状分布，分布规律，有助于水流在管道中的输送；
进一步地，喷洒平台飞行目的点的位置，通过前方广角镜头、下方广角镜头拍摄传回的画面综合确定。
本发明的有益效果是：通过无人机平台，扩大了消防灭火的覆盖范围和角度，提高了消防操作的灵活性和操作人员的安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明跨越障碍作业的示意图。
图2是本发明进行高层作业的示意图。
图3是本发明无人机平台未起飞状态的结构示意图。
图4是本发明无人机平台悬停状态的结构示意图。
图5是本发明喷洒平台的结构示意图。
图6是本发明的控制流程图。
图7是本发明的管路结构示意图。
图8是本发明的另一管路结构示意图。
图9是本发明的辅助平台结构示意图。
图中1无人机消防平台，10无人机平台，100喷洒平台，101前方广角镜头，102下方广角镜头，103吸力泵，104喷洒平台主体，105水枪，106喷洒平台主体，107喷洒平台旋翼，108水枪安装板，109保护罩，120辅助平台，121连接管，20供给设备，21水箱，22高压泵，23低层水枪，30管路，31卷筒，32线缆，33水管，40控制平台，41遥控装置，42控制室。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1至图5所示，根据本发明第一实施例，提供了一种无人机消防平台。该无人机消防平台包括无人机平台、供给设备、控制平台、管路。其中，无人机平台包括喷洒平台和辅助平台，喷洒平台由中部的喷洒平台主体和周侧的旋翼构成。
在喷洒平台主体上安装有电池，电池可以为喷洒平台上的传感器、旋翼、控制系统等供电。
在另一实施例中，喷洒平台中不设置电池，使用管路中的线缆完成电源的输送，从而减轻喷洒平台的自重。
在无人机平台下方设置有两水枪安装板，优选的，两个水枪安装板设置在无人机平台主体下方中部，间隔一定距离设置，在水枪安装板上设有贯穿的安装孔，水枪穿过两贯穿的安装孔安装在所述水枪安装板上；水枪设置在喷洒平台主体下方可以远离机翼，降低中心，从而提高喷洒平台的稳定性。
在另一实施例中，在两水枪安装板之间，还设置有辅助泵送装置，优选的，所述辅助泵送装置为吸力泵，所述辅助泵送装置设置在水枪和管路之间并将连接连接在一起，辅助泵送装置可由管路中的线缆进行供电，也可以由喷洒平台中的电池供电；在无人机平台设置辅助泵送装置，可以为管路中的水流提供额外的吸力，可以减轻供给设备中泵送的压力，提高供水效率。
在无人机平台的旋翼外侧，还设置有保护罩，保护罩为环形构件，其内径大于旋翼，安装在旋翼的外侧；所述保护罩对旋翼起保护作用，可以减轻意外情况下杂物碰撞旋翼对旋翼造成的损坏，从而最大程度的保证无人机平台飞行的稳定。
如图9所示，辅助平台与喷洒平台结构基本一致，所不同的是，在辅助平台下方设置有连接管取代水枪安装板；所述连接管为一贯穿的管件，其内径大于管路，管路可穿过其中部前后移动；所述连接管可通过辅助平台主体在竖直平面或水平面内进行转向；设置连接管，可使得辅助平台移动调整时，管路在其中移动，最终辅助平台可以悬停在不同的管路长度处，便于辅助平台的灵活移动。
辅助平台至少有一组，随管路长度的不同，可以配备多个辅助平台；辅助平台上设置有电池或通过管路上的线缆进行供电。
如图7和图8所示，所述管路以橡胶为内衬，外表面包裹着亚麻编织物制成；优选的，管路安装在卷筒上，通过卷筒的旋转，完成管路的伸长与收紧；在管路的径向同轴设置有线缆部分和水管部分，所述线缆包括电源线和控制信号线，用于给无人机平台供电及传输信号；或在另一实施例中，沿所述管路的线缆和水管部分沿管路径向分隔设置。
供给设备，供给设备至少包括水箱，高压泵，水箱与高压泵连接，高压泵与管路连接，供给设备的形式可以为消防车或其它形式的设备。
优选的，供给设备为消防车，还包括低层水枪；所述低层水枪设置在消防车顶部，低层水枪与水源供给和泵送装置连接；在消防车顶部，还设置有安装喷洒平台及辅助平台的停放位置，便于整体运输，节省准备时间。
控制平台为控制室，通过线缆连接供给设备与喷洒平台、辅助平台和供给平台连接；或控制平台为遥控装置，通过无线信号连接喷洒平台、辅助平台和供给平台。
如图6所示，一种无人机消防平台的控制方法，首先提供上述无人机消防平台；其作业过程的动作顺序如下：首先，喷洒平台进行动作；随距离供给平台距离的变化，管道从卷筒中伸出或收紧；随着距离的变化，辅助平台依次动作；随后，喷洒平台飞行至目的点并悬停，随后，辅助平台调整至合适位置并悬停；随后，打开供给平台的泵送装置，将水箱中的水源泵送至喷洒平台即可进行水枪灭火。上述动作既可以是起飞降落，也可以是位置调整。
