CN115285341A - 应急救援无人机及应急救援系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种应急救援无人机及应急救援系统。应急救援无人机包括：机身；多个旋翼组件，旋翼组件包括支撑杆和旋翼，支撑杆可转动的设置于机身上，旋翼设置于旋翼杆上；伸缩管，设置于机身上，用于喷射灭火剂；弹珠发射器，设置于机身上，用于发射弹珠；吊舱，设置于机身上。本申请的应急救援无人机载重量大，旋翼组件可折叠，占用空间小，功能多样，可在城市应急救援中广泛应用。

Description

应急救援无人机及应急救援系统

技术领域

本申请涉及应急救援设备领域，尤其涉及一种应急救援无人机及应急救援系统。

背景技术

目前，大城市高楼林立，城区的部分高层建筑的高度在100～200米，一旦建筑发生火灾，传统的城市应急救援装备无法满足需求，而常备直升飞机用于应急救援，成本过高，且中心城区起降点较少，造成直升机起降困难，难以满足高楼应急救援的需求。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种应急救援无人机及应急救援系统，使用方便，可用于城市应急救援。

本申请的一个实施例提供一种应急救援无人机，包括：机身；多个旋翼组件，所述旋翼组件包括支撑杆和旋翼，所述支撑杆可转动的设置于所述机身上，所述旋翼设置于所述旋翼杆上；伸缩管，设置于所述机身上，用于喷射灭火剂；弹珠发射器，设置于所述机身上，用于发射弹珠；吊舱，设置于所述机身上。

根据本申请的一些实施例，相邻所述旋翼组件设置于所述机身的不同高度。

根据本申请的一些实施例，所述旋翼组件还包括第一驱动器，所述第一驱动器设置于所述机身上，所述第一驱动器带动所述支撑杆转动。

根据本申请的一些实施例，所述的应急救援无人机还包括：动力电池，设置于所述机身上，以提供电力；灭火剂罐，设置于所述机身上，所述灭火剂罐连接所述伸缩管。

根据本申请的一些实施例，所述的应急救援无人机还包括脐带，所述脐带包括：电缆，以提供电力；灭火剂管，连接所述伸缩管。

根据本申请的一些实施例，所述旋翼组件的旋翼包括：第二驱动器；主动齿轮，所述第二驱动器带动所述主动齿轮转动；被动齿轮，与所述主动齿轮相啮合；第一桨叶齿轮，与所述主动齿轮相啮合，所述被动齿轮与所述第一桨叶齿轮分别位于所述主动齿轮的两侧；第二桨叶齿轮，与所述被动齿轮相啮合；第一桨叶，连接所述第一桨叶齿轮；第二桨叶，连接所述第二桨叶齿轮。

根据本申请的一些实施例，所述旋翼组件包括至少两组所述旋翼，至少两组所述旋翼层叠设置。

根据本申请的一些实施例，所述的应急救援无人机还包括第三驱动器，所述第三驱动器用于带动所述吊舱升降。

本申请的一个实施例提供一种应急救援系统，包括：如上所述的应急救援无人机；应急救援车，能够搭载所述应急救援无人机。

根据本申请的一些实施例，所述应急救援无人机包括脐带的情况下，所述应急救援车包括：发电机，连接所述电缆；灭火剂储存舱，连通所述灭火剂管。

本申请的应急救援无人机具有多个旋翼组件，载重量大，旋翼组件可折叠，占用空间小，功能多样，可靠性高，可在城市应急救援中广泛应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。

图1是本申请实施例应急救援无人机的主视图；

图2是本申请实施例应急救援无人机的侧视图；

图3是本申请实施例应急救援无人机的俯视图；

图4是本申请实施例旋翼组件折叠后的俯视图；

图5是本申请实施例部分旋翼组件折叠后的俯视图；

图6是本申请实施例旋翼组件折叠后的主视图；

图7是本申请实施例脐带的示意图；

图8是本申请实施例旋翼折叠的示意图一；

图9是本申请实施例旋翼的示意图；

图10是本申请实施例旋翼折叠的示意图二；

图11是本申请实施例双层旋翼的示意图；

图12是本申请实施例第三驱动器的示意图；

图13是本申请实施例应急救援系统的示意图；

图14是本申请实施例停机平台升起的示意图；

图15是本申请实施例应急救援无人机起飞的示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供一种应急救援无人机100，应急救援无人机100为旋翼无人机，便于垂直起降。应急救援无人机100包括机身1、多个旋翼组件2、伸缩管3、弹珠发射器4和吊舱5。应急救援无人机100集多种功能于一身，便于应急救援中使用。

