CN112829931A - 高空大载重干粉灭火无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高空大载重干粉灭火无人机，包括机架、机臂、传动机构、飞行电控模块、快拆云台、灭火罐、灭火执行机构和缓冲机构，机架的侧壁上安装有多根均匀分布的机臂，机臂呈Y型，机臂的两端均安装有传动机构，机架上安装有飞行电控模块，机架顶部加工有可开启的电池仓，机架底部悬挂安装有快拆云台，快拆云台上安装有灭火罐，灭火罐的出口处安装有灭火执行机构，灭火罐与机架之间还安装有缓冲机构，缓冲机构上安装有摄像头。本发明通过在机架上设置Y型机臂，并在Y型机臂上设置两个传动机构，使无人机可提高载重量，同时设置灭火罐和灭火执行机构，在灭火执行机构的作用下，能实现连续、可间断的灭火操作，提高了灭火效率。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种高空大载重干粉灭火无人机。
背景技术
随着无人机技术的发展，无人机的应用也日益广泛，尤其是林火的防护及监测。我国的森林面积大，森林火灾对森林资源和生态环境所造成的损失难以估量，因其森林的防火尤为重要，但是森林面积大，人工巡查效率低，为此无人机逐渐成为森林防火、灭火的有效措施。现有的消防无人机存在的主要问题是：一、现有的消防无人机挂载重量小，造成灭火效率低；二、现有消防无人机主要是通过挂载的灭火弹投放灭火，但是灭火弹投放的精度低，灭火效果有限；三、现有的消防无人机结构简单，灭火剂打开后很难关闭，造成其不能连续灭火。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高空大载重干粉灭火无人机，该无人机负载大，且能实现连续灭火，保证了灭火效率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
高空大载重干粉灭火无人机，包括机架、机臂、传动机构、飞行电控模块、快拆云台、灭火罐、灭火执行机构和缓冲机构，所述机架的侧壁上安装有多根均匀分布的机臂，所述机臂呈Y型且中空，Y型机臂的两端均安装有传动机构，且两个传动机构上下分布，所述机架上安装有飞行电控模块，机架顶部加工有可开启的电池仓，所述机架底部悬挂安装有快拆云台，快拆云台上安装有灭火罐，所述灭火罐的出口处安装有灭火执行机构，灭火罐与机架之间还安装有缓冲机构，灭火罐出口处上方的缓冲机构上还安装有摄像头。
所述传动机构包括电机、电子调速器、指示灯和桨叶，所述电机通过连接件固定在机臂上，连接件上还安装有与电机连接的电子调速器，电机的输出轴上安装有提供升力的桨叶，所述指示灯插接在机臂的端部。
所述机臂底部还安装有信号灯。
所述快拆云台包括一体成型的支撑框、连接杆和限位器，所述支撑框上安装有灭火罐，灭火罐两侧的支撑框上均安装有一排与机架底部连接的连接杆，每排的连接杆上安装有对灭火罐进行夹持的限位器，所述限位器包括U型架、减震条、限位环和管口连接器，所述U型架的两端通过管口连接器与连接杆连接，且U型架朝向灭火罐，U型架靠近灭火罐的侧壁上安装有限位环，所述限位环与U型架之间安装有减震条。
所述灭火执行机构包括阀座、阀芯、永磁体、线圈和弹簧，所述阀体上加工有连通的进口、拐角腔和出口，所述拐角腔上加工有与出口连通的通口，所述通口处的阀座上设有可沿通口方向往复运动的阀芯，阀芯远离通口一端安装有永磁体，永磁体与阀座之间安装有使阀芯紧靠通口的弹簧，永磁体外侧的阀座上安装有吸附永磁铁压缩弹簧的线圈。
所述缓冲机构包括上层碳板、橡胶减震球和下层碳板，所述上层碳板安装在机架底部，所述下次碳板安装在灭火罐上方，所述摄像头安装在下层碳板上，上层碳板与下层碳板之间安装有具有弹性的橡胶减震球。
所述飞行电控模块用于监测飞行时的稳定性，为每个传动机构的电子调速器提供飞行数据。
本发明提供的高空大载重干粉灭火无人机具有的有益效果是：
(1)通过在机架上设置Y型机臂，并在Y型机臂上设置两个传动机构，使无人机可提高载重量，同时设置灭火罐和灭火执行机构，在灭火执行机构的作用下，能实现连续、可间断的灭火操作，提高了灭火效率；
(2)通过将机臂上两个传动机构的桨叶角度不一样，可提高桨叶的输出力效，进一步提高无人机的推力，从而增加无人机的负载量，提高灭火效果；
