CN107088274A - 一种高层建筑消防与救援飞行器及其工作方式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高层建筑消防及救援飞行器,并公开了该设备的工作方式。该设备可以低成本地实现当前消防车不能到达的灭火高度,例如300米以上的高层建筑着火。
Description
技术领域
本发明属于消防领域,特别是一种高层建筑消防与救援飞行器及其工作方式。
背景技术
高度大于10层或者大于24米的建筑称为高层建筑、高度大于100米的建筑称之为超高层建筑。高层建筑着火后的灭火救援工作非常困难。因为当前消防车的喷水高度只有100多米,只有大约30多层的高度。然而,现在超过50层、100层的建筑比比皆是。
高层建筑失火后可以采用直升机来灭火。但是直升机只能自带灭火剂,灭火效率较低,它不能像消防车一样与室外的消防栓连接,从而可以长时间灭火。
此外,高层建筑发生火灾后的救援也非常困难。目前发生火灾后,现在高层建筑内人员的救生主要依靠云梯。然而,恐高、年老、弱小或者负伤的获救人员不能自行从云梯下到地面,需要云梯车收回云梯,这个速度非常缓慢,且救人的效率十分低下。此外,可以采用直升飞机救援,但是直升飞机体型较大,要求事先在建筑的屋顶建设直径为25-30m的直升机停机坪,并且对临近空域的净空有要求。由于这些苛刻的要求,许多高层、超高层建筑取消建设停机坪,从而放弃了利用直升机实施救援的途径。
发明内容
发明目的:为了低成本地解决高层、超高层建筑的消防问题,本发明提供了一种高层建筑消防与救援飞行器及其工作方式。
我们注意到,当高层特别是超高层建筑失火后,其灭火难度主要是由于消防车的喷水高度有限,导致灭火介质不能够被送达到失火地点。但是,在失火楼层的下面的一些楼层是存在灭火介质的。例如,当100层楼失火时,95~105层受到了失火的影响,但是94层楼以下暂时并没有受到影响,水、灭火器都可以充足供应,消防人员也可以到达94楼层。但是由于上面的楼层失火,产生了高温与烟雾,使得消防员不能够穿过95~99层到达失火地点灭火。
针对这一状况,本发明提供一种救援设备,该设备可以运载灭火设备、灭火介质或消防人员从安全楼层(例如上文所述的94层)抵达灭火楼层进行灭火,也可以将被困于危险楼层的人员救到安全楼层撤离。从而解决当前高层、超高层建筑的消防问题,以及人员救援问题。
本发明的技术方案如下 :
提供一种可载人、载物的旋翼型飞行器,该飞行器载重量大,连续飞行时间长、体型小、运行灵活、可实现悬停,能够满足消防与救援的需要。
所述多旋翼型飞行器包括电机、电机上安装的机翼(桨片)、电路连接以及控制部件、机架。所述的机翼数量为2个或2个以上。飞行器通过电线连接外部的电源供电。在上文的例子中,可以将电线连接在94层楼的电源上,所述电源可以是民用电、工业用电、发电机、电池或其它形式的电源。
在飞行器内部安装了超声波传感器或高气压计,用来测量高度及其变化,水平位置的座标则由GPS模块来确定。此外,除了GPS模式来定位外,飞行器内部还设置了惯性测量单元,包括一组陀螺仪与加速度计传感器及控制单元,用来识别自身的飞行状态和相对位移。以保证在GPS信号差的地方仍然能够稳定地控制飞行器的姿态,确保安全。例如室内、山区、高层建筑之间等环境。
在操作模式上,对飞行器采用遥控、线控、飞行器上直接操控三种模式,这三种模式可以互相切换,以取长补短、确保飞行安全。所述飞行器上直接操控是指人在飞行器上根据操作按钮、手柄或操作界面等直接操控飞行器。例如有的情况下遥控方式可能会存在信号干扰、遮挡等状况,这时采用线控或人工在飞行器上直接操控更加有效。
飞行器上可以安装摄像头之类的监控设备,通过遥控、线控或飞行器上直接操控,可以很方便地监控目标的状况。本发明的飞行器还可以包括落地缓冲系统,以降低飞行器降落时的冲击力,所述缓冲系统可以是在飞行器的触地部位安装带弹簧的部件,或气垫等。
飞行器还可以包括载人或载物部件,例如平台、舱体等等。载物部件可以用来搭载救援用的物品、食品等,用来提供救援服务。
飞行器中可以包含备用电源,例如电池组,也可以没有。备用电源用于在紧急情况下对电机进行供电。正常情况下都采用外接电源供电,一旦由于电源出故障,可以迅速切换到备用电源,以防止飞行器由于电源故障而坠落。
在飞行器上可以安装安全绳,安全绳可以为刚性或弹性,优选为弹性。绳的一头可以在飞行或作业时固定在飞行器之外的牢固端(例如上文例子中的94层),另一头固定在飞行器或飞行器之内的人上,这样可以防止即使飞行器发生故障,也不会导致飞行器或人直接摔到地面,造成过大损失。可以安装绕线装置收放安全绳,以发挥安全绳的最大效果。
