CN107235147B - 一种用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，包括机身、螺旋桨、支架、水枪和摄像头，机身内还设有调节装置和固定装置，调节装置包括升降机构和转向机构，固定装置包括两个固定机构，该用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，通过调节装置驱动水枪运动，使得水枪的喷水方向可上下、左右不断改变，扩大了水枪的喷水范围，可使无人机边飞行边向多个方向连续喷水，提高了灭火效率，同时通过固定装置将水枪固定在机身上，当水枪需要从机身上取下时，启动固定装置，可直接将水枪取下，无需进行零件的拆卸，省时又省力。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机。
背景技术
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。近年来，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30～50m，再高的可达60～70m，当遇到超过云梯消防车的有效作业高度的高楼消防灭火作业时，就无能为力了。近年来，人们开始将无人机运用到消防领域中：消防水管与水枪连接完成后，通过无人机进行提升到消防目的地进行灭火，由于无人机机身可提升到任意高度，打破了云梯消防车因高度限制的弊端，然而现有的用于灭火的无人机，水枪直接固定在机身上，不能运动，使得水枪只能朝一个方向喷水，灭火效率较低，同时，水枪从机身上取下时，还需进行零件的拆卸，费时又费力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，包括机身、螺旋桨、支架、水枪和摄像头，所述水枪设置在机身的下方，所述摄像头设置在机身上，所述水枪的朝向与摄像头的朝向一致，所述机身内还设有调节装置和固定装置，所述固定装置设置在调节装置的下方，所述机身的底面设有第一开口，所述固定装置的底部位于机身的下方，所述水枪设置在固定装置上；
所述调节装置包括升降机构和转向机构，所述转向机构设置在升降机构的下方；
所述升降机构包括第一电机、第一圆柱齿轮、升降块和升降组件，所述第一电机与第一圆柱齿轮传动连接，所述第一圆柱齿轮与升降组件传动连接，所述升降块设置在升降组件的下方，所述升降块的上端面设有螺纹孔；
所述升降组件包括两个升降单元，两个升降单元关于第一圆柱齿轮对称设置，所述升降单元包括第二圆柱齿轮和丝杆，所述丝杆竖向设置，所述丝杆的顶端通过第一轴承与机身连接，所述丝杆的底端位于螺纹孔内，所述丝杆与升降块螺纹连接，所述第二圆柱齿轮套设在丝杆上，所述第一圆柱齿轮与第二圆柱齿轮啮合，所述转向机构设置在升降块的下方；
所述转向机构包括第二电机、第三圆柱齿轮、第四圆柱齿轮和转轴，所述第二电机与第三圆柱齿轮传动连接，所述转轴竖向设置，所述转轴的顶端通过第二轴承与升降块连接，所述转轴的底端与固定装置连接，所述第四圆柱齿轮套设在转轴上，所述第三圆柱齿轮与第四圆柱齿轮啮合，所述转轴的下方竖向设有固定板，所述固定装置设置在固定板的一侧；
所述固定装置包括两个固定机构，两个固定机构关于转轴对称设置，所述固定机构包括第三电机、驱动杆、连杆、第一支杆、第二支杆、固定环和导向组件，所述第三电机的输出轴与水平面平行，所述驱动杆水平设置，所述第三电机的输出轴与驱动杆垂直，所述驱动杆的一端与第三电机的输出轴连接，所述驱动杆的另一端设有第一限位块，所述连杆竖向设置，所述连杆的一侧竖向设有第一限位槽，所述第一限位块位于第一限位槽内，所述第一限位块与第一限位槽滑动连接，所述导向组件有两个，两个导向组件关于连杆对称设置，所述连杆的两端均设有第二限位块，两个第二限位块分别位于两个导向组件内，两个第二限位块分别与两个导向组件滑动连接，所述第一支杆水平设置在连杆的远离第三电机的一侧，所述驱动杆通过连杆驱动第一支杆水平移动，所述第二支杆竖向设置在第一支杆的下方，所述固定环为半圆环形，所述固定环竖向设置在第二支杆的下方，两个固定环的内圈正对设置，所述水枪位于两个固定环之间，所述水枪分别与两个固定环抵靠。
