CN107252531A - 一种基于物联网的用于森林救火的无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的用于森林救火的无人机，包括机身、飞行机构、灭火机构和设置在机身内部的飞行控制模块，飞行机构包括若干个在机身的周向均匀分布的飞行组件，飞行组件包括旋翼、旋翼电机和悬臂，灭火机构包括壳体以及设置在壳体内部的旋转组件和脱离组件，旋转组件包括第一转轴、转盘、第一齿轮、第二齿轮、旋转电机、夹持单元和灭火弹，夹持单元包括若干个支撑模块，支撑模块包括支板、第一弹簧和铰接轴。该基于物联网的用于森林救火的无人机结构精巧，特有的灭火机构用于及时发现起火地点，并在其上空投掷灭火弹，在最短的时间内对火灾进行处理。特有的喷洒机构亦能用于灭火，配合灭火机构一起使用，能更有效地灭火。

Description

一种基于物联网的用于森林救火的无人机
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种基于物联网的用于森林救火的无人机。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。
森林火灾，是指失去人为控制，在林地内自由蔓延和扩展，对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为。森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。
由于森林火灾发生初期很难被发现，当被发现时一般已错过最佳灭火时间，而无人机由于其具有很高的机动性和开阔的高空视野，因此十分适合用于森林巡视，然而现有的无人机并不具备灭火功能，因此不能在火灾发生的伊始进行有效灭火。
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，提供一种基于物联网的用于森林救火的无人机。
本发明解决问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的用于森林救火的无人机，包括机身、飞行机构、灭火机构和设置在机身内部的飞行控制模块；
所述飞行机构和灭火机构均与飞行控制模块电连接，所述飞行机构包括若干个在机身的周向均匀分布的飞行组件；
所述飞行组件包括旋翼、旋翼电机和悬臂，所述旋翼电机通过水平设置的悬臂与机身连接，所述旋翼电机驱动旋翼转动；
所述灭火机构包括壳体以及设置在壳体内部的旋转组件和脱离组件，所述壳体设置在机身的底部，所述壳体的底部设有开口，所述旋转机构位于开口的上方；
所述旋转组件包括第一转轴、转盘、第一齿轮、第二齿轮、旋转电机、夹持单元和灭火弹，所述第一转轴竖向设置，所述第一转轴的顶部通过轴承与壳体的内部顶面连接，所述转盘设置在第一转轴的底部，所述转盘与第一转轴同轴设置，所述第一齿轮套设在转轴上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述旋转电机驱动第二齿轮转动，所述转盘上均匀设有若干个通孔，各通孔在转盘的轴线外周均匀分布，所述通孔为竖直贯穿孔，所述夹持单元和灭火弹均有若干个，所述夹持单元位于通孔内，所述灭火弹位于夹持单元上；
所述夹持单元包括若干个支撑模块，各支撑模块在通孔内均匀分布，所述支撑模块包括支板、第一弹簧和铰接轴，所述支板的顶部通过铰接轴与通孔的内壁铰接，所述支板的一侧通过第一弹簧与通孔的内壁连接，所述铰接轴和一弹簧位于支板的同一侧；
所述脱离组件包括支杆、敲击块、第二弹簧、第二转轴、第三齿轮、半齿轮、驱动电机，所述支杆的一端通过水平设置的第二转轴与壳体的内壁铰接，所述支杆的另一端与敲击块连接，所述支杆的一侧通过第二弹簧与壳体的内壁铰接，所述第三齿轮套设在第二转轴上，所述半齿轮与第三齿轮啮合，所述驱动电机驱动半齿轮转动，所述支杆位于转盘的上方。
作为优选，为了提高灭火能力，该基于物联网的用于森林救火的无人机还包括洒水机构，所述洒水机构设置在壳体的外壁上，所述洒水机构包括水箱、水泵、布水管和喷头，所述水泵的一端与水箱连通，所述水泵的另一端与布水管连通，所述喷头有若干个，各喷头均与布水管连通。
作为优选，为了根据风力大小调整投递灭火弹的位置，所述机身的顶部设有风速传感器，所述风速传感器与飞行控制模块电连接。
作为优选，为了具有夜间照明功能，所述机身上设有探照灯。
作为优选，为了实现远程监控，所述机身上设有摄像头。
作为优选，为了有效利用太阳能，所述机身的顶部设有太阳能电池板。
作为优选，为了防止敲击块击碎灭火弹，所述敲击块上设有橡胶保护垫。
作为优选，所述机身由阻燃材料制成。
作为优选，为了便于降落，所述机身的底部对称设有两个起落架。
作为优选，为了精确控制电机，所述旋转电机和驱动电机均为伺服电机。
本发明的有益效果是，该基于物联网的用于森林救火的无人机结构精巧，特有的灭火机构用于及时发现起火地点，并在其上空投掷灭火弹，在最短的时间内对火灾进行处理。特有的喷洒机构亦能用于灭火，配合灭火机构一起使用，能更有效地灭火。
