CN111840857A - 一种集装箱式系留消防灭火救援装备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱式系留消防灭火救援装备及方法，属于高空消防技术领域，用于解决目前消防灭火救援装备机动性差、救援响应慢等不足，系统包括箱体、空中作业子系统和地面保障子系统，箱体包括上层腔体和下层腔体；空中作业子系统安装于上层腔体内，包括系留无人机、吊舱和灭火单元，吊舱挂载于系留无人机上，灭火单元安装于吊舱内；地面保障子系统安装于下层腔体内，包括电源单元、灭火剂供给单元和管线收放单元；电源单元通过系留电缆与系留无人机相连；灭火剂供给单元通过供给管与灭火单元相连；管线收放单元用于对系留电缆或/和供给管进行收放作业。本发明具有配置灵活、机动性好、应用场景广泛、消防灭火救援效果好等优点。

Description

一种集装箱式系留消防灭火救援装备及方法

技术领域

本发明主要涉及高空消防技术领域，特指一种集装箱式系留消防灭火救援装备及方法。

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。目前传统的高压水枪、消防云梯、高空无人机等消防设备均具有如下不足：

（1）目前传统的高压水枪由于水压、消防云梯由于结构重量等原因均难以到达80米以上进行灭火和消防救援，而且目前的云梯消防车受地区、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；

（2）面对高层消防灭火，有时需要多台消防车进行联合作业，准备时间比较长，采用云梯进行高层的救援，其云梯展开有一个比较缓慢的过程，从而导致救援响应慢；

（3）对于高空无人机，鉴于当前电池的性能参数，无人机携带灭火所需的载荷及自身重量，作业时间长度收到限制，携带灭火载荷少，空中作业时间短，需要多次往复空中和地面；如果携带载荷比较多，空中作业时间短，因此，使用电池供电的消防救援无人机不能长时间、较大载重的开展高层消防救援作业，延误消防救援的宝贵时机；

（4）面对复杂的消防救援情形，传统消防方式难以满足破窗、大流量喷水、喷干粉、泡沫等多样化、可配置的消防灭火需求；

（5）由于作业高度上的限制，传统消防手段难以对高层被困、急需救援的群众提供紧急救援器材（比如：防毒面具、灭火毯、强光手电、对讲机等）；

（6）现有消防无人机的单机作业完成喷干粉灭火、喷水等消防作业，没有充分构建消防灭火救援装备的功能。

目前有采用系留无人机进行消防灭火的技术，但是系留无人机需要与各类专用消防车（如消防车、高喷车、举高车等专用装备）联为一体、灵活度不高，而且消防车辆数量有限，无法满足日益增长的消防需求。另外，由于其消防设备（包括水枪等）均固定于系留无人机上，不仅对系留无人机的飞行稳定性造成影响，而且不能够根据现场实际情况选择合适的消防设备，从而使得应用场景单一，而且各消防设备布置凌乱，不便于对其进行维护管理。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种配置灵活、机动性好、应用场景广泛、消防灭火救援效果好的集装箱式系留消防灭火救援装备以及方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种集装箱式系留消防灭火救援装备，包括箱体、空中作业子系统和地面保障子系统，所述箱体包括上下布置的两个腔体，分别为上层腔体和下层腔体；

所述空中作业子系统，安装于所述上层腔体内，包括系留无人机、吊舱和灭火单元，所述吊舱挂载于所述系留无人机上，所述灭火单元安装于所述吊舱内；

所述地面保障子系统，安装于所述下层腔体内，包括电源单元、灭火剂供给单元和管线收放单元；其中所述电源单元通过系留电缆与所述系留无人机相连，用于向系留无人机提供动力电源；所述灭火剂供给单元通过供给管与所述灭火单元相连，用于向灭火单元提供灭火剂；所述管线收放单元，用于对系留电缆或/和供给管进行收放作业。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述箱体内设有供系留无人机起降的起落平台，所述起落平台将箱体分隔成上下布置的两个腔体；所述箱体于上层腔体的两侧设置有呈开合状的翼门；各所述翼门的一侧与所述箱体铰接，各所述翼门上设置有用于驱动对应所述翼门开合的开合驱动件；当所述开合驱动件驱动所述翼门展开时，两侧的翼门用于扩展起降平台；当所述开合驱动件驱动所述翼门合拢时，两侧的翼门相互合拢以对系留无人机进行防护。

所述箱体的两侧折叠有垂直伸缩组件，用于抬起所述箱体以便于拖车进入以进行转运；所述垂直伸缩组件包括横杆和伸缩支腿，所述横杆的一端转运安装于所述箱体上，所述伸缩支腿固定于所述横杆的另一端；所述伸缩支腿的顶部设置有顶杆，用于支撑展开的翼门。

所述箱体底部的两侧开设有插孔，用于供叉车的叉杆插入以进行搬运；所述箱体上设有吊装组件，用于进行吊装作业。

所述箱体内设置有位置转换组件，用于对系留无人机进行位置转换。

所述位置转换组件包括曲臂组件、第一转动机构和第二转动机构，所述曲臂组件的一端通过第一转动机构转动安装于箱体内，所述曲臂组件的另一端则通过第二转动机构与所述系留无人机转动相连；所述第一转动机构驱动所述曲臂组件在伸出状态与收回状态之间转动，所述第二转动机构驱动所述系留无人机转动，以使系留无人机在曲臂组件转动时处于水平状态。

所述曲臂组件包括第一曲臂和第二曲臂，所述第一曲臂的一端与所述第一转动机构相连，所述第一曲臂的另一端与所述第二曲臂的一端转动相连，所述第二曲臂的另一端与所述第二转动机构相连；所述第一曲臂与第二曲臂之间设置有伸缩件。

所述第一转动机构包括第一摆动缸和第一连接板，所述第一摆动缸固定于所述箱体内，所述第一摆动缸的输出端通过第一连接板与所述曲臂组件的一端相连；所述第一摆动缸上设置有第一位置检测件，用于检测所述第一摆动缸的转动角度；所述第二转动机构包括第二摆动缸和第二连接板，所述第二摆动缸固定于所述曲臂组件的另一端，所述第二摆动缸的输出端通过第二连接板与所述系留无人机相连；所述第二摆动缸上设置有第二位置检测件，用于检测所述第二摆动缸的转动角度；或者所述第一转动机构包括转动座、转轴、齿轮、齿条、滑动座和伸缩缸，所述转动座固定于所述箱体上，所述转轴紧固在所述曲臂组件上且转动安装于所述转动座上，所述齿轮安装于所述转轴的一侧或两侧，所述齿条滑动安装于所述滑动座上且与所述齿轮啮合，所述伸缩缸的伸缩端与所述齿条的一端相连，用于驱动所述齿条在所述滑动座上滑动。

所述电源单元、管线收放单元和灭火剂供给单元依次沿所述下层腔体的长度方向依次布置；所述灭火剂供给单元包括消防水箱和水泵，所述水泵的进口与所述消防水箱相连，出口与所述供给管相连；所述电源单元包括发电机或/和蓄电池，所述发电机和蓄电池均与系留电缆相连；所述管线收放单元包括管线绞盘。

所述吊舱内还安装有弹射单元或/和破窗枪，所述弹射单元用于弹射救援物资或/和灭火弹；所述弹射单元包括螺旋推进器和发射器；所述螺旋推进器用于放置救援弹或灭火弹并螺旋输送至发射器内；所述发射器的入口与所述螺旋推进器的出口对接，用于接收救援弹或灭火弹并弹射至指定位置。

