CN107261376A - 灭火无人机 - Google Patents

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程光远
何任博
宋志远
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    • A62C37/40—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone with electric connection between sensor and actuator
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A62C—FIRE-FIGHTING
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    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting

Abstract

本发明涉及一种灭火无人机。本发明的灭火无人机包括无人机机体和无人机用灭火装置，所述无人机用灭火装置包括基座，连接于基座的图像观察部、弹药传送部和弹药发射部；图像观察部用于观察火源；弹药传送部用于将弹药传送至弹药发射部，弹药发射部用于将弹药发射至火源。本发明的灭火无人机能够对高空等消防车或高压水枪难以到达的位置的火源进行精准定位和扑灭，提高高空等位置的灭火成功率。

Description

灭火无人机
技术领域
本发明涉及消防设备技术领域，具体涉及一种灭火无人机。
背景技术
近年来，随着社会经济的飞速发展，设备繁多、人口密度大的高层建筑越来越多，在这些高层建筑发生火灾时，现有的高压水枪无法达到位置较高的楼层，导致消防人员无法及时进行灭火救援，严重威胁人民群众的生命及财产安全。
发明内容
发明要解决的问题
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种灭火无人机，以尤其可以对高空等消防车或高压水枪难以到达的位置的火源进行精准定位和扑灭，提高高空灭火等的成功率。
用于解决问题的方案
本发明提供一种灭火无人机，所述灭火无人机包括无人机机体和无人机用灭火装置，所述无人机用灭火装置包括基座、连接于所述基座的图像观察部、弹药传送部和弹药发射部；其中，所述基座用于将所述无人机用灭火装置连接至所述无人机，所述图像观察部用于观察火源；所述弹药传送部用于将弹药传送至所述弹药发射部；所述弹药发射部用于将弹药发射至火源。
所述图像观察部包括依次连接的摄像头和图像传输部；其中，所述摄像头与所述基座相连，用于拍摄火源；所述图像传输部用于将所述摄像头拍摄到的火源信息传输至与所述无人机用灭火装置分离开地设置的显示屏进行显示。
所述灭火无人机还包括控制单元，所述摄像头能转动地连接于所述基座；所述控制单元与所述摄像头相连，用于控制所述摄像头的转动。
所述弹药传送部包括驱动电机、传送轴和传送带；其中，所述驱动电机固定连接于所述基座，用于驱动所述传送带循环转动；所述传送带绕着所述驱动电机的驱动电机轴和所述传送轴设置，用于将弹药传送至所述弹药发射部。
所述传送带包括位于所述传送带上的推弹件，所述推弹件用于将弹药从所述传送带推至所述弹药发射部。
所述推弹件为立设于所述传送带上的板状体。
所述无人机用灭火装置还包括轴承轮，所述轴承轮位于所述传送带的弹药传送方向上的末端与所述弹药发射部之间，所述推弹件将弹药推到所述轴承轮上，进而到达所述弹药发射部。
所述弹药发射部包括两个相对设置的外转子电机和分别套设于所述外转子电机上的两个胶轮；其中，所述外转子电机固定连接于所述基座，所述两个胶轮相对的边缘之间的距离小于弹药的径向尺寸。
所述无人机用灭火装置还包括位于所述弹药传送部的上方的弹药装载舱。
所述弹药装载舱包括装载主体和上盖板；其中，所述上盖板位于所述装载主体的上方，所述装载主体位于所述弹药传送部的上方。
发明的效果
