CN108438221A - 一种多旋翼消防灭火无人机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多旋翼消防灭火无人机系统，包括机架、机臂、起落架、电机座、电机、快拆桨座、桨、飞行控制系统、电池组和消防灭火吊舱，所述的机臂通过机臂折叠连接件安装在机架四周，所述的起落架通过连接件安装在主体机架下方，所述的电机座安装在机臂终端，所述的电机安装在电机座上，所述的电机座上还安装有电调，所述的快拆桨座安装在电机，所述的桨安装在快拆桨座上，所述的飞行控制系统安装在机架顶部的中心位置，所述的电池组安装在机架的顶部，所述的消防灭火吊舱安装在机架下方，所述的消防灭火吊舱内填充有消防灭火弹。本设计具有结构简单、易于制造和实用高效的优点。
Description
技术领域
本发明属于多旋翼无人机技术领域，具体涉及一种用于消防灭火的多旋翼无人机系统。
背景技术
多旋翼无人机采用锂电池作为动力，具有结构简单、飞行稳定、易于控制等优点，基于多旋翼无人机开发的国土测绘、农业植保、反恐等无人机系统已经大范围推广应用。
由于各大中城市的高层、超高层建筑日益增多，其消防灭火问题一直是世界难题，采用无人机进行火灾扑救是一种有效的解决途径，多旋翼无人机安全性能好，适宜于在城市内部使用，采用多旋翼无人机携带灭火装置进行城市高层建筑火灾扑救活动，是一种有效的解决途径。目前国内未有相关产品问世。
发明内容
本发明针对上述需求，研制了一种可携带消防灭火吊舱、最大载荷达25kg、续航时间为30分钟的6旋翼消防灭火无人机系统，可有效扑灭A、B、C、D四类初级火灾。
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种多旋翼消防灭火无人机系统，包括
机架，
机臂，所述的机臂通过机臂折叠连接件安装在机架四周，
起落架，所述的起落架通过连接件安装在主体机架下方，
电机座，所述的电机座安装在机臂终端，
电机，所述的电机安装在电机座上，所述的电机座上还安装有电调，
快拆桨座，所述的快拆桨座安装在电机，
桨，所述的桨安装在快拆桨座上，
飞行控制系统，所述的飞行控制系统安装在机架顶部的中心位置，
电池组，所述的电池组安装在机架的顶部，
消防灭火吊舱，所述的消防灭火吊舱安装在机架下方，所述的消防灭火吊舱内填充有消防灭火弹。
进一步：所述的机臂设置有6根，所述的6根机臂都为2mm厚、长550mm的碳纤维管，机臂通过金属连接件均匀安装在机架上，形成一个对称的6轴机架结构，轴距1.75米，金属连接件可折叠，需要时可将机架放下。
又进一步：所述的6根机臂上都通过电机座安装有电机，所述的电机通过电调调节电机转速，电机最大转速约5000转/分，对应最大功率4500W。
又进一步：所述的6个电机上都安装有桨，三正三反，桨通过快拆桨座安装在电机上；桨的材质为碳纤维材料，最大转速可达10000转/分，单桨最大升力可达17kg、起飞重量10kg。
又进一步：所述的电调采用最大工作电压可达60V，最大工作电流100A，可接受飞控系统输入的PWM信号，根据输入的脉冲宽度输出电机控制信号，驱动电机以不同的转速工作。
又进一步：所述的电池组由6块6s(满电25.2V)、16000mah的电池组成，每2块串联起来，共分成3个小组，每个小组负责给2套电调、电机供电。确保总工作电压为44V～50.4V之间，每个小组的供电总电流不大于100A，瞬间电流不大于150A。
又进一步：所述的消防灭火吊舱系统是由吊舱安装架、发射筒、瞄准具和发射控制盒所组成，所述的吊舱安装架连接在机架的底部，所述的发射筒、瞄准具和发射控制盒都安装在吊舱安装架上，所述的吊舱安装架内安装有三个发射筒，所述的发射筒与发射控制盒相连。
