CN110279957B - 一种基于无人机的高楼灭火设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种基于无人机的高楼灭火设备，包括无人机，所述无人机下侧端面上固定连接有储存箱，所述储存箱内设有用于储存灭火弹和供弹的储存装置，所述储存箱下侧端面上固定连接有发射箱，所述发射箱内设有发射腔，所述发射腔内设有两个左右对称的利用弹簧势能进行发射所述灭火弹的弹射装置，所述发射腔内设有两个左右对称且位于所述弹射装置远离对称中心一侧的复位装置，所述发射腔内设有位于所述弹射装置后侧的且左右对称的击发装置，本发明采用两个发射装置且以弹簧作为发射动力，设备重量较小，可携带较多的灭火弹，提高单次航行作业的灭火效率，击发机构可实现两个发射装置依次发射灭火弹，从而实现连续发射，提高高楼灭火的效果。
Description
技术领域
本发明涉及高楼灭火技术领域，具体为一种基于无人机的高楼灭火设备。
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，普通的云梯消防车有效工作高度为30～50m，再高的可达60～70m，世界上最高的云梯消防车是芬兰的博浪涛云梯车有限公司制造的擎天抢险消防平台云梯车，该云梯车最大有效工作高度为储存装置101m，在中国只有少数经济发达的大城市才有引进，价格昂贵，维修养护困难，而且受地区、街道畅通程度、出警速度等限制，救火车在很多情况下不能第一时间赶到失火现场，而且使用消防车救火，主要还是依靠消防员，消防员直接靠近火场，有很高的危险性有时甚至会造成不必要的伤亡，目前基于无人机技术的高楼灭火设备，基本采用锂电池供电的无人机作为载体，并采用压缩空气发射灭火弹，由于锂电池的技术瓶颈使得锂电池供电的无人机续航时间短且有效负载能力小，而压缩空气的储存装置较重，使得无人机只能少量携带灭火弹，导致灭火效率低，本发明阐明的一种能解决上述问题的设备。
发明内容
技术问题：目前基于无人机技术的高楼灭火设备，由于采用锂电池供电和采用压缩空气发射灭火弹，使得无人机只能少量携带灭火弹，导致灭火效率低。
为解决上述问题，本例设计了一种基于无人机的高楼灭火设备，本例的一种基于无人机的高楼灭火设备，包括无人机，所述无人机下侧端面上固定连接有储存箱，所述储存箱内设有用于储存灭火弹和供弹的储存装置，所述储存箱下侧端面上固定连接有发射箱，所述发射箱内设有发射腔，所述发射腔内设有两个左右对称的利用弹簧势能进行发射所述灭火弹的弹射装置，所述发射腔内设有两个左右对称且位于所述弹射装置远离对称中心一侧的复位装置，所述复位装置用于对所述弹射装置进行复位且能对所述弹射装置的弹簧做功使弹簧恢复势能，所述发射腔内设有位于所述弹射装置后侧的且左右对称的击发装置，所述击发装置可通过两个分别固定连接于所述发射腔左侧和右侧内壁上的固定杆、铰接于所述固定杆上的L形杆、设置于所述L形杆上且上下贯通的滑槽、两个分别固定连接于所述发射腔左侧和右侧内壁上的滑台、且所述滑台位于所述固定杆前侧、滑动连接于所述滑台上的插块、固定连接于所述插块上且与所述滑槽滑动连接的滑销，并且利用所述L形杆向后转动，使得所述滑槽和所述滑销带动所述插块向靠近对称中心一侧移动，从而实现对所述弹射装置的锁定功能，利用所述L形杆向前转动可实现解锁所述弹射装置，从而实现击发功能。
可优选地，所述无人机为四轴无人机，采用燃油为动力，具有较大的负载能力和较强的续航能力，能负载较多的所述灭火弹，从而提高高楼灭火能力。
其中，所述储存装置包括两个设置于所述储存箱内且左右对称的用于储存所述灭火弹的储存腔，所述储存腔开口朝前且开口处转动连接有箱门，所述储存腔后侧内壁上转动连接有转杆，所述转杆与所述储存腔铰接处设有扭转弹簧，所述储存腔下侧内壁上滑动连接有供弹板，所述供弹板上滑动连接有与所述转杆下端相铰接的滑块。