本发明的灭火无人机在高空等消防车或高压水枪难以到达的位置发生火灾时，通过无人机机体搭载无人机用灭火装置升至火源附近，并通过图像观察部瞄准火源，以对火源进行精准定位，然后使弹药依次经弹药传送部和弹药发射部到达火源处，实现了对高空等消防车或高压水枪难以到达的位置火源的精准定位和扑灭，提高了高空等位置的灭火成功率。
附图说明
图1为本发明的灭火无人机的立体图；
图2为本发明的无人机用灭火装置的立体图；
图3为本发明的无人机用灭火装置的弹药传送部的立体图；
图4为本发明的无人机用灭火装置的弹药发射部的侧视图；
图5为本发明的无人机用灭火装置的弹药装载舱的示意图；
图6为本发明的灭火无人机的工作流程示意图。
附图标记说明
100-无人机用灭火装置；110-弹药传送部；111-驱动电机；112-传送带；113-传送轴；120-弹药发射部；121-外转子电机；122-胶轮；130-图像观察部；131-摄像头；132-图像传输部；140-弹药装载舱；141-装载主体；142-上盖板；150-推弹件；160-轴承轮；170-基座；200-无人机机体；300-弹药。
具体实施方式
以下参考附图对本发明的灭火无人机进行详细说明。
如图1所示，本实施方式的灭火无人机包括无人机机体200和搭载于无人机机体200的无人机用灭火装置100。
如图2所示，无人机用灭火装置100包括用于将无人机用灭火装置100搭载于无人机机体200的基座170、固定连接于基座170的图像观察部130、弹药传送部110和弹药发射部120；其中，图像观察部130沿弹药发射方向设置，用于沿着弹药发射方向观察火源；弹药传送部110与弹药发射部120相连，弹药发射部120用于对待发射的弹药进行加速，使待发射的弹药具有满足发射条件的发射初速度。优选的，上述无人机用灭火装置100经由基座170可拆卸地安装于无人机机体200。
在利用本实施方式所提供的无人机用灭火装置100进行高空灭火时，由操作人员手动或计算机自动将载有无人机用灭火装置100的无人机机体200升至火源附近位置，然后利用图像观察部130观察火源位置，在图像观察部130观察到火源之后且在需要时调整无人机机体200的位置和/或方向之后，开启弹药传送部110，使弹药依次经弹药传送部110和弹药发射部120精准地发射至火源处扑灭火源；若图像观察部130未能观察到火源，则由操作人员手动或计算机自动调整无人机机体200的位置和/或方向，直至图像观察部130观察到火源后，开启弹药传送部110，使弹药依次经弹药传送部110和弹药发射部120精准地发射至火源处扑灭火源。
本实施方式所提供的无人机用灭火装置100搭载于无人机机体200上，在高空等消防车或高压水枪难以到达的位置发生火灾时，可以利用无人机机体200搭载无人机用灭火装置100飞至火源附近，然后利用图像观察部130观察火源，使弹药依次经弹药传送部110和弹药发射部120到达火源处，从而实现对火源的精准定位和扑灭，提高高空灭火的成功率。
请继续参阅图2，在本实施方式中，图像观察部130包括依次连接的摄像头131、图像传输部132和显示屏(未图示)，其中，显示屏位于与无人机机体200在空间上分离的操作端(例如，位于地面)，摄像头131和图像传输部132均固定连接于基座170，摄像头131沿弹药发射方向设置，用于拍摄火源；图像传输部132用于将摄像头131拍摄到的火源信息传输至显示屏进行显示，以使操作人员观察到火源处的图像从而做出相应的操作；具体实施时，摄像头131拍摄图像，经过图像传输部132将摄像头131所拍摄的图像传输至显示屏上，在显示屏上显示有火源后，开启弹药传送部110，使弹药依次经弹药传送部110和弹药发射部120精准地发射至火源处扑灭火源；当显示屏上不显示火源时，可由操作人员手动或计算机自动调整无人机机体200的位置和/或方向，从而调整无人机用灭火装置100的位置，以使显示屏上能够显示火源。本实施方式提供的无人机用灭火装置100通过设置摄像头131、图像传输部132和显示屏，实现了对火源的精准定位及弹药的远程遥控发射，提高了高空灭火的成功率。