作为优选，为了提高喷水时机身的稳固性，所述机身内还设有稳固机构，所述稳固机构包括气缸和吸盘，所述机身内竖向设有支柱，所述气缸水平设置在支柱的一侧，所述吸盘与气缸的输出轴连接，所述机身的一侧设有第二开口，所述吸盘位于第二开口处。
作为优选，为了进一步提高喷水时机身的稳固性，所述稳固机构有若干个，各稳固机构沿着支柱的侧面周向均匀设置。
作为优选，为了提高固定环对水枪固定的牢固性，所述固定环的内圈设有若干第三限位块，所述水枪的表面设有若干第二限位槽，各第三限位块分别位于各第二限位槽内。
作为优选，为了提高水枪的稳固性，所述固定环的内圈上设有橡胶圈。
作为优选，为了进一步提高灭火效率，所述丝杆的表面设有防腐镀锌层。
作为优选，为了减小第一限位块与连杆的摩擦力，所述第一限位块的表面和第一限位槽的槽壁上均设有特氟隆涂层。
作为优选，为了提高连杆的滑动精度及滑动过程的稳定性，所述导向组件包括两根相互平行的导向杆，所述第二限位块位于两根导向杆之间，所述第二限位块分别与两根导向杆滑动连接。
作为优选，为了避免对水枪或固定环造成损坏，所述固定环上设有压力传感器，所述机身内还设有PLC，所述压力传感器和第三电机均与PLC电连接。
作为优选，为了调节水流量，所述水枪上设有电磁阀，所述电磁阀与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，通过调节装置驱动水枪运动，使得水枪的喷水方向可上下、左右不断改变，扩大了水枪的喷水范围，可使无人机边飞行边向多个方向连续喷水，提高了灭火效率，同时通过固定装置将水枪固定在机身上，当水枪需要从机身上取下时，启动固定装置，可直接将水枪取下，无需进行零件的拆卸，省时又省力。
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是本发明的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机的结构示意图。
图2是本发明的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机的水枪、调节装置和固定装置的连接结构示意图。
图3是本发明的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机的调节装置的结构示意图。
图4是本发明的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机的水枪与固定装置的连接结构示意图。
图5是本发明的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机的机身与稳固机构的连接结构示意图。
图中：1.机身，2.螺旋桨，3.支架，4.水枪，5.摄像头，6.调节装置，7.固定装置，8.第一电机，9.第一圆柱齿轮，10.升降块，11.第二圆柱齿轮，12.丝杆，13.第二电机，14.第三圆柱齿轮，15.第四圆柱齿轮，16.转轴，17.固定板，18.第三电机，19.驱动杆，20.连杆，21.第一支杆，22.第二支杆，23.固定环，24.气缸，25.吸盘，26.导向杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-5所示，一种用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，包括机身1、螺旋桨2、支架3、水枪4和摄像头5，所述水枪4设置在机身1的下方，所述摄像头5设置在机身1上，所述水枪4的朝向与摄像头5的朝向一致，所述机身1内还设有调节装置6和固定装置7，所述固定装置7设置在调节装置6的下方，所述机身1的底面设有第一开口，所述固定装置7的底部位于机身1的下方，所述水枪4设置在固定装置7上；
通过调节装置6驱动水枪4运动，使得水枪4的喷水方向可上下、左右不断改变，扩大了水枪4的喷水范围，可使无人机边飞行边向多个方向连续喷水，提高了灭火效率，同时通过固定装置7将水枪4固定在机身1上，当水枪4需要从机身1上取下时，启动固定装置7，可直接将水枪4取下，无需进行零件的拆卸，省时又省力。