再进一步：所述的三个发射筒都安装有消防灭火弹，所述的消防灭火弹12的规格为长680mm，外径120mm；消防灭火弹12头部为铝合金金属，尾部采用推进剂驱动，携带4kg高效灭火剂，可穿透不低于20mm厚的玻璃，进入建筑物内部火源处作用，有效扑灭A、B、C、D四类初级火灾。
采用上述结构后，本发明具有的有益效果为：
(1)无人机最大升限可达1500米以上，而高举消防车最大喷水高度只有100米，解决了超高层建筑火灾扑救的难题。
(2)采用无人机进行火灾扑救，出动速度快解决了高举消防车展开速度慢、对场地要求高的难题。
(3)原理先进，命中精度高。系统专门配备的双光瞄准具内部设计有专门的弹道控制算法，可准确计算命中点，可控制灭火弹的命中精度小于0.5米。
(4)安全性好，便于在城市内部使用。
(5)成本低廉、效费比高，便于大量装备使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A的放大图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种多旋翼消防灭火无人机系统，包括机架1、机臂2、起落架3、电机座4、电机5、快拆桨座6、桨7、飞行控制系统9、电池组10和消防灭火吊舱11，所述的机臂2通过机臂折叠连接件安装在机架四周，所述的起落架3通过连接件安装在主体机架下方，所述的电机座4安装在机臂终端，所述的电机5安装在电机座4上，所述的电机座4上还安装有电调8，所述的快拆桨座6安装在电机，所述的桨7安装在快拆桨座上，所述的飞行控制系统9安装在机架1顶部的中心位置，所述的电池组10安装在机架1的顶部，所述的消防灭火吊舱11安装在机架1下方，所述的消防灭火吊舱11内填充有消防灭火弹12；所述的电机为直流无刷电机、转速可调，所述的电调为电机转速提供信号，所述的桨驱动空气提供升力，所述的电池为整个无人机提供电源。
如图1所示的机臂2设置有6根，所述的6根机臂2都为2mm厚、长550mm的碳纤维管，机臂2通过金属连接件均匀安装在机架上，形成一个对称的6轴机架结构，轴距1.75米，金属连接件可折叠，需要时可将机架放下。
如图1所示的6根机臂2上都通过电机座4安装有电机5，所述的电机5通过电调调节电机转速，电机最大转速约5000转/分，对应最大功率4500W。
如图2所示的6个电机5上都安装有桨7，三正三反，桨7通过快拆桨座安装在电机上；桨的材质为碳纤维材料，最大转速可达10000转/分，单桨最大升力可达17kg、起飞重量10kg。
上述的电调8采用最大工作电压可达60V，最大工作电流100A，可接受飞控系统输入的PWM信号，根据输入的脉冲宽度输出电机控制信号，驱动电机以不同的转速工作。
上述的飞行控制系统9安装在机架中心位置，可接收地面遥控信号，输出不同的PWM控制信号到电调系统，控制飞机做出各种机动动作
上述的电池组10由6块6s(满电25.2V)、16000mah的电池组成，每2块串联起来，共分成3个小组，每个小组负责给2套电调、电机供电。确保总工作电压为44V～50.4V之间，每个小组的供电总电流不大于100A，瞬间电流不大于150A。
上述的消防灭火吊舱系统11是由吊舱安装架、发射筒、瞄准具和发射控制盒所组成，所述的吊舱安装架连接在机架1的底部，所述的发射筒、瞄准具和发射控制盒都安装在吊舱安装架上，所述的吊舱安装架内安装有三个发射筒，所述的发射筒与发射控制盒相连。
上述的三个发射筒都安装有消防灭火弹，所述的消防灭火弹12的规格为长680mm，外径120mm；消防灭火弹12头部为铝合金金属，尾部采用推进剂驱动，携带4kg高效灭火剂，可穿透不低于20mm厚的玻璃，进入建筑物内部火源处作用，有效扑灭A、B、C、D四类初级火灾。
本发明通过采用上述结构具有的有益效果为：
