CN111265798A - 一种基于无人机的高层楼宇灭火装置 - Google Patents

一种基于无人机的高层楼宇灭火装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，涉及消防安全技术领域，包括无人机本体、起落架、支撑板、电池、电池架、电动推杆、电机、滑道、滑道螺丝、螺杆、支架、移动螺母、夹板、弹性夹爪、单向齿条、消防水枪、消防水枪固定架、弯管、外壳、轴承及其连接结构，所述支撑板固定于无人机本体上，其中电源、电动推杆及电机固定在支撑板上，电机与丝杠装置相连，带动螺杆转动，且螺杆上设有顺、逆螺纹，从而带动两个移动螺母在螺杆上进行相对运动，使得弹性夹爪夹紧窗台，从而带有消防水枪的丝杠装置稳定地固定在高楼窗台上，再实施灭火工作，与现有技术相比，能够大大提高消防灭火作业的高度及稳定性，灭火效率高。

Description

一种基于无人机的高层楼宇灭火装置
技术领域
本发明涉及消防安全技术领域，具体为一种基于无人机的高层楼宇灭火装置。
背景技术
随着建筑技术的进步和城市的快速发展，高层建筑的数量越来越多，但应对高楼消防的设备发展相对滞后，同时，随着化工行业的迅速发展，各类容易爆炸不适合人类靠近处理的消防事件呈上升趋势。
然而，目前大多数消防车的灭火高度在50米左右，100米左右的云梯消防车国内低于10辆，世界最高的云梯消防车也只有113 米，而且展开后的消防车其100米左右高度的平台在微风下左右摇摆幅度在2 米左右，对于消防员心理素质要求极高、灭火剂的喷射难度也非常大，目前已有的高楼消防灭火设备，如申请公布号为CN105667797A的中国专利中提到的一种挂载消防水枪的无人机，虽然可以通过无人机把消防水管引向高楼，但是由于消防水枪是与无人机相固定的，忽略了通水时的惯性冲击力，在通水的一瞬间将会造成无人机的不稳定甚至炸机，况且在消防水管通水之后异常沉重，目前市面上还没有能达到承载近百米通水后消防水管重量的无人机，并且消防水枪是固定在无人机机身与起落架中间，局限性太强，不能达到有效的灭火效果。
基于以上，我们发明了一种基于无人机的高层楼宇灭火装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，解决了现有技术不能胜任消防工作的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于无人机的高层楼宇灭火装置包括：无人机本体（1）、起落架（2）、支撑板（3）、电池（4）、电池架（5）、电动推杆（6）、电机（7）、滑道（8）、滑道螺丝（9）、螺杆（10）、支架（11）、移动螺母（12）、夹板（13）、弹性夹爪（14）、单向齿条（15）、消防水枪（16）、消防水枪固定架（17）、弯管（18）、外壳（19）、轴承（20）及其连接结构；分为电源部分、动力部分、丝杠装置、夹紧装置、灭火部分以及支撑部分。
参阅图1，其中电源部分包括电池（4）、电池架（5），电池架（5）通过螺丝固定于支撑板（3）上，电池（4）通过卡扣固定于电池架（5）内，为电机（7）及电动推杆（6）供电。
参阅图1，其中动力部分包括电动推杆（6）、电机（7），其中电动推杆（6）通过U型铁环连接结构固定在支撑板（3）上，电机（7）通过滑道螺丝（9）固定在滑道（8）上，电动推杆（6）与电机（7）通过耳环连接。
参阅图4，其中丝杠部分包括螺杆（10）、移动螺母（12）、单向齿条（15），其中螺杆（10）通过榫卯结构与电机（7）连接，两个移动螺母（12）通过螺纹结构连接在螺杆（10）上，螺杆（10）上的螺纹为半顺半逆螺纹，其中单向齿条（15）与两移动螺母（12）连接固定，只能单向进给运动，不可逆。
参阅图3、图4，其中夹紧装置包括夹板（13）、弹性夹爪（14），其中夹板（13）通过焊接方式与移动螺母（12）相连接，弹性夹爪（14）嵌在夹板（13）上。
参阅图3，其中灭火部分包括消防水枪（16）、消防水枪固定架（17）及弯管（18），其中消防水枪固定架（17）通过焊接方式固定在外壳（19）上，位于顺、逆螺纹的分界处，弯管（18）通过焊接固定于消防水枪固定架（17）上，用于消防水管与消防水枪（16）的连接枢纽，消防水枪（16）上设有红外热感应仪，可自动识别并瞄准火源。
参阅图2、图4，其中支撑部分包括支架（11）、轴承（20）、外壳（19），其中轴承（20）套在螺杆（10）两端，用于支撑外壳（19），所述支架（11）一端与起落架（2）连接固定，另一端与外壳（19）连接起支撑作用。