飞行器上可以设置救援通道,可以是扶梯、桥、或过道等形式,用于连接飞行器与受困人员所在位置,以便让被救人员登陆飞行器、或消防人员离开飞行器进行消防相关操作。救援通道可以采用可拆卸、折叠或可伸缩的装置,以便需要的时候使用。当然,楼层的窗户大于飞行器时,飞行器可以直接飞进失火楼层建筑内降落,人员可以直接上下飞行器,不用通过救援通道。
飞行器上可以安装机械手,用来控制喷头,喷头与安全楼道的消防管道连接。通过机械手调整喷射灭火介质处喷头的角度,提高灭火效率。所述调整可以通过人员在飞行器上调整,也可以通过遥控的方式进行。
所述灭火介质可以是水或气体、泡沫等灭火介质。
本发明的消防车系统还可以包括车摄像及监控设备。监控设备安装在飞行器上,用来观察着火地点的情况。
本发明飞行器的工作方式如下:当高层、超高层建筑的高空楼层失火时,将灭火器、飞行器运到失火楼层以下安全的楼层,做好消防隔断,准备好消防栓及水管或其他灭火介质管道。在该楼层将飞行器的电源、安全绳连接好,在飞行器上装载上灭火器、将消防水管或其他灭火介质管道安装到飞行器,然后让飞行器在无人或载人的状态下起飞,从窗户或阳台处飞出该楼层,到达欲灭火的楼层外,然后进行灭火。在载人的情况下,通过人工破坏窗户的玻璃,然后从墙外喷射灭火介质,或者飞入该楼层内进行灭火。
飞行器在没有载人的情况下,通过打击装置破坏窗户的玻璃,通过摄像头/监控观察失火地点的状况,通过遥控机械手操纵灭火器或消防水管,进行灭火。
同样,可以通过该飞行器让被困人员登陆飞行器,然后飞回安全楼层,完成救人任务。
当然,视情况需要,飞行器也可以直接在地面连接好消防水管、电源,从地面起飞,对高层建筑进行消防与救援;或者从地面起飞,飞到安全楼层之后,在安全楼层连接水管、电源、安全绳,再起飞进行消防或救援;或者将飞行器带到安全楼层,再连接水管、电源、安全绳,装载灭火器后起飞进行消防或救援。
有益的效果:
采用本发明技术方案制作的消防与救援设备,可以很方便地实现高层、超高层建筑地消防与救援任务。而这些在当前都是非常大的难题。本发明的方案非常低成本地解决了这一问题,并且不受楼层的高度限制。例如,即使是第1000层的楼层失火了,只要第9990层是暂时安全的,也可以采用本发明的技术方案进行救援。并且,本发明可以采用载人与无人两种模式,增大了其适应性。
为了便于理解本发明,下面提供附图及实施例用于解释本发明,但它们不构成对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的飞行器及其工作方式的示意图。该示意图只标出了本发明的飞行器的基本结构,还有不少部件未标出,本领域内技术人员可以根据现有技术安装。
附图标记说明:
1- 飞行器
2-电线
3- 安全绳
4- 喷出的水
5- 消防水管
6- 载人或载物部件
具体实施方式
下面通过结合实施例详细描述本发明的消防与救援设备。
首先制造一台旋翼型飞行器。先制造机架,在机架上安装电机,将桨片安装到电机上。再安装高气压计、GPS模块、陀螺仪、加速度计传感器以及各控制电路、遥控系统、线控系统、机械手、摄像/监控系统等。
然后在飞行器的下部安装载人或载物部件,例如平台、舱体等。并在载人或载物部件上安装飞行器的操控系统,便于人员操控飞行器。
在飞行器上安装救援通道以及落地缓冲系统。
安装飞行器的外接电线或外接电源接口,以方便工作时连接到外部电源。
安装机械手、消防水管及喷嘴、灭火器、击打装置,消防水管的喷射角度、灭火器、击打装置都可以通过遥控机械手来操纵。
在飞行器上安装弹性安全绳。工作时将安全绳连接到飞行器以外的固定端。
以上所述仅是本发明实施方式的一个例子,应当指出:对于本技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高层建筑消防及救援飞行器,其特征在于:该设备包括旋翼型飞行器,该飞行器具有连接到飞行器外部的电源的电源接口或电线,且该飞行器有载人或载物部件,载重量在50公斤以上,可以连接消防水管进行喷水灭火。
2.一种如权利要求1所述的飞行器, 其特征在于:该飞行器上连接有安全绳。
3.一种如权利要求1所述的飞行器, 其特征在于:该飞行器具有击打功能,可以是通过载人进行人工击打,或者是通过遥控遥控飞行器上的机械手击打。
4.一种如权利要求1所述的飞行器, 其特征在于:该飞行器的飞行时间在1小时以上。
5.一种如权利要求1所述的飞行器, 其特征在于:可以在载人部件上操控飞行器。
6.一种如权利要求1所述的飞行器, 其特征在于:飞行器上设置有救援通道。
7.一种如权利要求6所述的飞行器的救援通道, 其特征在于:救援通道可以是扶梯、桥、或过道等形式。
8.一种如权利要求1所述的飞行器, 其特征在于:可通过遥控飞行器上的机械手来操纵灭火器与防水管的喷射角度。
9.一种如权利要求1所述的飞行器, 其特征在于:该飞行器的旋翼数量为2个或2个以上。
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