所述灭火单元包括水枪、履带和转接管，所述转接管位于所述履带内，所述转接管的一端与所述水枪相连，另一端用于与供给管相连，所述水枪可伸缩安装于所述吊舱内且一端伸出至所述吊舱外；所述水枪安装于一滑动组件上，所述滑动组件包括滑座、滑块和驱动组件，所述水枪安装于所述滑块上，所述滑块位于所述滑座上且与所述驱动组件相连，并在驱动组件的驱动下在所述滑座上滑动。

所述系留无人机包括机身和多个旋翼，多个旋翼位于机身的周侧；其中所述机身两侧的旋翼均为可折叠旋翼；所述机身的上方设置有降落伞；所述机身的后端设置有反推力螺旋桨。

所述吊舱通过挂载组件挂载于系留无人机的下方；所述挂载组件包括连接座、支撑杆、管夹和连接块，所述连接座分布在系留无人机的起落架上，所述支撑杆的两端则位于连接座内，所述管夹则夹设于支撑杆的中部且通过连接块与吊舱的顶部相连。

本发明还公开了一种基于如上所述的集装箱式系留消防灭火救援装备的消防灭火救援方法，包括步骤：

S01、通过独立配置的侦察无人机侦察火险救援情况；

S02、根据火险救援情况选择对应的灭火措施；

S03、系留无人机飞至预定位置，根据配置的灭火措施进行消防灭火。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S02中，灭火措施包括消防水灭火、干粉灭火、泡沫灭火、灭火弹灭火中的一种或多种；在步骤S03中，系留无人机飞至预定位置时，监测现场情况，判断是否还需要执行消防救援任务；如需要进行救援，则通过吊舱上配置的弹射单元将救援弹弹射至指定位置进行救援作业；在消防灭火或消防救援前，判断是否需要进行破窗作业；如需要进行破窗，则通过吊舱上配置的破窗枪进行破窗作业。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）通过箱体内的电源单元为系留无人机提供电源，同时通过箱体上的灭火剂供给单元持续给系留无人机上的灭火单元提供灭火剂，从而实现系留无人机高空长航时、大载重的消防灭火以及救援作业，解决目前消防水枪消防高度不够的问题，适合应用于高层的消防救援作业；整体结构简单、消防救援效果好，同时消防人员无需近距离靠近火场，避免人员伤亡，提高消防救援的安全性。

（2）解决目前高层建筑消防救援慢、作业难度大、作业占地面积宽的问题。在高层建筑突发火情时，多旋翼大升力的系留无人机快速升空到达作业区域，指挥员或指挥网络可以根据火情，对箱体内灭火剂供给单元搭载的灭火剂进行配置（灭火剂供给单元载有定量、常规的消防灭火剂），实现对小规模火情的灭火扑救；如火情严重，可通过直连管道，将地面高压消防灭火剂直接供给到系留无人机的灭火单元，对火情进行持续、高效的压制，实现消防救援的快速、机动作业，达到高层建筑火情及时、有效灭火救援的目的。

（3）解决目前高层建筑消防救援装备必须与各类专用消防车联为一体、灵活度不高的问题。目前高层建筑火灾的消防救援须依靠消防救援队的消防车、高喷车、举高车等专用装备，而消防车辆数量有限，无法满足消防需求。本发明采用集装箱式结构，箱体内置系留无人机、供电单元、灭火剂供给单元等各种消防救援附件，既可以安装在专用的消防车上，也可以独立放置在地面或大尺寸、能承重的平台上，也可以放置在平板车等通用运输车辆上，便于安装、固定和运输，上述整个集装箱式结构能够独立执行消防救援任务，与各类专用消防车实现物理结构的分离。

（4）解决目前高层建筑消防救援装备昂贵、需求数与消防装备配备数严重不匹配的问题。随着城市高层建筑的增多，工业企业的发展壮大，对消防救援装备需求的数量也日益增加。本发明集装箱结构应用与消防车实现物理分离的设计思路，以系留无人机作为消防救援作业平台，受益于多旋翼系留无人机技术的普及和系留供电技术的应用，上述整体思路拓展了针对高层建筑、重点区域、危险区域消防救援更为快捷安全的高空消防救援手段，与传统昂贵的消防车相比较，其模块化结构，根据不同需求，采取的多种灵活配置，更为利于消防救援装备的推广和深入普及，解决需求与消防装备配备不足之间的矛盾，从而有效提高火险处置的效率和成功率。

（5）解决目前火情隐患高危区域、重点区域黄金时间消防救援响应严重不足的问题。高危区域的火情隐患(如：化工厂、炼油厂)突发性强，火势扩展速度快，如果能在火灾第一现场，抓住黄金救援时间开展消防救援，就能有效压制和扑灭火情。本发明的集装箱结构，因其模块化特征，相对专业消防装备低廉的价格，执行速度快捷，便于在火情隐患高危区域、重点区域的重点部位配置，实现驻留或者动态位置的调配，就可以在火险初期，第一时间在火情范围周围，完成快速转移，还可实现区域内的多套集装箱进行协同作业，开展灭火救援；有效解决火灾黄金时间开展自救的问题。集装箱式结构通过自动化的逻辑顺序和传感器、控制器，还可实现火情无人值守、遇险触发，人机结合，快速处理灭火救援的任务。

（6）本发明在箱体底部的两侧开设有插孔，用于供叉车的叉杆插入以进行搬运；另外，箱体上设有吊装组件（如吊耳），便于进行吊装作业；其中尾门上设有用于攀爬的栏杆，便于维修人员等爬上起落平台对系留无人员进行维修等操作。

（7）本发明通过第一转动机构与第二转动机构的配合，使得起落平台与曲臂组件之间形成联动，进而实现起落平台上的系留无人机在箱体与地面位置之间的切换，便于系留无人机的装箱、地面维修以及转运等工作，同时在切换的过程中能够保证起落平台始终处于水平状态，从而保证系留无人机在起落平台上的安全稳定性；上述整体结构简单、位置转换灵活且安全可靠。

（8）本发明将曲臂组件设置成多段且中间增设伸缩件，通过伸缩件的伸缩使得各曲臂之间的位置发生变化，实现系留无人机在不同位置之间的自动切换，如装箱位置（箱体位于车辆上或者地面上）与地面、装箱位置与拖车位置（拖车位置高于地面）、或者地面与拖车位置之间的位置切换等等，从而实现系留无人机装箱、地面维修、拖车转运等工作之间的无缝对接；上述结构简单、操作简便且易于实现。

（9）本发明将灭火剂供给单元、电源单元和管线收放单元安装于箱体内，能够实现各单元及系留无人机的快速移动，保证消防救援的及时性，箱体内各单元功能齐全；各部件功能分区合理、整体结构紧凑，便于维护。

（10）本发明在起落平台的两侧转动设置有翼门且呈对开状，在翼门展开时，翼门与起落平台共同形成起落以及维修的平台；在翼门合拢时，系留无人机与箱体构成一个集装箱整体，便于进行运输，结构简单且操作简便。

（11）本发明同时设置有灭火单元和救援弹射单元，使得系留无人机具有高空灭火以及高空救援的功能，在面对高层消防灭火与救援的复杂情况下，灵活选择消防灭火或者弹射救援物资或者两者同时进行，实现消防或/和救援功能的集成化，保障消防救援的及时性，提高消防救援的灵活性；通过将灭火单元和弹射单元等集成于吊舱内，实现消防救援设备的集成化及模块化，可根据不同火情的灭火和救援任务需求，配置含有不同功能模块的吊舱，实现救援物资的快速投送，从而具备消防救援等不同任务的执行能力，提高其应用的灵活性。

