CN109131856A - 可变形旋翼消防救援无人机 - Google Patents

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韩为宁
李小光
朱清华
张杜江
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    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0228—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires with delivery of fire extinguishing material by air or aircraft
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
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Abstract

本发明提供了一种可变形旋翼消防救援无人机，包括安装有救生设备的无人机主体机构，无人机主体机构上方通过旋转装置连接有若干共轴旋翼装置，旋翼装置控制各个共轴旋翼装置绕旋转装置中心轴独立旋转；所述的共轴旋翼装置包括若干固定架、伸缩架和旋翼，其中固定架的中心与旋转装置固定，每个固定架两端均通过伸缩架连接有旋翼，每个旋翼通过独立电机控制转速。本发明可以实现无人机在消防中的灭火、被困人员救助等功能，与现有无人机相比通过旋翼的变形，可以有效增加飞行器的有效载荷，从而提高作业效率，增加救援效率。

Description

可变形旋翼消防救援无人机
技术领域
本发明涉及航空飞行动力学机械领域，具体是一种可变形旋翼消防救援无人机。
背景技术
目前，传统消防存在很多问题：
1、消防信息严重缺失，救援数据局限于二维平面；
2、火灾现场侦测手段匮乏，救援人员灾变感知能力弱；
3、传统救援装备智能化水平低，救援能力不足；
4、作战指挥过渡依赖经验，缺乏科学依据。
市面上消防无人机多为辅助性装备，虽然可以在一定程度上解决传统消防问题中的一些信息数据不足的问题，但是救援人员仍要亲身去火灾现场，具有很大的风险。
现在一些可以投入实际应用的消防无人机，机型小，携带有效载荷有限，无法直接参与人员救助，这就很容易错过时间宝贵的火灾救援。
因此，目前市场很需要一种大型消防无人机来填补市场空白。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种可变形旋翼消防救援无人机，实现无人机在消防中的灭火、被困人员救助等功能，与现有无人机相比通过旋翼的变形，可以有效增加飞行器的有效载荷，从而提高作业效率，增加救援效率。
本发明包括安装有救生设备的无人机主体机构，无人机主体机构上方通过旋转装置连接有若干共轴旋翼装置，旋翼装置控制各个共轴旋翼装置绕旋转装置中心轴独立旋转；所述的共轴旋翼装置包括若干固定架、伸缩架和旋翼，其中固定架的中心与旋转装置固定，每个固定架两端均通过伸缩架连接有旋翼，每个旋翼通过独立电机控制转速。
进一步改进，所述的救生设备包括灭火设备以及可伸缩救生通道。
进一步改进，所述的无人机主体机构上固定有两个共轴旋翼装置，每个共轴旋翼装置包括两个旋翼。
本发明有益效果在于：
1. 通过旋翼的变形，可以有效增加飞行器的有效载荷，从而提高作业效率，增加救援效率。
2. 通过旋翼的变形，在城市狭窄街道也可以运行，为灭火和人员救助提供了便利，减少人员伤亡和财物损失。
3. 是一种大型飞行器，可以直接运送被困人员，保护人员安全。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明四旋翼状态示意图。
图3为本发明纵列四旋翼状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明结构如图1所示，包括安装有救生设备的无人机主体机构1，无人机主体机构1上方通过旋转装置4连接有两个共轴旋翼装置，旋转装置下方安装有电池2。旋翼装置控制各个共轴旋翼装置绕旋转装置中心轴独立旋转；所述的共轴旋翼装置包括固定架6、伸缩架5和旋翼3，其中固定架6的中心与旋转装置4固定，固定架6两端通过伸缩架5连接有旋翼3，每个旋翼3通过独立电机10控制转速。
本发明初始状态是类似于共轴双旋翼布局，如图1所示，可以满足起飞场地狭窄，任务有效载荷不高的情况。上下旋翼不共用同一个电机，但是旋翼面法线处于同一直线，旋翼水平一致，这样可以保证在初始状态下，拥有足够的升力并且控制简单。飞控方面，改变旋翼转速，实现升力改变，实现升降；改变一侧两旋翼升力大小，来实现滚转；改变上面或者下面两个旋翼转速，并保证其余旋翼转速不变来形成力偶，来实现转向。
当飞行器起飞场地足够宽敞，该飞行器可以通过旋转装置的转动，来使得飞行器变形为一个四旋翼飞行器，如图2所示，这就可以有效的提高有效载荷，并且四旋翼飞控更为成熟，可以提高更高品质的飞行控制，对于高空灭火和人员救助提供便利。飞控方面，同如今市面四旋翼飞控，改变四个旋翼转速，来改变升力大小，实现升降；通过改变单个旋翼的转速来实现转向；通过改变对向两旋翼升力大小来实现不同方向的滚转。
当飞行器起飞场地不够宽敞，但是又需要较大的有效载荷时，可以将上面两个旋翼伸展，形成纵列四旋翼工作模式，如图3所示，这样可以拥有比初始状态更大的有效载荷，满足任务需求。飞控方面，原理同初始状态。
所述的救生设备包括灭火设备以及可伸缩救生通道7。在高空救援过程中，可以通过飞行器携带的装备来对着火点进行灭火操作；人员救助时，通过将救生通道伸展，并让挂钩8对通道进行固定来让被困人员进入无人机主体机构1内的人员区域9迅速脱离危险。
本发明具体应用途径很多，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，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种可变形旋翼消防救援无人机，其特征在于：包括安装有救生设备的无人机主体机构，无人机主体机构上方通过旋转装置连接有若干共轴旋翼装置，旋翼装置控制各个共轴旋翼装置绕旋转装置中心轴独立旋转；所述的共轴旋翼装置包括若干固定架、伸缩架和旋翼，其中固定架的中心与旋转装置固定，每个固定架两端均通过伸缩架连接有旋翼，每个旋翼通过独立电机控制转速。
2.根据权利要求1所述的可变形旋翼消防救援无人机，其特征在于：所述的救生设备包括灭火设备以及可伸缩救生通道。
3.根据权利要求1所述的可变形旋翼消防救援无人机，其特征在于：所述的无人机主体机构上固定有两个共轴旋翼装置，每个共轴旋翼装置包括两个旋翼。
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