CN108454858A - 一种消防飞行器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于消防设备技术领域，公开了一种消防飞行器系统，包括：喷嘴，稳定系统，软管及线缆，控制模块，传感器装置，距离传感器装置，多级调节系统；多级调节系统与控制模块连接，用于自动或者人为的控制阻燃物喷出速度及数量。本发明用于消防，同时通过系绳系统固定在地面上，为系统提供动力和消防物料。UAV使用电动力系统，并且经由陀螺仪稳定系统在空气中稳定，陀螺仪稳定系统被构造成与一系列电动机一起工作，电动机能够移动以抵消当物料从喷嘴喷出时的反冲力；该系统能避免了抢险人员的伤亡，实现全自动化智能消防作业。
Description
技术领域
本发明属于消防设备技术领域，尤其涉及一种消防飞行器系统。
背景技术
在现状条件下，消防安全一般靠人力深入到事发地点对安全灾害进行消除，但很多环境下人力无法进入，或者存在对消防人员的生命安全威胁。智能化程度较高的一般由爬行机器人进行，但智能机器人存在无法跨越障碍或无法快速移动的缺点。在偏远及难以接近的区域中消防是一项需要高技术和应急预案的高难度任务，因为到达危险地区的时间及人力成本较高。在化工厂或发电厂等危险区域爆发的灾难，如何安全地到达救险及退出灾害区域本身就是一项挑战。在这些情况下，通常空中消防单位是到达现场的第一响应者。常规的空中消防设备如飞机和直升机机载携带定量的水或化学溶液，占据了的大部分有效荷载。一旦这些设备携带的消防物料耗尽，必须返回供给点补充，然后再返回灾难现场。在受灾点处于偏远位置的情况下，飞行器往返的周期过长，灾害难以消弭。如果有一种方法可以避免以上状况，将能更有效的方式来避免生命财产损失。
综上所述，现有技术存在的问题是：
现有技术，消防人力生命安全无法充分保障，人力及器械安全地到达救险及退出灾害区域性能差，消防设备往返的周期过长，灾害难以消弭。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种消防飞行器系统。
本发明是这样实现的，一种消防飞行器系统，所述消防飞行器系统包括：
喷嘴，用于排出液、固、气态或其它混合态的消防化学品；
稳定系统，用于抵消当物料从喷嘴喷出时的反作用力；
软管及线缆，用于输送阻燃物及供应消防飞行器运行的的电力；
控制模块，与软管及线缆连接，用于控制消防飞行器的发射垫的飞行实时状态；还用于在线缆被切断或者其他特殊情况下，用于进行自动判断断口位置并报警提示，并控制消防飞行器自动返回或者继续执行任务
传感器装置，与控制模块连接，用于自动感知温度、浓度高区域；
距离传感器装置，与控制模块连接，用于感知消防飞行器与灾害源头的距离；
多级调节系统，与控制模块连接，用于自动或者人为的控制阻燃物喷出速度及数量。
进一步，所述稳定系统包括至少一个陀螺稳定器，以及固定到消防飞行器尾部的多向转子或旋转叶片；
所述稳定系统用于提供与喷嘴喷出阻燃物的反向压力。
进一步，所述消防飞行器系统还配备有镶嵌在机体上的消防物料箱；所述消防物料箱通过软管及线缆缓冲装置与软管及线缆连接；所述机体上通过线缆及支架连接有动力装置；所述动力装置外部套装有防撞护桨装置。
进一步，所述喷嘴与软管及线缆通过软管喷嘴快拆装置连接；所述喷嘴通过螺栓固定在喷嘴固定支架上；所述喷嘴固定支架通过螺栓固定在消防飞行器的机体上。
进一步，所述消防飞行器系统还配备有通过螺栓固定在机体上的电子马达；所述电子马达通过导线连接镶嵌在机体内的应急电源，所述电子马达还通过无线连接地面供电装置。
进一步，所述传感器装置通过螺栓固定在机体上，包括热成像传感器、声波探测传感器、气体传感器、光谱探测仪、电磁探测传感器、摄像头、导航控制装置；所述热成像传感器、声波探测传感器、气体传感器、光谱探测仪、电磁探测传感器、摄像头、导航控制装置均采用线缆或无线网络与地面站双向通讯。
进一步，所述软管及线缆的软管的一端连接到消防管网或提前准备的动力物料源上或另外一个消防飞行器上。
进一步，所述消防飞行器系统装载在装有控制站和发射系统的车辆上；所述消防飞行器系统与控制站无线连接。
本发明的优点及积极效果为：
1、该系统能避免了抢险人员的伤亡，实现全自动化智能消防作业。
2、在不需要人员进入的情况下可以实时探查内部情况。
3、比较人员移动及普通智能爬行装备能快速到达隐患地点。