（12）本发明的系留无人机上的旋翼，能够进行折叠收纳，从而便于进行装箱作业；水枪可以在不使用时收缩，进一步便于进行装箱作业；通过上述结构的设置，从而适用于集装箱式消防灭火救援装备中。

（13）本发明通过弹射单元将救援弹（包括防毒面具等）弹射至指定位置，从而将急需的救援物资快速准确地投放到高层楼房指定位置，使被困人员减少有毒气体的伤害，避免中毒窒息死亡的情形发生；而且能够使系留无人机与火场之间保持安全距离，保障系留无人机的飞行安全。

（14）本发明根据具体的火情种类，使用对应种类的灭火剂，能够应对较复杂的消防需求。另外，灭火单元包括破窗枪等，功能丰富，破窗枪能够对关闭的窗户进行破窗作业，保证后续消防及救援的顺利进行；能够根据火情投放不同类型的灭火弹，进一步提高消防能力，提高灭火效果。

（15）本发明通过在系留无人机上设置吊舱，吊舱可以配置不同的功能模块（如灭火单元和弹射单元等），从而具备消防救援等不同任务的执行能力，可根据不同火情的灭火和救援任务需求，配置不同的功能模块以及模块化的救援物品，实现救援物资的快速投送。

附图说明

图1为本发明在实施例的主视结构图（翼门合拢）。

图2为本发明在实施例的侧视结构图（翼门合拢）。

图3为本发明在实施例的立体结构图（翼门合拢）。

图4为本发明在实施例的主视结构图（翼门展开）。

图5为本发明在实施例的侧视结构图（翼门展开）。

图6为本发明在实施例的立体结构图（翼门展开）。

图7为本发明在实施例的俯视结构图（翼门展开）。

图8为本发明在实施例的主视结构图（位于车辆上）。

图9为本发明在实施例的侧视结构图（位于车辆上）。

图10为本发明在实施例的立体结构图（位于车辆上）。

图11为本发明的垂直伸缩组件处于折叠状态时的立体结构图。

图12为本发明的垂直伸缩组件处于打开状态时的立体结构图。

图13为本发明的垂直伸缩组件的伸缩支腿处于伸长状态时的立体结构图。

图14为本发明的垂直伸缩组件的顶杆支撑翼门时的立体结构图。

图15为本发明的位置切换组件在实施例的立体结构图。

图16为本发明的位置切换组件在另一实施例的立体结构图之一。

图17为本发明的位置切换组件在另一实施例的立体结构图之二。

图18为本发明的空中作业子系统在实施例的主视结构图。

图19为本发明的空中作业子系统在实施例的侧视结构图。

图20为本发明的空中作业子系统在实施例的立体结构图。

图21为本发明的空中作业子系统在实施例的主视结构图（去掉吊舱各围板）。

图22为本发明的空中作业子系统在实施例的侧视结构图（去掉吊舱各围板）。

图23为本发明的空中作业子系统在实施例的立体结构图（去掉吊舱各围板）。

图24为本发明的空中作业子系统在实施例的立体结构图（去掉吊舱各围板、弹射单元和破窗枪）。

图25为本发明的空中作业子系统位于集装箱时的立体结构图。

图26为图25中D处的具体结构图。

图27为本发明在具体应用时的实施例图。

图28为本发明在实施例的方框结构图。

图29为本发明在实施例的液压站的方框结构图。

图30为本发明的控制系统在实施例的方框结构图。

图31为本发明的逻辑控制框图。

图32为本发明在实施例的消防救援方法总体流程图。

图33为本发明在实施例的消防救援方法详细流程图。

图中标号表示：1、箱体；101、上层腔体；102、下层腔体；103、翼门；104、开合驱动件；1041、连杆；1042、拉杆；1043、驱动件；105、垂直伸缩组件；1051、横杆；1052、伸缩支腿；1053、顶杆；106、插孔；107、吊装组件；1071、吊耳；108、尾门；1081、栏杆；2、空中作业子系统；201、系留无人机；2011、机身；2012、旋翼；20121、固定臂；20122、折叠臂；201221、固定套；201222、锁紧螺母；2013、反推力螺旋桨；2014、降落伞；2015、起落架；202、环境监测单元；2021、监测摄像头；2022、激光测距仪；2023、红外探测器；203、灭火单元；2031、水枪；2032、履带；2033、转接管；2034、快速接头；2035、滑动组件；20351、滑座；20352、滑块；20353、驱动组件；204、弹射单元；2041、螺旋推进器；2042、发射器；2043、救援弹；205、破窗枪；206、吊舱；2061、挂载组件；20611、连接座；20612、支撑杆；20613、管夹；20614、连接块；3、地面保障子系统；301、灭火剂供给单元；3011、水箱；3012、水泵；302、电源单元；3021、发电机；303、管线收放单元；3031、管线绞盘；304、电源控制箱；305、液压站；306、锁紧机构；4、位置转换组件；401、曲臂组件；4011、Z型曲臂；4012、第一曲臂；4013、第二曲臂；402、第一转动机构；4021、第一摆动缸；4022、第一连接板；4023、转动座；4024、转轴；4025、齿轮；4026、齿条；4027、滑动座；4028、伸缩缸；403、第二转动机构；4031、第二摆动缸；4032、第二连接板；404、起落平台；405、伸缩件；5、系留电缆；6、供给管。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1和图28所示，本实施例的集装箱式系留消防灭火救援装备，包括箱体1、空中作业子系统2和地面保障子系统3，箱体1包括上下布置的两个腔体，分别为上层腔体101和下层腔体102；空中作业子系统2，安装于上层腔体101内，包括系留无人机201、吊舱206和灭火单元203，吊舱206挂载于系留无人机201上，灭火单元203安装于吊舱206内，用于喷射灭火剂，如水、干粉等；地面保障子系统3，安装于下层腔体102内，包括电源单元302、灭火剂供给单元301和管线收放单元303；其中电源单元302通过系留电缆5与系留无人机201相连，用于向系留无人机201提供动力电源；灭火剂供给单元301通过供给管6与灭火单元203相连，用于向灭火单元203提供灭火剂；管线收放单元303，用于对系留电缆5或/和供给管6进行收放作业。

本发明的集装箱式系留消防灭火救援装备，采用空中作业子系统2与地面保障子系统3之间系留的方式，且将空中作业子系统2和地面保障子系统3集成于箱体1内形成集装箱式结构，从而能够解决如下技术问题，对应获得相应优点：

（1）通过箱体1内的电源单元302为系留无人机201提供电源，同时通过箱体1上的灭火剂供给单元301持续给系留无人机201上的灭火单元203提供灭火剂，从而实现系留无人机201高空长航时、大载重的消防灭火以及救援作业，解决目前消防水枪消防高度不够的问题，适合应用于高层的消防救援作业；整体结构简单、消防救援效果好，同时消防人员无需近距离靠近火场，避免人员伤亡，提高消防救援的安全性。

