CN108371767A - 一种消防警用多功能飞行救援系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种消防警用多功能飞行救援系统，包括无人飞行器以及地面控制器，无人飞行器内部设有飞行控制系统，飞行控制系统连接地面控制器，无人飞行器内还设有供电系统，无人飞行器外部设有摄像系统和照明系统；无人飞行器的下方设有空投舱，空投舱包括上舱体和下舱体，下舱体的一侧与上舱体一侧铰接，下舱体另一侧和上舱体另一侧之间设有电子锁，电子锁通过电线连接至飞行控制系统。本发明的有益效果是能够满足高层建筑灭火的需要，具有安全、快速、易操作的优点，在较多危险区域可以完全代替消防员，避免消防人员生命伤亡，并且在消防人员未能到达的情况下，可提前先对火情进行处理，最后利用地面控制器，使普通人也可上手操作。
Description
技术领域
本发明涉及无人飞行器领域，具体讲是一种消防警用多功能飞行救援系统。
背景技术
随着我国经济的快速发展，城市高层建筑的数量也在逐年增加，高层建筑的火灾已经成为了当今火灾的主要类型。由于高层建筑的综合性，使得建筑布置复杂，人员大量集中，各种设备密集，竖井管道纵横交错，令灭火难度加大。
目前各研究所已研制了一些针对高层建筑消防的设备，这些设备在高层建筑消防中发挥了积极的作用，主要有登高云梯、消防炮和消防直升机等，但受制于装备能力，往往不能取得比较理想的效果，现有的消防水罐车喷水能力仅仅为8层楼高，最高的云梯车举高能力也只有15层左右，对于更高的高层建筑火灾来说，这些设备只能是“望楼兴叹”；而手持式灭火弹、炮式灭火弹、消防救援机器人、肩扛式喷雾器和风力灭火机受使用环境或人为因素的影响，在某些场合往往不能使用或未能得到充分利用，故大大限制了其灭火效率的发挥，减弱了对高层火灾的控制能力；炮式灭火弹，虽然解决了人员不能快速抵达火场以及灭火效率低等问题，但是由于灭火弹的工作原理是发射后在空中自由飞行通过弹道控制到达火场，其飞行外弹道需要足够的空间才能实现。因此该方式不适合具有密集高层建筑的火灾现场，实用性不高。
可见目前针对高层建筑火灾的应急救援措施还有待提高，不能实现高空快速灭火，灭火效率不显著。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消防警用多功能飞行救援系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的技术方案是：包括无人飞行器以及地面控制器，无人飞行器内部设有飞行控制系统，飞行控制系统通过无线网络连接地面控制器，无人飞行器内还设有供电系统，供电系统通过电线连接至飞行控制系统，无人飞行器外部设有摄像系统和照明系统，摄像系统和照明系统通过不同的电线连接至飞行控制系统；无人飞行器的下方设有空投系统，空投系统包括连接在无人飞行器下方的空投舱，空投舱包括上舱体和下舱体，上舱体和下舱体均呈半圆环状，下舱体的一侧与上舱体一侧铰接，下舱体另一侧和上舱体另一侧之间设有电子锁，电子锁将下舱体和上舱体连接后，在二者之间形成一圆柱状的储藏舱，电子锁通过电线连接至飞行控制系统。
在本发明一较佳实施例中，上舱体顶部焊接有至少两根连接杆，连接杆的顶部设有一体成型的倒圆台型的连接座，连接座上方设有一体成型的法兰盘，法兰盘通过螺丝连接在无人飞行器上。
在本发明一较佳实施例中，下舱体通过合页铰接在上舱体一侧。
在本发明一较佳实施例中，电子锁包括安装在上舱体一侧的上连接件、安装在下舱体一侧的下连接件以及活动穿插在上连接件与下连接件上的金属杆，上连接件外侧设有第一锁套，下连接件外侧设有第二锁套，第一锁套和第二锁套交错设置，上舱体和下舱体在相合状态下第一锁套和第二锁套能够连成一条直线，第一锁套和第二锁套上均设有供金属杆穿过的孔；电子锁还包括固定在上舱体上的舵机，舵机的输出端上安装有十字件，金属杆的一端铰接在该十字件的一端上，舵机能够驱动十字件转动，十字件带动金属杆一端沿一弧线运动，进而将金属杆另一端从第二锁套内拽出。
在本发明一较佳实施例中，储藏舱内放置有消防灭火弹，消防灭火弹被箍设在上舱体和下舱体之间。
在本发明一较佳实施例中，摄像系统包括至少一个摄像头。
在本发明一较佳实施例中，照明组件包括至少一个探照灯。
在本发明一较佳实施例中，无人飞行器的底部设有红外感应器,用于测量无人飞行器与目标火焰的距离；所述地面控制器上设置有发声装置，所述发声装置根据红外传感器测量感应的无人飞行器与目标火焰的距离，来进行输出不同频率的声音。