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是本发明的一种基于物联网的用于森林救火的无人机的结构示意图。
图2是图1的A部放大图。
图3是图1的B部放大图。
图4是本发明的一种基于物联网的用于森林救火的无人机的脱离组件的结构示意图。
图5是本发明的一种基于物联网的用于森林救火的无人机的正视图。
图中：1.机身，2.旋翼，3.旋翼电机，4.悬臂，5.壳体，6.第一转轴，7.转盘，8.第一齿轮，9.第二齿轮，10.旋转电机，11.灭火弹，12.通孔，13.支板，14.第一弹簧，15.铰接轴，16.支杆，17.敲击块，18.第二弹簧，19.第二转轴，20.第三齿轮，21.半齿轮，22.驱动电机，23.水箱，24.水泵，25.布水管，26.喷头，27.风速传感器，28.探照灯，29.摄像头，30.太阳能电池板，31.起落架。
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，一种基于物联网的用于森林救火的无人机，包括机身1、飞行机构、灭火机构和设置在机身1内部的飞行控制模块；
所述飞行机构和灭火机构均与飞行控制模块电连接，所述飞行机构包括若干个在机身1的周向均匀分布的飞行组件；
所述飞行组件包括旋翼2、旋翼电机3和悬臂4，所述旋翼电机3通过水平设置的悬臂4与机身1连接，所述旋翼电机3驱动旋翼2转动；
其中，旋翼电机3用来驱动旋翼2的电机，旋翼电机3通过悬臂4固定在机身1上，而且，旋翼电机3通过控制旋翼2转动，实现了无人机的可靠飞行。
所述灭火机构包括壳体5以及设置在壳体5内部的旋转组件和脱离组件，所述壳体5设置在机身1的底部，所述壳体5的底部设有开口，所述旋转机构位于开口的上方；
所述旋转组件包括第一转轴6、转盘7、第一齿轮8、第二齿轮9、旋转电机10、夹持单元和灭火弹11，所述第一转轴6竖向设置，所述第一转轴6的顶部通过轴承与壳体5的内部顶面连接，所述转盘7设置在第一转轴6的底部，所述转盘7与第一转轴6同轴设置，所述第一齿轮8套设在转轴上，所述第二齿轮9与第一齿轮8啮合，所述旋转电机10驱动第二齿轮9转动，所述转盘7上均匀设有若干个通孔12，各通孔12在转盘7的轴线外周均匀分布，所述通孔12为竖直贯穿孔，所述夹持单元和灭火弹11均有若干个，所述夹持单元位于通孔12内，所述灭火弹11位于夹持单元上；
所述夹持单元包括若干个支撑模块，各支撑模块在通孔12内均匀分布，所述支撑模块包括支板13、第一弹簧14和铰接轴15，所述支板13的顶部通过铰接轴15与通孔12的内壁铰接，所述支板13的一侧通过第一弹簧14与通孔12的内壁连接，所述铰接轴15和一弹簧14位于支板13的同一侧；
所述脱离组件包括支杆16、敲击块17、第二弹簧18、第二转轴19、第三齿轮20、半齿轮21、驱动电机22，所述支杆16的一端通过水平设置的第二转轴19与壳体5的内壁铰接，所述支杆16的另一端与敲击块17连接，所述支杆16的一侧通过第二弹簧18与壳体5的内壁铰接，所述第三齿轮20套设在第二转轴19上，所述半齿轮21与第三齿轮20啮合，所述驱动电机22驱动半齿轮21转动，所述支杆16位于转盘7的上方。
作为优选，为了提高灭火能力，该基于物联网的用于森林救火的无人机还包括洒水机构，所述洒水机构设置在壳体5的外壁上，所述洒水机构包括水箱23、水泵24、布水管25和喷头26，所述水泵24的一端与水箱23连通，所述水泵24的另一端与布水管25连通，所述喷头26有若干个，各喷头26均与布水管25连通。
作为优选，为了根据风力大小调整投递灭火弹11的位置，所述机身1的顶部设有风速传感器27，所述风速传感器27与飞行控制模块电连接。
作为优选，为了具有夜间照明功能，所述机身1上设有探照灯28。
作为优选，为了实现远程监控，所述机身1上设有摄像头29。
作为优选，为了有效利用太阳能，所述机身1的顶部设有太阳能电池板30。
作为优选，为了防止敲击块17击碎灭火弹11，所述敲击块17上设有橡胶保护垫。
作为优选，所述机身1由阻燃材料制成。
作为优选，为了便于降落，所述机身1的底部对称设有两个起落架31。
作为优选，为了精确控制电机，所述旋转电机10和驱动电机22均为伺服电机。
该基于物联网的用于森林救火的无人机的工作原理为：当发生火情时，先控制该无人机飞行至火灾地的上空，此时脱离组件中的驱动电机22驱动半齿轮21转动，半齿轮21通过第三齿轮20驱动支杆16转动，当半齿轮21转动到一定位置时与第三齿轮20分离，此时支杆16在第二弹簧18的作用下弹出，支杆16上的敲击块17击中通孔12内的位于夹持单元上的灭火弹11，使灭火弹11脱落，并坠落到起火点。当一个灭火弹11无法灭火时，旋转组件中的旋转电机10通过第一齿轮8、第二齿轮9和第一转轴6驱动转盘7转动一定角度，此时脱机组件重复之前动作，将另一个灭火弹11投入起火点。
