CN110525656A - 一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于无人机的超高层建筑灭火系统及方法,用于解决超高层建筑消防灭火难题,通过在消防车内布置电动涵道无人机,分别进行供电及供水,在电动涵道无人机由地面控制站控制起飞达到预定灭火高度后,高压消防水泵组件工作,将水通过高压消防水带输送至出水龙头开展灭火作业。本发明解决了超高层建筑消防灭火难题,在消防等领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统及方法,属于飞行器设计技术领域及消防技术领域。
背景技术
建筑物一般按照消防设计要求设置室内消防系统,正常工作的消防系统一般能扑灭设计规范内的火灾,对于超出设计灭火能力的火灾需要外力接入灭火,目前主要采用灭火车进行灭火。但目前世界上最先进的芬兰制造消防车最大工作高度只有112m,但采购价格达到2500万元以上。对于更高高度建筑物的火灾,目前的消防车无能为力,只能依靠建筑物的室内消防系统。因此超高层建筑灭火是目前消防灭火的一个技术难题。
目前市面上存在一些基于多旋翼的灭火无人机,但载荷能力较小,只能搭载数枚灭火弹,对于初期火灾有一定的灭火能力,但对于超高层建筑起火,消防车/消防无人机很难在起火初期就到达开展灭火工作,其实际灭火工作意义不大。
基于无人机的超高层建筑灭火系统可以对高度超过100米的建筑物开展灭火作业,单套系统独立工作可以对高度200米以下建筑开展灭火作业,多套系统串联工作可以对高度200米以上建筑开展灭火作业,克服了现有消防车灭火高度低、多旋翼灭火无人机载荷能力弱的不足。
目前还没有基于无人机的超高层建筑灭火系统,因此本发明可填补国内在相关技术领域的空白。
发明内容
本发明解决的技术问题是:针对目前现有技术中,现有消防车灭火高度低不足,以及现有多旋翼灭火无人机载荷较小、灭火能力有限的问题,提出了一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统及方法。
本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的:
一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,包括电动涵道无人机、地面控制站、电机组件、高压消防水泵、高压消防水带、运载消防车,用于到达指定灭火高度位置进行作业的电动涵道无人机设置于运载消防车内,为电动涵道无人机作业进行供水的高压消防水带一端与电动涵道无人机连接,另一端连接于运载消防车内设置的高压消防水泵上,根据电动涵道无人机作业高度进行加压供水的高压消防水泵由运载消防车自带水箱进行供水,为电动涵道无人机供电的电机组件同样设置于运载消防车内,设置于运载消防车内部的地面控制站,根据外部控制指令控制电动涵道无人机于运载消防车上起飞至预定灭火作业高度后,再控制高压消防水泵进行加压,并通过高压消防水带输送水由电动涵道无人机喷出进行灭火。
所述电动涵道无人机采用多涵道结构,各个涵道内均设置有无人机旋翼、内部电机,无人机旋翼由内部电机进行驱动,所述旋翼均使用可变距桨叶,内部电机通过电机组件进行供电。
所述电动涵道无人机上设置有喷水组件,进行灭火作业时,电动涵道无人机通过喷水组件进行灭火,所述喷水组件与高压消防水带输出端相连。
所述喷水组件包括接头、喷水龙头、管路、阀门,所述喷水组件通过接头与高压消防水带输出端相连,进行灭火作业时,喷水组件通过阀门控制输水管路通断,并通过喷水龙头喷水。
所述电动涵道无人机数量范围为~架。
当不小于两架电动涵道无人机进行协同作业时,灭火作业高度最高的电动涵道无人机首先进行作业,其他电动涵道无人机关闭,直至灭火作业高度最高的电动涵道无人机完成灭火后,其他灭火作业高度最高的电动涵道无人机按照作业顺序陆续进行灭火作业。
所述高压消防水泵最大高度供水能力不大于m。
所述高压消防水带同时可运送除水外的其他液体灭火介质进行灭火。
所述电机组件通过线缆为电动涵道无人机供电。
一种基于无人机运载的超高层建筑灭火方法,步骤如下:
(a)确定灭火作业高度及位置,对灭火点进行划分,根据各灭火点具体高度及位置选取对应数量的电动涵道无人机;
(b)向地面控制站发送控制驱动指令,为步骤所选的电动涵道无人机进行供电,通过地面控制站控制无人机飞行至各自对应的灭火点位置;
(c)根据各电动涵道无人机对应灭火点高度进行加压,进行灭火作业,若各灭火点高度相同,则同时进行灭火,若各灭火点高度不同,控制最高处无人机先进行灭火,再按高度顺序进行依次灭火。