示例性的，上述摄像头131的至少一部分还可设置为可相对于基座170转动，此时，灭火无人机还包括与摄像头131的该可转动部分相连的控制单元。当摄像头131未检测到火源时，利用控制单元控制摄像头131进行转动以寻找火源。当然，当摄像头131未检测到火源时，也可由位于地面的操作人员手动或计算机自动调整无人机机体200的位置和/或方向，以使摄像头131能够检测到火源。
如图2和图3所示，弹药传送部110包括驱动电机111、传送带112和传送轴113，其中，驱动电机111和传送轴113连接于基座170，驱动电机111用于驱动控制传送带112循环转动；传送带112绕驱动电机111的驱动电机轴和传送轴113设置，用于将弹药传送至弹药发射部120。电子调速器(未图示)控制驱动电机111的开关和转速，以实现对弹药发射的时间和间隔的控制；在高空灭火过程中，首先开启驱动电机111，驱动电机111带动传送带112开始工作，然后传送带112将弹药传递至弹药发射部120，继而将弹药发射至火源处；可选的，上述驱动电机111为直流步进电机。
优选的，如图2所示，传送带112包括位于传送带112上的推弹件150，当弹药传送至传送带112的末端时，通过驱动电机111控制推弹件150沿着弹药的传送方向对弹药施加推力，使弹药能够快速的从传送带112到达弹药发射部120，示例性的，上述推弹件150为立于传送带上的板状体。
优选的，如图2所示，本实施方式提供的无人机用灭火装置还包括轴承轮160，轴承轮160位于传送带112沿弹药传送方向的末端与弹药发射部120之间，这样弹药经设置于传送带112的推弹件150施加推力后，便可到达轴承轮160上，利用轴承轮160的转动减小弹药运动至弹药发射部120的摩擦力，从而可使弹药快速地到达弹药发射部120，且使到达弹药发射部120的弹药具有较大的速度。
如图2和图4所示，上述弹药发射部120包括两个相对设置的外转子电机121和两个分别套设于外转子电机121上的胶轮122，其中，外转子电机121固定连接于基座170，通过电子调速器(未图示)控制外转子电机121的转速，两个胶轮122相对的边缘之间的距离小于弹药的径向尺寸，从而在灭火过程中，使两个胶轮122转动挤压位于其间的弹药以使弹药产生发射初速度。具体实施时，通过电子调速器控制外转子电机121的转速，从而控制套设于外转子电机121上的胶轮122的转速，进而控制弹药300的发射初速度，以控制弹药300发射的远近；例如，当外转子电机121的转速较大时，套设于外转子电机121上的胶轮122的转速也较大，这样通过两个胶轮122与位于其间的弹药的快速旋转挤压，使位于其间的弹药的发射初速度也较大，从而使弹药能够发射至较远的位置。同样道理，当外转子电机121的转速较小时，可使发射的弹药300的初速度较小，从而使弹药能够发射至较近的位置。示例性的，可将两个胶轮122之间的距离设置为比弹药的直径小3cm-5cm。
优选地，如图2和图5所示，本实施方式提供的无人机用灭火装置100还包括弹药装载舱140，该弹药装载舱140位于弹药传送部110上方，通过卡扣连接于基座170，方便弹药装载舱140的拆卸与安装；这样在更换弹药时，可直接更换事先装有不同类型弹药的弹药装载舱，也可向弹药装载舱中装入不同类型的弹药。具体的，弹药装载舱140包括装载主体141和上盖板142，其中，上盖板142位于装载主体141上方，装载主体141位于弹药传送部110上方。装载主体141的形状与弹药300的形状相匹配，例如，可将装载主体141设置为内壁光滑的长方体结构，其大小可根据实际需要与火情的大小进行合理设置，如图5所示装载主体141内可容纳多枚弹药300，能够依次实现多枚弹药的投放；可以理解的是，当将装载主体141设置为内壁光滑的长方体结构时，装载主体141的长方体结构的截面积大小略大于弹药300的尺寸，以便于弹药300的加载与投放。
