CN107362477A - 高空消防机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高空消防机器人，包括无人机飞行平台和加水无人机；加水无人机独立于飞行平台，用于给无人机飞行平台在作业时加水；无人机飞行平台包括中间的水箱、可折叠伸展臂、12个多旋翼无人机、云台相机、水枪、摄像机、红外传感器、避障系统、地面站指挥系统、地面电源供给系统，摄像机安装方向与水枪一致；云台相机用于采集无人机飞行平台周围环境的画面，云台相机采集到的视频信息通过无线收发器传回到地面站指挥系统；摄像机用于采集水枪前端的场景画面，地面站指挥系统用于监控无人机，地面电源供给系统通过电缆连接到无人机飞行平台上，本发明可对高楼进行有效灭火，安装快捷，携带方便，减轻消防人员的工作难度和危险性。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种可替代消防员将喷射头及水桶带至火场并可以进行空中加水的高空消防机器人。
背景技术
随着社会经济的迅猛发展，高层建筑和企业生产的特殊性，导致燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加，事故发生的概率也相应提高。一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等环境时，若没有相应的设备贸然冲进现场，不仅不能完成任务，还会徒增人员伤亡。在诸多事故现场都需要消防人员亲自拿喷射头对准火源，才可达到灭火效果，如果是高层建筑着火而且火源在100米以上的话，对消防人员也会产生不小的困难。因此，如果能有一种可将喷射头、灭火桶带至火源附近，自行打开喷射头灭火，并可以进行空中加水的设备，就能大大减轻消防人员的工作难度和危险性。消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高空消防机器人。
为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
一种高空消防机器人，包括无人机飞行平台和加水无人机；所述加水无人机独立于飞行平台，用于给无人机飞行平台在作业时加水；
所述无人机飞行平台包括中间的水箱、水箱上连接的用于安装多旋翼无人机的可折叠伸展臂、可折叠伸展臂上的12个多旋翼无人机、安装在无人机飞行平台下端的云台相机、安装在水箱上端的水枪、水枪上固定的摄像机、红外传感器、避障系统、地面站指挥系统、地面电源供给系统，所述摄像机安装方向与水枪一致；云台相机用于采集无人机飞行平台周围环境的画面，所述云台相机采集到的视频信息通过无线收发器传回到地面站指挥系统；摄像机用于采集水枪前端的场景画面，摄像机采集的场景画面信息返回到地面站指挥系统，地面站指挥系统用于监控无人机，地面电源供给系统通过电缆连接到无人机飞行平台上。
作为优选方式，所述飞行平台的水箱四周伸展出12根可折叠伸展臂，所述可折叠伸展臂分为两层，每一层为6个伸展臂，每一个可折叠伸展臂都分布在以水箱为中心的正六边形的一个顶点上，在飞行平台未使用时，所有的伸展臂都折叠固定在水箱四周。
作为优选方式，所述可折叠伸展臂上设有3个关节，展开后为L形，所述伸展臂的一端固定在水箱上，另一端固定多旋翼无人机。
作为优选方式，所述12个多旋翼无人机通过万向节安装在飞行平台的可折叠伸展臂上。
作为优选方式，所述水箱的形状为圆柱形，水箱的底部是柔性材料，水箱的上部开口，水箱的侧面有一个开孔，所述开孔连接到高压水泵的进水口。
作为优选方式，所述水枪安装在水箱上端边缘，所述水枪具有两个自由度，用以控制水枪的喷射方向。