在本发明一较佳实施例中，无人飞行器的主体上方、下方以及四个螺旋桨上均安装有弹射气囊，并且在无人飞行器内部安装有加速度传感器。
在本发明一较佳实施例中，无人飞行器设有安全降落系统，安全降落系统包括四个支撑腿，支撑腿包括了固定腿以及铰接在固定腿下方的活动腿，固定腿固定在无人飞行器的主体四个角下方，固定腿和活动腿的内侧均安装有一个挂钩，两个挂钩之间安装有拉簧，拉簧的端部钩设在挂钩上，活动腿的下端安装有滑轮。
本发明通过改进在此提供一种消防警用多功能飞行救援系统，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
(1)本发明的无人飞行器可搭载消防灭火弹升至高空，通过摄像系统对火场进行拍摄，经飞行控制系统传输至地面控制器，地面消防人员通过地面控制器在观测到火场信息后，可控制无人飞行器移动至火点上方，由电子锁控制空投舱打开，空投消防灭火弹进行灭火，并能根据火场形式快速返回地面进行再次装弹，然后返回火场进行灭火任务，满足高层建筑灭火的需要；其具有安全、快速、易操作的优点，在较多危险区域可以完全代替消防员，避免消防人员生命伤亡，并且在消防人员未能到达的情况下，可提前先对火情进行处理。
(2)通过红外传感器距离感应目标火焰与当前无人飞行器的距离；从而使得地面控制器在接收到目标火焰与当前无人飞行器的距离后，判断所述距离所处的区间段进行选择相应的声音报警频率来快速确定当前无人飞行器1位置，从而获得最佳投弹距离；从而不需要完全依靠主观图像来辨识，一方面加快了投弹时间效率，另一方面，投弹后迅速转移，避免长时间靠近火焰，而导致无人飞行器1受损。
(3)考虑到无人飞行器1受损的情况，为了避免价格昂贵的无人飞行器1坠毁，在无人飞行器1的主体上方、下方以及四个螺旋桨上均安装有弹射气囊，并且在无人飞行器1内部安装有加速度传感器，加速度传感器检测到坠落时，弹出所有气囊，保护无人飞行器1不会坠毁。
(4)无人飞行器1设有安全降落系统，当无人飞行器1降落时，冲击力导致四个活动腿1a2向外侧张开，活动腿1a2通过滑轮12顺势向外侧滑动，通过四个拉簧11吸收震动力后，可有效的保护无人飞行器1主体不受伤害，达到安全降落的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
图1是本发明上部结构示意图；
图2是本发明下部一侧结构示意图；
图3是图2的局部放大图；
图4是本发明下部另一侧结构示意图；
图5是本图4的局部放大图；
图6是本发明空投舱打开状态示意图；
图7是本发明安全降落系统的结构示意图；
图8是本发明图7的局部放大图；
附图标记说明：
无人飞行器1，支撑腿1a，固定腿1a1，活动腿1a2，摄像系统2，照明系统3，空投舱4，上舱体5，连接杆51，连接座52，法兰盘53，下舱体6，电子锁7，上连接件71，第一锁套711，下连接件72，第二锁套721，金属杆73，舵机74，十字件741，消防灭火弹8，合页9，挂钩10，拉簧11，滑轮12。
具体实施方式
下面将结合附图1-图6对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种消防警用多功能飞行救援系统，如图1-图6所示，包括无人飞行器1以及地面控制器，无人飞行器1内部设有飞行控制系统，飞行控制系统通过无线网络连接地面控制器，无人飞行器1内还设有供电系统，供电系统通过电线连接至飞行控制系统，无人飞行器1外部设有摄像系统2和照明系统3，摄像系统2和照明系统3通过不同的电线连接至飞行控制系统；无人飞行器1的下方设有空投系统，空投系统包括连接在无人飞行器1下方的空投舱4，空投舱4包括上舱体5和下舱体6，上舱体5和下舱体6均呈半圆环状，下舱体6的一侧与上舱体5一侧铰接，下舱体6另一侧和上舱体5另一侧之间设有电子锁7，电子锁7将下舱体6和上舱体5连接后，在二者之间形成一圆柱状的储藏舱，储藏舱内放置有消防灭火弹8，消防灭火弹8被箍设在上舱体5和下舱体6之间，电子锁7通过电线连接至飞行控制系统。
本发明的无人飞行器1可搭载消防灭火弹8升至高空，通过摄像系统2对火场进行拍摄，经飞行控制系统传输至地面控制器，地面消防人员通过地面控制器在观测到火场信息后，可控制无人飞行器1移动至火点上方，由电子锁7控制空投舱4打开，空投消防灭火弹8进行灭火，并能根据火场形式快速返回地面进行再次装弹，然后返回火场进行灭火任务，满足高层建筑灭火的需要。