所述调节装置6包括升降机构和转向机构，所述转向机构设置在升降机构的下方；
所述升降机构包括第一电机8、第一圆柱齿轮9、升降块10和升降组件，所述第一电机8与第一圆柱齿轮9传动连接，所述第一圆柱齿轮9与升降组件传动连接，所述升降块10设置在升降组件的下方，所述升降块10的上端面设有螺纹孔；
所述升降组件包括两个升降单元，两个升降单元关于第一圆柱齿轮9对称设置，所述升降单元包括第二圆柱齿轮11和丝杆12，所述丝杆12竖向设置，所述丝杆12的顶端通过第一轴承与机身1连接，所述丝杆12的底端位于螺纹孔内，所述丝杆12与升降块10螺纹连接，所述第二圆柱齿轮11套设在丝杆12上，所述第一圆柱齿轮9与第二圆柱齿轮11啮合，所述转向机构设置在升降块10的下方；
所述转向机构包括第二电机13、第三圆柱齿轮14、第四圆柱齿轮15和转轴16，所述第二电机13与第三圆柱齿轮14传动连接，所述转轴16竖向设置，所述转轴16的顶端通过第二轴承与升降块10连接，所述转轴16的底端与固定装置7连接，所述第四圆柱齿轮15套设在转轴16上，所述第三圆柱齿轮14与第四圆柱齿轮15啮合，所述转轴16的下方竖向设有固定板17，所述固定装置7设置在固定板17的一侧；
所述固定装置7包括两个固定机构，两个固定机构关于转轴16对称设置，所述固定机构包括第三电机18、驱动杆19、连杆20、第一支杆21、第二支杆22、固定环23和导向组件，所述第三电机18的输出轴与水平面平行，所述驱动杆19水平设置，所述第三电机18的输出轴与驱动杆19垂直，所述驱动杆19的一端与第三电机18的输出轴连接，所述驱动杆19的另一端设有第一限位块，所述连杆20竖向设置，所述连杆20的一侧竖向设有第一限位槽，所述第一限位块位于第一限位槽内，所述第一限位块与第一限位槽滑动连接，所述导向组件有两个，两个导向组件关于连杆20对称设置，所述连杆20的两端均设有第二限位块，两个第二限位块分别位于两个导向组件内，两个第二限位块分别与两个导向组件滑动连接，所述第一支杆21水平设置在连杆20的远离第三电机18的一侧，所述驱动杆19通过连杆20驱动第一支杆21水平移动，所述第二支杆22竖向设置在第一支杆21的下方，所述固定环23为半圆环形，所述固定环23竖向设置在第二支杆22的下方，两个固定环23的内圈正对设置，所述水枪4位于两个固定环23之间，所述水枪4分别与两个固定环23抵靠。
当高楼发生火灾时，消防水管与水枪4连接完成后，通过无人机将水枪4提升到消防目的地喷水灭火，同时，可通过摄像头5将火灾现场的实时画面传送至地面，消防员通过对火势的分析，通过遥控器控制第一电机8工作，第一电机8驱动第一圆柱齿轮9转动，第一圆柱齿轮9通过第二圆柱齿轮11驱动丝杆12转动，使得升降块10上下移动，从而使水枪4边喷水边上下移动，同时可控制第二电机13工作，第二电机13驱动第三圆柱齿轮14转动，第三圆柱齿轮14通过第四圆柱齿轮15驱动转轴16转动，使得水枪4边喷水边左右转动方向，从而使得水枪4的喷水方向可上下、左右不断改变，扩大了水枪4的喷水范围，可使无人机边飞行边向多个方向连续喷水，提高了灭火效率。同时，通过固定装置7将水枪4固定在机身1上，当水枪4需要从机身1上取下时，启动第三电机18，第三电机18驱动驱动杆19转动，驱动杆19通过连杆20驱动第一支杆21水平移动，从而使两个固定环23分开，可直接将水枪4取下，无需进行零件的拆卸，省时又省力。
作为优选，为了提高喷水时机身1的稳固性，所述机身1内还设有稳固机构，所述稳固机构包括气缸24和吸盘25，所述机身1内竖向设有支柱，所述气缸24水平设置在支柱的一侧，所述吸盘25与气缸24的输出轴连接，所述机身1的一侧设有第二开口，所述吸盘25位于第二开口处，当水枪4开始喷水时，启动气缸24，气缸24驱动吸盘25伸出机身1外，吸附在建筑物上，减少机身1因喷水的反作用力引起的晃动，从而提高喷水时机身1的稳固性。
作为优选，为了进一步提高喷水时机身1的稳固性，所述稳固机构有若干个，各稳固机构沿着支柱的侧面周向均匀设置。
