CN109808875A - 一种消防无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消防无人机，包括机身，机身底部设有监测装置，监测装置包括微处理器、图像采集装置、温度探测器、烟雾传感器、红外热释传感器以及一氧化碳监测器，图像采集装置包括安装座、摄像头、齿盘、轴承座、电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮和圆柱齿轮，摄像头和电机均与微控制器电连接。本发明通过锥齿轮传动机构实现旋转，增大了摄像头的旋转角度，提高了旋转角度的精度，使无人机在火灾这种特殊环境下能够实现全方位的图像采集，同时齿轮传动机构提高了系统的稳定性和可靠性。本发明通过监测探头可以检测出环境温度、烟雾浓度等信息，并将这些信息进行反馈，以便救援人员根据火灾情况进行及时处理，以及对火灾发生进行预警。

Description

一种消防无人机

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种消防无人机。

背景技术

随着世界经济的发展,城市高层、超高层建筑日益增多,几十米甚至上百米的高楼一旦发生火灾，会面临消防上的难题。无人机技术在现在是相对成熟的技术，操作灵活，速度快，可以不受地理环境的限制到达指定地点。

无人机需要飞行到一定的高度，方便对环境监视，在发生火灾的环境中，无人机由于体积限制和周围环境的特殊情况，无法到达指定区域对环境进行监视，这就要求无人机的摄像头能够按照视频分析算法的结果自动调整拍摄角度，现有的无人机摄像头是无法满足这个要求的，存在很大的监控死角，无法实现全方位的智能监控需求；同时，现有的消防无人机监测功能有限。

发明内容

为了解决现有技术中存在的摄像头转动角度有限且功能单一的问题，本发明提供了一种消防无人机，能够增大了摄像头的旋转角度，提高了旋转角度的精度，使无人机在火灾这种特殊环境下能够实现全方位的图像采集，同时齿轮传动机构提高了系统的稳定性和可靠性。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种消防无人机，包括机身，所述机身底部设有监测装置，监测装置包括微处理器、图像采集装置、温度探测器、烟雾传感器、红外热释传感器以及一氧化碳监测器，微处理器固设在所述机身内，温度探测器、烟雾传感器、红外热释传感器以及一氧化碳监测器均固设在机身上，且均与所述微处理器电连接；

所述图像采集装置包括安装座、摄像头、齿盘、轴承座、电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮和圆柱齿轮，安装座固设在所述机身的底部，齿盘设置在安装座内，轴承座固设在安装座的内侧壁上，电机固设在轴承座上，电机的输出轴与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮通过转轴与圆柱齿轮连接，圆柱齿轮与所述齿盘啮合；所述齿盘的上表面与所述安装座之间、所述齿盘的下表面与所述安装座之间均设有滚珠支撑件，以使齿盘在安装座内转动，所述摄像头的顶部固设在所述齿盘上；所述从动锥齿轮旋转时所形成的平面与所述齿盘所在平面平行；所述摄像头和电机均与微控制器电连接。

进一步的，所述机身上还设有均与所述微控制器电连接的GPS定位模块和无线通信模块。

进一步的，所述机身的侧壁上设有压缩二氧化碳储存罐，压缩二氧化碳储存罐上设有二氧化碳喷射管道，所述二氧化碳喷射管道的端部设有与微控制器电连接的电磁阀。

本发明的有益效果：本发明通过锥齿轮传动机构实现旋转，增大了摄像头的旋转角度，提高了旋转角度的精度，使无人机在火灾这种特殊环境下能够实现全方位的图像采集，同时齿轮传动机构提高了系统的稳定性和可靠性。本发明的多级传动结构，能够在有限的空间内进行稳定的传动，锥齿轮的传动机构结构紧凑，传动功率大，传动比准确，此外，旋转装置承载力大，延长了设备的使用寿命。

本发明通过监测探头可以检测出环境温度、烟雾浓度、红外热释放值以及一氧化碳浓度等信息，并将这些信息进行反馈，以便救援人员根据火灾情况进行及时处理，以及对火灾发生进行预警，使消防安全管理过程更加简单、方便、智能。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是消防无人机结构示意图。

图2是图像采集装置结构示意图。

图3是消防无人机电路原理框图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种消防无人机，包括机身9，机身9底部设有监测装置，监测装置包括微处理器、图像采集装置、温度探测器11、烟雾传感器12、红外热释传感器13以及一氧化碳监测器14，通过温度探测器11、烟雾传感器12、红外热释传感器13以及一氧化碳监测器14能够检测出环境温度、烟雾浓度、红外热释放值以及一氧化碳浓度等信息，并将这些信息进行反馈发送至微控制器，通过无线通信模块发送至控制中心。可根据反馈信息对火灾发生进行预警，或救援人员根据火灾情况进行及时有效的处理，争取了救援时间，提高了救援效率，降低了受灾者的人身和财产损失。微处理器固设在机身9内，温度探测器11、烟雾传感器12、红外热释传感器13以及一氧化碳监测器14均固设在机身9上，且均与微处理器电连接。微处理器是嵌入式电子装置，包含相应的电路和软件程序，采用相应的电路实现，完成接收命令和发送数据，例如可采用80C51式通用型单片机等型号。

