CN113955111A - 一种消防救援用无人机 - Google Patents

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李文
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Abstract

本发明涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种消防救援用无人机，包括无人机主体，所述无人机主体的外表面中间位置固定安装有壳体，所述壳体的下端面中部固定安装有摄像头，所述壳体的内部底端设置有清理机构与水冷组件，所述清理机构包括驱动齿轮、传动齿轮、内齿轮、支撑杆、清理杆，所述壳体的内部下端固定安装有双轴电机，所述双轴电机的下输出轴的下端套接固定有驱动齿轮。该无人机可以通过双轴电机驱动清理机构可以对摄像头外表面的炭黑层进行有效的清理，保证操控人员的视野清晰，不会延误救援的黄金时间，同时内部设置的水冷组件可以对内部工作主体进行冷却降温，防止长时间在火场工作导致内部温度过高，影响设备的正常使用。

Description

一种消防救援用无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种消防救援用无人机。
背景技术
随着科技的发展，无人机技术日趋成熟，无人机以其速度快、操作灵活的特点被广泛应用，并引入到消防灭火领域，目前的消防手段多是采用云梯消防车来解决高楼消防问题，但消防车体积较大，在出警消防时通常会受到街道的限制，难以在狭窄的街道通行，常常不能在第一时间赶到火灾现场，导致火灾进一步恶化，而无人机的运用可有效的解决这一问题，一般是将消防炮搭载无人机飞向高层建筑的火灾现场，并发射消防弹来灭火，因此，一种消防无人机在此领域就显得尤为重要。
现实生活中，消防无人机多通过底部安装的摄像头来侦测火场情况，当无人机在火场上方飞行时，火场燃烧产生的烟雾上升与摄像头外表面发生接触时，会在摄像头外表面形成一层黑色的炭黑层，黑色的炭黑层会对摄像头的拍摄视野进行遮挡，造成场外消防人员无法了解火场的具体情况，延误黄金救援的时机，同时无人机在火场中长时间工作会导致壳体内部温度，内部温度升高可能会导致无人机电路短路，无法正常进行救援工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消防救援用无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种消防救援用无人机，包括无人机主体，所述无人机主体的外表面中间位置固定安装有壳体，所述壳体的下端面中部固定安装有摄像头，所述壳体的内部底端设置有清理机构与水冷组件。
优选的，所述清理机构包括驱动齿轮、传动齿轮、内齿轮、支撑杆、清理杆，所述壳体的内部下端固定安装有双轴电机，所述双轴电机的下输出轴的下端套接固定有驱动齿轮；
所述壳体的内部下端靠右侧位置固定安装有支撑杆，所述支撑杆的上端通过轴承活动连接有传动齿轮，所述传动齿轮与驱动齿轮啮合连接；
所述壳体的内表面下端开设有环形槽一，所述槽一中活动连接有内齿轮，所述内齿轮与传动齿轮啮合连接；
所述槽一的下方开设有槽二，所述槽二的上端与槽一相连通，下端贯穿延伸至壳体的外表面下端，所述槽二中后侧位置设置有支架，所述支架的外表面与壳体固定连接；
所述内齿轮的下端面右侧固定连接有清理杆，所述清理杆通过内齿轮在槽二中活动。
优选的，所述内齿轮的内表面上半部分布有均匀等距的齿，所述内齿轮的内表面下半部光滑，所述内齿轮的下半部在槽一中。
优选的，所述内齿轮的下端面与槽一的下端内壁均开设有滚槽，所述槽一与内齿轮之间设置有滚珠，所述滚珠在滚槽中滚动，所述内齿轮通过滚珠与槽一活动连接。
优选的，所述清理杆的外表面靠近摄像头的外表面的位置固定安装有清理毛刷，所述清理毛刷与摄像头的外表面相贴，所述清理毛刷浸有防雾剂，所述双轴电机的上方设置有水冷组件。
优选的，所述水冷组件包括水箱、活塞、转轴、阀门一、阀门二、软管，所述水箱与壳体的内壁固定连接，所述壳体的内表面上端固定安装有内部工作主体，所述双轴电机的上端输出轴套接固定有转轴，所述转轴贯穿水箱的下端延伸至水箱的内表面上端并与其活动连接，所述转轴的外表面活动套接有活塞；
