CN114379784A - 空中灭火云台及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空中灭火云台及无人机。其中，空中灭火云台包括灭火组件、固定架、第一固定杆和光学组件。灭火组件包括灭火罐、输送管、阀门和喷头，灭火罐用于储存灭火物质，阀门的一端与灭火罐固定连接，阀门的另一端与输送管的一端固定连接，输送管的另一端与喷头连接；灭火罐与固定架固定连接；第一固定杆的一端与固定架固定连接，第一固定杆的另一端与输送管固定连接；光学组件包括壳体和相机，相机安装于壳体内，壳体固定连接于第一固定杆。使用者通过相机可以直接观测到火场的状况，有利于直接扑灭起火点和找寻幸存者，方便使用者将喷嘴直接对准起火点，进行精确灭火，迅速压制火情，避免火情扩大。无人机包括上述空中灭火云台。

Description

空中灭火云台及无人机

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种空中灭火云台及无人机。

背景技术

随着城市里的楼房建设得越来越高，楼房的消防安全问题越来越突出，大部分的救援灭火设备难以完成超高楼层的灭火工作，因此无人机开始被应用于灭火工作。但现有的灭火无人机无法直接查看火场情况并进行精准灭火，因此有必要针对该问题进行解决。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种空中灭火云台，能够实时查看火场情况并进行精准灭火。

本发明还提出一种具有上述空中灭火云台的无人机。

根据本发明的第一方面实施例的空中灭火云台，包括：

固定架；

灭火组件，所述灭火组件包括灭火罐、输送管、阀门和喷头，所述灭火罐与所述固定架固定连接，所述灭火罐用于储存灭火物质，所述输送管用于将所述灭火罐中的所述灭火物质输送至所述喷头，所述阀门用于打开或关闭灭火物质的输送通道；

第一固定杆，所述第一固定杆的一端与所述固定架固定连接，所述第一固定杆的另一端与所述输送管固定连接；

光学组件，所述光学组件包括相机，所述相机安装于所述第一固定杆。

根据本发明实施例的空中灭火云台，至少具有如下有益效果：使用者通过相机可以直接观测到火场的状况，有利于直接扑灭起火点和找寻幸存者，方便使用者将喷嘴直接对准起火点，进行精确灭火，迅速压制火情，避免火情扩大。

根据本发明的一些实施例，所述相机包括红外热成像相机。

根据本发明的一些实施例，所述光学组件还包括激光测距仪，所述激光测距仪安装于所述第一固定杆。

根据本发明的一些实施例，所述固定架包括第一固定架和第二固定架，所述第一固定架和所述第二固定架可拆卸连接，所述第一固定架和所述第二固定架夹紧固定所述灭火罐。

根据本发明的一些实施例，所述空中灭火云台还包括第二固定杆，所述第二固定杆的一端与所述第一固定杆固定连接，所述第二固定杆的另一端与所述固定架远离所述第一固定杆的一端固定连接。

根据本发明的一些实施例，所述空中灭火云台还包括喷管，所述喷管的一端与所述输送管远离所述灭火罐的一端固定连接，所述喷管的另一端与所述喷头连接。

根据本发明的一些实施例，所述灭火组件还包括延长接头和延长管，所述延长接头的一端与所述喷管远离所述输送管的一端固定连接，所述延长接头的另一端与所述延长管的一端固定连接，所述延长管的另一端与所述喷头固定连接。

根据本发明的一些实施例，所述空中灭火云台还包括驱动组件，所述驱动组件包括第三固定架和驱动器，所述第三固定架固定连接于所述第一固定杆远离所述固定架的一端，所述驱动器固定连接于所述第三固定架，所述驱动器用于驱使所述喷头旋转，以调节所述喷头的出射方向

根据本发明的第二方面实施例的无人机，包括本发明的第一方面实施例的空中灭火云台，还包括连接头和飞行主体，所述连接头的一端与所述固定架固定连接，所述连接头的另一端与所述飞行主体连接。