与现有技术相比，该基于物联网的用于森林救火的无人机设计巧妙，特有的灭火机构用于及时发现起火地点，并在其上空投掷灭火弹，在最短的时间内对火灾进行处理。特有的喷洒机构亦能用于灭火，配合灭火机构一起使用，能更有效地灭火。
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)

1.一种基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，包括机身(1)、飞行机构、灭火机构和设置在机身(1)内部的飞行控制模块；
所述飞行机构和灭火机构均与飞行控制模块电连接，所述飞行机构包括若干个在机身(1)的周向均匀分布的飞行组件；
所述飞行组件包括旋翼(2)、旋翼电机(3)和悬臂(4)，所述旋翼电机(3)通过水平设置的悬臂(4)与机身(1)连接，所述旋翼电机(3)驱动旋翼(2)转动；
所述灭火机构包括壳体(5)以及设置在壳体(5)内部的旋转组件和脱离组件，所述壳体(5)设置在机身(1)的底部，所述壳体(5)的底部设有开口，所述旋转机构位于开口的上方；
所述旋转组件包括第一转轴(6)、转盘(7)、第一齿轮(8)、第二齿轮(9)、旋转电机(10)、夹持单元和灭火弹(11)，所述第一转轴(6)竖向设置，所述第一转轴(6)的顶部通过轴承与壳体(5)的内部顶面连接，所述转盘(7)设置在第一转轴(6)的底部，所述转盘(7)与第一转轴(6)同轴设置，所述第一齿轮(8)套设在转轴上，所述第二齿轮(9)与第一齿轮(8)啮合，所述旋转电机(10)驱动第二齿轮(9)转动，所述转盘(7)上均匀设有若干个通孔(12)，各通孔(12)在转盘(7)的轴线外周均匀分布，所述通孔(12)为竖直贯穿孔，所述夹持单元和灭火弹(11)均有若干个，所述夹持单元位于通孔(12)内，所述灭火弹(11)位于夹持单元上；
所述夹持单元包括若干个支撑模块，各支撑模块在通孔(12)内均匀分布，所述支撑模块包括支板(13)、第一弹簧(14)和铰接轴(15)，所述支板(13)的顶部通过铰接轴(15)与通孔(12)的内壁铰接，所述支板(13)的一侧通过第一弹簧(14)与通孔(12)的内壁连接，所述铰接轴(15)和一弹簧(14)位于支板(13)的同一侧；
所述脱离组件包括支杆(16)、敲击块(17)、第二弹簧(18)、第二转轴(19)、第三齿轮(20)、半齿轮(21)、驱动电机(22)，所述支杆(16)的一端通过水平设置的第二转轴(19)与壳体(5)的内壁铰接，所述支杆(16)的另一端与敲击块(17)连接，所述支杆(16)的一侧通过第二弹簧(18)与壳体(5)的内壁铰接，所述第三齿轮(20)套设在第二转轴(19)上，所述半齿轮(21)与第三齿轮(20)啮合，所述驱动电机(22)驱动半齿轮(21)转动，所述支杆(16)位于转盘(7)的上方。
2.如权利要求1所述的基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，还包括洒水机构，所述洒水机构设置在壳体(5)的外壁上，所述洒水机构包括水箱(23)、水泵(24)、布水管(25)和喷头(26)，所述水泵(24)的一端与水箱(23)连通，所述水泵(24)的另一端与布水管(25)连通，所述喷头(26)有若干个，各喷头(26)均与布水管(25)连通。
3.如权利要求2所述的基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，所述机身(1)的顶部设有风速传感器(27)，所述风速传感器(27)与飞行控制模块电连接。
4.如权利要求1所述的基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，所述机身(1)上设有探照灯(28)。
5.如权利要求1所述的基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，所述机身(1)上设有摄像头(29)。
6.如权利要求1所述的基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，所述机身(1)的顶部设有太阳能电池板(30)。
7.如权利要求1所述的基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，所述敲击块(17)上设有橡胶保护垫。
8.如权利要求1所述的基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，所述机身(1)由阻燃材料制成。
9.如权利要求1所述的基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，所述机身(1)的底部对称设有两个起落架(31)。
10.如权利要求1所述的基于物联网的用于森林救火的无人机，其特征在于，所述旋转电机(10)和驱动电机(22)均为伺服电机。
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