本发明的无人驾驶飞行器(UAV)设计用于消防，同时通过系绳系统固定在地面上，为系统提供动力和消防物料。UAV使用电动力系统，并且经由陀螺仪稳定系统在空气中稳定，陀螺仪稳定系统被构造成与一系列电动机一起工作，所述电动机能够移动以抵消当物料从喷嘴喷出时的反冲力。
地面上的命令通过系绳为UAV提供电力和物料。消防飞行器系统装载在装有控制站和发射系统的车辆上发射。传感器装置读数被传送到控制站内。
附图说明
图1是本发明实施例提供的消防飞行器系统示意图。
图2是本发明实施例提供的消防飞行器系统距离传感器装置连接示意图。
图中：1、喷嘴；2、稳定系统；3、软管及线缆；4、控制模块；5、传感器装置；6、距离传感器装置；7、机体；8、动力装置；9、防撞护桨装置；10、软管喷嘴快拆装置；11、喷嘴固定支架；12、多级调节系统13、软管及线缆缓冲装置；14、线缆及支架。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的结构作详细描述。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的消防飞行器系统，包括：
喷嘴1，用于排出液、固、气态或其它混合态的消防化学品；
稳定系统2，用于抵消当物料从喷嘴喷出时的反作用力；
软管及线缆3，用于输送阻燃物及供应消防飞行器运行的的电力；
控制模块4，与软管及线缆连接，用于控制消防飞行器的发射垫的飞行实时状态；还用于在线缆被切断或者其他特殊情况下，用于进行自动判断断口位置并报警提示，并控制消防飞行器自动返回或者继续执行任务
传感器装置5，与控制模块连接，用于自动感知温度、浓度高区域；
距离传感器装置6，与控制模块连接，用于感知消防飞行器与灾害源头的距离；
多级调节系统12，与控制模块连接，用于自动或者人为的控制阻燃物喷出速度及数量。
所述稳定系统2包括至少一个陀螺稳定器，以及固定到消防飞行器尾部的多向转子或旋转叶片；
所述稳定系统用于提供与喷嘴喷出阻燃物的反向压力。
所述消防飞行器系统还配备有镶嵌在机体7上的消防物料箱；所述消防物料箱通过软管及线缆缓冲装置13与软管及线缆连接；所述机体7上通过线缆及支架14连接有动力装置8；所述动力装置8外部套装有防撞护桨装置9。
所述喷嘴1与软管及线缆3通过软管喷嘴快拆装置10连接；所述喷嘴通过螺栓固定在喷嘴固定支架11上；所述喷嘴固定支架11通过螺栓固定在消防飞行器的机体上。
所述消防飞行器系统还配备有通过螺栓固定在机体上的电子马达；所述电子马达通过导线连接镶嵌在机体7内的应急电源，所述电子马达还通过无线连接地面供电装置。
所述传感器装置5通过螺栓固定在机体7上，包括热成像传感器、声波探测传感器、气体传感器、光谱探测仪、电磁探测传感器、摄像头、导航控制装置；所述热成像传感器、声波探测传感器、气体传感器、光谱探测仪、电磁探测传感器、摄像头、导航控制装置均采用线缆或无线网络与地面站双向通讯。
所述软管及线缆3的软管的一端连接到消防管网或提前准备的动力物料源上或另外一个消防飞行器上。
所述消防飞行器系统装载在装有控制站和发射系统的车辆上；所述消防飞行器系统与控制站无线连接。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
本发明的消防飞行器系统是一种无人驾驶飞行器，其特点是配备喷嘴，工作工程中可以排出液、固、气态或其它混合态的消防化学品。飞行器飞行至现场后，可将消防物料通过压力管喷洒至受灾区域。为保持飞行器稳定飞行，本发明设计了精密的稳定系统，以抵消当物料从无人驾驶飞行器的喷嘴喷出时的反作用力。本发明的稳定系统，其被构造成以与阻燃物速率联动并以相反的速度和角度旋转，通过软管充当无人驾驶飞行器的系绳，软管系绳同时为无人驾驶飞行器供应阻燃物及供运行的的电力。
软管连接到控制模块，该控制模块用作无人驾驶飞行器的发射垫及飞行和引导的控制单元。
消防飞行器系统可以配备有消防物料箱，或者其可以简单地配备为接受附近的消防物料源，例如消防栓等。
本发明的消防飞行器系统配备有至少一个陀螺稳定器，以及固定到UAV的尾部的多向转子或旋转叶片，设计成以与软管喷嘴方向相反的角度工作，以提供从拖曳的软管中喷出物的反向压力。因此，喷嘴和附带的提供反向压力的装置在本发明上是相对静止的，在本发明中，对喷嘴的喷射方向的调节必须与对平衡转子达到动力协调。类似地，如果增加消防物料喷出速率以试图更快地消弭隐患，则转子叶片的速度也必须增加以抵消将增加的压力。
