CN109289139A - 一种高空消防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高空消防系统，采取臂架泵车或者伸缩式吊车与无人机结合，将灭火高度从臂架泵车或伸缩式吊车的吊臂的展开高度大大地向上扩展，并且该无人机对于环境依赖性低，可以适用于进入具有复杂情况的室内火场灭火；同时，无人机具有载人载物的承载结构，作为另外的安全出口和通道，能够及时转移受困人员和财物。

Description

一种高空消防系统

技术领域

本发明涉及消防设备技术领域，特别涉及一种高空消防系统。

背景技术

随着社会的发展，高层建筑日益增多，层数也越来越高，对于高空消防能力也就有了更严格的要求。

现有的登高平台消防车能够达到最大高度113米，云梯消防车或举高喷射消防车能够达到最大高度在100米以内，臂架泵车能够达到的最大高度在101米，所以超高层建筑物在着火时难以有效地救火，远高于100米的着火点难以被及时控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高空消防系统，能够实现传统消防装备达不到的灭火高度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高空消防系统，包括飞行设备、承载设备和消防设备；所述承载设备具有升降机构，所述飞行设备可释放安装于所述升降机构；所述消防设备安装于所述飞行设备。

优选地，所述消防设备包括水枪，所述高空消防系统还包括水箱和水带，所述水箱安装于所述承载设备，所述水带的部分段沿着所述升降机构布置。

优选地，还包括第一力传感器和第一卷扬机构，所述第一力传感器能够检测所述水带的张力，所述第一卷扬机构能够根据所述第一力传感器检测的张力执行所述水带的收放；所述水带的一端连接于所述水箱，所述水带的另一端连接于所述水枪。

优选地，所述飞行设备具有用于载人和/或载物的承载结构。

优选地，还包括电缆和电源，所述电源安装于所述承载设备，所述电缆的部分段沿着所述升降机构布置，所述电缆的一端连接于所述电源，另一端连接于所述飞行设备。

优选地，所述消防设备包括水枪，所述高空消防系统还包括水箱和水带，所述水箱安装于所述承载设备，所述水带的部分段沿着所述升降机构布置；

所述电缆与所述水带的至少部分段并排且紧邻地布置。

优选地，还包括第二力传感器和第二卷扬机构，所述第二力传感器能够检测所述电缆的张力，所述第二卷扬机构能够根据所述第二力传感器检测的张力执行所述电缆的收放。

优选地，所述消防设备包括水枪，所述高空消防系统还包括水箱和水带，所述水箱安装于所述承载设备，所述水带的部分段沿着所述升降机构布置，所述电缆与所述水带的至少部分段并排且紧邻地布置；

所述高空消防系统还包括第一力传感器和第一卷扬机构，所述第一力传感器能够检测所述水带的张力，所述第一卷扬机构能够根据所述第一力传感器检测的张力执行所述水带的收放；所述水带的一端连接于所述水箱，所述水带的另一端连接于所述水枪；

所述高空消防系统还包括第一控制器，所述第一控制器有线或无线连接到所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构，所述第一控制器能够控制所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构，执行所述电缆与所述水带同步收放，使得：

在所述第一力传感器检测到所述水带上张力超过第一阈值时，或者在所述第二力传感器检测到所述电缆上张力超过第三阈值时，所述水带和所述电缆伸出；

在所述第一力传感器检测到所述水带上的张力小于第二阈值时，或者在所述第二力传感器检测到所述电缆上的张力小于第四阈值时，所述水带和所述电缆缩回；

所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第三阈值大于所述第四阈值。

优选地，还包括第二控制器和第三控制器，所述第二控制器有线或无线连接到所述第一卷扬机构，所述第三控制器有线或无线连接到所述第二卷扬机构，所述第二控制器和所述第三控制器能够分别独立控制所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构，执行所述电缆与所述水带非同步收放，使得：

在所述第一力传感器检测到所述水带上张力超过第一阈值时，所述水带伸出，在所述第一力传感器检测所述水带上的张力小于第二阈值时，所述水带缩回，所述第一阈值大于所述第二阈值；