根据本发明实施例的无人机，至少具有如下有益效果：通过应用本发明的第一方面实施例的空中灭火云台，无人机能够实时查看火场情况并进行精准灭火。

根据本发明的一些实施例，所述无人机还包括减震器，所述减震器包括第一减震架、第二减震架和多个减震球，各所述减震球安装于所述第一减震架和所述第二减震架之间，所述第一减震架与所述连接头远离所述固定架的一端固定连接，所述第二减震架与所述飞行主体固定连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明的第一方面实施例的空中灭火云台的示意图；

图2为图1中第一固定组件的示意图；

图3为图1中第二固定组件的示意图；

图4为图1中驱动组件的示意图。

附图标记：

空中灭火云台100；

固定架200、第一固定架210、连接杆211、第二固定架220、灭火罐230、第一固定组件240、卡钩241、第二连杆242、固定槽243、卡扣244、扣接部245、抵持部246、阀门250、输送管260、第二固定杆270；

喷管300、延长接头310、延长管320、喷头330；

光学组件400、第一固定杆410、第二固定组件420、第一固定环421、第二固定环422、第一连杆423、卡接扣424、抵持结构425、卡接凹槽426、连接头430；

驱动组件500、驱动器510、第三固定架520。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面参照说明附图描述根据本发明的实施例的空中灭火云台100和无人机。

参照图1，根据本发明的第一方面实施例的空中灭火云台100，包括灭火组件、固定架200、第一固定杆410和光学组件400。灭火组件包括灭火罐230、输送管260、阀门250和喷头330，灭火罐230与固定架200固定连接，灭火罐230用于储存灭火物质，输送管260用于将灭火罐230中的灭火物质输送至喷头330，阀门250用于打开或关闭灭火物质的输送通道。第一固定杆410的一端与固定架200固定连接，第一固定杆410的另一端与输送管260固定连接。光学组件400包括相机，相机安装于第一固定杆410。

具体的，灭火罐230中储存的可以是水、干粉、二氧化碳、氟蛋白泡沫和洁净气体(如IG541、七氟丙烷、三氟甲烷等)等灭火物质，灭火物质的喷射原理具体参考常见的灭火器。阀门250与灭火罐230的连接位置依据灭火罐230中不同的物质可以有不同的选择，例如当灭火罐230中的物质为水时，将阀门250连接于灭火罐230的底部可以利用水自身的重力使水流向阀门250；当灭火罐230中的物质为气体时，可以根据气体的密度选择不同的连接位置，以充分利用灭火罐230中的气体。

第一固定杆410与输送管260靠近喷头330的一端固定连接，以确保喷头330的出射方向可控，避免输送管260因灭火物质的喷射而进行不规则运动。阀门250包括电磁阀等电动阀，还包括气动阀、液动阀等可远程操控的阀门，阀门可以如图1所示设置在灭火罐和输送管之间，也可以设置在输送管与喷头之间，只要能控制灭火物质的输送通道的打开或关闭即可。

当使用者向空中灭火云台发送灭火指令，阀门250打开，灭火物质沿输送管260流向喷头330喷出进行灭火。使用者通过相机可以直接观测到火场的状况，有利于直接扑灭起火点和找寻幸存者，并且，相机的光轴可以和第一固定杆410同轴设置，方便使用者将喷嘴直接对准起火点，进行精确灭火，迅速压制火情，避免火情扩大。

参照图3，根据本发明的一些实施例，第一固定杆410与固定架200间通过第二固定组件420进行可拆卸连接。

具体的，第二固定组件420包括卡接扣424、第一连杆423、第一固定环421和第二固定环422，第一固定环421和第二固定环422的一端转动连接，第一固定环421的另一端设置有卡接凹槽426，第二固定环422的另一端与第一连杆423的一端转动连接，卡接扣424的一端转动连接于第一连杆423的另一端，卡接扣424与第一连杆423的转动连接端偏心设置，以使卡接扣424朝向第一固定环421扣下后具有一定的预紧力。