作为优选方式，所述多旋翼无人机都自带一块备用电源，所述多旋翼无人机正常工作时的电源供给由地面电源供给系统提供。
作为优选方式，所述红外传感器安装于靠近水枪的水箱前端，所述红外传感器的检测数据通过无人机飞行平台上的无线收发装置将数据传回到地面站指挥系统。
作为优选方式，所述避障系统包括雷达及超声波模块，超声波模块为安装在无人机飞行平台四周以及底部的超声波测距装置，雷达安装在无人机飞行平台的前端，雷达及超声波模块的数据经过数据处理中心的算法处理后，将处理后的结果通过CAN总线发送到无人机的飞行控制系统。
作为优选方式，在所述消防无人机工作的时候，加水无人机分为两批次轮流为消防无人机加水，每批次为6个多旋翼无人机，无人机自带飞行控制系统，所述加水无人机由地面站指挥系统控制。
本发明的有益效果为：本发明可对高楼进行有效灭火，安装快捷，携带方便，减轻消防人员的工作难度和危险性。
附图说明
图1为本发明的高空消防机器人的立体图。
图2为本发明的多旋翼无人机的主视图；
图3为本发明的多旋翼无人机的立体图；
其中，1为云台相机，2为水箱，3为无人机飞行平台，4为多旋翼无人机，5为可折叠伸展臂。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
一种高空消防机器人，包括无人机飞行平台3和加水无人机；所述加水无人机独立于飞行平台，用于给无人机飞行平台在作业时加水；
所述无人机飞行平台包括中间的水箱2、水箱2上连接的用于安装多旋翼无人机的可折叠伸展臂5、可折叠伸展臂上的12个多旋翼无人机4、安装在无人机飞行平台下端的云台相机1、安装在水箱上端的水枪、水枪上固定的摄像机、红外传感器、避障系统、地面站指挥系统、地面电源供给系统，所述摄像机安装方向与水枪一致；云台相机可以朝任意方向运动，云台相机用于采集无人机飞行平台周围环境的画面，所述云台相机采集到的视频信息通过无线收发器传回到地面站指挥系统；摄像机用于采集水枪前端的场景画面，摄像机采集的场景画面信息返回到地面站指挥系统，地面站指挥系统用于监控无人机，地面电源供给系统通过电缆连接到无人机飞行平台上。加水无人机的水箱末端有一个电磁阀控制的出水口，可以控制水箱的水流出。
所述飞行平台的水箱四周伸展出12根可折叠伸展臂，所述可折叠伸展臂分为两层，每一层为6个伸展臂，每一个可折叠伸展臂都分布在以水箱为中心的正六边形的一个顶点上，在飞行平台未使用时，所有的伸展臂都折叠固定在水箱四周。在消防作业的现场，伸展臂可以快速的展开，并在末端安装固定好多旋翼无人机。
所述可折叠伸展臂上设有3个关节，展开后为L形，所述伸展臂的一端固定在水箱上，另一端固定多旋翼无人机。
所述12个多旋翼无人机通过万向节安装在飞行平台的可折叠伸展臂上。
所述水箱的形状为圆柱形，水箱的底部是柔性材料，水箱的上部开口，水箱的侧面有一个开孔，所述开孔连接到高压水泵的进水口。
所述水枪安装在水箱上端边缘，所述水枪具有两个自由度，用以控制水枪的喷射方向。
所述多旋翼无人机都自带一块备用电源，所述多旋翼无人机正常工作时的电源供给由地面电源供给系统提供。
所述红外传感器安装于靠近水枪的水箱前端，所述红外传感器的检测数据通过无人机飞行平台上的无线收发装置将数据传回到地面站指挥系统。
所述避障系统包括雷达及超声波模块，超声波模块为安装在无人机飞行平台四周以及底部的超声波测距装置，雷达安装在无人机飞行平台的前端，雷达及超声波模块的数据经过数据处理中心的算法处理后，将处理后的结果通过CAN总线发送到无人机的飞行控制系统。
在所述消防无人机工作的时候，加水无人机分为两批次轮流为消防无人机加水，每批次为6个多旋翼无人机，无人机自带飞行控制系统，所述加水无人机由地面站指挥系统控制。
本发明的工作原理如下：
1)将折叠的消防机器人从消防车中搬出来，按照安装流程松开固定伸展臂的卡口，将伸展臂展开固定好。