具体的，上舱体5顶部焊接有至少两根连接杆51，连接杆51的顶部设有一体成型的倒圆台型的连接座52，以用于增加上端面的连接面积，连接座52上方设有一体成型的法兰盘53，法兰盘53通过螺丝连接在无人飞行器1上，实现空投舱4的模块化安装。
具体的，下舱体6通过合页9铰接在上舱体5一侧，采用合页9实现铰接最为简单，功能更为稳定，并且合页9采用螺丝连接上舱体5和下舱体6上，安装方便。
具体的，电子锁7包括安装在上舱体5一侧的上连接件71、安装在下舱体6一侧的下连接件72以及活动穿插在上连接件71与下连接件72上的金属杆73，上连接件71外侧设有第一锁套711，下连接件72外侧设有第二锁套721，第一锁套711和第二锁套721交错设置，上舱体5和下舱体6在相合状态下第一锁套711和第二锁套721能够连成一条直线，第一锁套711和第二锁套721上均设有供金属杆73穿过的孔；电子锁7还包括固定在上舱体5上的舵机74，舵机74的输出端上安装有十字件741，金属杆73的一端铰接在该十字件741的一端上，舵机74能够驱动十字件741转动，十字件741带动金属杆73一端沿一弧线运动，进而将金属杆73另一端从第二锁套721内拽出，使下舱体6一侧与上舱体5一侧分离，下舱体6再与上舱体5分离后，通过重力作用自动向另一侧打开，使消防灭火弹8落下。
摄像系统2包括至少一个摄像头，摄像头连接飞行控系统，通过飞行控系统的传输器传输到地面控制器，摄像头的精度需达到一定的精度，以保障空投准确性。
照明组件包括至少一个探照灯，以实现夜间空投功能。
本发明具有安全、快速、易操作的优点，在较多危险区域可以完全代替消防员，避免消防人员生命伤亡，并且在消防人员未能到达的情况下，可提前先对火情进行处理，最后利用地面控制器，使普通人也可上手操作。
本发明能为消防灭火提供机动灵活的辅助灭火工具，减少消防人员的人身伤害，保障了人民群众的生命财产安全，同时可成为公共场所的常备自救工具。如若反生大型火灾，小型无人飞行器1则无法承受过大的重量，因此无人飞行器1的机型可调整为大型无人飞行器1，加大载重能力和续航能力。可采用精度更高的摄像头或瞄准镜，提高其空投准确性。
除高层灭火外，能够添加其他功能，如在警用方面加装拦截网，拦截在禁飞区域飞行的无人飞行器1；也可加载催泪瓦斯扩展其他领域的应用、烟雾弹等警用工具，应用到反恐工作中。
考虑到现有技术中只能通过摄像头主观判断火焰在哪里，投弹的精准度不是很好；进一步，在无人飞行器1的底部设有红外感应器，通过红外感应器进行感应当前无人机位置与目标火焰的距离；所述地面控制器上设置有发声装置，所述发声装置根据红外传感器测量感应的无人飞行器与目标火焰的距离，来进行输出不同频率的声音；具体地，通过红外传感器距离感应目标火焰与当前无人飞行器1的距离，并通过飞行控制系统内的无线发射模块将距离信息传送至地面控制器；地面控制器预先在通过设定一定的距离感应与声音报警频率的映射关系，比如：距离5-10m，声音报警频率为a1；距离10-15m，声音报警频率为a2；距离15-20m，报警频率为a3；从而使得地面控制器在接收到目标火焰与当前无人飞行器1的距离后，判断所述距离所处的区间段进行选择相应的声音报警频率来快速确定当前无人飞行器1位置，从而获得最佳投弹距离；从而不需要完全依靠主观图像来辨识，一方面加快了投弹时间效率，另一方面，投弹后迅速转移，避免长时间靠近火焰，而导致无人飞行器1受损。
考虑到无人飞行器1受损的情况，为了避免价格昂贵的无人飞行器1坠毁，在无人飞行器1的主体上方、下方以及四个螺旋桨上均安装有弹射气囊，并且在无人飞行器1内部安装有加速度传感器，加速度传感器检测到坠落时，弹出所有气囊，保护无人飞行器1不会坠毁。
并且，无人飞行器1设有安全降落系统，安全降落系统包括四个支撑腿1a，支撑腿1a包括了固定腿1a1以及铰接在固定腿1a1下方的活动腿1a2，固定腿1a1固定在无人飞行器1a的主体四个角下方，固定腿1a1和活动腿1a2的内侧均安装有一个挂钩10，两个挂钩10之间安装有拉簧11，拉簧11的端部钩设在挂钩10上，活动腿1a2的下端安装有滑轮12，当无人飞行器1降落时，冲击力导致四个活动腿1a2向外侧张开，活动腿1a2通过滑轮12顺势向外侧滑动，通过四个拉簧11吸收震动力后，可有效的保护无人飞行器1主体不受伤害，达到安全降落的目的。