机身1的俯视图为“回”字形，机身1的内部空腔用于安装无人机的电气元件。本实施例中，机身1包括第一机身11和第二机身12，第一机身11和第二机身12的俯视图均为“回”字形，第一机身11和第二机身12层叠设置，第二机身12位于第一机身11的下方，便于机身1的制备。可选地，应急救援无人机100还包括起落架13，起落架13设置于机身1的下方，应急救援无人机100落地时，起落架13为应急救援无人机100提供支撑。

旋翼组件2包括支撑杆21和旋翼22，支撑杆21的一端通过铰链可转动的设置于机身1上，旋翼22可转动的设置于支撑杆21的另一端。旋翼22通过旋翼驱动器驱动旋转，旋翼22的转动为应急救援无人机100的起降及空中巡航提供动力。支撑杆21在水平方向能够转动至紧贴机身1的外壁，实现旋翼组件2的折叠。使用应急救援无人机100时，将旋翼组件2展开，不使用应急救援无人机100时，将旋翼组件2折叠收回，节省应急救援无人机100占用的空间。

可选地，本实施例的应急救援无人机100，旋翼组件2展开后直径约7米，旋翼组件2折叠后占用空间约2立方米，载重可达800公斤，有效载荷300公斤。

伸缩管3设置于机身1上，伸缩管3可选用已有的伸缩管，用于喷射灭火剂。伸缩管3伸出后的长度应超过旋翼气流影响区，可选地，本实施例的伸缩管3的长度约为6米。应急救援无人机100飞行至预设位置后，伸出伸缩管3，伸缩管3喷出灭火剂用于灭火。

弹珠发射器4设置于机身1上，弹珠发射器4用于发射弹珠。本实施例的弹珠发射器4设置于机身1的顶端。弹珠发射器4可选用压缩空气发射器，弹珠可选用钢珠，弹珠发射器4发射的钢珠能够击碎窗户或幕墙玻璃，提高救援效率。

吊舱5设置于机身1的下方，可选地，吊舱5为双人座椅式。应急救援的过程中，被困者可以坐在吊舱5中，通过应急救援无人机100进行转移。应急救援无人机100也可用于救助水中的落水者。

本实施例的应急救援无人机100通过多个旋翼组件提供升力，载重量大，旋翼组件可折叠，折叠后占用空间小，能够实现垂直起降、悬停，可通过控制器设定导航路线，运行噪声小，满足城市应急救援的需求。

根据本申请一种可选的方案，相邻旋翼组件2设置于机身1的不同高度。例如，本实施例的应急救援无人机100包括八个旋翼组件2，旋翼组件2展开后，在俯视图中，八个旋翼组件2的旋翼22绕应急救援无人机100轴线圆周均布。第一旋翼组件、第二旋翼组件、第三旋翼组件、第四旋翼组件位于机身的同一高度，第五旋翼组件、第六旋翼组件、第七旋翼组件、第八旋翼组件位于机身的同一高度。可选地，第一旋翼组件、第二旋翼组件、第三旋翼组件、第四旋翼组件位于第一机身11上，第五旋翼组件、第六旋翼组件、第七旋翼组件、第八旋翼组件位于第二机身12上。俯视图中，第五旋翼组件位于第一旋翼组件和第二旋翼组件之间，以此类推，第八旋翼组件位于第四旋翼组件和第一旋翼组件之间。相邻旋翼组件2设置于机身1的不同高度，便于旋翼组件2的折叠收回。

如图4、图5和图6所示，相邻旋翼组件2折叠时支撑杆21的转动方向相反。本实施例中，第一旋翼组件、第二旋翼组件、第三旋翼组件、第四旋翼组件折叠时支撑杆顺时针转动，第五旋翼组件、第六旋翼组件、第七旋翼组件、第八旋翼组件折叠时支撑杆逆时针转动。支撑杆21的长度与机身1的外边缘的边长基本相等。