在所述第二力传感器检测到所述电缆上的张力超过第三阈值时，所述电缆伸出，在所述第二力传感器检测到所述电缆上的张力小于第四阈值时，所述电缆缩回，所述第三阈值大于所述第四阈值；

所述高空消防系统还包括开关，所述开关与所述第一控制器、第二控制器和第三控制器连接，所述开关能够切换由所述第一控制器控制所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构，或者由所述第二控制器和所述第三控制器控制所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构。

优选地，所述飞行设备在纵向方向上的长度大于在横向方向上的长度。

优选地，所述承载设备具有行走机构。

优选地，所述承载设备为臂架泵车或吊车，所述升降机构为臂架或吊臂。

优选地，所述飞行设备安装于所述臂架或所述吊臂收拢时的最外侧节臂上。

优选地，所述飞行设备和所述升降机构之间布置有安全绳，所述安全绳的一端连接于所述飞行设备的顶部，所述安全绳的另一端连接于所述升降机构，所述安全绳能够随着所述飞行设备运动而收放。

优选地，所述飞行设备为无人机。

优选地，所述无人机为涵道式无人机，所述涵道式无人机带有涵道圈。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的高空消防系统，采取臂架泵车或者伸缩式吊车与无人机结合，将灭火高度从臂架泵车或伸缩式吊车的吊臂的展开高度大大地向上扩展，并且该无人机对于环境依赖性低，可以适用于进入具有复杂情况的室内火场灭火；同时，无人机具有载人载物的承载结构，作为另外的安全出口和通道，能够及时转移受困人员和财物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一个实施例基于臂架泵车和无人机的高空消防系统的示意性前视图；

图2为本发明第一个实施例高空消防系统的示意性透视图，其中臂架泵车的臂架折叠；

图3为本发明第一个实施例高空消防系统的示意性前视图，其中臂架泵车的臂架展开；

图4为本发明第二个实施例基于吊车和无人机的高空消防系统的示意性前视图；

图5为本发明第二个实施例高空消防系统的示意性透视图，其中吊车的吊臂缩回；

图6为本发明第二个实施例高空消防系统的示意性前视图，其中吊车的吊臂展开，无人机上的水枪对准着火点。

其中，1为无人机，2为臂架泵车，3为吊车。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

本发明实施例提供的高空消防系统，包括飞行设备、承载设备和消防设备；其中，承载设备具有升降机构，飞行设备可释放安装于升降机构；消防设备安装于飞行设备。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的高空消防系统，采取承载设备与飞行设备结合，将灭火高度从承载设备的升降机构的展开高度大大地向上扩展。

具体的，消防设备包括水枪，高空消防系统还包括水带和水箱，水箱安装于承载设备，水带的部分段沿着升降机构布置，可随其升降运动，水带还有部分段随着飞行设备运动而收放，水带连接在水枪和水箱之间。

需要说明的是，上述“水枪”、“水带”和“水箱”并不仅仅局限于采用水来灭火，还可以采用其他灭火液体或灭火剂等灭火介质。

由于承载设备的展开的升降机构支撑消防设备中水管的大部分重量，大大减少了飞行设备的携带重量，与单独使用飞行设备携带水管的情况相比，进一步提高了飞行设备在消防领域中的飞行极限高度，使得无人机可以达到传统消防装备达不到的超高层建筑，及时控制超高层着火点；

飞行设备本身的灵活性，使承载设备(如消防车)可以远距离的进行消防作业，避免因距离火场太近，导致消防车及相应设备受损；

此外，由于升降机构在本发明工况下所受力远远小于同高度级别的承载设备的升降机构，因此升降机构设计可以考虑实际工况进行相应减材轻量化，能够大大降低升降机构制造成本；

另外，在意外情况出现时，如飞行设备动力部件失效、电力故障等，升降机构在高空中可以经由水带悬挂飞行设备，再将飞行设备送回地面，安全性好。

本发明实施例提供的高空消防系统，还包括第一力传感器和第一卷扬机构，第一力传感器能够检测消防设备中水带的张力，第一卷扬机构能够根据第一力传感器检测的张力执行水带的收放；水带的一端(具体可以为通过液压泵)连接于水箱，另一端连接于水枪。如此设置，第一卷扬机构基于第一力传感器的检测结果来自动地控制水带伸出或缩回，以实现水带根据需要外放和收纳，自动控制能够提高作业效率。当然，第一卷扬机构也可手动地控制。