固定架200包括凸出的连接杆211，当需要对固定架200和第一固定杆410进行连接时，第一固定环421和第二固定环422将连接杆211和第一固定杆410夹紧于第一固定环421和第二固定环422所围成的内表面，卡接扣424带动第一连杆423旋转，第一连杆423的杆身穿设于卡接凹槽426，卡接扣424朝第一固定环421的外表面继续运动，直至卡接扣424与第一固定环421贴合，抵持结构425与卡接扣424靠近第一连杆423的一端抵持，减小卡接扣424松脱的可能性。

当需要拆卸时，将卡接扣424掰离第一固定环421，使第一连杆423脱离卡接凹槽426，即可完成拆卸操作。第一固定杆410和输送管260间也可以通过第二固定组件420进行可拆卸连接，只要在第二固定组件420的第一固定环421或第二固定环422上加装一个锁紧环，使用锁紧环将输送管260锁紧即可。

根据本发明的一些实施例，相机包括红外热成像相机。当使用者操作搭载空中灭火云台100的无人机在火场找寻幸存者时，由于烟雾或建筑物的遮挡，仅通过普通相机的镜头视线往往难以快速发现幸存者和火源。通过应用红外热成像相机，利用温度的不同可以快速锁定幸存者和火源，加快救援效率或迅速压制火情，避免火灾蔓延。

根据本发明的一些实施例，光学组件400还包括激光测距仪，激光测距仪安装于第一固定杆410。当使用无人机搭载空中灭火云台100时，由于远程操控，使用者因为视觉差往往难以把握空中灭火云台100与障碍物间的距离，容易出现碰撞问题。通过设置有激光测距仪，使用者可以知道障碍物距离激光测距仪的距离，障碍物与激光测距仪的距离减去激光测距仪与喷头330间的距离，即为喷头330距离障碍物的距离，以此可以计算出喷头330与障碍物免于碰撞的安全距离，使用者通过激光测距仪的距离参数即可减少无人机搭载空中灭火云台100时与障碍物碰撞的可能性。

参照图1和图2，根据本发明的一些实施例，固定架200包括第一固定架210和第二固定架220，第一固定架210和第二固定架220可拆卸连接，第一固定架210和第二固定架220夹紧固定灭火罐230。

具体的，第一固定架210和第二固定架220通过多个第一固定组件240实现可拆卸连接，第一固定组件240包括卡钩241、卡扣244和第二连杆242，卡扣244包括扣接部245和抵持部246，卡钩241设置于第一固定架210上，抵持部246与第二连杆242的一端转动连接，第二连杆242的另一端与第二固定架220转动连接，第二固定架220还设置有固定槽243。当对第一固定架210和第二固定架220进行连接时，先将扣接部245与卡钩241卡接，在保持卡接的状态下，驱使卡扣244的抵持部246至固定槽243内，固定槽243的设置使卡扣244在卡接状态下更贴合第二固定架220，固定槽243还为抵持部246提供抵持力，进一步限制抵持部246脱离固定槽243的运动，减小卡扣244松脱的可能性。

当需要拆卸时，将抵持部246掰离固定槽243，并使扣接部245与卡钩241分离，即可分离第一固定架210和第二固定架220。

可以理解的是，第一固定架210和第二固定架220之间也可以使用螺栓等预紧件或常见的卡接结构实现可拆卸连接。

通过将固定架200分离为第一固定架210和第二固定架220，使得灭火物质用完后仅需更换灭火罐230即可，无需将固定架200和灭火罐230共同更换，降低空中灭火云台100的使用成本，且提高了灭火罐230的更换速度，适用于应对大型火灾时的快速补充。

