CN109945748B - 一种无人机智慧化专用灭火弹的组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机智慧化专用灭火弹的组装方法，属于灭火弹领域，包括外壳、内隔离管、增压装置、前连接器、后连接器、传感器组件以及动力推进装置；外壳、内隔离管、前连接器以及后连接器密封后内部形成存储干粉的存储空间；增压装置包括控制芯片、雷管以及导爆索；传感器组件包括温度传感器、红外传感器以及烟雾传感器。本发明的一种无人机智慧化专用灭火弹，通过将灭火剂和增压装置密封隔离，消除了高加速度作用下两者摩擦造成误动作的隐患，提高了工作可靠性；控制芯片结合传感器组件的设置实现了智能化灭火，同时结构上紧凑合理，灭火弹更加高速、准确的命中灭火区域，达成灭火目标，反应速度更快，工作高度更高，灭火能力更强。
Description
技术领域
本发明涉及灭火弹领域，特别是涉及一种无人机智慧化专用灭火弹的组装方法。
背景技术
干粉灭火弹是一种高效的灭火装置，手抛式干粉灭火弹在上世纪八十年代就已经开始盛行，随着社会经济的快速发展，高层楼宇建筑的大量出现，森林覆盖面积的大幅增加，给予了干粉灭火弹新的生命力，尤其是无人机载高层灭火系统的出现，对灭火弹提出了更高要求，现有的灭火弹在高加速度作用下，其灭火剂会和内部的增压装置产生摩擦并造成误动作的隐患，极大地降低了可靠性。因此，需要提出有效的方案来解决以上问题。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种无人机智慧化专用灭火弹的组装方法，通过将灭火剂和增压装置进行物理隔离，消除了高加速度作用下灭火剂和增压装置摩擦造成误动作的隐患，提高了可靠性，使其可在高速运行的状态下实施灭火，并使得均匀分布在存储空间的干粉灭火剂全部散出，通过快速增压将火区的空气挤走，形成暂短的真空，在火区形成无氧区，破坏燃烧物的燃烧环境，同时超细干粉均匀铺开落下形成阻燃隔离层从而达到灭火目的，使得灭火弹更加高速、准确的命中灭火区域，达成灭火目标，反应速度更快，工作高度更高，灭火能力更强；另外控制芯片结合传感器组件的设置，从而在功能上实现了智能化，结构上体积较小，紧凑合理，系统整体工作性能稳定可靠。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种无人机智慧化专用灭火弹，包括内部为中空筒状结构的外壳、与所述外壳同轴设置且位于所述外壳内腔中的内隔离管、位于所述内隔离管内腔中的增压装置、密封设于所述外壳一端部开口处的前连接器、密封设于所述外壳另一端开口处的后连接器、固定设于所述前连接器上的传感器组件以及与所述后连接器固定连接的动力推进装置；
所述外壳、所述内隔离管、所述前连接器以及所述后连接器密封后内部形成存储干粉的存储空间；
所述外壳由具有阻燃、防潮功能的非金属材料制作而成；
所述内隔离管由破碎后不会形成锐片的非金属材料制作；
所述前连接器以及所述后连接器均由非金属、非易燃材料制作而成；
所述增压装置包括采用封装工艺安装的控制芯片、雷管以及导爆索；
所述芯片与所述雷管电连接；
所述传感器组件包括温度传感器、红外传感器以及烟雾传感器；
所述温度传感器、所述红外传感器以及所述烟雾传感器与所述控制芯片电连接；
所述前连接器上设有供导线穿过的第一穿线孔；
所述后连接器用于与所述动力推进装置固定连接后整体与外部发射装置固定连接，所述后连接器上设有与发射装置上的固定销卡入的防脱落卡槽。
可选地，所述前连接器上一体成型设有与所述外壳内壁固定连接的环形连接部，所述后连接器的外圆周壁与所述外壳内壁固定连接；所述后连接器的中部设有供导线穿过的第二穿线孔；所述内隔离管的一端内嵌于所述第一穿线孔内，所述内隔离管的另一端内嵌于所述第二穿线孔内。
可选地，所述温度传感器、所述红外传感器以及所述烟雾传感器呈圆形阵列分布设于所述前连接器上。
可选地，所述前连接器上设有与所述存储空间相连通的加料口。