其中，所述弹射装置包括设置于所述发射腔内且前后贯通的发射筒，所述发射筒与所述储存腔相通，所述发射筒左右两侧内壁上滑动连接有发射板，所述发射腔下侧内壁上固定链接有气缸，所述气缸内设有滑腔，两个所述滑腔之间相通连接有连管，所述滑腔内滑动连接有滑塞，所述滑塞后侧端面上固定连接有可向后延伸至所述滑腔端面外的伸缩杆，所述伸缩杆上设有左右贯通且可与所述插块抵接的销孔，所述滑塞前侧端面上固定连接有向前延伸至所述滑腔端面外的推杆，所述推杆与所述发射板后侧端面固定连接，所述发射板后侧端面与所述滑腔前侧端面之间连接有压缩弹簧。
可优选地，所述灭火弹可通过重力从所述发射筒与所述储存腔的相通处落入所述发射筒内，所述连管位于所述滑腔前侧端面上，且所述连管位于所述推杆靠近对称中心一侧，灭火时，左右两侧的所述滑塞始终有一个处于向前移动的发射行程中，从而能实现连续发射所述灭火弹的功能，提高灭火效率。
其中，所述复位装置包括转动连接于所述推杆下侧内壁上且向上延伸的齿轮轴，所述齿轮轴上动力连接有固定连接于所述发射腔下侧内壁上的复位电机，所述齿轮轴上固定连接有位于所述复位电机上侧的齿轮，所述发射板后侧内壁上固定连接有位于所述推杆远离对称中心一侧的齿条，所述齿条与所述发射腔左侧或右侧内壁滑动连接，且所述齿条与所述齿轮啮合连接，通过所述复位电机带动所述齿轮转动，所述齿轮带动所述齿条沿着所述发射腔内壁向后移动。
其中，所述击发装置包括固定连接于所述气缸后侧端面上且左右对称的T形滑台，所述T形滑台左侧和右侧端面上分别滑动连接有滑杆，所述滑杆上侧端面上固定连接有圆柱销，所述滑杆后侧端面于所述T形滑台后侧内壁之间连接有复位弹簧，所述L形杆上设有位于所述滑槽后侧且上下贯通的长滑槽，且所述长滑槽与所述圆柱销滑动连接，所述发射腔下侧内壁上转动连接有向上延伸的电机轴，所述电机轴上动力连接有固定连接于所述发射腔下侧内壁上的电机，所述电机轴上固定连接有位于所述电机上侧的转盘，所述转盘端面上固定连接有两个左右对称的击发杆，所述击发杆前侧端面可与所述L形杆后侧端面相抵接。
可优选地，所述伸缩杆可伸缩，所述伸缩杆的弹性系数较所述复位弹簧的弹性系数大，使得所述伸缩杆推动所述滑杆后移压缩所述复位弹簧时，所述伸缩杆长度基本不变。
本发明的有益效果是：本发明采用以燃油为动力的无人机为载体，具有较大的负载能力和较强的续航能力，对称的两个发射装置以弹簧作为发射动力，并通过以电机为动力的发射器复位装置实现对弹簧的快速复位，从而相较于基于压缩空气为动力源的无人机灭火设备重量小，有利于携带较多的灭火弹，提高单次航行作业的灭火效率，击发机构可实现两个发射装置依次发射灭火弹，即灭火过程中始终有一个发射装置处于发射状态，从而实现连续发射，提高高楼灭火的效果，因此本发明具有较高的灭火效率和较好的灭火效果。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种基于无人机的高楼灭火设备的整体结构示意图；
图2为图1的“A-A”方向的结构示意图；
图3为图1的“B-B”方向的结构示意图；
图4为图1的“C-C”方向的结构示意图；
图5为图2的“D-D”方向的结构示意图；
图6为图2的“E-E”方向的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图6对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种基于无人机的高楼灭火设备，主要应用于高楼灭火，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的一种基于无人机的高楼灭火设备，包括无人机16，所述无人机16下侧端面上固定连接有储存箱13，所述储存箱13内设有用于储存灭火弹15和供弹的储存装置101，所述储存箱13下侧端面上固定连接有发