参照图1，根据本发明的一些实施例，空中灭火云台100还包括第二固定杆270，第二固定杆270的一端与第一固定杆410固定连接，第二固定杆270的另一端与固定架200远离第一固定杆410的一端固定连接。

具体的，第二固定杆270与固定架200可以通过第二固定组件420进行可拆卸连接，也可以使用螺栓等预紧件进行固定连接。当灭火罐230的体积较大时，仅使用第一固定杆410进行固定，固定架200由于受力集中会具有顺时针翻转的趋势，影响搭载了空中灭火云台100的无人机的飞行，增大操作人员的操作难度。第二固定杆270将固定架200所受的力分散，使固定架200相对受力均匀，减少了空中灭火云台100给无人机飞行所带来的晃动，确保无人机飞行的稳定性。

第二固定杆270也可以设置为多根，例如图1中所示的两根，进一步分散固定架200的受力。并且，将输送管260设置于两根第二固定杆270中间，可以对输送管260进行限位，减小输送管260的摆动幅度；在发生碰撞时，第二固定杆270也可以对输送管260提供一定的保护，减小输送管260破裂或卡死勾断的可能性。

参照图1，根据本发明的一些实施例，空中灭火云台100还包括喷管300，喷管300的一端与输送管260远离灭火罐230的一端固定连接，喷管300的另一端与喷头330连接。

当火情较大时，搭载空中灭火云台100的无人机往往需要与着火点保持一定的距离，避免高温损坏无人机，空中灭火云台100的灭火物质的喷射距离也需要相应的延长，以确保灭火物质可以喷洒到着火点。由于运输管为了走线方便，往往采用软管，直接延长运输管需要相应的延长第一固定杆410和第二固定杆270的长度，这会大幅增加空中灭火云台100的整体重量。

而喷管300为硬质管道，并且由于不需要承受过大的力，对喷管300的结构强度要求较小，可以选用质量较小的材料，在有效延长喷射距离的同时避免给空中灭火云台100带来过多的重量增加。并且由于喷管300为硬质管道，灭火物质的流动给喷管300带来的抖动较小，喷射方向更加稳定和易于操控。

当空中灭火云台100设置有光学组件400时，光学组件400也可以直接固定在喷管300上，以使视线更接近喷头330。

参照图1，根据本发明的一些实施例，灭火组件还包括延长接头310和延长管320，延长接头310的一端与喷管300远离输送管260的一端固定连接，延长接头310的另一端与延长管320的一端固定连接，延长管320的另一端与喷头330固定连接。

具体的，延长管320的材质与喷管300的材质相同，延长接头310设置有螺纹孔，延长管320和喷管300的外表面均设置有螺纹，通过螺纹连接可以快速将延长管320加装到喷管300上。通过设置有延长接头310和延长管320，可以将空中灭火云台100的喷射距离进一步加长，在应对不同程度的火情时，可以快速进行应变，将空中灭火云台100的喷射距离调整至合适的范围内，确保空中灭火云台100的灭火效果。

参照图4，根据本发明的一些实施例，空中灭火云台100还包括驱动组件500，驱动组件500包括第三固定架520和驱动器510，第三固定架520固定连接于第一固定杆410远离固定架200的一端，驱动器510固定连接于第三固定架520，驱动器510用于驱使喷头330旋转，以调节喷头330的出射方向。

需要说明的是，为了便于表达，图4中隐藏了第一固定杆410。

具体的，驱动器510为伺服电机等本领域中常规的驱动器510。驱动器510可以驱动喷头330相对第三固定架520进行旋转，以使喷头330的喷嘴朝上或者朝下。当喷头330的位置高于着火点时，喷头330平置或者朝下可以直接对着火点进行扑灭；当喷头330的位置低于着火点时，喷头330朝上可以有效将灭火物质朝高处喷射，对高处进行灭火，并且喷头330朝上可以将灭火物质喷射的更远，相当于提高了喷射距离。