可选地，所述环形连接部与所述外壳内壁粘结固定，所述后连接器与所述外壳内壁粘结固定；所述内隔离管的一端与所述第一穿线孔的内部粘结固定，所述内隔离管的另一端与所述第二穿线孔的内部粘结固定。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种无人机智慧化专用灭火弹，通过将灭火剂和增压装置进行物理隔离，消除了高加速度作用下灭火剂和增压装置摩擦造成误动作的隐患，提高了可靠性，使其可在高速运行的状态下实施灭火，并使得均匀分布在存储空间的干粉灭火剂全部散出，通过快速增压将火区的空气挤走，形成暂短的真空，在火区形成无氧区，破坏燃烧物的燃烧环境，同时超细干粉均匀铺开落下形成阻燃隔离层从而达到灭火目的，使得灭火弹更加高速、准确的命中灭火区域，达成灭火目标，反应速度更快，工作高度更高，灭火能力更强；另外控制芯片结合传感器组件的设置，从而在功能上实现了智能化，结构上体积较小，紧凑合理，系统整体工作性能稳定可靠。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种无人机智慧化专用灭火弹的主视结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的一种无人机智慧化专用灭火弹的系统工作流程图；
图3是本发明具体实施方式提供的增压装置的主视结构示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的前连接器的主视截面结构示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的前连接器的左视结构示意图。
图中：
1、外壳；2、内隔离管；3、增压装置；31、控制芯片；32、雷管；33、导爆索；4、前连接器；41、第一穿线孔；42、环形连接部；43、加料口；5、后连接器；51、防脱落卡槽；52、第二穿线孔；6、传感器组件；61、温度传感器；62、红外传感器；63、烟雾传感器；7、存储空间。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1-5所示，一种无人机智慧化专用灭火弹，包括内部为中空筒状结构的外壳1、与外壳1同轴设置且位于外壳1内腔中的内隔离管2、位于内隔离管2内腔中的增压装置3、密封设于外壳1一端部开口处的前连接器4、密封设于外壳1另一端开口处的后连接器5、固定设于前连接器4上的传感器组件6以及与后连接器5固定连接的动力推进装置；外壳1、内隔离管2、前连接器4以及后连接器5密封后内部形成存储干粉的存储空间7；外壳1由具有阻燃、防潮功能的非金属材料制作而成；内隔离管2由破碎后不会形成锐片的非金属材料制作；前连接器4以及后连接器5均由非金属、非易燃材料制作而成；增压装置3包括采用封装工艺安装的控制芯片31、雷管32以及导爆索33；芯片31与雷管32电连接；传感器组件6包括温度传感器61、红外传感器62以及烟雾传感器63；温度传感器61、红外传感器62以及烟雾传感器63与控制芯片31电连接；
前连接器4上设有供导线穿过的第一穿线孔41；后连接器5用于与动力推进装置固定连接后整体与外部发射装置固定连接，后连接器5上设有与发射装置上的固定销卡入的防脱落卡槽51。
以上实施，具体来说，首先将温度传感器61、红外传感器62以及烟雾传感器63通过前连接器4与外壳1相连接，将温度传感器61、红外传感器62以及烟雾传感器63呈120°环绕设置在前连接器4的外圆周壁上，温度传感器61、红外传感器62以及烟雾传感器63均通过导线与控制芯片31电连接，温度传感器电路、红外传感器电路和烟雾传感器电路组成火场信息探测模块，温度传感器61、红外传感器62以及烟雾传感器63分别对火场温度信息、火焰辐射红外波信息和烟雾浓度信息探测，三种不同类型的传感器电路最后分别输出温度信息、火焰辐射红外波信息和烟雾浓度信息分别转换成各对应的电压模拟量信号，从而完成前端火场信息的探测工作，并将收集各自的模拟信号传递控制芯片31进行处理，雷管32同样通过导线与芯片31连接，具体的传感器61选用负温度系数（NTC）热敏电阻，其灵敏度很高，体积很小，红外传感器62可选用远红外接收头，使得对于火焰红外波波段处于700纳米和1000纳米之间的红外辐射最为敏感，从而实现探测火源的位置和远近；另外烟雾传感器63选用的是ME2-CO型电化学烟雾传感器，具有高精度和高灵敏性，另外线性范围宽抗干扰能力很强。