示例性的，上述上盖板142与装载主体141的连接方式可以是多种多样的，例如，如图2所示，可以将上盖板142设置为一端可转动地安装于装载主体141的上部，形成可打开的结构，这样当上盖板打开时，便可向装载主体141中加载弹药；或者，也可将上盖板142设置为推拉结构，其相对的两端与装载主体141滑动连接，当上盖板142推至装载主体141上部开口的一侧时，可向装载主体141中加载弹药，弹药加载完毕后，可将上盖板142推至能够遮盖装载主体141的位置，以使弹药装载舱140形成一密封结构。
优选的，在高空灭火时，可先将装载主体141中放入破窗弹，然后再根据实际火情的大小放入不同枚数的灭火弹，其中，破窗弹的材料可以为金属合金，用于破除窗体，这样便可以先利用破窗弹打破火源处的窗户，在破窗成功后再向火源位置发射灭火弹，以提高高空灭火的成功率。
可以理解的是，本实施方式所提供的无人机用灭火装置100可以以通用接口连接无人机机体200以获取电源进行工作，或者，也可单独连接电池独立获取电源进行工作。
图6为本发明的灭火无人机的工作流程示意图，如图6所示，在利用本实施方式提供的灭火无人机进行灭火时，首先开启灭火无人机，使载有无人机用灭火装置的无人机机体到达火源附近位置，然后利用图像观察部观察确认火源，并开启驱动电机和外转子电机，使传送带和胶轮工作，以使在图像观察部观察到火源之后且在需要时调整无人机机体的位置和/或方向之后发射弹药，使弹药依次经弹药传送部和弹药发射部精准地发射至火源处进行灭火。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灭火无人机，其特征在于，所述灭火无人机包括无人机机体和无人机用灭火装置，所述无人机用灭火装置包括基座、连接于所述基座的图像观察部、弹药传送部和弹药发射部；其中，所述基座用于将所述无人机用灭火装置连接至所述无人机，所述图像观察部用于观察火源；所述弹药传送部用于将弹药传送至所述弹药发射部；所述弹药发射部用于将弹药发射至火源。
2.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于，所述图像观察部包括依次连接的摄像头和图像传输部；其中，
所述摄像头与所述基座相连，用于拍摄火源；
所述图像传输部用于将所述摄像头拍摄到的火源信息传输至与所述无人机用灭火装置分离开地设置的显示屏进行显示。
3.根据权利要求2所述的灭火无人机，其特征在于，所述灭火无人机还包括控制单元，所述摄像头能转动地连接于所述基座；所述控制单元与所述摄像头相连，用于控制所述摄像头的转动。
4.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于，所述弹药传送部包括驱动电机、传送轴和传送带；其中，
所述驱动电机固定连接于所述基座，用于驱动所述传送带循环转动；
所述传送带绕着所述驱动电机的驱动电机轴和所述传送轴设置，用于将弹药传送至所述弹药发射部。
5.根据权利要求4所述的灭火无人机，其特征在于，所述传送带包括位于所述传送带上的推弹件，所述推弹件用于将弹药从所述传送带推至所述弹药发射部。
6.根据权利要求5所述的灭火无人机，其特征在于，所述推弹件为立设于所述传送带上的板状体。
7.根据权利要求5所述的灭火无人机，其特征在于，所述无人机用灭火装置还包括轴承轮，所述轴承轮位于所述传送带的弹药传送方向上的末端与所述弹药发射部之间，所述推弹件将弹药推到所述轴承轮上，进而到达所述弹药发射部。
8.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于，所述弹药发射部包括两个相对设置的外转子电机和分别套设于所述外转子电机上的两个胶轮；其中，所述外转子电机固定连接于所述基座，所述两个胶轮相对的边缘之间的距离小于弹药的径向尺寸。
9.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于，所述无人机用灭火装置还包括位于所述弹药传送部的上方的弹药装载舱。
10.根据权利要求9所述的灭火无人机，其特征在于，所述弹药装载舱包括装载主体和上盖板；其中，所述上盖板位于所述装载主体的上方，所述装载主体位于所述弹药传送部的上方。
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