本发明与现有技术相比的优点在于:
本发明提供的一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统及方法,通过于同一辆消防车上搭载多个灭火用多涵道无人机提升载荷,利用地面供电形式,提高了无人机的续航能力,同时克服了传统高层灭火时消防车灭火高度低、以及现有多旋翼灭火无人机载荷较小、灭火能力有限的问题,结构布置合理,可以同时进行多套灭火系统共同作业。
附图说明
图1为发明提供的消防车系统结构示意图;
图2为发明提供的电动涵道无人机结构示意图;
图3为发明提供的喷水组件结构示意图;
具体实施方式
一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,包括电动涵道无人机1、高压消防水带3、电机组件4、高压消防水泵5、运载消防车6、地面控制站7,而电动涵道无人机1、高压消防水带3、电机组件4、高压消防水泵5、地面控制站7均设置于运载消防车6内,同一辆消防车内,电动涵道无人机1数量范围为1~10架,通过控制电动涵道无人机1到达指定灭火高度位置进行作业,高压消防水带3一端与电动涵道无人机1连接,另一端连接于高压消防水泵5上,而电动涵道无人机1通过高压消防水带3进行供水,并通过高压消防水泵5提供水压,高压消防水泵5通过消防车自带水箱进行供水,同时,电动涵道无人机1通过电机组件4进行供电,在飞行高度及方向的控制上,电动涵道无人机1均通过地面控制站7进行飞行控制,地面控制站7也对输送水、增加水压、供电等功能进行全面控制;其中,消防车上还设置有线缆2,电机组件4通过线缆2为电动涵道无人机1供电。
如图2所示,电动涵道无人机1采用多涵道结构,各个涵道内均设置有无人机旋翼8、内部电机9,无人机旋翼8由内部电机9进行驱动,所述旋翼均使用可变距桨叶,内部电机9通过电机组件4进行供电,同时,电动涵道无人机1上设置有喷水组件10,进行灭火作业时,电动涵道无人机1通过喷水组件10进行灭火,喷水组件10与高压消防水带3输出端相连;其中,
如图3所示,喷水组件10包括接头11、喷水龙头12、管路13、阀门14,所述喷水组件10通过接头11与高压消防水带3输出端相连,进行灭火作业时,喷水组件10通过阀门14控制输水管路13通断,并通过喷水龙头12喷水;
高压消防水泵5最大高度供水能力不大于1000m,高压消防水带3同时可运送除水外的其他液体灭火介质进行灭火;
当具备两套以上系统进行灭火作业时,多辆运载消防车6、无人机进行协同作业,灭火作业高度最高的电动涵道无人机1首先进行作业,其他电动涵道无人机1关闭,直至灭火作业高度最高的电动涵道无人机1完成灭火后,其他灭火作业高度最高的电动涵道无人机1按照作业顺序陆续进行灭火作业。
基于上述的高层建筑灭火系统,提出了一种基于无人机运载的超高层建筑灭火方法,具体步骤如下:
(a)确定灭火作业高度及位置,对灭火点进行划分,根据各灭火点具体高度及位置选取对应数量的电动涵道无人机1;
(b)向地面控制站发送控制驱动指令,为步骤1所选的电动涵道无人机1进行供电,通过地面控制站控制无人机飞行至各自对应的灭火点位置;
(c)根据各电动涵道无人机1对应灭火点高度进行加压,进行灭火作业,若各灭火点高度相同,则同时进行灭火,若各灭火点高度不同,控制最高处无人机先进行灭火,再按高度顺序进行依次灭火。
本发明的工作流程如下:
在需要进行灭火作业时,通过外部控制指令,确定需要灭火位置的位置及高度,为无人机进行供电,通过地面控制站7控制电动涵道无人机1飞行至指定高度及作业位置,根据作业高度进行加压,控制电动涵道无人机1上的喷水组件10进行灭火。
下面结合具体实施例进行进一步说明:
在本实施例中,如图1所示,灭火系统包括电动涵道无人机1、地面控制站7、电机组件4、高压消防水泵5、高压消防水带3、运载消防车6,电动涵道无人机1设置于运载消防车6内,为电动涵道无人机1作业进行供水的高压消防水带3一端与电动涵道无人机1连接,另一端连接于运载消防车6内设置的高压消防水泵5上,根据电动涵道无人机1作业高度进行加压供水的高压消防水泵5由运载消防车6自带水箱进行供水,为电动涵道无人机1供电的电机组件4同样设置于运载消防车6内,设置于运载消防车6内部的地面控制站7,根据外部控制指令控制电动涵道无人机1于运载消防车6上起飞至预定灭火作业高度后,再控制高压消防水泵5进行加压,并通过高压消防水带3输送水由电动涵道无人机1喷出进行灭火,其中:
本次灭火任务所需高度为400m,采取两套灭火系统同时进行灭火,每套灭火系统中,无人机数量均为5架,确定多个灭火点高度及位置后,向地面控制站7发送驱动指令,为无人机进行供电并控制多架无人机分别到达各无人机对应的指定位置,进行灭火介质输送,控制最高处无人机先进行灭火,再按高度顺序进行依次灭火。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,其特征在于:包括电动涵道无人机(1)、地面控制站(7)、电机组件(4)、高压消防水泵(5)、高压消防水带(3)、运载消防车(6),用于到达指定灭火高度位置进行作业的电动涵道无人机(1)设置于运载消防车(6)内,为电动涵道无人机(1)作业进行供水的高压消防水带(3)一端与电动涵道无人机(1)连接,另一端连接于运载消防车(6)内设置的高压消防水泵(5)上,根据电动涵道无人机(1)作业高度进行加压供水的高压消防水泵(5)由运载消防车(6)自带水箱进行供水,为电动涵道无人机(1)供电的电机组件(4)同样设置于运载消防车(6)内,设置于运载消防车(6)内部的地面控制站(7),根据外部控制指令控制电动涵道无人机(1)于运载消防车(6)上起飞至预定灭火作业高度后,再控制高压消防水泵(5)进行加压,并通过高压消防水带(3)输送水由电动涵道无人机(1)喷出进行灭火。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,其特征在于:所述电动涵道无人机(1)采用多涵道结构,各个涵道内均设置有无人机旋翼、内部电机,无人机旋翼由内部电机进行驱动,所述旋翼均使用可变距桨叶,内部电机通过电机组件(4)进行供电。
3.根据权利要求2所述的一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,其特征在于:所述电动涵道无人机(1)上设置有喷水组件(10),进行灭火作业时,电动涵道无人机(1)通过喷水组件(10)进行灭火,所述喷水组件(10)与高压消防水带(3)输出端相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,其特征在于:所述喷水组件(10)包括接头(11)、喷水龙头(12)、管路(13)、阀门(14),所述喷水组件(10)通过接头(11)与高压消防水带(3)输出端相连,进行灭火作业时,喷水组件(10)通过阀门(14)控制输水管路(13)通断,并通过喷水龙头(12)喷水。
5.根据权利要求3所述的一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,其特征在于:所述电动涵道无人机(1)数量范围为1~10架。
6.根据权利要求5所述的一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,其特征在于:当不小于两架电动涵道无人机(1)进行协同作业时,灭火作业高度最高的电动涵道无人机(1)首先进行作业,其他电动涵道无人机(1)关闭,直至灭火作业高度最高的电动涵道无人机(1)完成灭火后,其他灭火作业高度最高的电动涵道无人机(1)按照作业顺序陆续进行灭火作业。
7.根据权利要求1所述的一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,其特征在于:所述高压消防水泵(5)最大高度供水能力不大于1000m。
8.根据权利要求1所述的一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,其特征在于:所述高压消防水带(3)同时可运送除水外的其他液体灭火介质进行灭火。
9.根据权利要求1所述的一种基于无人机运载的超高层建筑灭火系统,其特征在于:所述电机组件(4)通过线缆(2)为电动涵道无人机(1)供电。
10.一种基于无人机运载的超高层建筑灭火方法,其特征在于步骤如下:
(a)确定灭火作业高度及位置,对灭火点进行划分,根据各灭火点具体高度及位置选取对应数量的电动涵道无人机(1);
(b)向地面控制站发送控制驱动指令,为步骤(1)所选的电动涵道无人机(1)进行供电,通过地面控制站控制无人机飞行至各自对应的灭火点位置;
(c)根据各电动涵道无人机(1)对应灭火点高度进行加压,进行灭火作业,若各灭火点高度相同,则同时进行灭火,若各灭火点高度不同,控制最高处无人机先进行灭火,再按高度顺序进行依次灭火。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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