（2）解决目前高层建筑消防救援慢、作业难度大、作业占地面积宽的问题。在高层建筑突发火情时，多旋翼大升力的系留无人机201快速升空到达作业区域，指挥员或指挥网络可以根据火情，对箱体1内灭火剂供给单元301搭载的灭火剂进行配置（灭火剂供给单元301载有定量、常规的消防灭火剂），实现对小规模火情的灭火扑救；如火情严重，可通过直连管道，将地面高压消防灭火剂直接供给到系留无人机201的灭火单元203，对火情进行持续、高效的压制，实现消防救援的快速、机动作业，达到高层建筑火情及时有效灭火救援的目的。

（3）解决目前高层建筑消防救援装备必须与各类专用消防车联为一体、灵活度不高的问题。目前高层建筑火灾的消防救援须依靠消防救援队的消防车、高喷车、举高车等专用装备，而消防车辆数量有限，无法满足消防需求。本发明采用集装箱式结构，箱体1内置系留无人机201、电源单元302、灭火剂供给单元301等各种消防救援附件，既可以安装在专用的消防车上，也可以独立放置在地面或大尺寸能承重的平台上，也可以放置在平板车等通用运输车辆上，便于安装、固定和运输，上述整个集装箱式结构能够独立执行消防救援任务，与各类专用消防车实现物理结构的分离。

（4）解决目前高层建筑消防救援装备昂贵、需求数与消防装备配备数严重不匹配的问题。随着城市高层建筑的增多，工业企业的发展壮大，对消防救援装备需求的数量也日益增加。本发明集装箱结构采用与消防车物理分离的设计思路，以系留无人机201作为消防救援作业平台，受益于多旋翼系留无人机201技术的普及和系留供电技术的应用，上述整体思路拓展了针对高层建筑、重点区域、危险区域更为快捷安全的高空消防救援手段，与传统昂贵的消防车相比较，其模块化结构，根据不同需求可采取多种灵活配置，更有利于消防救援装备的推广和深入普及，解决需求与消防装备配备不足之间的矛盾，从而有效提高火险处置效率和成功率；同时也可以与现有消防救援装备协同，实现工业化、信息化的装备量产制造。

（5）解决目前火情隐患高危区域、重点区域黄金时间消防救援响应严重不足的问题。高危区域的火情隐患(如：化工厂、炼油厂)突发性强，火势扩展速度快，如果能在火灾第一现场，抓住黄金救援时间开展消防救援，就能有效压制和扑灭火情。本发明的集装箱结构，因其模块化特征，相对专业消防装备低廉的价格，执行速度快捷，便于在火情隐患高危区域、重点区域的重点部位配置，实现驻留或者动态位置的调配，就可以在火险初期，第一时间在火情范围周围，完成快速转移，还可实现区域内的多套集装箱进行协同作业，开展灭火救援；有效解决火灾黄金时间开展自救的问题。集装箱式结构通过自动化的逻辑顺序和传感器、控制器，还可实现火情无人值守、遇险触发，人机结合，快速处理灭火救援的任务。

（6）通过将灭火单元203等消防设备集成于吊舱206内，吊舱206根据需求可以配置不同的功能模块（如灭火单元203和弹射单元204等），从而具备消防救援等不同任务的执行能力，可根据不同火情的灭火和救援任务需求，配置不同的功能模块以及模块化的救援物品，实现救援物资的快速投送；通过将消防设备集成于吊舱206内，且与系留无人机201实现物理上的分离，便于对其进行更换以及维护。

如图5和图6所示，本实施例中，箱体1内设有供系留无人机201起降的起落平台404，通过起落平台404将箱体1分隔成上下布置的两个腔体。其中箱体1于上层腔体101的两侧设有开合状的翼门103，翼门103的一侧与箱体1两侧的下部铰接，各翼门103上设置有用于驱动对应翼门103开合的开合驱动件104；当开合驱动件104驱动翼门103展开时，两侧的翼门103用于扩展系留无人机201的起降平台，进一步提高系留无人机201起落的安全性，同时上述展开的翼门103也能够充当维修平台，便于对系留无人机201进行维修作业。当开合驱动件104驱动翼门103合拢时，两侧的翼门103相互合拢以对系留无人机201进行防护，即装箱作业，便于后续的保存防护、运输等工作。具体地，如图17所示，开合驱动件104包括连杆1041、拉杆1042和驱动件1043，连杆1041的一端铰接于翼门103上，连杆1041的另一端与拉杆1042的一端铰接，拉杆1042的另一端连接驱动件1043（如伸缩油缸等，安装于箱体1上）；通过伸缩油缸伸缩而拉伸拉杆1042，通过拉杆1042拉动连杆1041而使翼门103开合。上述整体结构简单、操作简便且易于实现。

如图11-14所示，本实施例中，箱体1的两侧折叠有垂直伸缩组件105，用于抬起箱体1以便于拖车进入而进行转运。具体地，垂直伸缩组件105包括横杆1051和伸缩支腿1052，横杆1051的一端通过摆缸转动安装于箱体1上，伸缩支腿1052固定于横杆1051的另一端；其中伸缩支腿1052的顶部设置有顶杆1053，用于支撑展开的翼门103。优选地，箱体1的每侧均设置有两个垂直伸缩组件105，在不使用时，横杆1051的一端通过摆缸转动而贴合在箱体1的折叠位置，如图11所示。在需要使用时，先通过摆缸将横杆1051转动90度，此时伸缩支腿1052处于未伸长的状态，如图12所示；然后伸缩支腿1052进行伸长，从而将箱体1进行抬升，如图13所示，此时车辆则可将车厢退至箱体1下方，再通过伸缩支腿1052的下降，将箱体1平稳放至车厢上，从而便于对整个箱体1进行转运。当然，也可以通过上述过程实现箱体1从车厢转移至地面上。另外，在上述横杆1051打开的状态下，顶杆1053能够对打开的翼门103进行支撑，保证翼门103的平稳性，保障维修人员在翼门103上对系留无人机201进行维修的安全性，如图14所示。上述整个垂直伸缩组件105结构简单、操作简便、功能丰富，不仅能够实现箱体1在地面位置与车厢位置之间的转换，而且能够对翼门103进行支撑保护。

如图1所示，本实施例中，箱体1底部的两侧开设有插孔106，用于供叉车的叉杆插入以进行搬运。另外，箱体1上设有吊装组件107，用于进行吊装作业。具体地，如图17所示，吊装组件107包括位于箱体1四角位置处的吊耳1071。通过上述垂直伸缩组件105、插孔106以及吊耳1071的配置，能够实现箱体1整体结构的搬运、吊装以及转运等，从而适应不同的运输方式。

如图2所示，其中箱体1的后端还设有尾门108，尾门108的一侧铰接于箱体1上，另一侧紧固于箱体1上。尾门108可以绕铰接的一侧进行开合，以实现打开或关闭；其中尾门108以及翼门103上均设有用于攀爬的栏杆1081，便于维修人员等爬上起落平台404对系留无人机201进行维修等操作。

