CN108408053A - 抛射式高空灭火无人机系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种抛射式高空灭火无人机系统。包括无人机以及安装在所述无人机上的弹药弹射机构；所述弹药弹射机构包括弹药箱、发射筒、载弹托盘、引导齿轮、传动铰链以及驱动电机；所述弹药箱安装在所述发射筒的上部并与其连通，弹药箱内装有灭火弹，弹药箱的上部固定在所述无人机的底部，所述载弹托盘设置在所述发射筒的内部并与其内壁滑动配合，引导齿轮上绕接有所述传动铰链，载弹托盘的底部通过连接块与所述传动铰链连接，所述驱动电机通过电机座固定在所述发射筒的一侧，驱动电机的输出端通过主动轮与所述传动铰链连接。使用驱动电机加速抛射方式，减小投射过程中对飞行器稳定性的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种抛射式高空灭火无人机系统及其使用方法。
背景技术
随着我国高层建筑数量和高度不断攀升，消防救援压力日益增大。以现有的消防灭火手段，已不能适应于我国城市高层楼宇消防灭火的需求。受工作原理和物理极限影响，用于百米以上超高层建筑外部救援的特种消防车辆装备普遍存在车体宽大、展开面积大、供给和保障装备复杂等特点，遇到消防通道堵塞，人员密集地区，不能及时到达救援现场由此带来诸多限制，因此，急需一种能在短时间内快速到达，准确判断、及时灭火救援的装备，实施消防灭火，解决大型救援保障装备“进不去”、“展不开”、“够不着”的问题。
采用无人机实施高层楼宇灭火救援行动是近几年开始研究的课题，虽然灭火弹和无人机的技术都比较成熟，但是目前还没有很好地将灭火弹的技术特征和无人机的技术特征有效地进行结合，形成实用的高科技产品。因此，无人机消防灭火平台的研发，是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种抛射式高空灭火无人机系统及其使用方法，可以进行高空灭火。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种抛射式高空灭火无人机系统，其特征在于：包括无人机以及安装在所述无人机上的弹药弹射机构；
所述弹药弹射机构包括弹药箱、发射筒、载弹托盘、引导齿轮、传动铰链以及驱动电机；所述弹药箱安装在所述发射筒的上部并与其连通，弹药箱内装有灭火弹，弹药箱的上部固定在所述无人机的底部，所述载弹托盘设置在所述发射筒的内部并与其内壁滑动配合，所述引导齿轮安装在所述发射筒底部的两侧，引导齿轮上绕接有所述传动铰链，发射筒的底部沿其长度方向开有条形槽，载弹托盘的底部通过连接块与所述传动铰链连接，所述驱动电机通过电机座固定在所述发射筒的一侧，驱动电机的输出端通过主动轮与所述传动铰链连接。
优选地，所述发射筒的两端都设有发射口。
优选地，所述弹药箱的一侧设有摄像头。
优选地，所述无人机包括机体、电机、机臂以及脚架，电机通过电机座安装在所机臂的一端，所述机臂的另一端固定在所述机体的周围，所述脚架固定在所述机体的下部，所述弹药箱固定在所述机体的底部。
一种抛射式高空灭火无人机使用方法，其特征在于：按照以下步骤进行，Step1：对飞机进行飞行前检查，检查发射机构是否有故障保证发射顺畅。在地面进行低空飞行测试飞机的情况和发射机构的工作情况。
Step2:打开地面站对飞机的状态进行检测，飞机起飞到着火的楼层定点悬停对着火情况进行侦察。
Step3：通过地面站观察，根据着火点位置与灭火弹抛射距离计算无人机最佳悬停位置；
Step4:将无人机灭火装置对准起火房间，启动发射机构将灭火弹药穿过窗户，抛射近房间达到火源位置。
Step5:通过地面监控系统观察火势情况，实施连续发射灭火弹；
Step6:任务完成回到起飞地点。
本发明的有益效果是:1)使用驱动电机加速抛射方式，减小投射过程中对飞行器稳定性的干扰；
2)具有地面监视系统，根据无人机系统回传图像，实时分析着火源位置。实时监控火情。
3)根据火源位置以及灭火弹抛射距离计算出无人机最佳悬停位置及最佳发射角度；
4)搭载双向发射系统，可用同时向两个相对方向发射灭火弹实施灭火。
5)双弹药箱可搭载十发灭火弹，舵机控制依靠重力自动填装，可以连续发射。
6)发射机构结构简单，可以适用于市面上的普通水基灭火瓶，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明中弹药弹射机构的结构示意图；