所述水箱的左侧上端固定安装有阀门一，所述水箱的右侧下端固定安装有阀门二，所述水箱的上端内壁固定安装有阀门三，所述阀门一处固定连接有软管，所述软管环形缠绕在内部工作主体的外表面，且一端与阀门一连通，另一端与阀门二连通。
优选的，所述转轴的外表面开设有Z形滑槽，所述Z形滑槽首尾连接，所述活塞的内表面固定安装有滑珠，所述活塞通过滑珠与转轴活动连接。
优选的，所述阀门一、阀门二、阀门三均可通过人为操作远程遥控指令控制开启与闭合。
优选的，所述壳体的上端面固定安装有喷水装置，所述喷水装置的内部固定安装有加压阀，所述水箱的上端面固定连接有出水管，所述出水管的下端与阀门三相连通，上端贯穿内部工作主体、壳体并与加压阀相连。
优选的，所述加压阀的左端固定连接有喷水管，所述喷水管向左贯穿延伸至喷水装置的左端面外部，且喷水管采用多段式组合设计。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过在设备中添加清理机构、双轴电机等部件，当无人机飞行至火场上空时，燃烧产生的烟雾会附着在摄像头的外表面形成炭黑层，通过双轴电机驱动清理机构可以对摄像头外表面的炭黑层进行有效的清理，保证操控人员的视野清晰，不会延误救援的黄金时间；
2.通过在设备中添加水冷组件、双轴电机等部件，通过驱动双轴电机带动活塞在水箱内往复运动，挤压水箱中的水进入软管中，水流经缠绕在内部工作主体的软管可以对内部工作主体进行有效的散热，火场上方会堆积大量热量，无人机长期在高温环境下飞机会使内部电路损坏，水冷组件保证无人机正常的工作飞行；
3.通过在设备中添加出水管、加压阀、双轴电机、阀门三等部件，通过控制阀门三闭合，当火情较为紧急时，可以打开阀门三，关闭阀门一与阀门二，驱动电机将水箱中的水挤压至加压阀中，水经过加压阀形成的高压水枪从喷水管喷出，可以辅助消防人员进行较为紧急的灭火行动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明的整体视图；
图2为本发明的正视图；
图3为本发明的清理机构部分结构视图；
图4为本发明的内部结构视图；
图5为本发明的水冷组件部分结构视图；
图6为本发明的水冷组件部分结构视图；
图7为本发明的水冷组件部分结构视图；
图8为本发明的图4中A处的局部放大图；
图9为本发明的无人机壳体的仰视图。
附图标记说明：
1、无人机主体；2、壳体；3、摄像头；4、清理机构；5、水冷组件；6、喷水装置；7、内部工作主体；8、槽一；9、槽二；10、滚槽；11、滚珠；12、双轴电机；13、支架；41、驱动齿轮；42、传动齿轮；43、内齿轮；44、支撑杆；45、清理杆；51、水箱；52、活塞；53、转轴；54、阀门一；55、阀门二；56、软管；61、阀门三；62、出水管；63、加压阀；64、喷水管；451、清理毛刷；531、滑槽；532、滑珠。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：
一种消防救援用无人机，包括无人机主体1，所述无人机主体1的外表面中间位置固定安装有壳体2，所述壳体2的下端面中部固定安装有摄像头3，所述壳体2的内部底端设置有清理机构4与水冷组件5。
工作时，固定连接于壳体2下端面的摄像头3主要用来侦测火场情况，向操控人员反馈火场信息的作用，壳体2内部底端设置有清理机构4，在无人机主体1飞行至火场上方时，燃烧产生的烟雾会附着在摄像头3的外表面形成炭黑层，清理机构4可以对摄像头3外表面的炭黑层进行有效的清理，保证操控人员的视野清晰，不会延误救援的黄金时间，水冷组件5可以防止无人机长期在火场中工作导致内部温度升高、电路损坏，保障无人机正常工作。