具体的，消防设备包括灭火弹发射器。即本发明实施例还提供了消防设备专门是灭火弹发射器的方案，以便于与喷射灭火介质的消防系统结合使用，改善消防系统的可选择性，最大化灭火效果；或者消防设备包括水枪和灭火弹发射器的方案。当然，也可以包括其他的消防设备，如辅助器材等。

作为优选，飞行设备具有用于载人和/或载物的承载结构，如舱底和围挡结构。如此设置，则飞行设备(如无人机)可以作为另外的安全出口和通道，能够及时转移受困人员和财物。

本发明实施例提供的高空消防系统，还包括电缆和电源，电源安装于承载设备，电缆的部分段沿着升降机构布置，可随其升降运动，电缆还有部分段随着飞行设备运动而收放，电缆的一端连接于电源，另一端连接于飞行设备。如图3和图6所示，在飞行设备携带水带的一端飞行的同时，也携带电缆的一端。与飞行设备自身携带电池和电缆相比，本方案通过外接供电能够更好保证飞行高度和作业时间，飞行设备的重量也更轻，也为其上消防相关部件的设计和安装提供了空间。另外，在意外情况出现时，如飞行设备动力部件失效、电力故障等，升降机构在高空中可以经由电缆悬挂飞行设备，再将飞行设备送回地面，安全性好。

为了进一步优化上述的技术方案，在无人机携带水带的一端飞行的同时，也携带电缆的一端，并且电缆与水带并排且紧邻地布置，以防止电缆与水带的自由端及收放段在空中缠绕，以最大地降低电缆和水带的缠绕影响飞行设备飞行的可能性。

本发明实施例提供的高空消防系统，还包括第二力传感器和第二卷扬机构，第二力传感器能够检测电缆的张力，第二卷扬机构能够根据第二力传感器检测的张力执行电缆的收放。如此设置，第二卷扬机构基于第二力传感器的检测结果来自动地控制电缆伸出或缩回，以实现电缆根据需要外放和收纳，自动控制能够提高作业效率。当然，第二卷扬机构也可手动地控制。

优选地，本实施例的高空消防系统还包括第一控制器，电缆与水带并排且紧邻地布置，第一控制器有线或无线连接到第一卷扬机构和第二卷扬机构，第一控制器能够控制第一卷扬机构和第二卷扬机构，执行电缆与水带同步收放，使得：

在第一力传感器检测到水带上张力超过第一阈值时，或者在第二力传感器检测到电缆上张力超过第三阈值时，水带和电缆伸出；

在第一力传感器检测到水带上的张力小于第二阈值时，或者在第二力传感器检测到电缆上的张力小于第四阈值时，水带和电缆缩回；

第一阈值大于第二阈值，第三阈值大于第四阈值，作为优选，第二阈值可以略大于由给定横截面积的水或灭火剂的重力引起的张力，第四阈值可以略大于给定横截面积的电缆芯部的重力引起的张力。即通过第一控制器实现水带和电缆的同步收放，便于飞行设备动作，并综合考虑水带和电缆的张力进行了优化。

优选地，本实施例的高空消防系统还包括第二控制器和第三控制器，电缆与水带的部分段并排且紧邻地布置，第二控制器有线或无线连接到第一卷扬机构，第三控制器有线或无线连接到第二卷扬机构，第二控制器和第三控制器能够分别独立控制第一卷扬机构和第二卷扬机构，执行电缆与水带非同步收放，使得：

在第一力传感器检测到水带上张力超过第一阈值时，水带伸出，在第一力传感器检测水带上的张力小于第二阈值时，水带缩回，第一阈值大于第二阈值；

在第二力传感器检测到电缆上的张力超过第三阈值时，电缆伸出，在第二力传感器检测到电缆上的张力小于第四阈值时，电缆缩回，第三阈值大于第四阈值；即通过第二控制器和第三控制器实现水带和电缆的非同步收放，以便于两者分别动作；