图3为本发明中弹药弹射机构的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1-3所示，一种抛射式高空灭火无人机系统，包括无人机1以及安装在所述无人机上的弹药弹射机构2；所述弹药弹射机构包括弹药箱21、发射筒22、载弹托盘23、引导齿轮24、传动铰链25以及驱动电机26；所述弹药箱安装在所述发射筒的上部并与其连通，弹药箱内装有灭火弹27，弹药箱的上部固定在所述无人机的底部，所述载弹托盘设置在所述发射筒的内部并与其内壁滑动配合，所述引导齿轮安装在所述发射筒底部的两侧，引导齿轮上绕接有所述传动铰链，发射筒的底部沿其长度方向开有条形槽，载弹托盘的底部通过连接块与所述传动铰链连接，所述驱动电机通过电机座28固定在所述发射筒的一侧，驱动电机的输出端通过主动轮与所述传动铰链连接。所述弹药箱的一侧设有摄像头29。摄像头可以这是成两个，在发射筒的上方设置，可以观察到着火点。
发射灭火弹时，打开舵机臂，弹药箱中的弹药依靠重力填装到载弹托盘位置，驱动电机瞬间输出的扭矩通过齿轮传递到传动铰链，使传动铰链加速运动，这时载弹托盘推动弹药随传动铰链一起加速运动，当载弹托盘推动弹药加速到发射筒末端时，载弹托盘在发射筒末端被限位装置卡阻，弹药已获得抛射速度，脱离弹筒射向火源。该系统采用无人机携带灭火弹实施高层楼宇消防灭火救援行动，可有效的避开地面障碍，灵活地穿梭于楼宇之间，并和地面保持畅通的通讯联系，将火灾现场的信息以图像、数据的方式传输到地面指挥中心，接受地面指令，实施破窗、瞄准发射灭火弹实施灭火。
每次发射筒发射完成一个灭火弹后，载弹托盘会停留在一侧，为了能够实现连续的发射，所述发射筒的两端都设有发射口。这样两边都可以进行发射，摆在弹药箱中的弹药也是从上到下间隔的向相反方向朝向，从左侧发射一个灭火弹后，飞机转向使另一侧的发射筒朝向着火点，再进行下一次发射。
在本发明中，所述无人机包括机体11、电机12、机臂13以及脚架14，电机通过电机座15安装在所机臂的一端，所述机臂的另一端固定在所述机体的周围，所述脚架固定在所述机体的下部，所述弹药箱通过减震板16固定在所述机体的底部。
使用时，按照以下步骤进行，Step1：对飞机进行飞行前检查，检查发射机构是否有故障保证发射顺畅。在地面进行低空飞行测试飞机的情况和发射机构的工作情况。
Step2:打开地面站对飞机的状态进行检测，飞机起飞到着火的楼层定点悬停对着火情况进行侦察。
Step3：通过地面站观察，根据着火点位置与灭火弹抛射距离计算无人机最佳悬停位置；
Step4:将无人机灭火装置对准起火房间，启动发射机构将灭火弹药穿过窗户，抛射近房间达到火源位置。
Step5:通过地面监控系统观察火势情况，实施连续发射灭火弹；
Step6:任务完成回到起飞地点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种抛射式高空灭火无人机系统，其特征在于：包括无人机以及安装在所述无人机上的弹药弹射机构；
所述弹药弹射机构包括弹药箱、发射筒、载弹托盘、引导齿轮、传动铰链以及驱动电机；所述弹药箱安装在所述发射筒的上部并与其连通，弹药箱内装有灭火弹，弹药箱的上部固定在所述无人机的底部，所述载弹托盘设置在所述发射筒的内部并与其内壁滑动配合，所述引导齿轮安装在所述发射筒底部的两侧，引导齿轮上绕接有所述传动铰链，发射筒的底部沿其长度方向开有条形槽，载弹托盘的底部通过连接块与所述传动铰链连接，所述驱动电机通过电机座固定在所述发射筒的一侧，驱动电机的输出端通过主动轮与所述传动铰链连接。
2.根据权利要求1所述的抛射式高空灭火无人机系统，其特征在于：优选地，所述发射筒的两端都设有发射口。
3.根据权利要求1所述的抛射式高空灭火无人机系统，其特征在于：优选地，所述弹药箱的一侧设有摄像头。
4.根据权利要求1所述的抛射式高空灭火无人机系统，其特征在于：优选地，所述无人机包括机体、电机、机臂以及脚架，电机通过电机座安装在所机臂的一端，所述机臂的另一端固定在所述机体的周围，所述脚架固定在所述机体的下部，所述弹药箱固定在所述机体的底部。
5.一种抛射式高空灭火无人机使用方法，其特征在于：按照以下步骤进行，Step1：对飞机进行飞行前检查，检查发射机构是否有故障保证发射顺畅。在地面进行低空飞行测试飞机的情况和发射机构的工作情况。
Step2:打开地面站对飞机的状态进行检测，飞机起飞到着火的楼层定点悬停对着火情况进行侦察。
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