作为本发明的一种实施例，如图2、图3、图4、图8和图9所示，所述清理机构4包括驱动齿轮41、传动齿轮42、内齿轮43、支撑杆44、清理杆45，所述壳体2的内部下端固定安装有双轴电机12，所述双轴电机12的下输出轴的下端套接固定有驱动齿轮41；所述壳体2的内部下端靠右侧位置固定安装有支撑杆44，所述支撑杆44的上端通过轴承活动连接有传动齿轮42，所述传动齿轮42与驱动齿轮41啮合连接；所述壳体2的内表面下端开设有环形结构的槽一8，所述槽一8中活动连接有内齿轮43，所述内齿轮43与传动齿轮42啮合连接，所述槽一8的下方开设有槽二9，所述槽二9的上端与槽一8相连通，下端贯穿延伸至壳体2的外表面下端，所述槽二9中后侧位置设置有支架13，所述支架13的外表面与壳体2固定连接；所述内齿轮43的下端面右侧固定连接有清理杆45，所述清理杆45通过内齿轮43在槽二9中活动，所述内齿轮43的内表面上半部分布有均匀等距的齿，所述内齿轮43的内表面下半部光滑，所述内齿轮43的下半部在槽一8中，所述内齿轮43的下端面与槽一8的下端内壁均开设有滚槽10，所述槽一8与内齿轮43之间设置有滚珠11，所述滚珠11在滚槽10中滚动，所述内齿轮43通过滚珠11与槽一8活动连接，所述清理杆45的外表面靠近摄像头3的外表面的位置固定安装有清理毛刷451，所述清理毛刷451与摄像头3的外表面相贴，所述清理毛刷451浸有防雾剂，所述双轴电机12的上方设置有水冷组件5。
工作时，当无人机飞行至火场上方时，燃烧产生的烟雾与壳体2下端的摄像头3发生接触，会形成一层炭黑层，对摄像头3的表面进行覆盖，极大的影响了操控人员观察火场信息的视野，此时驱动双轴电机12，双轴电机12的下端输出轴带动套接于下端的驱动齿轮41转动，驱动齿轮41与传动齿轮42啮合连接，传动齿轮42发生转动，再带动与传动齿轮42啮合连接的内齿轮43转动，由于内齿轮43只有内表面上半部固定安装有齿，下半部位于槽一8中，内齿轮43可以在槽一8中正常转动，同时内齿轮43的下端面与槽一8之间的滚珠11可以极大的减少内齿轮43与槽一8的内壁因转动产生的摩擦，减小了零部件之间的磨损，延长了设备的使用寿命，内齿轮43在槽一8中转动，带动固定连接于其下端面的清理杆45在槽二9中转动，且槽二9中的支架13与壳体2固定连接，支架13起到对底部壳体2支撑的作用，清理杆45上固定连接的清理毛刷451在旋转的过程中可以对摄像头3的外表面进行清理，当清理杆45从支架13的一侧转动至另一侧时，反向驱动双轴电机12，实现对摄像头3的来回清理，同时在每次进行飞行任务前，都会使清理毛刷451浸满防雾剂，可以在对摄像头3清理的同时对其表面涂抹防雾剂，可以在短时间内有效防止炭黑层的再次形成。
作为本发明的一种实施例，如图4、图5、图6和图7所示，所述水冷组件5包括水箱51、活塞52、转轴53、阀门一54、阀门二55、软管56，所述水箱51与壳体2的内壁固定连接，所述壳体2的内表面上端固定安装有内部工作主体7，所述双轴电机12的上端输出轴套接固定有转轴53，所述转轴53贯穿水箱51的下端延伸至水箱51的内表面上端并与其活动连接，所述转轴53的外表面活动套接有活塞52；所述水箱51的左侧上端固定安装有阀门一54，所述水箱51的右侧下端固定安装有阀门二55，所述水箱51的上端内壁固定安装有阀门三61，所述阀门一54处固定连接有软管56，所述软管56环形缠绕在内部工作主体7的外表面，且一端与阀门一54连通，另一端与阀门二55连通，所述转轴53的外表面开设有Z形滑槽531，所述Z形滑槽531首尾连接，所述活塞52的内表面固定安装有滑珠532，所述活塞52通过滑珠532与转轴53活动连接，所述阀门一54、阀门二55、阀门三61均可通过人为远程遥控指令操作控制开启与闭合。
工作时，基于上述实施例，水箱51中充满冷却水，初始状态下活塞52位于转轴53的顶端，当双轴电机12运作时，双轴电机12的上输出轴套接的转轴53也发生转动，开设在转轴53上的滑槽531也发生转动，此时活塞52随着滑珠532沿着滑槽531向下运动，此时阀门一54、阀门二55处于开启状态，由于活塞52与滑珠532固定连接，所以活塞52也向下运动挤压水箱51中的冷却水，冷却水从阀门二55流入软管56中，冷却水流经软管56后通过阀门一54回到水箱51中，此时活塞52运动至水箱51底部，Z形滑槽531首尾相连，此时滑珠532正好位于Z形滑槽531的底部，且刚好清理杆45旋转接近一周，从支架13的一侧转动至另一侧，再反向驱动双轴电机12，滑珠532沿着滑槽531向上运动，活塞52也随之向上运动，再次挤压水箱51中的冷却水，冷却水从阀门一54流入软管56再从阀门二55回到水箱51，刚好清理杆45反向运动复位，如此循环往复，完成冷却水的循环，冷却水可以吸收内部工作主体7散热的热量，无人机在火场上方时间工作会使内部温度快速升高，温度过高会影响内部电路以及设备的正常运行，水冷组件5可以减缓内部工作主体7的温度快速升高，保障无人机的正常工作。
