CN207311836U - 一种高层火灾无人机救援装置 - Google Patents
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Abstract
一种高层火灾无人机救援装置，包括无人机、无人机上设置有机载控制系统、导航模块，信息采集调制模块、摄像照相模块、发光的引导信号灯、语音对讲装置、生命探测系统、无人机照明系统、投放系统、地面控制站。通过无人机这个媒介，将一线战斗员、现场指挥员和后方决策者进行有效的、立体的连接，使得整个灭火救援战斗形成一个有机的整体。
Description
技术领域
本实用新型涉及火灾救援领域，特别涉及一种高层火灾无人机救援装置。
背景技术
目前随着无人机技术越来越成熟，无人机从军事到民用的应用也越来越广泛，由于采用了先进的遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，以及高分辨率的摄像镜头，配合完善的飞行及地勤保障系统，无人机可从低空对地面目标实施长时间监控，从更广阔的视角捕捉传统手段无法涉足的区域，弥补救援人员无法达到区域的实时监控工作，并可先于救援人员到达灾害现场，这样指挥人员对灾害现场的指挥工作起到非常大的辅助功能，防止到达现场的侦查人员误人极度危险地带，避免不必要的人员伤害事故的发生，从而进一步使灾害救援的效率大大提高。另外无人机在定点持续监控、火情报警、现场火情存档与取证等方面充分发挥技术防范手段的重要作用。
实用新型内容
为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高层火灾无人机救援装置，其可有效提高救援的效率，将被困人员准确、快速带至安全区域等待救援或者带至救援区域。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种高层火灾无人机救援装置，包括无人机、无人机上设置有机载控制系统，投放系统，语音对讲装置、生命诊断系统、投放系统、热传感器、雷达生命探测器、照明系统、摄影照相机、降落伞装置、信号采集系统及引导信号灯分别与无人机连接并由机载控制系统控制；
信号采集系统包括信号发射器及信号接收器；
摄影照相机包括照明器，热成像相机，高速CCD数码相机及高光谱成像仪；
所述降落伞装置还设置有失重传感器；
无人机连接地面控制站，依靠无人机投放防火服并作为指引，将被困人员带至安全区域等待救援或者带至救援区域；
地面控制站设置有遥控装置，信号发射器，语音对讲装置及图像接收装置；
所述摄影照相机固定在无人机的前部位置；包括高速CCD数码相机，禅思XT热成像相机，Pika II高光谱成像仪；高速CCD数码相机提高分辨率，禅思XT热成像相机，Pika II高光谱成像仪将火灾现场环境影响降低，照明器穿透烟雾有助于CCD数码相机，禅思XT 热成像相机，Pika II高光谱成像仪更好的完成拍摄任务。
无人机采用地形辅助导航。
信号采集系统位于无人机顶部，无人机的信息采集调制模块分为三个数据传送模块，第一信息采集模块用于将摄像头模块采集到的视频、音频等信息和GPS定位单元信息，经过信号处理单元处理后依次经过编码通过信号依次传送给地面控制站；第二信息传送模块是用于将地面控制站根据第一信息采集模块传送回来信息综合后做出的具体指令传送给无人机，经过无人机信号处理模块传至无人机控制系统做出具体动作；第三信息传送模块是无人机发送的信号、拍摄图像通过专用无线设备传到一线战斗员的可视化头盔当中，同时战斗员的可视化头盔也接受地面指挥中心的信号和指令。
生命诊断系统固定在无人机的前部位置，采用SJ-300型号雷达生命诊断系统该雷达采用超宽带技术，辐射信号的频谱分量主要分布在穿透能力强的频段上，在穿透探测上具有很强的优势，通过雷达发射电磁波可穿透探测15米范围之内的墙体，准确探测出被困人员；当发现被困者地面指挥中心根据高层的地理情况选择合适的救援路线，并将路线发送给一线战斗员的可视化头盔当中。
投放系统固定在无人机的底部位置；投放装置主体有两个腔体，两个箱体用隔板隔开，右侧内装有防火服，右侧箱体内含飞爪，用飞爪将防火服投放给被困者；左侧箱体内装有呼吸器。呼吸器用吸盘投放可以防止损坏；吸盘安装在投放装置左方，地面操纵平台通过无线传输模块接收和发射无线的信号来控制无人机投放系统。
所述语音对讲装置，当发现被困者可以通过语音对讲模块安抚被困者情绪，使其配合救援，还可以向其询问其他被困者的地理位置；通过无人机集成语音、扩音模块后，可以利用它实现空中呼喊或者传达指令，不仅能使消防部队调配人员进行重点区域灭火工作，还能及时通知消防人员撤离危险地区，并提供最佳撤离路径。
所述引导信号灯，采用高亮度发光体，火灾现场烟雾缭绕，可见度不高，引导信号灯的灯光采用太赫兹照明器，光的颜色采用红色，红色穿透烟雾能力最强。
所述救援无人机照明系统采用能吸收烟雾的照明灯；由灯箱、照明灯槽、照明灯、滤网、烟雾感应装置、空气过滤装置、带电机离心式风扇、灰尘盒、LED绿色发光二极管九部分组成，当该灯开启后，照明灯正常工作，一旦周围产生烟雾，由烟雾感应装置感应到烟雾，传递信号，一旦达到装置的感应最大值，立即使电路闭合形成回路，绿色LED也会发光显示电路已通，电机工作，风扇旋转，烟雾自动吸收入灯箱内腔，经空气过滤装置过滤后，从斜纹过滤槽排出箱外，灰尘自动落下留在灰尘盒中。