本发明的目的是保持飞行器的空间位置，直到所有的火焰被扑灭，或者直到火势得到控制为止。本发明采用电子马达其余的动力源于地面供电及飞行器自带的应急电源，在电缆被切断或者其他特殊情况下，能进行自动判断断口位置并报警提示，并可选择自动返回或者继续执行任务。
本发明携带传感器组可自动感知温度、浓度高区域，并通过内部的飞行控制系统及距离传感器装置自动规划行进路径，到达灾害源头附近或顶端自动喷射消防物料。
此外，飞行器自身的安全系统，包括但不限于，降落伞系统、气囊系统、转子盖(笼)，急救制动系统，这些安全措施保障了飞行器自身的主被动安全，除非操作人员在特殊情况下发出指令，否则不会坠毁。通过安装在消防飞行器系统内的传感器组(热成像，声波探测，气体，光谱探测仪，电磁探测、摄像头等)以及无人机上导航控制装置。从传感器阵列，和地面站端的双向通讯可以采用线缆的形式也可使用无线网络的形式。
通过数据传输得到现场情况后，可通过控制模块，无人机采用多级调节系统以控制喷出速度，可自动或者人为的调节喷出物速度及数量。可喷出混合物，水，泡沫，气体或任何其他物质，用来救火，中和危险材料或冷却反应器。
本发明的特点是有一个消防软管连接到它，这样的无人机可以飞越火灾的火焰，或在附近巡游，并喷射消防物料。可实行多无人机联合作业，软管的一端可连接到消防管网或者提前准备的动力、物料源或者另外一个无人机上。
本发明由装有控制站和发射系统的车辆发射，称为指挥控制单元。理想情况下，本发明在火灾发生在远程位置或没有附近消防栓的位置时，与位于现场的指挥控制单元或物料卡车相连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种消防飞行器系统，其特征在于，所述消防飞行器系统包括：
喷嘴，用于排出液、固、气态或其它混合态的消防化学品；
稳定系统，用于抵消当物料从喷嘴喷出时的反作用力；
软管及线缆，用于输送阻燃物及供应消防飞行器运行的电力；
控制模块，与软管及线缆连接，用于控制消防飞行器的飞行实时状态；还用于在线缆被切断或者其他特殊情况下，用于进行自动判断断口位置并报警提示，并控制消防飞行器自动返回或者继续执行任务；
传感器装置，与控制模块连接，用于自动感知温度、浓度高区域；
距离传感器装置，与控制模块连接，用于感知消防飞行器与灾害源头的距离；
多级调节系统，与控制模块连接，用于自动或者人为的控制阻燃物喷出速度及数量。
2.如权利要求1所述的消防飞行器系统，其特征在于，所述稳定系统包括至少一个陀螺稳定器，以及固定到消防飞行器尾部的多向转子或旋转叶片；
所述稳定系统用于提供与喷嘴喷出阻燃物的反向压力。
3.如权利要求1所述的消防飞行器系统，其特征在于，所述消防飞行器系统还配备有镶嵌在机体上的消防物料箱；所述消防物料箱通过软管及线缆缓冲装置与软管及线缆连接；所述机体上通过线缆及支架连接有动力装置；所述动力装置外部套装有防撞护桨装置。
4.如权利要求1所述的消防飞行器系统，其特征在于，所述喷嘴与软管及线缆通过软管喷嘴快拆装置连接；所述喷嘴通过螺栓固定在喷嘴固定支架上；所述喷嘴固定支架通过螺栓固定在消防飞行器的机体上。
5.如权利要求1所述的消防飞行器系统，其特征在于，所述消防飞行器系统还配备有通过螺栓固定在机体上的电子马达；所述电子马达通过导线连接镶嵌在机体内的应急电源，所述电子马达还通过无线连接地面供电装置。
6.如权利要求1所述的消防飞行器系统，其特征在于，所述传感器装置通过螺栓固定在机体上，包括热成像传感器、声波探测传感器、气体传感器、光谱探测仪、电磁探测传感器、摄像头、导航控制装置；所述热成像传感器、声波探测传感器、气体传感器、光谱探测仪、电磁探测传感器、摄像头、导航控制装置均采用线缆或无线网络与地面站双向通讯。
7.如权利要求1所述的消防飞行器系统，其特征在于，所述软管及线缆的软管的一端连接到消防管网或提前准备的动力物料源上或另外一个消防飞行器上。
8.如权利要求1所述的消防飞行器系统，其特征在于，所述消防飞行器系统装载在装有控制站和发射系统的车辆上；所述消防飞行器系统与控制站无线连接。
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