本实施例的高空消防系统还包括开关，开关与第一控制器、第二控制器和第三控制器连接，开关能够切换由第一控制器控制第一卷扬机构和第二卷扬机构，或者由第二控制器和第三控制器控制第一卷扬机构和第二卷扬机构。可以根据需要，人工操作开关切换控制收放方式。

优选地，飞行设备是狭长状，也就是飞行设备在纵向方向上的长度大于在横向方向上的长度，优选地，飞行设备在纵向方向上的长度为在横向方向上的长度的1.5倍以上。这样一来，飞行设备能进入室内的狭长空间，寻找和控制建筑物内部的着火点，灭火效果好。

为了进一步优化上述的技术方案，承载设备具有行走机构，从而能够根据需要移动到特定位置，灵活高效。

具体的，承载设备为臂架泵车2或吊车3，其结构可以参照图1-图6所示，升降机构为臂架或吊臂，能够为飞行设备、水带和电缆提供可靠稳定的支撑。当然，还可以采用其他工程车辆，在此不再赘述。

作为优选，飞行设备安装于臂架或吊臂收拢时的最外侧节臂上。即在臂架向上展开的过程中，臂架的动作不影响飞行设备的起飞，飞行设备可以随时从最高的节臂起飞；在臂架向下折叠、收拢的过程中，臂架的动作不影响飞行设备的停放，飞行设备可以随时停放到最高的节臂的朝上的表面。进一步，飞行设备安装于臂架或吊臂收拢时最外侧节臂的顶表面上。当然，飞行设备的安装位置不限于此，例如也可位于底盘上或者驾驶室顶部。

优选地，飞行设备和升降机构之间布置有安全绳，安全绳的一端连接于飞行设备的顶部，安全绳的另一端连接于升降机构，安全绳能够随着飞行设备运动而收放。在意外情况出现时，如无人机动力部件失效、电力故障等，臂架或吊臂的展开节臂在高空中经由可以附加的安全绳或由电缆、水带悬挂无人机，再将无人机送回地面，安全性好。

在本实施例中，当高层建筑上发生火灾时，承载设备接收到指令，行进到与高层建筑接近的位置，然后升降机构开始升高，一个或多个飞行设备被远程控制或自动从最外侧节臂起飞，飞行设备在搜索到火点之后执行消防救援工作。

在本实施例中，飞行设备为无人机1，机动性能好，使用方便。优选地，无人机是1涵道式无人机，对于环境依赖性低，所以它可以进入具有复杂情况的室内灭火，灭火效果好。优选地，涵道式无人机带有涵道圈，作为外廓保护结构，涵道式无人机具有能够防火、耐高温、耐冲击的涂层，以增强涵道式无人机在火场中的自保护能力。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

实施例一：

本发明第一个实施例提供的高空消防系统，包括臂架泵车2、无人机1、水带、水箱、电缆、电源和总控制器。

根据本发明第一个实施例的高空消防系统，臂架泵车具有底盘、驾驶室、多个支腿和臂架。多个支腿位于底盘上，并且在臂架下方，在使用高空消防系统时，多个支腿向下伸出、在地面上竖立，从而在地面上支撑底盘和臂架。臂架具有至少两个节段的节臂，在工况下，臂架展开，在非工况下，臂架在底盘上折叠并且收拢。

根据本发明第一个实施例的高空消防系统，优选地，无人机是涵道式无人机。优选地，无人机是狭长状，也就是无人机在纵向方向上的长度大于在横向方向上的长度。如在图1-2中所示，无人机可以能够释放地安装于臂架泵车的臂架上，无人机的安装位置可以在臂架收拢时的最外侧节臂的顶表面上，即在臂架向上展开的过程中，臂架的动作不影响无人机的起飞，无人机可以随时从最高的节臂起飞；在臂架向下折叠、收拢的过程中，臂架的动作不影响无人机的停放，无人机可以随时停放到最高的节臂的朝上的表面。无人机的安装位置不限于此，例如也可位于底盘上或者驾驶室顶部。无人机上可设置有摄像头、照明灯、通信装置、水枪、灭火弹发射器、机械臂、测温仪等。摄像头用于拍摄火灾现场状况，摄像头可以是可见光或红外摄像头，照明灯用于为摄像头提供照明，通信装置与终端或基站通信以接收操作指令以及将由摄像头拍摄的图像传送到终端或基站，水枪可以喷射水或其它灭火介质，灭火弹发射器用于投射灭火弹，机械臂用于为火灾现场接送所需物资，测温仪可测量一定范围内的温度。