本实施例将多个旋翼组件2设置为上下两层，当应急救援无人机100的电量不足时，在满足升力要求的前提下，可折叠收回部分旋翼组件，如折叠收回第五旋翼组件、第六旋翼组件、第七旋翼组件、第八旋翼组件，以提升应急救援无人机100的续航能力。

根据本申请的一种可选的方案，旋翼组件2还包括第一驱动器23，第一驱动器23设置于机身1上。可选地，第一驱动器23为驱动缸，如气缸或液压缸。支撑杆21的连接机身1的一端与第一驱动器23的伸缩杆铰接。第一驱动器23的伸缩杆伸出，支撑杆21转动收回，支撑杆21收回，支撑杆21转动展开。第一驱动器23带动支撑杆12转动，便于旋翼组件2的折叠和展开。

可选地，应急救援无人机100还包括动力电池6和灭火剂罐7。动力电池6设置于机身1的内部空间，动力电池6用于为应急救援无人机100的电器元件供电。灭火剂罐7悬挂在机身1的下方，灭火剂罐7与机身1可拆卸的连接，灭火剂罐7的容积根据需求进行选择。灭火剂罐7连通伸缩管3。进行灭火时，灭火剂罐7中的灭火剂通过伸缩管3喷出。动力电池6可选用氢燃料电池或三元锂电池，使用氢燃料电池时需在应急救援无人机100上配置氢气罐，以为氢燃料电池提供燃料。通过动力电池6为应急救援无人机100供电，使得应急救援无人机100不受供电电缆的限制，可以飞行的更远，适用于高层建筑小型火灾的及时扑灭。

如图7所示，一种可选的方案中，应急救援无人机100还包括脐带8，脐带8包括钢缆、电缆和灭火剂管，电缆和灭火剂管均固定在钢缆上。电缆用于为应急救援无人机100的电器元件供电。灭火剂管连通伸缩管3。可选地，在地面设置发电机和灭火剂储存舱，进行灭火时，发电机通过电缆为应急救援无人机100供电，灭火剂储存舱中的灭火剂通过灭火剂泵输送到伸缩管3喷出。通过脐带8为应急救援无人机100供电及提供灭火剂，可以省去动力电池6和灭火剂罐7的重量，适用于高层建筑大面积过火的扑灭。应急救援无人机100不使用时，脐带8缠绕在第一绞盘81上。

如图8、图9和图10所示，旋翼22的桨叶可折叠至与支撑杆21基本平行。旋翼22包括基座221、旋翼包括第二驱动器222、主动齿轮223、被动齿轮224、第一桨叶齿轮225、第二桨叶齿轮226、第一桨叶227和第二桨叶228。

旋翼22通过基座221可转动的设置于支撑杆21的端部。第二驱动器222、主动齿轮223、被动齿轮224、第一桨叶齿轮225、第二桨叶齿轮226均设置于基座221上。第二驱动器222的输出轴连接主动齿轮223，第二驱动器222带动主动齿轮223转动。被动齿轮224与主动齿轮223相啮合，被动齿轮224与主动齿轮223的传动比为1:1。第一桨叶齿轮225与主动齿轮223相啮合，被动齿轮224与第一桨叶齿轮225分别位于主动齿轮223的两侧。第二桨叶齿轮226与被动齿轮224相啮合，第二桨叶齿轮226位于被动齿轮224远离主动齿轮223的一侧。第一桨叶227连接第一桨叶齿轮225，第二桨叶228连接第二桨叶齿轮226。

应急救援无人机100工作时，第二驱动器222带动主动齿轮223转动，主动齿轮223通过第一桨叶齿轮225带动第一桨叶227展开，主动齿轮223通过被动齿轮224和第二桨叶齿轮226带动第二桨叶228展开，第一桨叶227与第二桨叶228之间的角度为180°，之后旋翼驱动器驱动旋翼22转动。需要收回应急救援无人机100时，第二驱动器222带动主动齿轮223反向转动，第一桨叶227与第二桨叶228均向支撑杆21所在侧转动，并转动至与支撑杆21基本平行，完成旋翼22的折叠，以更好的节省应急救援无人机100占用的空间。

如图11所示，每个旋翼组件2包括至少两组旋翼22，至少两组旋翼22层叠设置。本实施例的旋翼组件2具有两组旋翼22。俯视图中，四个桨叶展开后绕旋翼22的轴线圆周均布。每个旋翼组件2包括至少两组旋翼22，能够为应急救援无人机100提供更大的升力。