作为优选，为了提高固定环23对水枪4固定的牢固性，所述固定环23的内圈设有若干第三限位块，所述水枪4的表面设有若干第二限位槽，各第三限位块分别位于各第二限位槽内，第三限位块能够对水枪4的运动进行限定，从而提高固定环23对水枪4固定的牢固性。
作为优选，为了提高水枪4的稳固性，所述固定环23的内圈上设有橡胶圈，由于橡胶具有较大的摩擦系数，能够增大固定环23与水枪4间的摩擦力，故能提高水枪4的稳固性。
作为优选，为了进一步提高灭火效率，所述丝杆12的表面设有防腐镀锌层，由于锌腐蚀的产物对锌有较好的保护作用，所以腐蚀速度非常慢，寿命是未镀锌的l5～30倍，故能防止丝杆12腐蚀，避免影响升降块10的升降速度，使得水枪4边喷水边快速升降，从而进一步提高灭火效率。
作为优选，为了减小第一限位块与连杆20的摩擦力，所述第一限位块的表面和第一限位槽的槽壁上均设有特氟隆涂层，由于特氟隆涂层具有较低的摩擦系数，其润滑性，特别是自润滑性非常好，对其他物质几乎不粘附，故可减小第一限位块与连杆20的摩擦力。
作为优选，为了提高连杆20的滑动精度及滑动过程的稳定性，所述导向组件包括两根相互平行的导向杆26，所述第二限位块位于两根导向杆26之间，所述第二限位块分别与两根导向杆26滑动连接，因相互平行的导向杆26将第二限位块的滑动轨迹限定在一定范围内，故实现了其滑动过程的精确性和稳定性。
作为优选，为了避免对水枪4或固定环23造成损坏，所述固定环23上设有压力传感器，所述机身1内还设有PLC，所述压力传感器和第三电机18均与PLC电连接，当压力传感器感应到固定环23对水枪4夹得过紧时，将信号传给PLC，PLC控制第三电机18工作，使两个固定环23稍稍分开，从而避免对水枪4或固定环23造成损坏。
作为优选，为了调节水流量，所述水枪4上设有电磁阀，所述电磁阀与PLC电连接。
与现有技术相比，该用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，通过调节装置6驱动水枪4运动，使得水枪4的喷水方向可上下、左右不断改变，扩大了水枪4的喷水范围，可使无人机边飞行边向多个方向连续喷水，提高了灭火效率，同时通过固定装置7将水枪4固定在机身1上，当水枪4需要从机身1上取下时，启动固定装置7，可直接将水枪4取下，无需进行零件的拆卸，省时又省力。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，包括机身(1)、螺旋桨(2)、支架(3)、水枪(4)和摄像头(5)，所述水枪(4)设置在机身(1)的下方，所述摄像头(5)设置在机身(1)上，所述水枪(4)的朝向与摄像头(5)的朝向一致，其特征在于，所述机身(1)内还设有调节装置(6)和固定装置(7)，所述固定装置(7)设置在调节装置(6)的下方，所述机身(1)的底面设有第一开口，所述固定装置(7)的底部位于机身(1)的下方，所述水枪(4)设置在固定装置(7)上；
所述调节装置(6)包括升降机构和转向机构，所述转向机构设置在升降机构的下方；
所述升降机构包括第一电机(8)、第一圆柱齿轮(9)、升降块(10)和升降组件，所述第一电机(8)与第一圆柱齿轮(9)传动连接，所述第一圆柱齿轮(9)与升降组件传动连接，所述升降块(10)设置在升降组件的下方，所述升降块(10)的上端面设有螺纹孔；
所述升降组件包括两个升降单元，两个升降单元关于第一圆柱齿轮(9)对称设置，所述升降单元包括第二圆柱齿轮(11)和丝杆(12)，所述丝杆(12)竖向设置，所述丝杆(12)的顶端通过第一轴承与机身(1)连接，所述丝杆(12)的底端位于螺纹孔内，所述丝杆(12)与升降块(10)螺纹连接，所述第二圆柱齿轮(11)套设在丝杆(12)上，所述第一圆柱齿轮(9)与第二圆柱齿轮(11)啮合，所述转向机构设置在升降块(10)的下方；
所述转向机构包括第二电机(13)、第三圆柱齿轮(14)、第四圆柱齿轮(15)和转轴(16)，所述第二电机(13)与第三圆柱齿轮(14)传动连接，所述转轴(16)竖向设置，所述转轴(16)的顶端通过第二轴承与升降块(10)连接，所述转轴(16)的底端与固定装置(7)连接，所述第四圆柱齿轮(15)套设在转轴(16)上，所述第三圆柱齿轮(14)与第四圆柱齿轮(15)啮合，所述转轴(16)的下方竖向设有固定板(17)，所述固定装置(7)设置在固定板(17)的一侧；
