CN109649652A - 一种灭火无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种灭火无人机，包括有无人机本体，无人机本体的内部设有双轴电机，双轴电机的两根转轴分别带动有横向设置的传动杆，传动杆通过蜗轮蜗杆机构带动纵向设置的传动杆，纵向设置的传动杆延伸向无人机本体两头并通过蜗轮蜗杆机构与机翼旋臂相连接，机翼旋臂的上端通过机翼连杆连接有螺旋翼机构。本发明通过临时将无人机的四旋翼旋至到一条直线上，以减小无人机的横截面积，以方便无人机从狭小的地方飞过，从而有助于高楼灭火，改变了现有的灭火无人机难以在高楼狭窄地方穿行的限制。

Description

一种灭火无人机
技术领域
本发明涉及灭火救援设备技术领域，尤其涉及一种灭火无人机。
背景技术
火灾为多发事故，每年都会有多起火灾，造成数额巨大的生命和财产损失。火灾发生时，常常使用消防车来进行灭火，但局限于一些地方房屋间道路狭窄等情况，消防车常常难以进入。而随着高楼的不断建起，火灾发生在高层楼层中的次数也逐渐增多，传统的一般消防器械难以将水喷射到太高的高度以实现灭火，而通过消防员进入楼内灭火的方式又无疑给消防员增加了危险。
现如今随着无人机的逐渐成熟，无人机的应用越来越广，灭火无人机的诞生从一定程度上缓解了高楼灭火的窘境。但是现有的灭火无人机还是存在诸多不足，如主要采用四旋翼方式飞行的灭火无人机其四旋翼展开范围过大，难以进入楼内（房内）灭火。
发明内容
针对以上不足，本发明提供一种新型的灭火无人机以实现更好的灭火效果。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种灭火无人机，包括有无人机本体，所述无人机本体的内部设有双轴电机，所述双轴电机的两根转轴分别带动有横向设置的传动杆，传动杆通过蜗轮蜗杆机构带动纵向设置的传动杆，纵向设置的传动杆延伸向无人机本体两头并通过蜗轮蜗杆机构与机翼旋臂相连接，所述机翼旋臂的上端通过机翼连杆连接有螺旋翼机构。
进一步地，所述螺旋翼机构包括有螺旋翼机构外壳，所述螺旋翼机构外壳内通过机翼电机支架固定设置有机翼电机，所述机翼电机通过传动齿轮与设置于螺旋翼机构外壳外的螺旋桨叶片相连并带动所述螺旋桨叶片。
进一步地，所述螺旋翼机构外壳内填充有冷却灭火液。
进一步地，所述无人机本体的前部设置有切割装置。
进一步地，所述切割装置上设置的切割枪为可伸缩式切割枪，使用时探出所述无人机本体外。
进一步地，所述无人机本体内设置有供气装置气缸、灭火弹发射枪和灭火弹箱，所述灭火弹箱与所述灭火弹发射枪连通并为灭火弹发射枪供弹，所述灭火弹发射枪为两个，位于所述无人机本体的内部下方的两侧，枪口相反并伸出无人机本体外，所述供气装置气缸连通灭火弹发射枪并为灭火弹发射枪提供发射所需的气压。
进一步地，所述无人机本体内填充有冷却灭火液。
进一步地，所述无人机本体内设置有电池、GPS定位仪、红外线探测仪、有毒有害气体传感器和自动控制系统，所述电池用以给无人机上的部件供电，所述自动控制系统包括有控制飞行状态模块，GPS模块，红外线探测模块，磁探测，温度探测模块，有害气体探测模块，机构动作控制模块，所述自动控制系统分别与所述电池、GPS定位仪、红外线探测仪、有毒有害气体传感器和双轴电机相连接；红外线探测仪、有毒有害气体传感器的探头伸出所述无人机本体外。
进一步地，所述自动控制系统、电池、GPS定位仪、红外线探测仪、有毒有害气体传感器和双轴电机的外部分别设有保温隔热层。
进一步地，所述无人机本体上还设有温差发电装置，所述温差发电装置的发电冷端设置于所述无人机本体内部的冷却灭火液中，所述温差发电装置的发电热端设置在与所述无人机本体的外壳外并紧贴外壳；所述温差发电装置与所述电池相连以将发电储蓄到所述电池中。
通过上述方式，与现有技术相比，本发明可起到的有益效果包括：
1、本发明通过临时将无人机的四旋翼旋至到一条直线上，以减小无人机的横截面积，以方便无人机从狭小的地方飞过；
2、本发明的四旋翼可单独运转，以实现独立操控，通过在螺旋翼机构外壳内填充有冷却灭火液以实现对四旋翼的降温；
3、本发明通过设置切割装置，以实现对建筑上的门窗及其栏杆、玻璃等进行切割，以使得无人机能够进入室内；