图像采集装置包括安装座1、摄像头2、齿盘3、轴承座4、电机5、主动锥齿轮6、从动锥齿轮7和圆柱齿轮8，安装座1固设在机身9的底部，齿盘3设置在安装座1内，轴承座4固设在安装座1的内侧壁上，电机5固设在轴承座4上，电机5的输出轴与主动锥齿轮6连接，主动锥齿轮6与从动锥齿轮7啮合，从动锥齿轮7通过转轴与圆柱齿轮8连接，圆柱齿轮8与齿盘3啮合；齿盘3的上表面与安装座1之间、齿盘3的下表面与安装座1之间均设有滚珠支撑件11，以使齿盘3在安装座1内转动，摄像头2的顶部固设在齿盘3上；从动锥齿轮7旋转时所形成的平面与齿盘3所在平面平行；摄像头2与微处理器电连接。电机5驱动主动锥齿轮6转动，主动锥齿轮6带动动锥齿轮7转动，动锥齿轮7带动转轴转动，进而带动圆柱齿轮8转动，从而使齿盘3转动，齿盘3转动使得摄像头2随齿盘3进行转动、旋转，以实现摄像头2拍摄角度的改变。通过锥齿轮传动机构实现旋转，增大了旋转角度，提高了旋转角度的精度，同时提高了系统的稳定性和可靠性，在火灾等极端环境下能够通过摄像头2的旋转采集到机身无法到达区域的图像，以实现全方位的采集。本发明的多级传动结构，能够在有限的空间内进行稳定的传动，锥齿轮的传动机构结构紧凑，传动功率大，传动比准确，此外，旋转装置承载力大，延长了设备的使用寿命。滚珠支撑件11能够减小齿盘3转动时的摩擦力，且对齿盘3进行支撑。

进一步的，机身9上还设有均与微控制器电连接的GPS定位模块15和无线通信模块。GPS定位模块15能够准确定位无人机的位置，方便救援和监控人员准确了解火灾或所需监控区域的具体位置，以及时采取应对措施。微控制器通过无线通信模块与控制中心进行通信。

进一步的，机身9的侧壁设有压缩二氧化碳储存罐17，压缩二氧化碳储存罐17上设有二氧化碳喷射管道18，二氧化碳喷射管道18的端部设有与微控制器电连接的电磁阀。当温度探测器11检测到温度过高可能对无人机造成损伤时，将信息发送至微控制器，微控制器控制电磁阀打开，二氧化碳从二氧化碳喷射管道18中喷射出来，给无人机反应时间改变航行方向，使其远离火焰，防止其受到火焰的灼伤，提高本装置航行的安全性。

本发明的工作原理或工作过程为：本发明可对火灾进行预防以及对火灾救援提供辅助，通过温度探测器11、烟雾传感器12、红外热释传感器13以及一氧化碳监测器14能够检测出环境温度、烟雾浓度、红外热释放值以及一氧化碳浓度等信息，并将这些信息进行反馈发送至微控制器，通过无线通信模块发送至控制中心，可根据反馈信息对火灾发生进行预警，或救援人员根据火灾情况进行及时有效的处理。

当无人机的摄像头需全面采集图像时，通远程控制，可控制电机5驱动主动锥齿轮6转动，主动锥齿轮6带动动锥齿轮7转动，动锥齿轮7带动转轴转动，进而带动圆柱齿轮8转动，从而使齿盘3转动，齿盘3转动使得摄像头2随齿盘3进行转动、旋转，以实现摄像头2拍摄角度的改变。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种消防无人机，包括机身（9），其特征在于：所述机身（9）底部设有监测装置，监测装置包括微处理器、图像采集装置、温度探测器（11）、烟雾传感器（12）、红外热释传感器（13）以及一氧化碳监测器（14），微处理器固设在所述机身（9）内，温度探测器（11）、烟雾传感器（12）、红外热释传感器（13）以及一氧化碳监测器（14）均固设在机身（9）上，且均与所述微处理器电连接；

所述图像采集装置包括安装座（1）、摄像头（2）、齿盘（3）、轴承座（4）、电机（5）、主动锥齿轮（6）、从动锥齿轮（7）和圆柱齿轮（8），安装座（1）固设在所述机身（9）的底部，齿盘（3）设置在安装座（1）内，轴承座（4）固设在安装座（1）的内侧壁上，电机（5）固设在轴承座（4）上，电机（5）的输出轴与主动锥齿轮（6）连接，主动锥齿轮（6）与从动锥齿轮（7）啮合，从动锥齿轮（7）通过转轴与圆柱齿轮（8）连接，圆柱齿轮（8）与所述齿盘（3）啮合；所述齿盘（3）的上表面与所述安装座（1）之间、所述齿盘（3）的下表面与所述安装座（1）之间均设有滚珠支撑件（11），以使齿盘（3）在安装座（1）内转动，所述摄像头（2）的顶部固设在所述齿盘（3）上；所述从动锥齿轮（7）旋转时所形成的平面与所述齿盘（3）所在平面平行；所述摄像头（2）和电机（5）均与微控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种消防无人机，其特征在于：所述机身（9）上还设有均与所述微控制器电连接的GPS定位模块（15）和无线通信模块。

3.根据权利要求1或2所述的一种消防无人机，其特征在于：所述机身（9）的侧壁上设有压缩二氧化碳储存罐（17），压缩二氧化碳储存罐（17）上设有二氧化碳喷射管道（18），所述二氧化碳喷射管道（18）的端部设有与微控制器电连接的电磁阀。