如图15-17所示，本实施例中，箱体1内设置有位置转换组件4，用于对系留无人机201进行位置转换，如从箱体1内转换至地面，或从地面转换至箱体1内。具体地，位置转换组件4包括曲臂组件401、第一转动机构402、第二转动机构403和用于供系留无人机201起降的起落平台404，曲臂组件401的一端通过第一转动机构402转动安装于箱体1内，曲臂组件401的另一端则通过第二转动机构403与起落平台404转动相连；第一转动机构402驱动曲臂组件401在伸出状态与收回状态之间转动，第二转动机构403驱动起落平台404转动，以使起落平台404在曲臂组件401转动时处于水平状态。具体地，曲臂组件401包括Z型曲臂4011，其中Z型曲臂4011在处于伸出状态时，此时的起落平台404处于地面位置处；在Z型曲臂4011在处于收回状态时，此时的起落平台404则位于箱体1内；通过上述第一转动机构402与第二转动机构403的配合，使得起落平台404与曲臂组件401之间形成联动，进而实现起落平台404上的箱体1与地面位置之间的切换，便于系留无人机201的装箱、地面维修转运等工作，同时在切换的过程中能够保证起落平台404始终处于水平状态，从而保证系留无人机201在起落平台404上的安全稳定性。上述整体结构简单、操作简便且易于实现。

如图15所示，本实施例中，第一转动机构402包括转动座4023、转轴4024、齿轮4025、齿条4026、滑动座4027和伸缩缸4028，转动座4023固定于箱体1内，转轴4024穿过并紧固在Z型曲臂4011上，其中转轴4024转动安装于转动座4023上，两个齿轮4025则固定安装于转轴4024的两侧，齿条4026的底面滑动安装于滑动座4027上，齿条4026的顶面则与齿轮4025啮合，伸缩缸4028的伸缩端与齿条4026的一端相连，用于驱动齿条4026在滑动座4027上滑动，通过齿条4026的直线运动，带动齿轮4025转动，从而使得转轴4024转动，带动Z型曲臂4011转动，从而实现Z型曲臂4011在伸出状态与收回状态之间转动。当然，在其它实施例中，第一转动机构402也可以直接采用第一摆动缸4021（如螺旋液压摆动缸），第一摆动缸4021固定于箱体1内，其中第一摆动缸4021的的摆动端则通过第一连接板4022与Z型曲臂4011的一端相连。在进行摆动时，第一摆动缸4021摆动，带动第一连接板4022上的Z型曲臂4011在伸出状态与收回状态之间转动。另外，在第一摆动缸4021上设置有第一位置检测件（如位置传感器，图中未示出），用于检测第一摆动缸4021的转动角度，实现转动角度的监测，保障转动的安全可靠性。

如图15所示，本实施例中，第二转动机构403包括第二摆动缸4031（如螺旋液压摆动缸）和第二连接板4032，第二摆动缸4031固定于曲臂组件401的另一端，第二摆动缸4031的输出端通过第二连接板4032与起落平台404相连。其中，第二摆动缸4031上设置有第二位置检测件（如位置传感器，图中未示出），用于检测第二摆动缸4031的转动角度，实现转动角度的监测；同时在起落平台404上还设有倾角传感器（图中未示出），用于检测起落平台404与水平面之间的倾角。在Z型曲臂4011在摆动的过程中，此时起落平台404与水平面之间的倾角也会发生变化，通过检测起落平台404与水平面倾角的倾角值，在倾角值超过一定范围（如±5度）,控制对应第二摆动缸4031在相应反应摆动对应角度，从而使得起落平台404在Z型曲臂4011摆动的过程中始终处于水平状态，保证起落平台404上系留无人机201的安全性。当然，在其它实施例中，上述第二摆动缸4031的摆动也可以依据第一摆动缸4021的转动角度来进行调节。由于Z型曲臂4011在进行转动时，通过Z型曲臂4011的转动角度，再通过已知的Z型曲臂4011的弯折角度，从而可以得到起落平台404与水平面的倾角角度，故通过第一位置检测件检测的第一摆动缸4021的转动角度，则可得到起落平台404的倾角值，从而可以实现对第二摆动缸4031的转动调整，即第二摆动缸4031的转动依据第一摆动缸4021的转动角度来进行。

在另一具体实施例中，如图16和图17所示，曲臂组件401由多段曲臂构成，具体包括第一曲臂4012和第二曲臂4013，第一曲臂4012的一端与第一转动机构402相连，第一曲臂4012的另一端与第二曲臂4013的一端转动相连，第二曲臂4013的另一端与第二转动机构403相连；第一曲臂4012与第二曲臂4013之间设置有伸缩件405。其中伸缩件405可以采用伸缩油缸或伸缩气缸或伸缩电缸等伸缩机构。具体地，上述曲臂组件401设置多段且中间增设伸缩件405的结构，能够适用于不同位置之间的切换，如装箱位置与地面之间的切换，也可以实现装箱位置与拖车位置（拖车位置高于地面），如在拖车位置时，可以通过伸缩件405的伸长使得第二曲臂4013向前伸出，以适应拖车位置而便于对起落平台404上的系留无人机201进行转运等处理。上述位置转换组件4，将曲臂组件401设置成多段且中间增设伸缩件405，通过伸缩件405的伸缩使得各曲臂之间的位置发生变化，实现系留无人机201在不同位置之间的自动切换，如装箱位置(集装箱位于地面或车辆上)与地面、装箱位置与拖车位置（拖车位置高于地面）、或者地面与拖车位置之间的切换等等，从而实现系留无人机201装箱、地面维修、拖车转运等工作之间的无缝对接；上述结构简单、操作简便且易于实现。

如图4和图7所示，本实施例中，地面保障子系统3用于为系留无人机201提供各类保障，通过将灭火剂供给单元301、电源单元302和管线收放单元303安装于箱体1的下层腔体102内，能够实现各单元及系留无人机201的快速移动，保证消防救援的及时性，箱体1内各单元功能齐全，搭配系留无人机201的使用，实现救援与消防的功能集成。具体地，灭火剂供给单元301则包括消防水箱3011和水泵3012，水泵3012的入口与消防水箱3011相连，出口与供给管6相连；其中水泵3012也可以直接连接箱体1外部消防栓的水源等；当然，灭火剂供给单元301还包括灭火罐（如干粉灭火罐和泡沫灭火罐等），可根据具体的火情种类，使用对应种类的灭火剂。电源单元302包括发电机3021和蓄电池，发电机3021和蓄电池均与系留电缆5相连，通过发电机3021发电后，经过电源转换，为系留无人机201提供动力电源。管线收放单元303包括管线绞盘3031，管线绞盘3031上的管线则通过起落平台404上的孔与系留无人机201相连，在系留无人机201高空飞行时，管线绞盘3031根据系留无人机201的飞行高度实现对系留电缆5和供给管6的卷收和释放，保证系留电缆5和供给管6的正常长度，避免过长打结或与其它障碍物缠绕等。

如图4和图7所示，本实施例中，电源单元302、管线收放单元303和灭火剂供给单元301依次沿下层腔体102的长度方向依次布置。通过上述各单元的空间位置布置，在保证车辆行驶稳定性的前提下，功能分区合理、整体结构紧凑，便于维护。另外，箱体1的两侧均设置有独立的箱门，从而便于维护检修等；其中箱门采用电动卷帘门，开关简便，而且电动卷帘门不占用车厢两侧的空间，适用于空间较狭窄的作业区域，同时也便于操作人员进行消防救援作业。另外，电源单元302与管线收放单元303之间设有电源控制箱304，用于根据各个设备的电源需求，将发电机3021输出的三相交流电转换为相匹配的电源输出。另外在下层腔体102的尾部设有液压站305，为综合保障翼门103开启关闭、位置转换组件4的动作、起落架2015的松开与夹紧等提供液压系统及回路。

