CN109758686B - 一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置 - Google Patents

一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置 Download PDF

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Abstract

一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，包括壳体，壳体内部设置有空腔，空腔内设置有水力涡轮，水力涡轮的一端与壳体转动连接并连通有空腔上的喷液口，另一端转动连接有增速齿轮箱并连通有空腔上的进液口，进液口连接有高压水源，高压水源发出的高压液体从进液口进入空腔后，带动水力涡轮旋转，并从喷液口流出；所述增速齿轮箱转动连接有反推力螺旋桨，反推力螺旋桨的旋转中心轴线与喷液口的喷液方向平行，所述壳体上还设置有与无人机连接的安装接头。本发明提供了一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，安装在具有一定载荷能力的多旋翼无人机上，提高了无人机灭火装置的稳定性。

Description

一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置
技术领域
本发明涉及消防设备技术领域，具体涉及一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置。
背景技术
随着城市化进程的发展，高层和超高层建筑越来越多，一旦发生火情，反应速度和灭火难度极大，特别是 30m以上的建筑，基本依靠建筑内部的消防装置，但仅靠内部消防装置，作用效果有限，在很多情况下，还要有外部消防设备的干预才能控制火情。现有无人机用于灭火，通常采用多旋翼无人机，在城市中使用不需起降场地，使用也比较灵活，但这种无人机在受到外力干扰时，其自身飞行稳定性较差，若在机上安装消防喷射装置，喷射后坐力较大，仅仅依靠飞机自身难以克服。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，安装在具有一定载荷能力的多旋翼无人机上，提高无人机灭火装置的稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，包括壳体，壳体内部设置有空腔，空腔内设置有水力涡轮，水力涡轮的一端与壳体转动连接并连通有空腔上的喷液口，另一端转动连接有增速齿轮箱并连通有空腔上的进液口，进液口连接有高压水源，高压水源发出的高压液体从进液口进入空腔后，带动水力涡轮旋转，并从喷液口流出；所述增速齿轮箱转动连接有反推力螺旋桨，反推力螺旋桨的旋转中心轴线与喷液口的喷液方向平行，所述壳体上还设置有与无人机连接的安装接头。
优选地，所述水力涡轮与增速齿轮箱通过涡轮输出轴转动连接，涡轮输出轴与水力涡轮同轴设置，涡轮输出轴的一端与水力涡轮连接，另一端与增速齿轮箱的输入端连接。
优选地，所述增速齿轮箱通过齿轮箱输出轴与反推力螺旋桨转动连接，齿轮箱输出轴与反推力螺旋桨的旋转中心轴同轴设置，齿轮箱输出轴的一端与反推力螺旋桨连接，另一端与增速齿轮箱的输出端连接。
优选地，所述反推力螺旋桨的旋转中心轴与喷液口的中心线同轴设置。
优选地，所述壳体内部的空腔与喷液口之间采用喷管连通。
优选地，所述进液口通过供水软管与高压水源连接。
优选地，所述供水软管为软质波纹管，其外部套设有一层防火棉。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
（1）本发明通过水力涡轮带动变速器加速，而后带动螺旋桨旋转，将一部分喷射能量转化为螺旋桨旋转，使喷射后坐力与螺旋桨反推力互相抵消，从而极大减少喷射后坐力，保证在喷射过程中多旋翼无人机的飞行稳定，既能够保证无人机的飞行安全，也能够使无人机能够完成喷射灭火的目的。
（2）本发明通过水力涡轮带动变速器加速而后带动螺旋桨旋转，水力涡轮转速随水压变化而变化，从而使螺旋桨的转速和水流水压能够进行匹配，不需使用单独的控制系统控制螺旋桨转速，进一步减轻了系统重量，也降低了系统的设计难度，提高了系统的工作可靠性。
（3）本发明采用地面供水方式，可为无人机上安装的喷射装置提供不间断高压水源，采用涡轮控制螺旋桨旋转克服后坐力，使该装置在工作时不使用电能，即不需要使用机上电源或单独安装电源，将无人机的有效载荷加以充分利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的使用状态示意图。
图中：1、壳体，2、反推力螺旋桨，3、齿轮箱输出轴，4、增速齿轮箱，5、涡轮输出轴，6、安装接头，7、喷液口，8、喷管，9、支撑架，10、水力涡轮，11、进液口，12、多旋翼无人机，13、连接接头，14、供水软管，15、高压水源。
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。
实施例：如图1所示，本发明提供一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，包括壳体1，壳体1内部设置有空腔，空腔内设置有水力涡轮10，水力涡轮10的一端与壳体1转动连接并连通有空腔上的喷液口7，另一端转动连接有增速齿轮箱4并连通有空腔上的进液口11，进液口11连接有高压水源15，高压水源15发出的高压液体从进液口11进入空腔后，带动水力涡轮10旋转，并从喷液口7流出；所述增速齿轮箱4转动连接有反推力螺旋桨2，反推力螺旋桨2的旋转中心轴线与喷液口7的喷液方向平行，所述壳体1上还设置有与无人机连接的安装接头6。
所述水力涡轮10与增速齿轮箱4通过涡轮输出轴5转动连接，涡轮输出轴5与水力涡轮10同轴设置，涡轮输出轴5的一端与水力涡轮10连接，另一端与增速齿轮箱4的输入端连接。
所述增速齿轮箱4通过齿轮箱输出轴3与反推力螺旋桨2转动连接，齿轮箱输出轴3与反推力螺旋桨2的旋转中心轴同轴设置，齿轮箱输出轴3的一端与反推力螺旋桨2连接，另一端与增速齿轮箱4的输出端连接。
所述反推力螺旋桨2的旋转中心轴与喷液口7的中心线同轴设置。
所述壳体1内部的空腔与喷液口7之间采用喷管8连通。所述进液口11通过供水软管14与高压水源连接，供水软管14为软质波纹管，其外部套设有一层防火棉，防止灭火时供水软管14受损。
本发明提供的高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，在实际使用过程中，通过安装接头6与多旋翼无人机12上的连接接头13连接，在找到火源开始供水时，使供水软管14内的水以合适速度上升，避免多旋翼无人机12受到较大冲击负荷，影响多旋翼无人机12的飞行稳定，同时水力涡轮10带动增速齿轮箱4加速而后带动反推力螺旋桨2旋转，将一部分喷射能量转化为反推力螺旋桨2旋转所需要的能量，使喷射后坐力与反推力螺旋桨2的螺旋桨反推力互相抵消，从而极大减少喷射后坐力，保证在喷射过程中多旋翼无人机12的飞行稳定，喷液口7喷出的液体也能够使无人机能够完成喷射灭火的目的。