其次，在使用时，通过将增压装置3设置在内隔离管2，内隔离管2的两端分别伸入并贯穿第一穿线孔41以及后连接器5，按工艺要求封装成一体，使用时将增压装置3通过前连接器4的第一穿线孔41装入内隔离管2中；将增压装置3的控制芯片31的电源引线、传感器接口线、设定接口引线分别与传感器组件6及外部装置相连，同时外壳1、内隔离管2、前连接器4以及后连接器5密封后内部形成存储干粉的存储空间7，所有连接面均用胶水粘接密封形成密闭容器；实现了将用于灭火的干粉与增压装置3的完全物理隔离，消除了高加速度作用下干粉和增压装置3摩擦造成误动作的隐患，提高了可靠性，使其可在高速运行的状态下实施灭火，确保使用更加安全，另外后连接器5用于与动力推进装置固定连接后整体与外部发射装置固定连接，组装完毕后装入发射装置，发射装置上的固定销卡入灭火弹后连接器5的防脱落卡槽51，防止灭火弹意外脱落，整体安装到位后，选用无人机挂载进入火区进行投放，或采用地面发射装置如迫击炮进行发射，例如针对楼宇着火的，可以将无人机悬停在着火楼宇的窗前，测定距离，通过设定接口引线将设定时间数据传给控制芯片31；瞄准发射灭火弹，将灭火弹以设定好的速度飞向火区。更为具体来说，系统上电后系统完成初始化工作，对温度传感器61、红外传感器62以及烟雾传感器63对三路探测到模拟量信息输入给控制芯片31，其中控制芯片31可以采用C8051F310单片机并输入给内置的AD转换器，经过AD转换成数字信号，控制芯片31对三路数字信号进行处理与逻辑判断，即每一路信号都与其阈值相比较，对三路模拟信号进行相应的采集处理和阈值比较（如图2所示），只要检测到温度信息、红外信息和烟雾信息中任意的两种模拟信号，微控制器C8051F310单片机通过I/O端口输出一个高电平触发信号并输出足够大的电流起爆雷管32；雷管32启动并联动导爆索33；由于导爆索33感度较灵敏，燃烧时易引起爆炸并输出足够强的能量及时引爆灭火弹，导爆索33顺利起爆且产生足够的冲击力，使外壳1、内隔离管2破裂，为防止误伤受灾人员，并将外壳1由具有阻燃、防潮功能的非金属材料制作而成；内隔离管2由破碎后不会形成锐片的非金属材料制作；前连接器4以及后连接器5均由非金属、非易燃材料制作而成，一般采用牛皮纸或钢化泡沫材料，炸开后瞬间变为粉末，不会对人体造成伤害，灭火剂可弥散在火场上达到灭火效果；同时外壳1、内隔离管2同轴设置，且两端部分别与前连接器4以及后连接器5采用胶水密封连接，可以保证灭火弹筒内的密封性，避免灭火剂受潮，还可以防止外壳1以及内隔离管2与前连接器4以及后连接器5发生轴向位移。当爆破以后内隔离管2产生的冲击力均匀的作用在外壳1筒内壁上，使得外壳1的内壁各个部分完全破裂，使灭火弹成功输出爆轰能量，大面积喷洒灭火剂进行消防灭火工作；并使得均匀分布在存储空间7的干粉灭火剂全部散出，通过快速增压将火区的空气挤走，形成暂短的真空，在火区形成无氧区，破坏燃烧物的燃烧环境，同时超细干粉均匀铺开落下形成阻燃隔离层从而达到灭火目的，使得灭火弹更加高速、准确的命中灭火区域，达成灭火目标，反应速度更快，工作高度更高，灭火能力更强，更为高效地保护人们的生命财产安全。
然而若灭火弹没有接到火区探测电子装置的信号时，即当三路信号都没有满足阈值比较要求，控制芯片31接收到外部设置的定时器溢出标志位信号（延时时间即灭火弹开始探测火场信号到灭火弹着地扔未探测到火场信号的时间内），此时控制芯片31的端口输出高电平信号给雷管32启动并联动导爆索33，会在规定的时间内自动启动，实施灭火。
可选地，前连接器4上一体成型设有与外壳1内壁固定连接的环形连接部42，后连接器5的外圆周壁与外壳1内壁固定连接；后连接器5的中部设有供导线穿过的第二穿线孔52；内隔离管2的一端内嵌于第一穿线孔41内，内隔离管2的另一端内嵌于第二穿线孔52内，将内隔离管2设为内部为中空管，方便控制芯片31的接线导线分别从第一穿线孔41和第二穿线孔52穿出与外部相连接，确保通讯的稳定性。
可选地，温度传感器61、红外传感器62以及烟雾传感器63呈圆形阵列分布设于前连接器4上，提高探测的精度和灵敏性，防止个别异常或干扰信号产生。
可选地，前连接器4上设有与存储空间7相连通的加料口43，通过加料口43并结合外部振动条件下将干粉注入并填充在存储空间7内，填充结束时，采用胶水密封塞住封住加料口43，灭火弹制作完毕。