作为本发明的一种实施例，如图1、图2和图4所示，所述壳体2的上端面固定安装有喷水装置6，所述喷水装置6的内部固定安装有加压阀63，所述水箱51的上端面固定连接有出水管62，所述出水管62的下端与阀门三61相连通，上端贯穿内部工作主体7、壳体2并与加压阀63相连，所述加压阀63的左端固定连接有喷水管64，所述喷水管64向左贯穿延伸至喷水装置6的左端面外部，且喷水管64采用多段式组合设计。
工作时，基于上述实施例，当遇到较为紧急的火情时，且消防人员不能够及时到达火场时，先驱动双轴电机12操控活塞52置于水箱51的底部，通过远程遥控指令控制开启阀门三61，关闭阀门一54和阀门二55，而后驱动双轴电机12，活塞52随着滑珠532向上运动，挤压冷却水流经出水管62进入加压阀63中，加压阀63可以将冷却水以较大的速度从喷水管64喷出，进行紧急灭火，喷水管64采用多段式组合设计，可以在飞行前根据实际需要选择喷水管64的长度，也方便收纳与携带。
工作原理：进行飞行任务前，先将清理毛刷451浸满防雾剂，同时根据具体情况选择好喷水管64的组装长度，当无人机飞行至火场上空时，燃烧产生的烟雾与壳体2下端的摄像头3发生接触，会形成一层炭黑层，对摄像头3的表面进行覆盖，极大的影响了操控人员观察火场信息的视野，此时驱动双轴电机12，双轴电机12的下端输出轴带动套接于下端的驱动齿轮41转动，驱动齿轮41与传动齿轮42啮合连接，传动齿轮42发生转动，再带动与传动齿轮42啮合连接的内齿轮43转动，由于内齿轮43只有内表面上半部固定安装有齿，下半部位于槽一8中，内齿轮43可以在槽一8中正常转动，同时内齿轮43的下端面与槽一8之间的滚珠11可以极大的减少内齿轮43与槽一8的内壁因转动产生的摩擦，减小了零部件之间的磨损，延长了设备的使用寿命，内齿轮43在槽一8中转动，带动固定连接于其下端面的清理杆45在槽二9中转动，且槽二9中的支架13与壳体2固定连接，支架13起到对底部壳体2支撑的作用，清理杆45上固定连接的清理毛刷451在旋转的过程中可以对摄像头3的外表面进行清理，当清理杆45从支架13的一侧转动至另一侧时，反向驱动双轴电机12，实现对摄像头3的来回清理，同时在每次进行飞行任务前，都会使清理毛刷451浸满防雾剂，可以在对摄像头3清理的同时对其表面涂抹防雾剂，可以在短时间内有效防止炭黑层的再次形成，在双轴电机12转动的同时，双轴电机12的上输出轴套接的转轴53也发生转动，开设在转轴53上的滑槽531也发生转动，此时活塞52随着滑珠532沿着滑槽531向下运动，此时阀门一54、阀门二55处于开启状态，由于活塞52与滑珠532固定连接，所以活塞52也向下运动挤压水箱51中的冷却水，冷却水从阀门二55流入软管56中，冷却水流经软管56后通过阀门一54回到水箱51中，此时活塞52运动至水箱51底部，Z形滑槽531首尾相连，此时滑珠532正好位于Z形滑槽531的底部，且刚好清理杆45旋转接近一周，从支架13的一侧转动至另一侧，再反向驱动双轴电机12，滑珠532沿着滑槽531向上运动，活塞52也随之向上运动，再次挤压水箱51中的冷却水，冷却水从阀门一54流入软管56再从阀门二55回到水箱51，刚好清理杆45反向运动复位，如此循环往复，完成冷却水的循环，冷却水可以吸收内部工作主体7散热的热量，无人机在火场上方时间工作会使内部温度快速升高，温度过高会影响内部电路以及设备的正常运行，水冷组件5可以减缓内部工作主体7的温度快速升高，保障无人机的正常工作，当无人机需要进行紧急灭火工作时，先驱动双轴电机12操控活塞52置于水箱51的底部，通过远程遥控指令控制开启阀门三61，关闭阀门一54和阀门二55，而后驱动双轴电机12，活塞52随着滑珠532向上运动，挤压冷却水流经出水管62进入加压阀63中，加压阀63可以将冷却水以较大的速度从喷水管64喷出，进行紧急灭火。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种消防救援用无人机，包括无人机主体(1)，其特征在于：所述无人机主体(1)的外表面中间位置固定安装有壳体(2)，所述壳体(2)的下端面中部固定安装有摄像头(3)，所述壳体(2)的内部底端设置有清理机构(4)与水冷组件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种消防救援用无人机，其特征在于：所述清理机构(4)包括驱动齿轮(41)、传动齿轮(42)、内齿轮(43)、支撑杆(44)、清理杆(45)，所述壳体(2)的内部下端固定安装有双轴电机(12)，所述双轴电机(12)的下输出轴的下端套接固定有驱动齿轮(41)；