具体为所述支撑板（3）通过螺丝固定于无人机本体（1）上方，且支撑板（3）上设有开孔；所述电池架（5）通过螺丝固定于支撑板（3）上，电池（4）通过卡扣固定于电池架（5）内，为电动推杆（6）及电机（7）提供电源；所述电动推杆（6）通过U型铁环固定于支撑板（3）上，与电机（7）相连；所述电机（7）下方的支撑板（3）上设有滑道（8），用于电机（7）的定向移动，电机（7）通过滑道螺丝（9）与支撑板（3）相连接，其中电机（7）与电动推杆（5）通过耳环相连接；所述螺杆（10），与电机（7）通过榫卯结构相连接，且螺杆（10）上套有外壳（19）；所述外壳（19），通过螺杆（10）两端的轴承（20）作为支撑，套在螺杆（10）上，且在靠近电机（7）的一端设有两个平型槽，用于支架（11）的固定，在下方设有长条开孔，作为移动螺母（12）的定向移动槽；所述支架（11），一端与起落架（2）连接固定，另一端与螺杆（10）相连接，用于支撑螺杆（10），防止由于重力作用而下坠，其中支架（11）与螺杆（10）的支撑部分为U型槽，外壳（19）上与之相接触的部位同时设有平型槽，由于榫卯结构不具备水平方向上的锁定功能，这样此U型槽与平型槽相结合就能防止螺杆（10）在水平方向上侧滑出去，同时也阻止了外壳（19）会伴随螺杆（10）转动的情况；所述移动螺母（12）通过螺纹结构连接在螺杆（10）上，且螺杆（10）上的螺纹为半顺半逆，两个移动螺母（12）分别连接在顺、逆螺纹的两端，所述夹板（13）通过焊接连接在移动螺母（12）上，弹性夹爪（14）固定于夹板（13）上，其中弹性夹爪（14）为底端带有弹簧的可伸缩夹爪，更有利于对高楼窗台的夹紧；当电机（7）带动螺杆（10）旋转时，两移动螺母（12）带动夹板（13）及弹性夹爪（14）做相对运动，向中间夹紧；所述单向齿条（15）与两移动螺母（12）连接固定，且固定于移动螺母（12）侧面，只能单向进给，不可逆，防止移动螺母（12）发生松弛；所述消防水枪固定架（17）与外壳（19）通过焊接相连接固定，位于顺、逆螺纹的分界处，所述消防水枪（16）固定于消防水枪固定架（17）上，且消防水枪（16）上设有红外热感应仪，可自动识别并追踪火源，所述弯管（18）通过焊接固定于消防水枪固定架（17）上，用于消防水管与消防水枪（16）的连接枢纽，可防止水管发生弯折造成阻塞。在整体装置夹紧固定窗台完成后，由电动推杆（6）拉动电机（7）在滑道（8）上移动，使得电机（7）与螺杆（10）连接的榫卯结构分离开，继而无人机向下运动，使得支架（11）上的U型槽与螺杆（10）的平型槽结构相分开后，即可通水进行灭火工作。
本发明的有益效果：本发明采用无人机载方式，可到达高层、超高层建筑或者是人员无法直接接近的火源地；无人机可在高楼与高楼的狭小空间进行作业，使用灵活，消防水源来自消防车或消防栓，无人机无需自带水源；本发明采用先夹紧固定消防水枪、无人机脱离式的作业方案，避免了通水后惯性冲击对无人机的伤害，也降低了无人机的载重要求，同时大大提高了灭火作业的稳定性；本发明夹紧装置部分采用的是具有伸缩性的弹性夹爪，可针对不同结构的窗台实施夹紧；本发明消防水枪上设有红外感应仪，可自动识别并追踪火源，灭火效率高。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置的轴侧投影图。
图2为本发明所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置的剖视轴侧投影图。
图3为本发明所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置的轴侧投影图。
图4为本发明所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置的剖视轴侧投影图。
图5为本发明所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置的电机（7）的轴侧投影图。
具体实施方式
本发明一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，包括：无人机本体（1）、起落架（2）、支撑板（3）、电池（4）、电池架（5）、电动推杆（6）、电机（7）、滑道（8）、滑道螺丝（9）、螺杆（10）、支架（11）、移动螺母（12）、夹板（13）、弹性夹爪（14）、单向齿条（15）、消防水枪（16）、消防水枪固定架（17）、弯管（18）、外壳（19）、轴承（20）及其连接结构，所述支撑板（3）固定于无人机本体（1）上，其中电源、电动推杆（6）及电机（7）固定在支撑板（3）上，电机（7）与丝杠装置相连，带动螺杆（9）转动，且螺杆（10）上设有顺、逆螺纹，从而带动两个移动螺母（12）在螺杆（10）上进行相对运动，使得弹性夹爪（14）夹紧阳台，从而带有消防水枪（16）的丝杠装置稳定地固定在高楼窗台上。