参照图1，当空中灭火云台100设置有喷管300时，第三固定架520也可以直接固定在喷管300上，在第三固定架520上设置有安装孔，将喷管300穿设过安装孔并进行预紧即可。

参照图1，根据本发明的第二方面实施例的无人机，包括本发明的第一方面实施例的空中灭火云台100，还包括连接头430和飞行主体，连接头430的一端与固定架200固定连接，连接头430的另一端与飞行主体连接。

需要说明的是，飞行主体在图1中未示出，飞行主体为现有的无人飞行器。

通过应用本发明的第一方面实施例的空中灭火云台100，无人机能够实时查看火场情况并进行精准灭火。

根据本发明的一些实施例，无人机还包括减震器，减震器包括第一减震架、第二减震架和多个减震球，各减震球安装于第一减震架和第二减震架之间，第一减震架与连接头430远离固定架200的一端固定连接，第二减震架与飞行主体固定连接。

无人机在飞行过程中会出现高频振动，影响光学组件400的成像效果且影响飞行操作。减震球可以对无人机飞行过程中出现的高频振动进行吸收，增加无人机飞行和光学组件400成像的稳定性。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.空中灭火云台，其特征在于，包括：

固定架；

灭火组件，所述灭火组件包括灭火罐、输送管、阀门和喷头，所述灭火罐与所述固定架固定连接，所述灭火罐用于储存灭火物质，所述输送管用于将所述灭火罐中的所述灭火物质输送至所述喷头，所述阀门用于打开或关闭灭火物质的输送通道；

第一固定杆，所述第一固定杆的一端与所述固定架固定连接，所述第一固定杆的另一端与所述输送管固定连接；

光学组件，所述光学组件包括相机，所述相机安装于所述第一固定杆。

2.根据权利要求1所述的空中灭火云台，其特征在于，所述相机包括红外热成像相机。

3.根据权利要求1或2所述的空中灭火云台，其特征在于，所述光学组件还包括激光测距仪，所述激光测距仪安装于所述第一固定杆。

4.根据权利要求1所述的空中灭火云台，其特征在于，所述固定架包括第一固定架和第二固定架，所述第一固定架和所述第二固定架可拆卸连接，所述第一固定架和所述第二固定架夹紧固定所述灭火罐。

5.根据权利要求1所述的空中灭火云台，其特征在于，还包括第二固定杆，所述第二固定杆的一端与所述第一固定杆固定连接，所述第二固定杆的另一端与所述固定架远离所述第一固定杆的一端固定连接。

6.根据权利要求1所述的空中灭火云台，其特征在于，还包括喷管，所述喷管的一端与所述输送管远离所述灭火罐的一端固定连接，所述喷管的另一端与所述喷头连接。

7.根据权利要求6所述的空中灭火云台，其特征在于，所述灭火组件还包括延长接头和延长管，所述延长接头的一端与所述喷管远离所述输送管的一端固定连接，所述延长接头的另一端与所述延长管的一端固定连接，所述延长管的另一端与所述喷头固定连接。

8.根据权利要求1所述的空中灭火云台，其特征在于，还包括驱动组件，所述驱动组件包括第三固定架和驱动器，所述第三固定架固定连接于所述第一固定杆远离所述固定架的一端，所述驱动器固定连接于所述第三固定架，所述驱动器用于驱使所述喷头旋转，以调节所述喷头的出射方向。

9.无人机，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的空中灭火云台，还包括连接头和飞行主体，所述连接头的一端与所述固定架固定连接，所述连接头的另一端与所述飞行主体连接。

10.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于，还包括减震器，所述减震器包括第一减震架、第二减震架和多个减震球，各所述减震球安装于所述第一减震架和所述第二减震架之间，所述第一减震架与所述连接头远离所述固定架的一端固定连接，所述第二减震架与所述飞行主体固定连接。

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