如图1所示，吊舱206内还安装有弹射单元204，用于弹射救援物资或/和灭火弹，救援物资如装载有防毒面具的救援弹2043等，通过同时配置有灭火单元203和弹射单元204，使得系留无人机201具有高空灭火以及高空救援的功能，在面对高层消防灭火与救援的复杂情况下，灵活选择消防灭火或者弹射救援物资或者两者同时进行，实现消防或/和救援功能的集成化，保障消防救援的及时性，提高消防救援的灵活性；本发明通过将灭火单元203和弹射单元204等集成于吊舱206内，实现消防救援设备的集成化及模块化，可根据不同火情的灭火和救援任务需求，配置含有不同功能模块以及模块化的救援物品的吊舱206，实现救援物资的快速投送，从而具备消防救援等不同任务的执行能力。

本实施例中，吊舱206通过挂载组件2061挂载于系留无人机201的正下方，其中挂载组件2061包括连接座20611、支撑杆20612、管夹20613和连接块20614，连接座20611的数量为四个，分布在系留无人机201起落架2015上，支撑杆20612的两端则位于连接座20611内，管夹20613则夹设于支撑杆20612的中部，管夹20613则通过连接块20614与吊舱206的顶部相连，从而实现吊舱206的挂载。其中连接块20614包括两块钢板与位于两块钢板之间的减震板（如橡胶块），减少吊舱206对系留无人机201的冲击等。上述整个挂载组件2061结构简单且拆装简便。

本实施例中，灭火单元203包括水枪2031、履带2032和转接管2033，转接管2033位于履带2032内，通过履带2032实现对转接管2033的保护以及保证其不扭曲而保障正常供水，转接管2033的一端与水枪2031相连，另一端通过旋转快速接头2034与供给管6相连，供给管6连接至地面保障子系统3的灭火剂供给单元301（如水源和水泵3012等），水枪2031可伸缩安装于吊舱206内且一端伸出至吊舱206外。具体地，水枪2031安装于一滑动组件2035上，滑动组件2035包括滑座20351、滑块20352和驱动组件20353（如伸缩缸），水枪2031安装于滑块20352上，滑块20352位于滑座20351上且与伸缩缸相连，并在伸缩缸的驱动下在滑座20351上滑动。在需要进行喷水作业时，则通过伸缩缸伸长以将水枪2031伸出，方便进行喷水灭火作业；在需要对系留无人机201进行装箱时，则通过伸缩缸将水枪2031缩回，从而便于进行装箱作业。

本实施例中，系留无人机201包括机身2011和多个旋翼2012，多个旋翼2012位于机身2011的周侧；其中系留无人机201为多旋翼2012，如图8的八旋翼无人机，当然，在其它实施例中也可以采用十六旋翼等其它数量的旋翼2012。另外机身2011两侧的旋翼2012均为可折叠的旋翼2012，在进行装箱时，可以将机身2011两侧的旋翼2012进行折叠，从而便于装箱，其它的旋翼2012则通过固定臂20121固定在机身2011上。其中可折叠旋翼2012的折叠方式如图9所示，两节折叠臂20122之间铰接，其中一节折叠臂20122上设置有固定套201221，通过移动锁紧螺母201222与固定套201221之间螺纹连接，从而实现折叠臂20122之间的锁定。另外，在系留无人机201位于起落平台404时，通过对应的锁紧机构306对系留无人机201进行锁紧，以保障其安全性。具体地，锁紧机构306包括锁紧座、锁紧块和锁紧油缸，通过锁紧油缸驱动锁紧块伸入至锁紧座内，从而将系留无人机201的起落架2015锁紧在锁紧块与锁紧座之间。上述锁紧机构306结构简单、安全可靠。其中起落架2015采用碳纤维或其它强度高、韧性好且轻质的材料一体化制成。

本实施例中，机身2011为圆形机身且机身2011的上方设置有安全降落伞2014，能够在紧急情况（如供电异常时）实现系留无人机201的安全应急降落，提高安全保障能力。另外，机身2011的后端设置有反推力螺旋桨2013，通过调整反推力螺旋桨2013的转速，产生与水枪2031喷水时的反作用力相抵的力，保障机身2011飞行的稳定性。

本实施例中，弹射单元204包括两个钢丝型螺旋推进器2041和发射器2042，其中一个螺旋推进器2041内放置灭火弹，另一个螺旋推进器2041上放置救援弹2043；螺旋推进器2041放置救援弹2043或灭火弹并螺旋输送至发射器2042内；发射器2042的入口与螺旋推进器2041的出口对接，接收救援弹2043或者灭火弹，并弹射至指定位置，从而将急需的救援物资（包括防毒面具等）快速准确地投放到高层楼房指定位置，使被困人员减少有毒气体的伤害，避免中毒窒息死亡的情形发生；或者将灭火弹弹射至预定位置进行快速灭火。采用弹射单元204的弹射功能将救援弹2043或灭火弹射至指定位置，能够使系留无人机201与火场之间保持安全距离，保障系留无人机201的飞行安全。另外，吊舱206上还安装有破窗枪205或破窗弹，通过破窗枪205或破窗弹实现破窗作业，保障后续消防及救援的顺利进行，如便于后续水枪2031的水喷入、救援弹2043和灭火弹的弹射等。

具体地，救援弹2043外壳呈对开球形结构，拆装简便，且由耐火轻型材料制成，可内装防毒面具、对讲机、灭火毯以及其他救援所需器材。每个救援弹2043内放置一个正常尺寸、真空包装的防毒面具，其他救援物品根据火情放置。在确定火情所需救援信息以后，确定救援弹2043的类型和数量，从地面保障子系统3的消防器材储备箱取出，在系留无人机201升空作业前，将救援弹2043放置到螺旋推进器2041的空格内，待系留无人机201达到指定作业位置，发射器2042瞄准准确后，遥控螺旋推进器2041上相应的电机旋转，将救援弹2043推入至发射器2042的发射管内，由操作员操控地面保障子系统3的指挥控制装置，救援弹2043通过发射器2042发射至救援指定位置，被困人员快速打开救援弹2043，取出紧急救援物品，自救逃生。

本实施例中，系留无人机201上还安装有救援扩音器（如高音喇叭）和救援照明灯（图中未示出）。其中救援扩音器便于对被困人员进行广播或者对话，救援照明灯则用于提供照明，便于后续的救援作业。

本实施例中，机身2011上设有环境监测单元202，用于监测系留无人机201所在环境信息，其中环境信息包括系留无人机201周侧影像、物体距离和温度等。环境监测单元202包括监测摄像头2021、激光测距仪2022和红外探测器2023；其中监测摄像头2021用于对系留无人机201周侧进行监测，并将影像信息回传至地面；激光测距仪2022及超声波传感器则用于对各物体的距离进行测量；红外探测器2023则用于实现瞄准对象的定位。当然，环境监测单元202还可以包括用于测量环境温度的温度传感器等。

如图28所示，整个消防灭火救援装备的控制单元实现系留无人机201的消防救援作业和位置转换组件4的动作等，如根据系留无人机201拍摄的火情图像信息等，调整系留无人机201的姿态和位置，进行对应的救援及消防作业。具体地，控制单元包括触摸屏、按钮面板、信息显示屏、飞行控制器等组件。其中触摸屏是嵌入在可移动的控制器盒子里，可实现翼门103开启、伸缩支腿1052（如液压支腿）动作以及位置转换组件4等消防集装箱动作的控制器，配有急停开关，采用有线连接的方式与PLC等组件互联，控制器可固定在箱体1内，也可以取出，随操控者位置进行调整。其中飞行控制器可实现系留无人机201的起飞、空中作业等任务，根据环境监测信息，调整飞机姿态和位置，调整作业所对应的水枪2031、干粉/泡沫喷管、灭火弹/救援弹2043发射角度，控制水枪2031、干粉/泡沫喷管、灭火弹/救援弹2043的发射器2042的触发和关闭，可以固定在驾驶室内部，也可通过延长线或无线通讯方式，跟随操作者进行操控，具体的控制如图30和图31所示。