(3)通过设置快拆云台，可方便地更换灭火罐，从而提高单架无人机的灭火效率；
(4)通过设置缓冲机构，可减少摄像头拍摄画质的抖动，提高画质的清晰度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的机臂和传动机构的安装示意图。
图3为本发明实施例提供的机架和快拆云台的安装示意图。
图4为本发明实施例提供的快拆云台和灭火罐的安装示意图。
图5为本发明实施例提供的灭火执行机构的内部结构示意图。
图6为本发明实施例提供的缓冲机构的结构示意图。
附图标记：1、机架；11、电池仓；2、机臂；3、传动机构；31、电机；32、电子调速器；33、指示灯；34、桨叶；35、信号灯；4、飞行电控模块；5、快拆云台；51、支撑框；52、连接杆；53、限位器；531、U型架；532、减震条；533、限位环；534、管口连接器；6、灭火罐；7、灭火执行机构；71、阀座；72、进口；73、拐角腔；74、出口；75、通口；76、阀芯；77、永磁体；78、线圈；79、弹簧；8、缓冲机构；81、上层碳板；82、橡胶减震球；83、下层碳板；9、摄像头。
具体实施方式
实施例
如图1～图6所示，本实施例提供的高空大载重干粉灭火无人机包括机架1、机臂2、传动机构3、飞行电控模块4、快拆云台5、灭火罐6、灭火执行机构7和缓冲机构8，机架1顶部加工有可开启的电池仓11，在机架1顶部加工电池仓11，可方便地更换无人机电池，以保证无人机连续作用，机架1为双光吊舱，还搭载有红外热成像设备寻找火源，所述机架1的侧壁上安装有多根均匀分布的机臂2，所述机臂2呈Y型且中空，中空的机臂中可走线，减少线路暴露，Y型机臂2的两端均安装有传动机构3，且两个传动机构3上下分布，所述传动机构3包括电机31、电子调速器32、指示灯33和桨叶34，所述电机31通过连接件固定在机臂2上，连接件上还安装有与电机31连接的电子调速器32，电机31的输出轴上安装有提供升力的桨叶34，所述指示灯33插接在机臂2的端部，安装在机臂2顶部的传动机构3桨叶34角度与安装在机臂2底部的传动机构3桨叶34角度存在角度差，利用两个桨叶34的角度差，可大幅度提升无人机力效的输出比，可使无人机的能量损失降到最低，从而获得更大的功率，所述机臂2底部还安装有信号灯35，用于指示飞机位置，利于夜晚作业，所述机架1上安装有飞行电控模块4，所述飞行电控模块4用于监测飞行时的稳定性，为每个传动机构3的电子调速器32提供飞行数据，提高无人机飞行的稳定性，所述机架1底部悬挂安装有快拆云台5，快拆云台5上安装有灭火罐6，所述灭火罐6的出口74处安装有灭火执行机构7，灭火罐6与机架1之间还安装有缓冲机构8，灭火罐6出口74处上方的缓冲机构8上还安装有摄像头9，利用摄像头9可提高对准目标的精准度，从而保证无人机灭火的精准度。
如图3、图4所示，所述快拆云台5包括一体成型的支撑框51、连接杆52和限位器53，所述支撑框51上安装有灭火罐6，灭火罐6两侧的支撑框51上均安装有一排与机架1底部连接的连接杆52，每排的连接杆52上安装有对灭火罐6进行夹持的限位器53，所述限位器53包括U型架531、减震条532、限位环533和管口连接器534，所述U型架531的两端通过管口连接器534与连接杆52连接，且U型架531朝向灭火罐6，U型架531靠近灭火罐6的侧壁上安装有限位环533，所述限位环533与U型架531之间安装有减震条532，利用减震条532，可吸收飞行过程中，该快拆云台5可提高对灭火罐6夹持的稳定性，有效的保证了灭火过程的稳定。
如图5所示，所述灭火执行机构7包括阀座71、阀芯76、永磁体77、线圈78和弹簧79，所述阀体上加工有连通的进口72、拐角腔73和出口74，所述拐角腔73上加工有与出口74连通的通口75，所述通口75处的阀座71上设有可沿通口75方向往复运动的阀芯76，阀芯76远离通口75一端安装有永磁体77，永磁体77与阀座71之间安装有使阀芯76紧靠通口75的弹簧79，永磁体77外侧的阀座71上安装有吸附永磁铁压缩弹簧79的线圈78，使用时，线圈78通电，吸附永磁铁，使阀芯76离开通口75，用于连通阀体的进口72和出口74，使灭火罐6接通；灭火完成后，线圈78断电，此时阀芯76在弹簧79的作用下复位，堵住通口75，实现灭火罐6的关闭，为了保证灭火罐6的密封效果，阀芯76靠近通口75的端部安装有密封圈，阀体的出口74连接有一根喷管，用于保持火源与无人机之间的间距。