射箱11，所述发射箱11内设有发射腔21，所述发射腔21内设有两个左右对称的利用弹簧势能进行发射所述灭火弹15的弹射装置102，所述发射腔21内设有两个左右对称且位于所述弹射装置102远离对称中心一侧的复位装置103，所述复位装置103用于对所述弹射装置102进行复位且能对所述弹射装置102的弹簧做功使弹簧恢复势能，所述发射腔21内设有位于所述弹射装置102后侧的且左右对称的击发装置104，所述击发装置104可通过两个分别固定连接于所述发射腔21左侧和右侧内壁上的固定杆31、铰接于所述固定杆31上的L形杆32、设置于所述L形杆32上且上下贯通的滑槽30、两个分别固定连接于所述发射腔21左侧和右侧内壁上的滑台27、且所述滑台27位于所述固定杆31前侧、滑动连接于所述滑台27上的插块28、固定连接于所述插块28上且与所述滑槽30滑动连接的滑销29，并且利用所述L形杆32向后转动，使得所述滑槽30和所述滑销29带动所述插块28向靠近对称中心一侧移动，从而实现对所述弹射装置102的锁定功能，利用所述L形杆32向前转动可实现解锁所述弹射装置102，从而实现击发功能。
有益地，所述无人机16为四轴无人机，采用燃油为动力，具有较大的负载能力和较强的续航能力，能负载较多的所述灭火弹15，从而提高高楼灭火能力。
根据实施例，以下对储存装置101进行详细说明，所述储存装置101包括两个设置于所述储存箱13内且左右对称的用于储存所述灭火弹15的储存腔14，所述储存腔14开口朝前且开口处转动连接有箱门49，所述储存腔14后侧内壁上转动连接有转杆47，所述转杆47与所述储存腔14铰接处设有扭转弹簧48，所述储存腔14下侧内壁上滑动连接有供弹板45，所述供弹板45上滑动连接有与所述转杆47下端相铰接的滑块46，通过所述扭转弹簧48带动所述转杆47转动，并推动所述供弹板45向前移动从而实现供弹功能。
根据实施例，以下对弹射装置102进行详细说明，所述弹射装置102包括设置于所述发射腔21内且前后贯通的发射筒12，所述发射筒12与所述储存腔14相通，所述发射筒12左右两侧内壁上滑动连接有发射板17，所述发射腔21下侧内壁上固定链接有气缸22，所述气缸22内设有滑腔23，两个所述滑腔23之间相通连接有连管50，所述滑腔23内滑动连接有滑塞25，所述滑塞25后侧端面上固定连接有可向后延伸至所述滑腔23端面外的伸缩杆26，所述伸缩杆26上设有左右贯通且可与所述插块28抵接的销孔41，所述滑塞25前侧端面上固定连接有向前延伸至所述滑腔23端面外的推杆24，所述推杆24与所述发射板17后侧端面固定连接，所述发射板17后侧端面与所述滑腔23前侧端面之间连接有压缩弹簧42，通过所述压缩弹簧42带动所述滑塞25沿着所述滑腔23向前滑动，并带动所述发射板17沿着所述发射筒12向前滑动，从而实现对所述灭火弹15的发射功能。
有益地，所述灭火弹15可通过重力从所述发射筒12与所述储存腔14的相通处落入所述发射筒12内，所述连管50位于所述滑腔23前侧端面上，且所述连管50位于所述推杆24靠近对称中心一侧，灭火时，左右两侧的所述滑塞25始终有一个处于向前移动的发射行程中，从而能实现连续发射所述灭火弹15的功能，提高灭火效率。
根据实施例，以下对复位装置103进行详细说明，所述复位装置103包括转动连接于所述推杆24下侧内壁上且向上延伸的齿轮轴20，所述齿轮轴20上动力连接有固定连接于所述发射腔21下侧内壁上的复位电机44，所述齿轮轴20上固定连接有位于所述复位电机44上侧的齿轮19，所述发射板17后侧内壁上固定连接有位于所述推杆24远离对称中心一侧的齿条18，所述齿条18与所述发射腔21左侧或右侧内壁滑动连接，且所述齿条18与所述齿轮19啮合连接，通过所述复位电机44带动所述齿轮19转动，所述齿轮19带动所述齿条18沿着所述发射腔21内壁向后移动，从而实现所述滑塞25的复位同时使所述压缩弹簧42恢复发射前的弹性势能。