如图29所示，整个消防灭火救援装备的液压系统统一进行管理控制，集成度高，并配置有相应的机、电、液等传感器，保证工作可靠性。具体包括对左边两边翼门103的开合驱动件104的驱动件1043（图29中的左翼门油缸和右翼门油缸）、位置转换组件4中第一转动机构402和第二转动机构403的摆动缸（图29中的曲臂摆动油缸和平台摆动油缸）、伸缩件405（图29中的曲臂调整油缸）等，各油缸对应的液压回路中设置有换向阀、溢流阀、单向阀以及平衡阀以保证液压回路控制的可靠性，对应的油箱则配置过滤器、过滤阀、压力表和液温计等保障油箱供油的可靠性。

本发明采用系留无人机201搭载灭火和救援物资，实现快速响应消防任务，多旋翼大升力系留无人机201，由地面保障子系统3为其提供电力和灭火剂，实现长航时、大载重的空中消防灭火救援作业，快速执行对高层火灾的灭火和救援任务；特别是对于重大火灾对使用大流量消防用水的需求，系留无人机201从地面保障子系统3连接消防水管，直接与机载接口相连，通过采用大升力的多旋翼2012的布局，克服水压、风载和喷水反作用力，通过位置的控制和调整，实现空中平台精准的定位；通过环境监测单元202，对系留无人机201位置进行监测和调控，在指定的灭火区域开展消防灭火任务；系留无人机201通过多模块的结构，具备消防救援多模块任务的执行能力，可根据不同火情的灭火和救援任务需求，通过模块化放置救援物品，实现救援物资的快速投送。

本发明从高层建筑的消防救援实战出发，以多旋翼系留无人机201为核心，构建成独立的消防救援集装箱装备，结合需求，可以在高危场所驻留，实现第一时间消防救援响应，降低财产损失和人员伤亡的高危风险。本发明集装箱结构，可以依托消防车专用车辆，依托平板车、叉车等通用装备，实现机动转移，快速反应、适应性强的高层消防灭火和救援装备。

如图32-33所示，本发明还公开了一种基于如上所述的集装箱式系留消防灭火救援装备的消防灭火救援方法，包括步骤：

S01、通过配置独立的小型侦察无人机侦察火险救援情况；

S02、根据火险救援情况选择对应的灭火措施；

S03、系留无人机201飞至预定位置，根据配置的灭火措施进行消防灭火。

本实施例中，在步骤S02中，灭火措施包括消防水灭火、干粉灭火、泡沫灭火或灭火弹灭火。对应地，在步骤S03中，通过灭火单元203将对应的灭火剂喷射至火灾现场。如需要进行消防水灭火时，通过水泵3012将水箱3011或消防栓内的水加压，再经供给管6输送至水枪2031，再喷射至火灾现场。如需要进行干粉灭火或泡沫灭火时，通过喷枪将箱体1内配置的干粉灭火罐内的干粉或泡沫灭火罐内的泡沫喷射至指定位置，进行灭火作业；当需要通过灭火弹进行灭火作业时，通过螺旋推进器2041螺旋转动，将灭火弹输送至发射器2042内，再经发射器2042将灭火弹弹射至指定位置进行灭火作业。

本实施例中，在步骤S03中，系留无人机201飞至预定位置时，通过环境监测单元202监测的环境信息判断是否还需要执行消防救援任务；如需要进行救援，则通过螺旋推进器2041螺旋转动，将救援弹2043输送至发射器2042内，再经发射器2042将救援弹2043弹射至指定位置进行救援作业。

本实施例中，在步骤S03中，在进行消防作业或者救援作业之前，根据图像信息中的窗户信息判断是否需要进行破窗作业。如需要进行破窗作业时，通过破窗枪205向指定的窗户发射破窗弹，实现破窗作业。

如图32所示，本发明通过消防调度专线通信，消防灭火救援装备指挥控制装置接收到消防灭火救援任务，经过火灾现场传递过来的消防救援信息，快速制定执行任务所需的方案及相关配置(比如：是否需要使用破窗弹、是否需要救援、是否需要使用灭火弹等)，待消防灭火救援装备到达指定的位置后，是执行消防灭火任务，还是执行消防救援任务，还是执行消防灭火任务以后、再执行救援任务，根据险情快速准备，系留无人机201离开地面保障子系统3，通过环境监测单元202以及配置的独立侦察无人机（小型无人机）给作业和指挥控制提供现场详细图像、位置等综合信息，系留无人机201开展相应的作业和调整，完成任务以后，系留无人机201降落到地面保障子系统3的起落平台404，经整理以后，消防灭火救援装备返回。

下面结合一完整的具体实施例对本发明的方法做进一步说明：

如图33所示，消防灭火救援装备通过消防调度专线通信，接收到消防救援任务，通过以下几种方式到达现场：1、通过箱体1上自带的垂直伸缩组件105将箱体1抬起，平板车进行装运快速到达现场；2、利用叉车装运至车辆上，快速到达现场；3、通过在消防车辆上配置，直接从消防支队出发，快速到达现场；4、前期在现场已经配置有此集装箱，直接开启；

然后根据配置的小型无人机，侦察火险救援情况，对险情进行分析，并根据具体的火情选择配置对应的灭火剂，判断使用水枪2031或干粉或者泡沫灭火等，进而检查对应设备；

到达现场后，直接将翼门103展开，启动各项设备，启动系留无人机201并进行升空，在升空同时，配置对应的小型无人机伴飞，侦察火险救援情况；在到达空中指定位置后，环境监测单元202工作，通过环境监测单元202监测的相关影像信息，判断是否需要破窗以及是否需要对被困人员发射救援物资（如防毒口罩等救生装置）等；

根据环境监测单元202以及小型无人机提供的信息开始进行灭火和救援工作；

完成任务以后，系留无人机201降落到起落平台404上，小型无人机返回，各项设备经整理后返回。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，包括箱体（1）、空中作业子系统（2）和地面保障子系统（3），所述箱体（1）包括上下布置的两个腔体，分别为上层腔体（101）和下层腔体（102）；

所述空中作业子系统（2），安装于所述上层腔体（101）内，包括系留无人机（201）、吊舱（206）和灭火单元（203），所述吊舱（206）挂载于所述系留无人机（201）上，所述灭火单元（203）安装于所述吊舱（206）内；

所述地面保障子系统（3），安装于所述下层腔体（102）内，包括电源单元（302）、灭火剂供给单元（301）和管线收放单元（303）；其中所述电源单元（302）通过系留电缆（5）与所述系留无人机（201）相连，用于向系留无人机（201）提供动力电源；所述灭火剂供给单元（301）通过供给管（6）与所述灭火单元（203）相连，用于向灭火单元（203）提供灭火剂；所述管线收放单元（303），用于对系留电缆（5）或/和供给管（6）进行收放作业。