可选地，环形连接部42与外壳1内壁粘结固定，后连接器5与外壳1内壁粘结固定；内隔离管2的一端与第一穿线孔41的内部粘结固定，内隔离管2的另一端与第二穿线孔52的内部粘结固定，环形连接部42伸入到与外壳1内壁增加了接触面积，提高了胶水粘结的力度以及整体的密封性能，内隔离管2的一端与第一穿线孔41的内部粘结固定，内隔离管2的另一端与第二穿线孔52的内部粘结固定，确保了内隔离管2连接的稳定可靠，同时也保证了存储空间7的密封性。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (2)
1.一种无人机智慧化专用灭火弹的组装方法，所述灭火弹使用所述组装方法组装而成，其特征在于：
所述灭火弹包括内部为中空筒状结构的外壳（1）、与所述外壳（1）同轴设置且位于所述外壳（1）内腔中的内隔离管（2）、位于所述内隔离管（2）内腔中的增压装置（3）、密封设于所述外壳（1）一端部开口处的前连接器（4）、密封设于所述外壳（1）另一端开口处的后连接器（5）、固定设于所述前连接器（4）上的传感器组件（6）以及与所述后连接器（5）固定连接的动力推进装置；
所述外壳（1）、所述内隔离管（2）、所述前连接器（4）以及所述后连接器（5）密封后内部形成存储干粉的存储空间（7）；
所述外壳（1）由具有阻燃、防潮功能的非金属材料制作而成；
所述内隔离管（2）由破碎后不会形成锐片的非金属材料制作；
所述前连接器（4）以及所述后连接器（5）均由非金属、非易燃材料制作而成；
所述增压装置（3）包括采用封装工艺安装的控制芯片（31）、雷管（32）以及导爆索（33）；
所述控制芯片（31）与所述雷管（32）电连接；
所述传感器组件（6）包括温度传感器（61）、红外传感器（62）以及烟雾传感器（63）；
所述温度传感器（61）、所述红外传感器（62）以及所述烟雾传感器（63）与所述控制芯片（31）电连接；
所述前连接器（4）上设有供导线穿过的第一穿线孔（41）；
所述后连接器（5）用于与所述动力推进装置固定连接后整体与外部发射装置固定连接，所述后连接器（5）上设有与发射装置上的固定销卡入的防脱落卡槽（51）；
若所述灭火弹没有接到火区探测电子装置的信号时，即当温度传感器（61）的数字信号、红外传感器（62）的数字信号和烟雾传感器（63）的数字信号都没有满足阈值比较要求，所述控制芯片（31）接收到外部设置的定时器溢出标志位信号，此时所述控制芯片（31）的端口输出高电平信号给所述雷管（32）启动并联动所述导爆索（33），会在规定的时间内自动启动，实施灭火；
所述前连接器（4）上一体成型设有与所述外壳（1）内壁固定连接的环形连接部（42），所述后连接器（5）的外圆周壁与所述外壳（1）内壁固定连接；所述后连接器（5）的中部设有供导线穿过的第二穿线孔（52）；所述内隔离管（2）的一端内嵌于所述第一穿线孔（41）内，所述内隔离管（2）的另一端内嵌于所述第二穿线孔（52）内；
所述前连接器（4）上设有与所述存储空间（7）相连通的加料口（43）；
所述环形连接部（42）与所述外壳（1）内壁粘结固定，所述后连接器（5）与所述外壳（1）内壁粘结固定；所述内隔离管（2）的一端与所述第一穿线孔（41）的内部粘结固定，所述内隔离管（2）的另一端与所述第二穿线孔（52）的内部粘结固定；
所述组装方法包括以下步骤：
将前所述前连接器（4）通过所述环形连接部（42）粘接在所述外壳（1）一端的内壁上，将所述后连接器（5）通过其外圆周壁粘接在所述外壳（1）另一端的内壁上，将所述内隔离管（2）一端粘接在所述第一穿线孔（41）内，将所述内隔离管（2）另一端粘接在所述第二穿线孔（52）内，将所述增压装置（3）通过所述第一穿线孔（41）装入所述内隔离管（2）内，通过所述加料口（43）并结合外部振动的条件下将干粉注入并填充在所述存储空间（7）内，填充结束时，采用胶水密封塞住封住加料口（43），最后再安装上所述传感器组件（6），所述灭火弹制作完毕。
2.如权利要求1所述的一种无人机智慧化专用灭火弹的组装方法，其特征在于：
所述温度传感器（61）、所述红外传感器（62）以及所述烟雾传感器（63）呈圆形阵列分布设于所述前连接器（4）上。
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