4、通过反向的双灭火弹发射枪设置，能够起到缓冲作用，即减少枪射击时后作力，一个枪的后作力传递给了另一个枪以及气缸，得到缓冲，减少了一个缓冲系统，减少了无人机的质量，同时也增加了无人机的稳定性；
5、设置GPS定位仪和红外线探测仪，在GPS失灵时，可以用红外线探测仪的测距离功能定位返回到进入的窗口，然后再返回。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为本发明一种实施例的四个螺旋翼机构的状态示意图；
图3为本发明一种实施例的螺旋翼机构的结构示意图；
图4为本发明一种实施例的螺旋翼机构的横向截面示意图；
图5为本发明一种实施例的切割装置的结构示意图；
图6为本发明一种实施例的气缸和灭火弹发射枪的连接关系的示意图；
图7为本发明一种实施例的灭火弹供弹箱的结构示意图；
图8为本发明一种实施例的灭火弹箱锁的结构示意图；
图9为本发明一种实施例的无人机本体与螺旋翼机构的冷却灭火液的连通示意图。
其中，图中所示标记为：1：无人机本体；3：机翼旋臂；4：螺旋桨叶片；5：传动机构支柱；5-1；进口；5-2：连杆进口；6：蜗轮蜗杆机构；7：切割装置；7-1：切割枪；7-2：活塞；7-3：切割枪头；8：气缸供气装置；9：双轴电机；10：电池；11：自动控制系统；12：灭火弹箱；12-1：锁孔；12-2：灭火弹箱出弹口；12-3：锁舌；12-4：灭火弹箱锁；13：红外线探测仪；14：GPS定位仪、15：有毒有害气体传感器；17：灭火弹发射枪；17-1：第一单向阀；17-2：气缸；17-3：管路；17-4：进弹口；17-5：第二单向阀；18：起落架； 20：起落架防震套；21：温差发电装置；22：灭火液喷嘴；26：机翼电机；27：机翼传动齿轮；28：螺旋翼传动齿轮；29：机翼电机支架；30：机翼限位器；31：螺旋翼机构外壳；32：机翼连杆。
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作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。
请参照图1至图4，本申请优选的实施例提供一种灭火无人机，包括有无人机本体1，无人机本体1的内部的上部中间设有双轴电机9，双轴电机9的两根转轴分别带动有横向设置的传动杆，传动杆通过蜗轮蜗杆机构6带动纵向设置的传动杆，纵向设置的传动杆对称设置在无人机本体内部上部的两侧，纵向设置的传动杆的两头延伸向无人机本体1两头并通过蜗轮蜗杆机构6与机翼旋臂3相连接并可带动机翼旋臂3转动，机翼旋臂3的上端通过空心的机翼连杆32连接有螺旋翼机构。蜗轮蜗杆机构6和传动杆由设在四个螺旋翼机构下方的传动机构支柱5支撑。
实施时，无人机正常飞行形态时,四个螺旋翼机构呈方形形态（请参照图2的实线部分），当需要对四个螺旋翼机构进行调整以实现在狭窄地方穿行时，双轴电机9启动，带动横向设置的传动杆转动，传动杆在蜗轮蜗杆机构6的作用下，带动纵向设置的传动杆转动，传动杆转动又通过蜗轮蜗杆机构6带动四个机翼旋臂3转动，从而让四个螺旋翼机构偏转并位于一条直线上（请参照图2的虚线部分），从而实现无人机在狭窄地方穿行，从而有助于高楼灭火，改变了现有的灭火无人机难以在高楼狭窄地方穿行的限制。为了保证四个螺旋翼机构准确位于一条直线上，可在无人机本体的顶部上设置有机翼限位器30，机翼限位器30有限位作用，使得偏转后的四个螺旋翼机构准确位于一条直线上。
请参照图3和图4，螺旋翼机构包括有螺旋翼机构外壳31，螺旋翼机构外壳31内通过机翼电机支架29固定设置有机翼电机26，机翼电机26通过传动齿轮与设置于螺旋翼机构外壳31外的螺旋桨叶片4相连并带动螺旋桨叶片4，具体为，机翼电机26的输出轴上设置有机翼传动齿轮27，机翼传动齿轮27上啮合有螺旋翼传动齿轮28，螺旋翼传动齿轮28与螺旋桨叶片4相连，机翼电机26带动机翼传动齿轮27，机翼传动齿轮27传动螺旋翼传动齿轮28，螺旋翼传动齿轮28转动带动螺旋桨叶片4转动以实现无人机的飞行。
无人机本体1底部设置有起落架18，起落架18下端设有救援起落架防震套20，救援起落架防震套20为柔性材料制成，具有缓存作用。