所述固定装置(7)包括两个固定机构，两个固定机构关于转轴(16)对称设置，所述固定机构包括第三电机(18)、驱动杆(19)、连杆(20)、第一支杆(21)、第二支杆(22)、固定环(23)和导向组件，所述第三电机(18)的输出轴与水平面平行，所述驱动杆(19)水平设置，所述第三电机(18)的输出轴与驱动杆(19)垂直，所述驱动杆(19)的一端与第三电机(18)的输出轴连接，所述驱动杆(19)的另一端设有第一限位块，所述连杆(20)竖向设置，所述连杆(20)的一侧竖向设有第一限位槽，所述第一限位块位于第一限位槽内，所述第一限位块与第一限位槽滑动连接，所述导向组件有两个，两个导向组件关于连杆(20)对称设置，所述连杆(20)的两端均设有第二限位块，两个第二限位块分别位于两个导向组件内，两个第二限位块分别与两个导向组件滑动连接，所述第一支杆(21)水平设置在连杆(20)的远离第三电机(18)的一侧，所述驱动杆(19)通过连杆(20)驱动第一支杆(21)水平移动，所述第二支杆(22)竖向设置在第一支杆(21)的下方，所述固定环(23)为半圆环形，所述固定环(23)竖向设置在第二支杆(22)的下方，两个固定环(23)的内圈正对设置，所述水枪(4)位于两个固定环(23)之间，所述水枪(4)分别与两个固定环(23)抵靠。
2.如权利要求1所述的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，其特征在于，所述机身(1)内还设有稳固机构，所述稳固机构包括气缸(24)和吸盘(25)，所述机身(1)内竖向设有支柱，所述气缸(24)水平设置在支柱的一侧，所述吸盘(25)与气缸(24)的输出轴连接，所述机身(1)的一侧设有第二开口，所述吸盘(25)位于第二开口处。
3.如权利要求2所述的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，其特征在于，所述稳固机构有若干个，各稳固机构沿着支柱的侧面周向均匀设置。
4.如权利要求1所述的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，其特征在于，所述固定环(23)的内圈设有若干第三限位块，所述水枪(4)的表面设有若干第二限位槽，各第三限位块分别位于各第二限位槽内。
5.如权利要求4所述的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，其特征在于，所述固定环(23)的内圈上设有橡胶圈。
6.如权利要求1所述的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，其特征在于，所述丝杆(12)的表面设有防腐镀锌层。
7.如权利要求1所述的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，其特征在于，所述第一限位块的表面和第一限位槽的槽壁上均设有特氟隆涂层。
8.如权利要求1所述的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，其特征在于，所述导向组件包括两根相互平行的导向杆(26)，所述第二限位块位于两根导向杆(26)之间，所述第二限位块分别与两根导向杆(26)滑动连接。
9.如权利要求1所述的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，其特征在于，所述固定环(23)上设有压力传感器，所述机身(1)内还设有PLC，所述压力传感器和第三电机(18)均与PLC电连接。
10.如权利要求9所述的用于高楼消防的能够提高灭火效率的无人机，其特征在于，所述水枪(4)上设有电磁阀，所述电磁阀与PLC电连接。
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