根据实施例，以下对击发装置104进行详细说明，所述击发装置104包括固定连接于所述气缸22后侧端面上且左右对称的T形滑台39，所述T形滑台39左侧和右侧端面上分别滑动连接有滑杆35，所述滑杆35上侧端面上固定连接有圆柱销34，所述滑杆35后侧端面于所述T形滑台39后侧内壁之间连接有复位弹簧40，所述L形杆32上设有位于所述滑槽30后侧且上下贯通的长滑槽33，且所述长滑槽33与所述圆柱销34滑动连接，所述发射腔21下侧内壁上转动连接有向上延伸的电机轴37，所述电机轴37上动力连接有固定连接于所述发射腔21下侧内壁上的电机43，所述电机轴37上固定连接有位于所述电机43上侧的转盘38，所述转盘38端面上固定连接有两个左右对称的击发杆36，所述击发杆36前侧端面可与所述L形杆32后侧端面相抵接，通过所述电机43带动所述击发杆36转动可推动一侧的所述L形杆32向前转动，从而使所述插块28与所述销孔41脱离接触，从而实现击发功能。
有益地，所述伸缩杆26可伸缩，所述伸缩杆26的弹性系数较所述复位弹簧40的弹性系数大，使得所述伸缩杆26推动所述滑杆35后移压缩所述复位弹簧40时，所述伸缩杆26长度基本不变。
以下结合图1至图6对本文中的一种基于无人机的高楼灭火设备的使用步骤进行详细说明：
开始时，将储存腔14装满灭火弹15，使得转杆47和供弹板45位于后限位处，滑块46位于下限位处，左侧的发射板17位于后限位处，左侧的插块28与左侧的销孔41抵接，从而限制左侧的推杆24移动，左侧的L形杆32后端与左侧的击发杆36抵接。
工作时，启动电机43通过电机轴37带动转盘38转动，转盘38带动左侧的击发杆36向前转动，左侧的击发杆36通过推动左侧的L形杆32向前转动，左侧的L形杆32通过左侧的长滑槽33和左侧的圆柱销34带动左侧的滑杆35沿着T形滑台39向前移动并使左侧的伸缩杆26压缩，同时左侧的L形杆32通过左侧的滑槽30和左侧的滑销29带动左侧的插块28沿着左侧的滑台27向左移动，使得左侧的插块28与左侧的销孔41脱离抵接，左侧的压缩弹簧42带动左侧的发射板17向前移动，从而实现发射灭火弹15，同时左侧的滑塞25沿着左侧的滑腔23向前移动，滑腔23内的气体通过连管50流入到右侧的滑腔23内并推动右侧的滑塞25向后移动，同时启动右侧的复位电机44，右侧的复位电机44通过右侧的齿轮轴20带动右侧的齿轮19转动，右侧的齿轮19通过啮合连接带动右侧的齿条18向后移动，使得右侧的伸缩杆26向后移动并推动右侧的滑杆35向后移动，右侧的滑杆35通过右侧的圆柱销34和右侧的圆柱销34带动右侧的L形杆32向后转动，使得右侧的插块28与右侧的销孔41抵接，从而限制右侧的滑塞25移动，此时右侧的复位电机44停转，同时右侧的储存腔14内的灭火弹15通过重力落入到右侧的发射筒12内，之后启动电机43逆转，从而使右侧也实现发射运动，重复上述运动可实现连续发射，同时扭转弹簧48带动转杆47向上转动，转杆47通过滑块46推动供弹板45向前移动推动储存腔14内的灭火弹15向前移动从而实现连续供弹功能。
本发明的有益效果是：本发明采用以燃油为动力的无人机为载体，具有较大的负载能力和较强的续航能力，对称的两个发射装置以弹簧作为发射动力，并通过以电机为动力的发射器复位装置实现对弹簧的快速复位，从而相较于基于压缩空气为动力源的无人机灭火设备重量小，有利于携带较多的灭火弹，提高单次航行作业的灭火效率，击发机构可实现两个发射装置依次发射灭火弹，即灭火过程中始终有一个发射装置处于发射状态，从而实现连续发射，提高高楼灭火的效果，因此本发明具有较高的灭火效率和较好的灭火效果。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。
Claims (3)