(1)无人机最大升限可达1500米以上，而高举消防车最大喷水高度只有100米，解决了超高层建筑火灾扑救的难题。
(2)采用无人机进行火灾扑救，出动速度快解决了高举消防车展开速度慢、对场地要求高的难题。
(3)原理先进，命中精度高。系统专门配备的双光瞄准具内部设计有专门的弹道控制算法，可准确计算命中点，可控制灭火弹的命中精度小于0.5米。
(4)安全性好，便于在城市内部使用。
(5)成本低廉、效费比高，便于大量装备使用。
Claims (8)
1.一种多旋翼消防灭火无人机系统，其特征在于：包括
机架(1)，
机臂(2)，所述的机臂(2)通过机臂折叠连接件安装在机架四周，
起落架(3)，所述的起落架(3)通过连接件安装在主体机架下方，
电机座(4)，所述的电机座(4)安装在机臂终端，
电机(5)，所述的电机(5)安装在电机座(4)上，所述的电机座(4)上还安装有电调(8)，
快拆桨座(6)，所述的快拆桨座(6)安装在电机，
桨(7)，所述的桨(7)安装在快拆桨座上，
飞行控制系统(9)，所述的飞行控制系统(9)安装在机架(1)顶部的中心位置，
电池组(10)，所述的电池组(10)安装在机架(1)的顶部，
消防灭火吊舱(11)，所述的消防灭火吊舱(11)安装在机架(1)下方，所述的消防灭火吊舱(11)内填充有消防灭火弹(12)。
2.根据权利要求1所述的一种多旋翼消防灭火无人机系统，其特征在于：所述的机臂(2)设置有6根，所述的根机臂(2)都为2mm厚、长550mm的碳纤维管，机臂(2)通过金属连接件均匀安装在机架上，形成一个对称的6轴机架结构，轴距1.75米，金属连接件可折叠，需要时可将机架放下。
3.根据权利要求2所述的一种多旋翼消防灭火无人机系统，其特征在于：所述的6根机臂(2)上都通过电机座(4)安装有电机(5)，所述的电机(5)通过电调调节电机转速，电机最大转速约5000转/分，对应最大功率4500W。
4.根据权利要求3所述的一种多旋翼消防灭火无人机系统，其特征在于：所述的6个电机(5)上都安装有桨(7)，三正三反，桨(7)通过快拆桨座安装在电机上；桨的材质为碳纤维材料，最大转速可达10000转/分，单桨最大升力可达17kg、起飞重量10kg。
5.根据权利要求3所述的一种多旋翼消防灭火无人机系统，其特征在于：所述的电调(8)采用最大工作电压可达60V，最大工作电流100A，可接受飞控系统输入的PWM信号，根据输入的脉冲宽度输出电机控制信号，驱动电机以不同的转速工作。
6.根据权利要求1所述的一种多旋翼消防灭火无人机系统，其特征在于：所述的电池组(10)由6块6s(满电25.2V)、16000mah的电池组成，每2块串联起来，共分成3个小组，每个小组负责给2套电调、电机供电。确保总工作电压为44V～50.4V之间，每个小组的供电总电流不大于100A，瞬间电流不大于150A。
7.根据权利要求1所述的一种多旋翼消防灭火无人机系统，其特征在于：所述的消防灭火吊舱系统(11)是由吊舱安装架、发射筒、瞄准具和发射控制盒所组成，所述的吊舱安装架连接在机架1的底部，所述的发射筒、瞄准具和发射控制盒都安装在吊舱安装架上，所述的吊舱安装架内安装有三个发射筒，所述的发射筒与发射控制盒相连。
8.根据权利要求7所述的一种多旋翼消防灭火无人机系统，其特征在于：所述的三个发射筒都安装有消防灭火弹，所述的消防灭火弹(12)的规格为长680mm，外径120mm；消防灭火弹(12)头部为铝合金金属，尾部采用推进剂驱动，携带4kg高效灭火剂，可穿透不低于20mm厚的玻璃，进入建筑物内部火源处作用，有效扑灭A、B、C、D四类初级火灾。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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