根据本发明第一个实施例的高空消防系统，水箱安装于臂架泵车的底盘上，也可以是臂架泵车附带的水箱，水箱连接到臂架泵车的液压泵送管道。水带(或水管)的部分沿着臂架泵车的节臂布置，水带是柔性的，水带的一端连接到无人机上的水枪，水带的另一端连接到臂架泵车的泵管在出口方向上的末端。水带的内部可以填充水(或灭火剂等)。水带的大部分在内部没有注入水的情况下可以卷绕在最远侧节臂的附近，也可以贴靠多节的节臂。在无人机携带水带的一端起飞时，水带由臂架泵车的液压泵从水箱泵送水，水带随此被展开或从节臂抽出。

在臂架泵车上布置有电源，电源用于为无人机供应电力。电缆的部分沿着臂架泵车的节臂布置，电缆是柔性的，电缆的一端连接到电源的输出端口，电缆的另一端连接到无人机上的电力输入端口。电缆可以卷绕在最远侧节臂的附近，也可以贴靠多节的节臂。如在图3中所示，在无人机携带水带的一端飞行的同时，也携带电缆的一端，并且电缆优选地与水带并排且紧邻地布置，以防止电缆与水带的自由端在空中缠绕，以最大地降低电缆和水带的缠绕影响无人机飞行的可能性。水带的伸出或缩回可以由附加的第一卷扬机构控制，在水带与无人机或泵管的连接末端处设置有第一力传感器。第一卷扬机构可以基于第一力传感器的检测结果来自动地执行水带的收放。电缆的伸出或缩回可以由附加的第二卷扬机构控制，在电缆与无人机的连接末端处设置有第二力传感器。第二卷扬机构可以基于第二力传感器的检测结果来自动地执行电缆的收放。第一卷扬机构、第二卷扬机构也可手动地控制。

根据本发明第一个实施例的高空消防系统还包括第一控制器，电缆与水带并排且紧邻地布置，第一控制器有线或无线连接到第一卷扬机构和第二卷扬机构，第一控制器能够控制第一卷扬机构和第二卷扬机构，执行电缆与水带同步收放，使得：在第一力传感器检测到水带上张力超过第一阈值时，或者在第二力传感器检测到电缆上张力超过第三阈值时，水带和电缆伸出；在第一力传感器检测到水带上的张力小于第二阈值时，或者在第二力传感器检测到电缆上的张力小于第四阈值时，水带和电缆缩回；第一阈值大于第二阈值，第三阈值大于第四阈值，第二阈值可以略大于由给定横截面积的水或灭火剂的重力引起的张力，第四阈值可以略大于由给定横截面积的电缆芯部的重力引起的张力。

根据本发明第一个实施例的高空消防系统还包括第二控制器和第三控制器，电缆与水带的部分段并排且紧邻地布置，第二控制器有线或无线连接到第一卷扬机构，第三控制器有线或无线连接到第二卷扬机构，第二控制器和第三控制器能够分别独立控制第一卷扬机构和第二卷扬机构，执行电缆与水带非同步收放，使得：在第一力传感器检测到水带上张力超过第一阈值时，水带伸出，在第一力传感器检测水带上的张力小于第二阈值时，水带缩回，第一阈值大于第二阈值；在第二力传感器检测到电缆上的张力超过第三阈值时，电缆伸出，在第二力传感器检测到电缆上的张力小于第四阈值时，电缆缩回，第三阈值大于第四阈值；高空消防系统还包括开关，开关与第一控制器、第二控制器和第三控制器连接，开关能够切换由第一控制器控制第一卷扬机构和第二卷扬机构，或者由第二控制器和第三控制器分别独立控制第一卷扬机构和第二卷扬机构。

无人机的位置和姿态、水枪的开关以及臂架泵车的节臂的展开和折叠(例如摆动、回转等)由总控制器控制。总控制器可以布置在任何适当的位置，例如在驾驶室、底盘上，或者由用户携带。