具体而言：优选的，管路从供给平台每伸出或缩回设定距离，即配合起飞或降落一个辅助平台；
进一步地，辅助平台位置的确定顺序为：先规划喷洒平台与供给设备的连线，所述连线在高度方向和水平方向三个维度内进行规划，可以绕过障碍物及转动角度；
随后确定连线的最高点，最高点可为一个或多个；若最高点为喷洒平台所在处,则辅助平台依据线路长度依次布置在连线的平分点处，呈阶梯状下降；若最高点在连线的中部，则先布置辅助平台在最高点处，随后在该最高点与供给设备的连线上及该最高点与喷洒平台的连线上，辅助平台依据线路长度依次布置在连线的平分点处；
管路沿所述连线布置，这样可保证管路在空中呈阶梯状分布，分布规律，有助于水流在管道中的输送；
优选的，喷洒平台飞行目的点的位置，通过前方广角镜头、下方广角镜头拍摄传回的画面综合确定。
当然，以上仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，凡运用本发明说明书及图式内容所为之简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利保护范围之内。

Claims (14)

1.一种无人机消防平台，其特征在于，包括：
无人机平台，无人机平台包括喷洒平台和辅助平台；
供给设备，至少包括水源供给和泵送装置；
控制平台，控制平台与控制供给设备及无人机平台工作状态；
管路，管路与供给设备、辅助平台和喷洒平台连接。
2.根据权利要求1所述的一种无人机消防平台，其特征是：辅助平台设置有至少一组，管路穿过所述辅助平台与喷洒平台连接在一起；喷洒平台包括水枪，所述水枪通过管路与供给设备连接。
3.根据权利要求2所述的一种无人机消防平台，其特征是：所述连接管可通过辅助平台主体在竖直平面或水平面内进行转向。
4.根据权利要求2所述的一种无人机消防平台，其特征是：所述管路由输水管和线缆组成，所述线缆包括电源线或控制信号线。
5.根据权利要求4所述的一种无人机消防平台，其特征是：所述管路的线缆与水管部分沿管路径向同轴设置或分隔设置。
6.根据权利要求4所述的一种无人机消防平台，其特征是：管路安装在卷筒上，通过卷筒的旋转实现管路的收放。
7.根据权利要求2所述的一种无人机消防平台，其特征是：喷洒平台包括前方广角镜头与下方广角镜头，前方广角镜头安装在喷洒平台主体的前方，下方广角镜头设置在水枪或喷洒平台主体上并指向下方。
8.根据权利要求7所述的一种无人机消防平台，其特征是：喷洒平台上设有吸力泵，吸力泵与水枪和管路连接。
9.根据权利要求2所述的一种无人机消防平台，其特征是：优选的，供给设备为消防车，还包括低层水枪，低层水枪与水箱和高压泵连接；设置在消防 车顶部，低层水枪与水箱和高压泵连接。
10.根据权利要求1所述的一种无人机消防平台，其特征是：控制平台为控制室，通过线缆连接供给设备与喷洒平台、辅助平台和供给平台连接。
11.根据权利要求10所述的一种无人机消防平台，其特征是：控制平台为遥控装置，通过无线信号连接喷洒平台、辅助平台和供给平台。
12.一种无人机消防平台控制方法，其特征是：提供如权利要求1-9任一项所述的无人机消防平台；其作业过程的动作顺序如下：首先，喷洒平台进行动作；随距离供给平台距离的变化，管道从卷筒中伸出或收紧；随着距离的变化，辅助平台依次动作；随后，喷洒平台飞行至目的点并悬停，随后，辅助平台调整至合适位置并悬停；随后，打开供给平台的高压泵，将水箱中的水源泵送至喷洒平台即可进行水枪灭火。上述动作既可以是起飞降落，也可以是位置调整。
13.根据权利要求12所述的一种无人机消防平台控制方法，其特征是：优选的，管路从供给平台每伸出或缩回设定距离，即配合起飞或降落一个辅助平台。
14.根据权利要求12所述的一种无人机消防平台控制方法，其特征是：辅助平台位置的确定顺序为：先规划喷洒平台与供给设备的连线，所述连线在高度方向和水平方向三个维度内进行规划，可以绕过障碍物及转动角度；随后确定连线的最高点，最高点可为一个或多个；若最高点为喷洒平台所在处,则辅助平台依据线路长度依次布置在连线的平分点处，呈阶梯状下降；若最高点在连线的中部，则先布置辅助平台在最高点处，随后在该最高点与供给设备的连线上及该最高点与喷洒平台的连线上，辅助平台依据线路长度依次布置在连线的平分点处。
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