请参照图5，无人机本体1的前部设置有切割装置7，切割装置7可以选择等离子切割装置、激光切割装置、水刀切割装置、液氮液切割装置等，以实现对建筑上的门窗及其栏杆、玻璃等进行切割，以使得无人机能够进入室内。切割装置7上设置的切割枪7-1为可伸缩式切割枪，使用时探出无人机本体1外。切割枪7-1上设有连通气缸供气装置8的活塞7-2以及连接活塞7-2的切割枪头7-3。切割枪7-1的伸缩由气缸供气装置8供气来推动活塞7-2，使活塞7-2移动，由活塞7-2带动割枪头7-3移动变换位置，来完成切割半径的伸缩变化（如图5中由实线变成虚线）。
无人机本体1内设置有气缸供气装置8、灭火弹发射枪17和灭火弹箱12，灭火弹箱12与灭火弹发射枪17连通并为灭火弹发射枪17供弹，灭火弹发射枪17为两个，位于无人机本体1的内部下方的两侧，枪口相反并伸出无人机本体1外，气缸供气装置8连通灭火弹发射枪17并为灭火弹发射枪提供发射所需的气压。具体为，请参照图6，灭火弹发射枪17经气缸供气装置8供气，经过第一单向阀17-1，供气到气缸17-2中，气缸17-2将气体经由第二单向阀17-5通过管路17-3送入灭火弹发射枪17，将经由灭火弹箱出弹口12-2进入灭火弹发射枪17的进弹口17-4再进入灭火弹发射枪17的灭火弹发射出去，以实现灭火。通过反向的双灭火弹发射枪设置，能够起到缓冲作用，即减少枪射击时后作力，一个枪的后作力传递给了另一个枪以及气缸，得到缓冲，减少了一个缓冲系统，减少了无人机的质量，同时也增加了无人机的稳定性。第一单向阀17-1，第二单向阀17-5均是由自动控制系统11控制的。
如图7所示，灭火弹供弹箱12的两侧设有锁孔12-1，灭火弹供弹箱12的下侧两端设有灭火弹箱出弹口12-2，分别给无人机两端的灭火弹发射枪17供灭火弹。灭火弹供弹箱12的锁紧功能是由供弹箱12两侧的锁孔12-1与设置在无人机上的灭火弹箱锁12-4完成的，灭火弹箱锁12-4上设有横向伸缩并与锁孔12-1匹配的锁舌12-3（如图8所示），当灭火弹供弹箱12在无人机上锁住时，锁舌12-3将深入供弹箱12的锁孔12-1内以卡止住灭火弹供弹箱12。当锁舌12-3缩入到灭火弹箱锁12-4中时，灭火弹箱锁12-4完全打开（锁舌12-3从锁孔12-1内缩回），灭火弹箱12将脱落，以实现拆装。灭火弹箱锁12-4为电子锁，由自动控制系统11控制。
无人机本体1内设置有电池10、GPS定位仪14、红外线探测仪13、有毒有害气体传感器15和自动控制系统11。电池10用以给无人机上的部件供电，如切割装置7、供气装置气缸8、双轴电机9、自动控制系统11、红外线探测仪13、GPS定位14。15，有毒有害气体传感器15、灭火弹箱锁12-4、温差发电装置21、灭火液喷嘴22、机翼电机26等装置由电池10供电。自动控制系统11用以实现对无人机以及无人机上的部件的操控，如切割装置7、供气装置气缸8、双轴电机9、红外线探测仪13、GPS定位14。15，有毒有害气体传感器15、灭火弹箱锁12-4、温差发电装置21、灭火液喷嘴22、机翼电机26等装置由自动控制系统11控制。自动控制系统11包括有控制飞行状态模块，GPS模块，红外线探测模块，磁探测，温度探测模块，有害气体探测模块，机构动作控制模块，自动控制系统11分别与电池10、GPS定位仪14、红外线探测仪13、有毒有害气体传感器15和双轴电机9相连接；红外线探测仪13、有毒有害气体传感器15的探头伸出无人机本体1外。有毒有害气体传感器15可以检测有毒有害气体；GPS定位仪14具有定位作用，无人机进入室内灭火后若遇到室内无信号，GPS失灵时，可以用红外线测距离功能定位返回到进入的窗口，然后再返回消防基地或灭火救援供给车。
自动控制系统11、电池10、GPS定位仪14、红外线探测仪13、有毒有害气体传感器15和双轴电机9等无人机内部的部件的外部均分别设有保温隔热层，无人机本体1和螺旋翼机构也设有保温隔热层。请参照图9，无人机本体1内填充有冷却灭火液，螺旋翼机构外壳31内填充有冷却灭火液，无人机本体1内填充的冷却灭火液通过蜗轮蜗杆机构6上的进口5-1互相连通，并通过机翼连杆32下端的连杆进口5-2连通机翼连杆32内部并与螺旋翼机构外壳31内部相连通。通过设置保温隔热层以及填充冷却灭火液以实现无人机及其内部部件的防高温以实现在火灾现场工作。请参照图1，无人机本体1上设有冷却灭火液喷嘴22，冷却灭火液喷嘴22与无人机本体1内部的冷却灭火液连通，用以喷射出冷却灭火液以实现灭火。