实施例二：

根据本发明的第二个实施例的高空消防系统，包括吊车3、无人机1、水带、水箱、液压泵、电缆、电源和总控制器。

根据本发明第二个实施例的高空消防系统，吊车具有底盘、驾驶室、多个支腿、吊臂。多个支腿位于底盘上，并且在吊臂下方，在使用高空消防系统时，多个支腿向下伸出、在地面上竖立，从而在地面上支撑底盘和吊臂。吊臂具有至少两个节段的节臂，在工况下，吊臂首先相对于底盘旋转以竖立，接着吊臂的各个节臂伸出，在非工况下，吊臂的各个节臂缩回并且吊臂相对于底盘旋转从而倚靠并且平躺在底盘上。

根据本发明第二个实施例的高空消防系统，优选地，无人机是涵道式无人机。优选地，无人机是狭长状，也就是无人机在纵向方向上的长度大于在横向方向上的长度。如在图4-5中所示，无人机可以能够释放地安装于吊车的吊臂上，无人机的安装位置可以在吊臂平躺时的最外侧节臂的顶表面上，即在吊臂旋转以竖立并且各个节臂向上伸出的过程中，吊臂的动作不影响无人机的起飞，无人机可以随时从吊臂起飞；在各个节臂向下缩回并且吊臂旋转以平躺的过程中，无人机可以随时停放到最外侧节臂的朝上的表面。无人机的安装位置不限于此，例如也可位于吊车的吊篮或底盘上或者驾驶室顶部。无人机上可设置有摄像头、照明灯、通信装置、水枪、灭火弹发射器、机械臂、测温仪等。摄像头用于拍摄火灾现场状况，摄像头可以是可见光或红外摄像头，照明灯用于为摄像头提供照明，通信装置与终端或基站通信以接收操作指令以及将由摄像头拍摄的图像传送到终端或基站，水枪可以喷射水或其它灭火介质，灭火弹发射器用于投射灭火弹，机械臂用于为火灾现场接送所需物资，测温仪可测量一定范围内的温度。

根据本发明第二个实施例的高空消防系统，水箱和液压泵安装于吊车的底盘上。水带(或水管)的部分沿着吊车的节臂布置，水带是柔性的，水带的一端连接到无人机上的水枪，水带的另一端通过液压泵连接到水箱的供水口。水带的内部可以填充水(或灭火剂等)。水带的大部分在内部没有注入水的情况下可以卷绕在最远侧节臂的附近，也可以贴靠多节的节臂。在无人机携带水带的一端起飞时，水带由液压泵从水箱泵送水，水带随此被展开或从节臂抽出。

在吊车上布置有电源，电源用于为无人机供应电力。电缆的部分沿着吊车的节臂布置，电缆是柔性的，电缆的一端连接到电源的输出端口，电缆的另一端连接到无人机上的电力输入端口。电缆可以卷绕在最远侧节臂的附近，也可以贴靠多节的节臂。如在图6中所示，在无人机携带水带的一端飞行的同时，也携带电缆的一端，并且电缆优选地与水带并排且紧邻地布置，以防止电缆与水带的自由端在空中缠绕，以最大地降低电缆和水带的缠绕影响无人机飞行的可能性。水带的伸出或缩回可以由附加的第一卷扬机构控制，在水带与无人机的连接末端处设置有第一力传感器。第一卷扬机构可以基于第一力传感器的检测结果来自动地执行水带的收放。电缆的伸出或缩回可以由附加的第二卷扬机构控制，在电缆与无人机的连接末端处设置有第二力传感器。第二卷扬机构可以基于第二力传感器的检测结果来自动地执行电缆的收放。第一卷扬机构、第二卷扬机构也可手动地控制。

根据本发明第二个实施例的高空消防系统还包括第一控制器，电缆与水带并排且紧邻地布置，第一控制器有线或无线连接到第一卷扬机构和第二卷扬机构，第一控制器能够控制第一卷扬机构和第二卷扬机构，执行电缆与水带同步收放，使得：在第一力传感器检测到水带上张力超过第一阈值时，或者在第二力传感器检测到电缆上张力超过第三阈值时，水带和电缆伸出；在第一力传感器检测到水带上的张力小于第二阈值时，或者在第二力传感器检测到电缆上的张力小于第四阈值时，水带和电缆缩回；第一阈值大于第二阈值，第三阈值大于第四阈值，第二阈值可以略大于由给定横截面积的水或灭火剂的重力引起的张力，第四阈值可以略大于由给定横截面积的电缆芯部的重力引起的张力。