1.一种基于无人机的高楼灭火设备，包括无人机；
所述无人机下侧端面上固定连接有储存箱，所述储存箱内设有用于储存灭火弹和供弹的储存装置，所述储存箱下侧端面上固定连接有发射箱，所述发射箱内设有发射腔，所述发射腔内设有两个左右对称的利用弹簧势能进行发射所述灭火弹的弹射装置，所述发射腔内设有两个左右对称且位于所述弹射装置远离对称中心一侧的复位装置，所述复位装置用于对所述弹射装置进行复位且能对所述弹射装置的弹簧做功使弹簧恢复势能；
所述发射腔内设有位于所述弹射装置后侧的且左右对称的击发装置，所述击发装置可通过两个分别固定连接于所述发射腔左侧和右侧内壁上的固定杆、铰接于所述固定杆上的L形杆、设置于所述L形杆上且上下贯通的滑槽、两个分别固定连接于所述发射腔左侧和右侧内壁上的滑台、且所述滑台位于所述固定杆前侧、滑动连接于所述滑台上的插块、固定连接于所述插块上且与所述滑槽滑动连接的滑销，并且利用所述L形杆向后转动，使得所述滑槽和所述滑销带动所述插块向靠近对称中心一侧移动，从而实现对所述弹射装置的锁定功能，利用所述L形杆向前转动可实现解锁所述弹射装置，从而实现击发功能；
所述储存装置包括两个设置于所述储存箱内且左右对称的用于储存所述灭火弹的储存腔，所述储存腔开口朝前且开口处转动连接有箱门，所述储存腔后侧内壁上转动连接有转杆，所述转杆与所述储存腔铰接处设有扭转弹簧，所述储存腔下侧内壁上滑动连接有供弹板，所述供弹板上滑动连接有与所述转杆下端相铰接的滑块；
所述弹射装置包括设置于所述发射腔内且前后贯通的发射筒，所述发射筒与所述储存腔相通，所述发射筒左右两侧内壁上滑动连接有发射板，所述发射腔下侧内壁上固定链接有气缸，所述气缸内设有滑腔，两个所述滑腔之间相通连接有连管，所述滑腔内滑动连接有滑塞，所述滑塞后侧端面上固定连接有可向后延伸至所述滑腔端面外的伸缩杆，所述伸缩杆上设有左右贯通且可与所述插块抵接的销孔，所述滑塞前侧端面上固定连接有向前延伸至所述滑腔端面外的推杆，所述推杆与所述发射板后侧端面固定连接，所述发射板后侧端面与所述滑腔前侧端面之间连接有压缩弹簧；
所述灭火弹可通过重力从所述发射筒与所述储存腔的相通处落入所述发射筒内，所述连管位于所述滑腔前侧端面上，且所述连管位于所述推杆靠近对称中心一侧，灭火时，左右两侧的所述滑塞始终有一个处于向前移动的发射行程中，从而能实现连续发射所述灭火弹的功能，提高灭火效率；
所述复位装置包括转动连接于所述推杆下侧内壁上且向上延伸的齿轮轴，所述齿轮轴上动力连接有固定连接于所述发射腔下侧内壁上的复位电机，所述齿轮轴上固定连接有位于所述复位电机上侧的齿轮，所述发射板后侧内壁上固定连接有位于所述推杆远离对称中心一侧的齿条，所述齿条与所述发射腔左侧或右侧内壁滑动连接，且所述齿条与所述齿轮啮合连接；
所述击发装置包括固定连接于所述气缸后侧端面上且左右对称的T形滑台，所述T形滑台左侧和右侧端面上分别滑动连接有滑杆，所述滑杆上侧端面上固定连接有圆柱销，所述滑杆后侧端面于所述T形滑台后侧内壁之间连接有复位弹簧，所述L形杆上设有位于所述滑槽后侧且上下贯通的长滑槽，且所述长滑槽与所述圆柱销滑动连接，所述发射腔下侧内壁上转动连接有向上延伸的电机轴，所述电机轴上动力连接有固定连接于所述发射腔下侧内壁上的电机，所述电机轴上固定连接有位于所述电机上侧的转盘，所述转盘端面上固定连接有两个左右对称的击发杆，所述击发杆前侧端面可与所述L形杆后侧端面相抵接。
2.如权利要求1所述的一种基于无人机的高楼灭火设备，其特征在于：所述无人机为四轴无人机。
3.如权利要求1所述的一种基于无人机的高楼灭火设备，其特征在于：所述伸缩杆可伸缩，所述伸缩杆的弹性系数较所述复位弹簧的弹性系数大，使得所述伸缩杆推动所述滑杆后移压缩所述复位弹簧时，所述伸缩杆长度基本不变。
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