无人机本体1上设有温差发电装置21，温差发电装置21的发电冷端设置于无人机本体1内部的冷却灭火液中，温差发电装置21的发电热端设置在与无人机本体1的外壳外并紧贴外壳；温差发电装置21与电池10相连以将发电储蓄到电池10中，以给无人机上的部件供电。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种灭火无人机，包括有无人机本体（1），其特征在于：所述无人机本体（1）的内部设有双轴电机（9），所述双轴电机（9）的两根转轴分别带动有横向设置的传动杆，传动杆通过蜗轮蜗杆机构（6）带动纵向设置的传动杆，纵向设置的传动杆延伸向无人机本体（1）两头并通过蜗轮蜗杆机构（6）与机翼旋臂（3）相连接，所述机翼旋臂（3）的上端通过机翼连杆（32）连接有螺旋翼机构。
2.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于：所述螺旋翼机构包括有螺旋翼机构外壳（31），所述螺旋翼机构外壳（31）内通过机翼电机支架（29）固定设置有机翼电机（26），所述机翼电机（26）通过传动齿轮与设置于螺旋翼机构外壳（31）外的螺旋桨叶片（4）相连并带动所述螺旋桨叶片（4）。
3.根据权利要求2所述的灭火无人机，其特征在于：所述螺旋翼机构外壳（31）内填充有冷却灭火液。
4.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于：所述无人机本体（1）的前部设置有切割装置（7）。
5.根据权利要求4所述的灭火无人机，其特征在于：所述切割装置（7）上设置的切割枪（7-1）为可伸缩式切割枪，使用时探出所述无人机本体（1）外。
6.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于：所述无人机本体（1）内设置有气缸供气装置（8）、灭火弹发射枪（17）和灭火弹箱（12），所述灭火弹箱（12）与所述灭火弹发射枪（17）连通并为灭火弹发射枪（17）供弹，所述灭火弹发射枪（17）为两个，位于所述无人机本体（1）的内部下方的两侧，枪口相反并伸出无人机本体（1）外，所述气缸供气装置（8）连通灭火弹发射枪（17）并为灭火弹发射枪提供发射所需的气压。
7.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于：所述无人机本体（1）内填充有冷却灭火液。
8.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于：所述无人机本体（1）内设置有电池（10）、GPS定位仪（14）、红外线探测仪（13）、有毒有害气体传感器（15）和自动控制系统（11），所述电池（10）用以给无人机上的部件供电，所述自动控制系统（11）包括有控制飞行状态模块，GPS模块，红外线探测模块，磁探测，温度探测模块，有害气体探测模块，机构动作控制模块，所述自动控制系统（11）分别与所述电池（10）、GPS定位仪（14）、红外线探测仪（13）、有毒有害气体传感器（15）和双轴电机（9）相连接；红外线探测仪（13）、有毒有害气体传感器（15）的探头伸出所述无人机本体（1）外。
9.根据权利要求8所述的灭火无人机，其特征在于：所述自动控制系统（11）、电池（10）、GPS定位仪（14）、红外线探测仪（13）、有毒有害气体传感器（15）和双轴电机（9）的外部分别设有保温隔热层。
10.根据权利要求1所述的灭火无人机，其特征在于：所述无人机本体（1）上还设有温差发电装置（21），所述温差发电装置（21）的发电冷端设置于所述无人机本体（1）内部的冷却灭火液中，所述温差发电装置（21）的发电热端设置在与所述无人机本体（1）的外壳外并紧贴外壳；所述温差发电装置（21）与所述电池（10）相连以将发电储蓄到所述电池（10）中。
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