所述壳体(2)的内部下端靠右侧位置固定安装有支撑杆(44)，所述支撑杆(44)的上端通过轴承活动连接有传动齿轮(42)，所述传动齿轮(42)与驱动齿轮(41)啮合连接；
所述壳体(2)的内表面下端开设有环形结构的槽一(8)，所述槽一(8)中活动连接有内齿轮(43)，所述内齿轮(43)与传动齿轮(42)啮合连接；
所述槽一(8)的下方开设有槽二(9)，所述槽二(9)的上端与槽一(8)相连通，下端贯穿延伸至壳体(2)的外表面下端，所述槽二(9)中后侧位置设置有支架(13)，所述支架(13)的外表面与壳体(2)固定连接；
所述内齿轮(43)的下端面右侧固定连接有清理杆(45)，所述清理杆(45)通过内齿轮(43)在槽二(9)中活动。
3.根据权利要求2所述的一种消防救援用无人机，其特征在于：所述内齿轮(43)的内表面上半部分布有均匀等距的齿，所述内齿轮(43)的内表面下半部光滑，所述内齿轮(43)的下半部在槽一(8)中。
4.根据权利要求2所述的一种消防救援用无人机，其特征在于：所述内齿轮(43)的下端面与槽一(8)的下端内壁均开设有滚槽(10)，所述槽一(8)与内齿轮(43)之间设置有滚珠(11)，所述滚珠(11)在滚槽(10)中滚动，所述内齿轮(43)通过滚珠(11)与槽一(8)活动连接。
5.根据权利要求2所述的一种消防救援用无人机，其特征在于：所述清理杆(45)的外表面靠近摄像头(3)的外表面的位置固定安装有清理毛刷(451)，所述清理毛刷(451)与摄像头(3)的外表面相贴，所述清理毛刷(451)浸有防雾剂，所述双轴电机(12)的上方设置有水冷组件(5)。
6.根据权利要求1所述的一种消防救援用无人机，其特征在于：所述水冷组件(5)包括水箱(51)、活塞(52)、转轴(53)、阀门一(54)、阀门二(55)、软管(56)，所述水箱(51)与壳体(2)的内壁固定连接，所述壳体(2)的内表面上端固定安装有内部工作主体(7)，所述双轴电机(12)的上端输出轴套接固定有转轴(53)，所述转轴(53)贯穿水箱(51)的下端延伸至水箱(51)的内表面上端并与其活动连接，所述转轴(53)的外表面活动套接有活塞(52)；
所述水箱(51)的左侧上端固定安装有阀门一(54)，所述水箱(51)的右侧下端固定安装有阀门二(55)，所述水箱(51)的上端内壁固定安装有阀门三(61)，所述阀门一(54)处固定连接有软管(56)，所述软管(56)环形缠绕在内部工作主体(7)的外表面，且一端与阀门一(54)连通，另一端与阀门二(55)连通。
7.根据权利要求6所述的一种消防救援用无人机，其特征在于：所述转轴(53)的外表面开设有Z形滑槽(531)，所述活塞(52)的内表面固定安装有滑珠(532)，所述活塞(52)通过滑珠(532)与转轴(53)活动连接。
8.根据权利要求6所述的一种消防救援用无人机，其特征在于：所述阀门一(54)、阀门二(55)、阀门三(61)均可通过人为操作远程遥控指令控制开启与闭合。
9.根据权利要求6所述的一种消防救援用无人机，其特征在于：所述壳体(2)的上端面固定安装有喷水装置(6)，所述喷水装置(6)的内部固定安装有加压阀(63)，所述水箱(51)的上端面固定连接有出水管(62)，所述出水管(62)的下端与阀门三(61)相连通，上端贯穿内部工作主体(7)、壳体(2)并与加压阀(63)相连。
10.根据权利要求9所述的一种消防救援用无人机，其特征在于：所述加压阀(63)的左端固定连接有喷水管(64)，所述喷水管(64)向左贯穿延伸至喷水装置(6)的左端面外部，且喷水管(64)采用多段式组合设计。
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