如图12所示，应急救援无人机100还包括第三驱动器9，可选地，第三驱动器9为带电机的第二绞盘。第三驱动器9通过钢缆连接吊舱5，以带动吊舱5进行升降。本实施例中，吊舱5包括三个吊点，其中一个吊点位于吊舱5的前侧，两个吊点位于吊舱5的后侧。每个吊点均配置第三驱动器9，便于吊舱5的升降。

实施例2

如图13、图14和图15，本实施例提供一种应急救援系统，应急救援系统包括如上所述的应急救援无人机100和应急救援车200，应急救援车200能够搭载应急救援无人机100。应急救援车200将应急救援无人机100运输至指定位置，应急救援无人机100升空进行应急救援。

一种可选的方案中，应急救援车200包括控制室230，操作人员在控制室230中能够对应急救援无人机100发送操控指令并查看应急救援无人机100的状态。

可选地，应急救援无人机100包括脐带8的情况下，应急救援车200包括发电机210和灭火剂储存舱220。发电机210连接电缆，为应急救援无人机100供电，灭火剂储存舱220连通脐带8的灭火剂管，通过伸缩管3喷射灭火剂。

可选地，应急救援车200还包括停机平台240，应急救援车200包括平台板241和升降缸242，升降缸242支撑平台板241，应急救援无人机100不使用时停放在平台板241上。可选地，停机平台240位于发电机210和灭火剂储存舱220之间。

使用应急救援无人机100时，升降缸242驱动平台板241上升至预设位置，应急救援无人机100的旋翼组件2展开，应急救援无人机100升空进行应急救援。应急救援完毕后，应急救援无人机100降落在平台板241上，应急救援无人机100的旋翼组件2折叠，升降缸242驱动平台板241下降。

以上对本申请实施例进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。因此，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种应急救援无人机，其特征在于，包括：

机身；

多个旋翼组件，所述旋翼组件包括支撑杆和旋翼，所述支撑杆可转动的设置于所述机身上，所述旋翼设置于所述旋翼杆上；

伸缩管，设置于所述机身上，用于喷射灭火剂；

弹珠发射器，设置于所述机身上，用于发射弹珠；

吊舱，设置于所述机身上。

2.根据权利要求1所述的应急救援无人机，其特征在于，相邻所述旋翼组件设置于所述机身的不同高度。

3.根据权利要求1所述的应急救援无人机，其特征在于，所述旋翼组件还包括第一驱动器，所述第一驱动器设置于所述机身上，所述第一驱动器带动所述支撑杆转动。

4.根据权利要求1所述的应急救援无人机，其特征在于，还包括：

动力电池，设置于所述机身上，以提供电力；

灭火剂罐，设置于所述机身上，所述灭火剂罐连接所述伸缩管。

5.根据权利要求1所述的应急救援无人机，其特征在于，还包括脐带，所述脐带包括：

电缆，以提供电力；

灭火剂管，连接所述伸缩管。

6.根据权利要求1所述的应急救援无人机，其特征在于，所述旋翼组件的旋翼包括：

第二驱动器；

主动齿轮，所述第二驱动器带动所述主动齿轮转动；

被动齿轮，与所述主动齿轮相啮合；

第一桨叶齿轮，与所述主动齿轮相啮合，所述被动齿轮与所述第一桨叶齿轮分别位于所述主动齿轮的两侧；

第二桨叶齿轮，与所述被动齿轮相啮合；

第一桨叶，连接所述第一桨叶齿轮；

第二桨叶，连接所述第二桨叶齿轮。

7.根据权利要求6所述的应急救援无人机，其特征在于，所述旋翼组件包括至少两组所述旋翼，至少两组所述旋翼层叠设置。

8.根据权利要求1所述的应急救援无人机，其特征在于，还包括第三驱动器，所述第三驱动器用于带动所述吊舱升降。

9.一种应急救援系统，其特征在于，包括：

权利要求1～8任一项所述的应急救援无人机；

应急救援车，能够搭载所述应急救援无人机。

10.根据权利要求9所述的应急救援系统，其特征在于，所述应急救援无人机包括脐带的情况下，所述应急救援车包括：

发电机，连接所述电缆；

灭火剂储存舱，连通所述灭火剂管。

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