本发明工作过程：本发明一种基于无人机的高层楼宇灭火装置工作过程中，消防水管与消防水枪（16）连接完成后，通过无人机主体提升到消防目的地，通过无人机自带的摄像头回传画面，将丝杠装置对准窗口，缓慢伸入其中，使两夹板（13）分别位于窗台的内外两侧，再缓缓下落，同时启动电机（7）带动螺杆（10）旋转，使得两移动螺母（12）做相对运动，从而带动夹板（13）及弹性夹爪（14）逐渐向中间靠拢，使之载有消防水枪（16）的丝杠装置夹紧固定在窗台上，载有消防水枪（16）的丝杠装置夹紧固定完成后，由电动推杆（6）拉动电机（7）在滑道（8）上向后移动，使得电机（7）与螺杆（10）连接的榫卯结构分离开，继而无人机向下运动，使得支架（11）上的U型槽与螺杆（10）的平型槽结构相分开，完成无人机的脱离，两移动螺母（12）之间由单向齿条（15）连接，只能单方向进给，不可逆，即使电机（7）与螺杆（10）分离后，两螺母也不会松弛，接下来即可对消防水管通水，进行灭火工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (7)

1.一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，其特征在于：包括无人机本体（1）、起落架（2）、支撑板（3）、电池（4）、电池架（5）、电动推杆（6）、电机（7）、滑道（8）、滑道螺丝（9）、螺杆（10）、支架（11）、移动螺母（12）、夹板（13）、弹性夹爪（14）、单向齿条（15）、消防水枪（16）、消防水枪固定架（17）、弯管（18）、外壳（19）、轴承（20）及其连接结构；分为电源部分、动力部分、丝杠装置、夹紧装置、灭火部分以及支撑部分。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，其特征在于：电源部分包括电池（4）、电池架（5），电池架（5）通过螺丝固定于支撑板（3）上，电池（4）通过卡扣固定于电池架（5）内，为电机（7）及电动推杆（6）供电。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，其特征在于：动力部分包括电动推杆（6）、电机（7），其中电动推杆（6）通过U型铁环连接结构固定在支撑板（3）上，电机（7）通过滑道螺丝（9）固定在滑道（8）上，电动推杆（6）与电机（7）通过耳环连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，其特征在于：丝杠装置包括螺杆（10）、移动螺母（12）、单向齿条（15），其中螺杆（10）通过榫卯结构与电机（7）连接，两个移动螺母（12）通过螺纹结构连接在螺杆（10）上，螺杆（10）上的螺纹为半顺半逆螺纹，其中单向齿条（15）与两移动螺母（12）连接固定，只能单向进给运动，不可逆。
5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，其特征在于：夹紧装置包括夹板（13）、弹性夹爪（14），其中夹板（13）通过焊接方式与移动螺母（12）相连接，弹性夹爪（14）嵌在夹板（13）上。
6.据权利要求1所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，其特征在于：灭火部分包括消防水枪（16）、消防水枪固定架（17）及弯管（18），其中消防水枪固定架（17）通过焊接方式固定在外壳（19）上，位于顺、逆螺纹的分界处，弯管（18）通过焊接固定于消防水枪固定架（17）上，用于消防水管与消防水枪（16）的连接枢纽，消防水枪（16）上设有红外热感应仪，可自动识别并瞄准火源。
7.据权利要求1所述的一种基于无人机的高层楼宇灭火装置，其特征在于：支撑部分包括支架（11）、轴承（20）、外壳（19），其中轴承（20）套在螺杆（10）的两端，用于支撑外壳（19），所述支架（11）一端与起落架（2）连接固定，另一端与外壳（19）连接起支撑作用。
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