如图6所示，为了减少无人机起飞和降落时对机架1内的影响，所述缓冲机构8包括上层碳板81、橡胶减震球82和下层碳板83，所述上层碳板81安装在机架1底部，所述下次碳板安装在灭火罐6上方，所述摄像头9安装在下层碳板83上，上层碳板81与下层碳板83之间安装有具有弹性的橡胶减震球82，利用橡胶减震球82，可吸收无人机起飞和降落时对因负载灭火罐6产生的振动，保证机架1的安全。
本发明的使用方法是：
使用时在快拆云台5上安装灭火罐6，并通过限位器53固定灭火罐6，并安装灭火执行机构7，然后打开机架1上的电池仓11，放入电池后通过飞行电控模块4控制传动机构3工作，传动机构3工作时，电子调速器32根据飞行电控模块4输出信号控制电机31的转速，电机31转动时带动桨叶34旋转，利用两个上下设置的桨叶34产生强大的升力，控制无人机飞行，当无人机飞到灭火地点后，利用摄像头9传输的影像使灭火执行机构7上安装的喷管对准火源，随后飞行电控模块4给线圈78通电，使阀体打开，利用灭火罐6内的粉剂灭火，摄像头9拍摄，灭火完成后，飞行电控模块4控制线圈78断电，阀芯76在弹簧79的作用下堵住通口75，实现灭火罐6的关闭，以便于下处灭火，提高灭火的连续性。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。应当注意，在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制，同时本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述，以避免不必要地限制本发明。
Claims (7)
1.高空大载重干粉灭火无人机，其特征在于：包括机架、机臂、传动机构、飞行电控模块、快拆云台、灭火罐、灭火执行机构和缓冲机构，所述机架的侧壁上安装有多根均匀分布的机臂，所述机臂呈Y型且中空，Y型机臂的两端均安装有传动机构，且两个传动机构上下分布，所述机架上安装有飞行电控模块，机架顶部加工有可开启的电池仓，所述机架底部悬挂安装有快拆云台，快拆云台上安装有灭火罐，所述灭火罐的出口处安装有灭火执行机构，灭火罐与机架之间还安装有缓冲机构，灭火罐出口处上方的缓冲机构上还安装有摄像头。
2.根据权利要求1所述的高空大载重干粉灭火无人机，其特征在于：所述传动机构包括电机、电子调速器、指示灯和桨叶，所述电机通过连接件固定在机臂上，连接件上还安装有与电机连接的电子调速器，电机的输出轴上安装有提供升力的桨叶，所述指示灯插接在机臂的端部。
3.根据权利要求2所述的高空大载重干粉灭火无人机，其特征在于：所述机臂底部还安装有信号灯。
4.根据权利要求1所述的高空大载重干粉灭火无人机，其特征在于：所述快拆云台包括一体成型的支撑框、连接杆和限位器，所述支撑框上安装有灭火罐，灭火罐两侧的支撑框上均安装有一排与机架底部连接的连接杆，每排的连接杆上安装有对灭火罐进行夹持的限位器，所述限位器包括U型架、减震条、限位环和管口连接器，所述U型架的两端通过管口连接器与连接杆连接，且U型架朝向灭火罐，U型架靠近灭火罐的侧壁上安装有限位环，所述限位环与U型架之间安装有减震条。
5.根据权利要求1所述的高空大载重干粉灭火无人机，其特征在于：所述灭火执行机构包括阀座、阀芯、永磁体、线圈和弹簧，所述阀体上加工有连通的进口、拐角腔和出口，所述拐角腔上加工有与出口连通的通口，所述通口处的阀座上设有可沿通口方向往复运动的阀芯，阀芯远离通口一端安装有永磁体，永磁体与阀座之间安装有使阀芯紧靠通口的弹簧，永磁体外侧的阀座上安装有吸附永磁铁压缩弹簧的线圈。
6.根据权利要求1所述的高空大载重干粉灭火无人机，其特征在于：所述缓冲机构包括上层碳板、橡胶减震球和下层碳板，所述上层碳板安装在机架底部，所述下次碳板安装在灭火罐上方，所述摄像头安装在下层碳板上，上层碳板与下层碳板之间安装有具有弹性的橡胶减震球。
7.根据权利要求1所述的高空大载重干粉灭火无人机，其特征在于：所述飞行电控模块用于监测飞行时的稳定性，为每个传动机构的电子调速器提供飞行数据。
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