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：包括无人飞行器(1)以及地面控制器，无人飞行器(1)内部设有飞行控制系统，飞行控制系统通过无线网络连接地面控制器，无人飞行器(1)内还设有供电系统，供电系统通过电线连接至飞行控制系统，无人飞行器(1)外部设有摄像系统(2)和照明系统(3)，摄像系统(2)和照明系统(3)通过不同的电线连接至飞行控制系统；无人飞行器(1)的下方设有空投系统，空投系统包括连接在无人飞行器(1)下方的空投舱(4)，空投舱(4)包括上舱体(5)和下舱体(6)，上舱体(5)和下舱体(6)均呈半圆环状，下舱体(6)的一侧与上舱体(5)一侧铰接，下舱体(6)另一侧和上舱体(5)另一侧之间设有电子锁(7)，电子锁(7)将下舱体(6)和上舱体(5)连接后，在二者之间形成一圆柱状的储藏舱，电子锁(7)通过电线连接至飞行控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：上舱体(5)顶部焊接有至少两根连接杆(51)，连接杆(51)的顶部设有一体成型的倒圆台型的连接座(52)，连接座(52)上方设有一体成型的法兰盘(53)，法兰盘(53)通过螺丝连接在无人飞行器(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：下舱体(6)通过合页(9)铰接在上舱体(5)一侧。
4.根据权利要求1所述的一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：电子锁(7)包括安装在上舱体(5)一侧的上连接件(71)、安装在下舱体(6)一侧的下连接件(72)以及活动穿插在上连接件(71)与下连接件(72)上的金属杆(73)，上连接件(71)外侧设有第一锁套(711)，下连接件(72)外侧设有第二锁套(721)，第一锁套(711)和第二锁套(721)交错设置，上舱体(5)和下舱体(6)在相合状态下第一锁套(711)和第二锁套(721)能够连成一条直线，第一锁套(711)和第二锁套(721)上均设有供金属杆(73)穿过的孔；电子锁(7)还包括固定在上舱体(5)上的舵机(74)，舵机(74)的输出端上安装有十字件(741)，金属杆(73)的一端铰接在该十字件(741)的一端上，舵机(74)能够驱动十字件(741)转动，十字件(741)带动金属杆(73)一端沿一弧线运动，进而将金属杆(73)另一端从第二锁套(721)内拽出。
5.根据权利要求1所述的一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：储藏舱内放置有消防灭火弹(8)，消防灭火弹(8)被箍设在上舱体(5)和下舱体(6)之间。
6.根据权利要求1所述的一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：摄像系统(2)包括至少一个摄像头。
7.根据权利要求1所述的一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：照明组件包括至少一个探照灯。
8.根据权利要求1所述的一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：所述无人飞行器(1)的底部设有红外感应器，用于测量无人飞行器(1) 与目标火焰的距离；所述地面控制器上设置有发声装置，所述发声装置根据红外传感器测量感应的无人飞行器(1)与目标火焰的距离，来进行输出不同频率的声音。
9.根据权利要求1所述的一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：无人飞行器(1)的主体上方、下方以及四个螺旋桨上均安装有弹射气囊，并且在无人飞行器(1)内部安装有加速度传感器。
10.根据权利要求1所述的一种消防警用多功能飞行救援系统,其特征在于：无人飞行器(1)设有安全降落系统，安全降落系统包括四个支撑腿(1a)，支撑腿(1a)包括了固定腿(1a1)以及铰接在固定腿(1a1)下方的活动腿(1a2)，固定腿(1a1)固定在无人飞行器(1a)的主体四个角下方，固定腿(1a1)和活动腿(1a2)的内侧均安装有一个挂钩(10)，两个挂钩(10)之间安装有拉簧(11)，拉簧(11)的端部钩设在挂钩(10)上，活动腿(1a2)的下端安装有滑轮(12)。
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