Claims (4)

1.一种高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，其特征在于：包括壳体(1)，壳体(1)内部设置有空腔，空腔内设置有水力涡轮(10)，水力涡轮(10)的一端与壳体(1)转动连接并连通有空腔上的喷液口(7)，另一端转动连接有增速齿轮箱(4)并连通有空腔上的进液口(11)，进液口(11)连接有高压水源(15)，高压水源(15)发出的高压液体从进液口(11)进入空腔后，带动水力涡轮(10)旋转，并从喷液口(7)流出；所述增速齿轮箱(4)转动连接有反推力螺旋桨(2)，反推力螺旋桨(2)的旋转中心轴线与喷液口(7)的喷液方向平行，所述壳体(1)上还设置有与无人机连接的安装接头(6)；
所述水力涡轮(10)与增速齿轮箱(4)通过涡轮输出轴(5)转动连接，涡轮输出轴(5)与水力涡轮(10)同轴设置，涡轮输出轴(5)的一端与水力涡轮(10)连接，另一端与增速齿轮箱(4)的输入端连接；
所述增速齿轮箱(4)通过齿轮箱输出轴(3)与反推力螺旋桨(2)转动连接，齿轮箱输出轴(3)与反推力螺旋桨(2)的旋转中心轴同轴设置，齿轮箱输出轴(3)的一端与反推力螺旋桨(2)连接，另一端与增速齿轮箱(4)的输出端连接；
所述反推力螺旋桨(2)的旋转中心轴与喷液口(7)的中心线同轴设置。
2.根据权利要求1所述的高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，其特征在于：所述壳体(1)内部的空腔与喷液口(7)之间采用喷管(8)连通。
3.根据权利要求1所述的高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，其特征在于：所述进液口(11)通过供水软管(14)与高压水源(15)连接。
4.根据权利要求3所述的高层灭火旋翼无人机用无后坐力灭火剂喷射装置，其特征在于：所述供水软管(14)为软质波纹管，其外部套设有一层防火棉。
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