2.根据权利要求1所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述箱体（1）内设有供系留无人机（201）起降的起落平台（404），所述起落平台（404）将箱体（1）分隔成上下布置的两个腔体；所述箱体（1）于上层腔体（101）的两侧设置有呈开合状的翼门（103）；各所述翼门（103）的一侧与所述箱体（1）铰接，各所述翼门（103）上设置有用于驱动对应所述翼门（103）开合的开合驱动件（104）；当所述开合驱动件（104）驱动所述翼门（103）展开时，两侧的翼门（103）用于扩展起降平台；当所述开合驱动件（104）驱动所述翼门（103）合拢时，两侧的翼门（103）相互合拢以对系留无人机（201）进行防护。

3.根据权利要求2所述集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述箱体（1）的两侧折叠有垂直伸缩组件（105），用于抬起所述箱体（1）以便于拖车进入以进行转运；所述垂直伸缩组件（105）包括横杆（1051）和伸缩支腿（1052），所述横杆（1051）的一端转运安装于所述箱体（1）上，所述伸缩支腿（1052）固定于所述横杆（1051）的另一端；所述伸缩支腿（1052）的顶部设置有顶杆（1053），用于支撑展开的翼门（103）。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述箱体（1）底部的两侧开设有插孔（106），用于供叉车的叉杆插入以进行搬运；所述箱体（1）上设有吊装组件（107），用于进行吊装作业。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述箱体（1）内设置有位置转换组件（4），用于对系留无人机（201）进行位置转换。

6.根据权利要求5所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述位置转换组件（4）包括曲臂组件（401）、第一转动机构（402）和第二转动机构（403），所述曲臂组件（401）的一端通过第一转动机构（402）转动安装于箱体（1）内，所述曲臂组件（401）的另一端则通过第二转动机构（403）与所述系留无人机（201）转动相连；所述第一转动机构（402）驱动所述曲臂组件（401）在伸出状态与收回状态之间转动，所述第二转动机构（403）驱动所述系留无人机（201）转动，以使系留无人机（201）在曲臂组件（401）转动时处于水平状态。

7.根据权利要求6所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述曲臂组件（401）包括第一曲臂（4012）和第二曲臂（4013），所述第一曲臂（4012）的一端与所述第一转动机构（402）相连，所述第一曲臂（4012）的另一端与所述第二曲臂（4013）的一端转动相连，所述第二曲臂（4013）的另一端与所述第二转动机构（403）相连；所述第一曲臂（4012）与第二曲臂（4013）之间设置有伸缩件（405）。

8.根据权利要求7所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述第一转动机构（402）包括第一摆动缸（4021）和第一连接板（4022），所述第一摆动缸（4021）固定于所述箱体（1）内，所述第一摆动缸（4021）的输出端通过第一连接板（4022）与所述曲臂组件（401）的一端相连；所述第一摆动缸（4021）上设置有第一位置检测件，用于检测所述第一摆动缸（4021）的转动角度；所述第二转动机构（403）包括第二摆动缸（4031）和第二连接板（4032），所述第二摆动缸（4031）固定于所述曲臂组件（401）的另一端，所述第二摆动缸（4031）的输出端通过第二连接板（4032）与所述系留无人机（201）相连；所述第二摆动缸（4031）上设置有第二位置检测件，用于检测所述第二摆动缸（4031）的转动角度；或者所述第一转动机构（402）包括转动座（4023）、转轴（4024）、齿轮（4025）、齿条（4026）、滑动座（4027）和伸缩缸（4028），所述转动座（4023）固定于所述箱体（1）上，所述转轴（4024）紧固在所述曲臂组件（401）上且转动安装于所述转动座（4023）上，所述齿轮（4025）安装于所述转轴（4024）的一侧或两侧，所述齿条（4026）滑动安装于所述滑动座（4027）上且与所述齿轮（4025）啮合，所述伸缩缸（4028）的伸缩端与所述齿条（4026）的一端相连，用于驱动所述齿条（4026）在所述滑动座（4027）上滑动。

9.根据权利要求1～3中任意一项所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述电源单元（302）、管线收放单元（303）和灭火剂供给单元（301）依次沿所述下层腔体（102）的长度方向依次布置；所述灭火剂供给单元（301）包括消防水箱（3011）和水泵（3012），所述水泵（3012）的进口与所述消防水箱（3011）相连，出口与所述供给管（6）相连；所述电源单元（302）包括发电机（3021）或/和蓄电池，所述发电机（3021）和蓄电池均与系留电缆（5）相连；所述管线收放单元（303）包括管线绞盘（3031）。

10.根据权利要求1～3中任意一项所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述吊舱（206）内还安装有弹射单元（204）或/和破窗枪（205），所述弹射单元（204）用于弹射救援物资或/和灭火弹；所述弹射单元（204）包括螺旋推进器（2041）和发射器（2042）；所述螺旋推进器（2041）用于放置救援弹（2043）或灭火弹并螺旋输送至发射器（2042）内；所述发射器（2042）的入口与所述螺旋推进器（2041）的出口对接，用于接收救援弹（2043）或灭火弹并弹射至指定位置。

11.根据权利要求1～3中任意一项所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述灭火单元（203）包括水枪（2031）、履带（2032）和转接管（2033），所述转接管（2033）位于所述履带（2032）内，所述转接管（2033）的一端与所述水枪（2031）相连，另一端用于与供给管（6）相连，所述水枪（2031）可伸缩安装于所述吊舱（206）内且一端伸出至所述吊舱（206）外；所述水枪（2031）安装于一滑动组件（2035）上，所述滑动组件（2035）包括滑座（20351）、滑块（20352）和驱动组件（20353），所述水枪（2031）安装于所述滑块（20352）上，所述滑块（20352）位于所述滑座（20351）上且与所述驱动组件（20353）相连，并在驱动组件（20353）的驱动下在所述滑座（20351）上滑动。

12.根据权利要求1～3中任意一项所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述系留无人机（201）包括机身（2011）和多个旋翼（2012），多个旋翼（2012）位于机身（2011）的周侧；其中所述机身（2011）两侧的旋翼（2012）均为可折叠旋翼；所述机身（2011）的上方设置有降落伞（2014）；所述机身（2011）的后端设置有反推力螺旋桨（2013）。

13.根据权利要求1～3中任意一项所述的集装箱式系留消防灭火救援装备，其特征在于，所述吊舱（206）通过挂载组件（2061）挂载于系留无人机（201）的下方；所述挂载组件（2061）包括连接座（20611）、支撑杆（20612）、管夹（20613）和连接块（20614），所述连接座（20611）分布在系留无人机（201）的起落架（2015）上，所述支撑杆（20612）的两端则位于连接座（20611）内，所述管夹（20613）则夹设于支撑杆（20612）的中部且通过连接块（20614）与吊舱（206）的顶部相连。

14.一种基于权利要求1-13中任意一项所述的集装箱式系留消防灭火救援装备的消防灭火救援方法，包括步骤：

S01、通过独立配置的侦察无人机侦察火险救援情况；

S02、根据火险救援情况选择对应的灭火措施；

S03、系留无人机（201）飞至预定位置，根据配置的灭火措施进行消防灭火。

15.根据权利要求14所述的消防灭火救援方法，其特征在于，在步骤S03中，系留无人机（201）飞至预定位置时，监测现场情况，判断是否还需要执行消防救援任务；如需要进行救援，则通过吊舱（206）上配置的弹射单元（204）将救援弹（2043）弹射至指定位置进行救援作业；在消防灭火或消防救援前，判断是否需要进行破窗作业；如需要进行破窗，则通过吊舱（206）上配置的破窗枪（205）进行破窗作业。

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