根据本发明第二个实施例的高空消防系统还包括第二控制器和第三控制器，电缆与水带的部分段并排且紧邻地布置，第二控制器有线或无线连接到第一卷扬机构，第三控制器有线或无线连接到第二卷扬机构，第二控制器和第三控制器能够分别独立控制第一卷扬机构和第二卷扬机构，执行电缆与水带非同步收放，使得：在第一力传感器检测到水带上张力超过第一阈值时，水带伸出，在第一力传感器检测水带上的张力小于第二阈值时，水带缩回，第一阈值大于第二阈值；在第二力传感器检测到电缆上的张力超过第三阈值时，电缆伸出，在第二力传感器检测到电缆上的张力小于第四阈值时，电缆缩回，第三阈值大于第四阈值；高空消防系统还包括开关，开关与第一控制器、第二控制器和第三控制器连接，开关能够切换由第一控制器控制第一卷扬机构和第二卷扬机构，或者由第二控制器和第三控制器分别独立控制第一卷扬机构和第二卷扬机构。

无人机的位置和姿态、水枪的开关以及吊车的节臂的伸缩由总控制器控制。总控制器可以布置在任何适当的位置，例如在驾驶室、底盘上，或者由用户携带。

综上所述，本发明实施例公开了一种高空消防系统，可以具体为基于臂架泵车与无人机的高空消防系统，或者基于吊车与无人机的高空消防系统；由臂架泵车或吊车的展开节臂支撑消防水带和无人机供电电缆的大部分重量，展开臂架作为故障系留保护点；涵道式无人机应用于超高层建筑或建筑室内的灭火。本发明实施例的高空消防系统对于高空(例如高度超过200米)处的着火点能够有效地灭火。

本发明实施例利用臂架泵车或吊车等工程车辆与涵道式无人机的结合，由于臂架泵车或吊车的展开的节臂支撑水管和电缆的大部分重量，大大减少了无人机的携带重量，与单独使用无人机携带水管和电缆的情况相比，进一步提高了无人机在消防领域中的飞行极限高度，使得无人机可以达到传统消防装备达不到的超高层建筑，及时控制超高层着火点；另外，电缆为无人机供电，无人机可以长时间地系留在空中，可以长时间不间断灭火；此外，由于涵道式无人机狭长状结构，以及涵道式无人机对于环境依赖性低，所以它可以进入具有复杂情况的室内灭火，灭火效果好；

此外，由于起重臂架在本发明工况下所受力远远小于同高度级别的吊车，因此臂架设计可以考虑实际工况进行相应减材轻量化，能够大大降低臂架制造成本。所以本发明不仅可以作为现有吊车、泵车的改造方案，也可以作为低成本专用设备进行重新设计制造匹配；

同时高空臂架也可以作为飞行器部分的故障系留保护点，在意外情况下出现的飞行器故障时可以避免坠毁事故发生。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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 (16)

1.一种高空消防系统，其特征在于，包括飞行设备、承载设备和消防设备；所述承载设备具有升降机构，所述飞行设备可释放安装于所述升降机构；所述消防设备安装于所述飞行设备。

2.根据权利要求1所述的高空消防系统，其特征在于，所述消防设备包括水枪，所述高空消防系统还包括水箱和水带，所述水箱安装于所述承载设备，所述水带的部分段沿着所述升降机构布置。

3.根据权利要求2所述的高空消防系统，其特征在于，还包括第一力传感器和第一卷扬机构，所述第一力传感器能够检测所述水带的张力，所述第一卷扬机构能够根据所述第一力传感器检测的张力执行所述水带的收放；所述水带的一端连接于所述水箱，所述水带的另一端连接于所述水枪。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的高空消防系统，其特征在于，所述飞行设备具有用于载人和/或载物的承载结构。