2)取出多旋翼无人机，按照由上到下顺时针的顺序依次固定在每个伸展臂的万向节上。
3)取出地面站控制系统，打开地面站控制系统，按照开机顺序依次检查各个子系统是否工作正常。
4)各个子系统自检完毕后，给消防机器人的水箱注水。
5)控制消防机器人升空，升空到火源所在的地方。控制消防无人机悬停，利用水枪上安装的摄像头进行水枪的方向调节。
6)在消防无人机水箱的水量剩余不足的时候，加水无人机起飞，利用GPS定位装置，加水无人机飞临消防机器人上空，控制好二者相对位置后，将加水无人机中的水注入到消防机器人当中。
7)在消防机器人完成消防任务后，地面站控制系统控制好消防机器人降落。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种高空消防机器人，其特征在于：包括无人机飞行平台和加水无人机；所述加水无人机独立于飞行平台，用于给无人机飞行平台在作业时加水；
所述无人机飞行平台包括中间的水箱、水箱上连接的用于安装多旋翼无人机的可折叠伸展臂、可折叠伸展臂上的12个多旋翼无人机、安装在无人机飞行平台下端的云台相机、安装在水箱上端的水枪、水枪上固定的摄像机、红外传感器、避障系统、地面站指挥系统、地面电源供给系统，所述摄像机安装方向与水枪一致；云台相机用于采集无人机飞行平台周围环境的画面，所述云台相机采集到的视频信息通过无线收发器传回到地面站指挥系统；摄像机用于采集水枪前端的场景画面，摄像机采集的场景画面信息返回到地面站指挥系统，地面站指挥系统用于监控无人机，地面电源供给系统通过电缆连接到无人机飞行平台上。
2.根据权利要求1所述的高空消防机器人，其特征在于：所述飞行平台的水箱四周伸展出12根可折叠伸展臂，所述可折叠伸展臂分为两层，每一层为6个伸展臂，每一个可折叠伸展臂都分布在以水箱为中心的正六边形的一个顶点上，在飞行平台未使用时，所有的伸展臂都折叠固定在水箱四周。
3.根据权利要求1所述的高空消防机器人，其特征在于：所述可折叠伸展臂上设有3个关节，展开后为L形，所述伸展臂的一端固定在水箱上，另一端固定多旋翼无人机。
4.根据权利要求1所述的高空消防无人机，其特征在于：所述12个多旋翼无人机通过万向节安装在飞行平台的可折叠伸展臂上。
5.根据权利要求1所述的高空消防机器人，其特征在于：所述水箱的形状为圆柱形，水箱的底部是柔性材料，水箱的上部开口，水箱的侧面有一个开孔，所述开孔连接到高压水泵的进水口。
6.根据权利要求1所述的高空消防机器人，其特征在于：所述水枪安装在水箱上端边缘，所述水枪具有两个自由度，用以控制水枪的喷射方向。
7.根据权利要求1所述的高空消防机器人，其特征在于：所述多旋翼无人机都自带一块备用电源，所述多旋翼无人机正常工作时的电源供给由地面电源供给系统提供。
8.根据权利要求1所述的高空消防机器人，其特征在于：所述红外传感器安装于靠近水枪的水箱前端，所述红外传感器的检测数据通过无人机飞行平台上的无线收发装置将数据传回到地面站指挥系统。
9.根据权利要求1所述的高空消防机器人，其特征在于：所述避障系统包括雷达及超声波模块，超声波模块为安装在无人机飞行平台四周以及底部的超声波测距装置，雷达安装在无人机飞行平台的前端，雷达及超声波模块的数据经过数据处理中心的算法处理后，将处理后的结果通过CAN总线发送到无人机的飞行控制系统。
10.根据权利要求1所述的高空消防机器人，其特征在于：在所述消防无人机工作的时候，加水无人机分为两批次轮流为消防无人机加水，每批次为6个多旋翼无人机，无人机自带飞行控制系统，所述加水无人机由地面站指挥系统控制。
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