5.根据权利要求1所述的高空消防系统，其特征在于，还包括电缆和电源，所述电源安装于所述承载设备，所述电缆的部分段沿着所述升降机构布置，所述电缆的一端连接于所述电源，另一端连接于所述飞行设备。

6.根据权利要求5所述的高空消防系统，其特征在于，所述消防设备包括水枪，所述高空消防系统还包括水箱和水带，所述水箱安装于所述承载设备，所述水带的部分段沿着所述升降机构布置；

所述电缆与所述水带的至少部分段并排且紧邻地布置。

7.根据权利要求5或6所述的高空消防系统，其特征在于，还包括第二力传感器和第二卷扬机构，所述第二力传感器能够检测所述电缆的张力，所述第二卷扬机构能够根据所述第二力传感器检测的张力执行所述电缆的收放。

8.根据权利要求7所述的高空消防系统，其特征在于，所述消防设备包括水枪，所述高空消防系统还包括水箱和水带，所述水箱安装于所述承载设备，所述水带的部分段沿着所述升降机构布置，所述电缆与所述水带的至少部分段并排且紧邻地布置；

所述高空消防系统还包括第一力传感器和第一卷扬机构，所述第一力传感器能够检测所述水带的张力，所述第一卷扬机构能够根据所述第一力传感器检测的张力执行所述水带的收放；所述水带的一端连接于所述水箱，所述水带的另一端连接于所述水枪；

所述高空消防系统还包括第一控制器，所述第一控制器有线或无线连接到所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构，所述第一控制器能够控制所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构，执行所述电缆与所述水带同步收放，使得：

在所述第一力传感器检测到所述水带上张力超过第一阈值时，或者在所述第二力传感器检测到所述电缆上张力超过第三阈值时，所述水带和所述电缆伸出；

在所述第一力传感器检测到所述水带上的张力小于第二阈值时，或者在所述第二力传感器检测到所述电缆上的张力小于第四阈值时，所述水带和所述电缆缩回；

所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第三阈值大于所述第四阈值。

9.根据权利要求8所述的高空消防系统，其特征在于，还包括第二控制器和第三控制器，所述第二控制器有线或无线连接到所述第一卷扬机构，所述第三控制器有线或无线连接到所述第二卷扬机构，所述第二控制器和所述第三控制器能够分别独立控制所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构，执行所述电缆与所述水带非同步收放，使得：

在所述第一力传感器检测到所述水带上张力超过第一阈值时，所述水带伸出，在所述第一力传感器检测所述水带上的张力小于第二阈值时，所述水带缩回，所述第一阈值大于所述第二阈值；

在所述第二力传感器检测到所述电缆上的张力超过第三阈值时，所述电缆伸出，在所述第二力传感器检测到所述电缆上的张力小于第四阈值时，所述电缆缩回，所述第三阈值大于所述第四阈值；

所述高空消防系统还包括开关，所述开关与所述第一控制器、所述第二控制器和所述第三控制器连接，所述开关能够切换由所述第一控制器控制所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构，或者由所述第二控制器和所述第三控制器分别独立控制所述第一卷扬机构和所述第二卷扬机构。

10.根据权利要求1所述的高空消防系统，其特征在于，所述飞行设备在纵向方向上的长度大于在横向方向上的长度。

11.根据权利要求1所述的高空消防系统，其特征在于，所述承载设备具有行走机构。

12.根据权利要求1所述的高空消防系统，其特征在于，所述承载设备为臂架泵车(2)或吊车(3)，所述升降机构为臂架或吊臂。

13.根据权利要求12所述的高空消防系统，其特征在于，所述飞行设备安装于所述臂架或所述吊臂收拢时的最外侧节臂上。

14.根据权利要求1所述的高空消防系统，其特征在于，所述飞行设备和所述升降机构之间布置有安全绳，所述安全绳的一端连接于所述飞行设备的顶部，所述安全绳的另一端连接于所述升降机构，所述安全绳能够随着所述飞行设备运动而收放。

15.根据权利要求1所述的高空消防系统，其特征在于，所述飞行设备为无人机(1)。

16.根据权利要求15所述的高空消防系统，其特征在于，所述无人机(1)为涵道式无人机，所述涵道式无人机带有涵道圈。