所述降落伞装置和失重传感器均位于无人机顶部中间位置；所述降落伞装置和失重传感器均与机载控制系统连接，所述降落伞装置用于在救援无人机降落或坠落时根据信号接收器传来的指令在机载控制系统的控制下打开降落伞。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：
本实用新型在实际高层建筑火灾救援中弥补了现有消防设备高度不足的缺陷，具有轻便、灵活、快速、准确等特性，尤其是具备灭火、救援、勘察等多功能技术优势，减轻了消防人员风险，在高层建筑火灾救灭火救援工作中的应用具有重大现实意义。
地形辅助导航是指无人机在飞行过程中，利用预先储存的飞行路线中某些地区的特征数据，与实际飞行过程中测量到的相关数据进行不断比较来实施导航修正的一种方法；地形辅助导航可分为地形匹配、景像匹配和桑地亚惯性地形辅助导航。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。
如图1所示，
一种高层火灾无人机救援装置，包括无人机、无人机上设置有机载控制系统，投放系统，语音对讲装置、生命诊断系统、投放系统、热传感器、雷达生命探测器、照明系统、摄影照相机、降落伞装置、信号采集系统及引导信号灯分别与无人机连接并由机载控制系统控制；
信号采集系统包括信号发射器及信号接收器；
摄影照相机包括照明器，热成像相机，高速CCD数码相机及高光谱成像仪；
所述降落伞装置还设置有失重传感器；
无人机连接地面控制站，依靠无人机投放防火服并作为指引，将被困人员带至安全区域等待救援或者带至救援区域；
地面控制站设置有遥控装置，信号发射器，语音对讲装置及图像接收装置；
所述摄影照相机固定在无人机的前部位置；包括高速CCD数码相机，禅思XT热成像相机，Pika II高光谱成像仪；高速CCD数码相机提高分辨率，禅思XT热成像相机，Pika II高光谱成像仪将火灾现场环境影响降低，照明器穿透烟雾有助于CCD数码相机，禅思XT 热成像相机，Pika II高光谱成像仪更好的完成拍摄任务。
无人机采用地形辅助导航。
信号采集系统位于无人机顶部，无人机的信息采集调制模块分为三个数据传送模块，第一信息采集模块用于将摄像头模块采集到的视频、音频等信息和GPS定位单元信息，经过信号处理单元处理后依次经过编码通过信号依次传送给地面控制站；第二信息传送模块是用于将地面控制站根据第一信息采集模块传送回来信息综合后做出的具体指令传送给无人机，经过无人机信号处理模块传至无人机控制系统做出具体动作；第三信息传送模块是无人机发送的信号、拍摄图像通过专用无线设备传到一线战斗员的可视化头盔当中，同时战斗员的可视化头盔也接受地面指挥中心的信号和指令。
生命诊断系统固定在无人机的前部位置，采用SJ-300型号雷达生命诊断系统该雷达采用超宽带技术，辐射信号的频谱分量主要分布在穿透能力强的频段上，在穿透探测上具有很强的优势，通过雷达发射电磁波可穿透探测15米范围之内的墙体，准确探测出被困人员；当发现被困者地面指挥中心根据高层的地理情况选择合适的救援路线，并将路线发送给一线战斗员的可视化头盔当中。
投放系统固定在无人机的底部位置；投放装置主体有两个腔体，两个箱体用隔板隔开，右侧内装有防火服，右侧箱体内含飞爪，用飞爪将防火服投放给被困者；左侧箱体内装有呼吸器。呼吸器用吸盘投放可以防止损坏；吸盘安装在投放装置左方，地面操纵平台通过无线传输模块接收和发射无线的信号来控制无人机投放系统。
所述语音对讲装置，当发现被困者可以通过语音对讲模块安抚被困者情绪，使其配合救援，还可以向其询问其他被困者的地理位置；通过无人机集成语音、扩音模块后，可以利用它实现空中呼喊或者传达指令，不仅能使消防部队调配人员进行重点区域灭火工作，还能及时通知消防人员撤离危险地区，并提供最佳撤离路径。
所述引导信号灯，采用高亮度发光体，火灾现场烟雾缭绕，可见度不高，引导信号灯的灯光采用太赫兹照明器，光的颜色采用红色，红色穿透烟雾能力最强。
所述救援无人机照明系统采用能吸收烟雾的照明灯；由灯箱、照明灯槽、照明灯、滤网、烟雾感应装置、空气过滤装置、带电机离心式风扇、灰尘盒、LED绿色发光二极管九部分组成，当该灯开启后，照明灯正常工作，一旦周围产生烟雾，由烟雾感应装置感应到烟雾，传递信号，一旦达到装置的感应最大值，立即使电路闭合形成回路，绿色LED也会发光显示电路已通，电机工作，风扇旋转，烟雾自动吸收入灯箱内腔，经空气过滤装置过滤后，从斜纹过滤槽排出箱外，灰尘自动落下留在灰尘盒中。
所述降落伞装置和失重传感器均位于无人机顶部中间位置；所述降落伞装置和失重传感器均与机载控制系统连接，所述降落伞装置用于在救援无人机降落或坠落时根据信号接收器传来的指令在机载控制系统的控制下打开降落伞。
本实用新型的工作原理为：
本实用新型是一种高层火灾无人机救援装置，包括无人机、无人机上设置有机载控制系统、导航模块，信息采集调制模块、摄像照相模块、发光的引导信号灯、语音对讲装置、生命探测系统、无人机照明系统、投放系统、地面控制站。其操作具体如下：
(1)当发生火灾时，地面指挥中心打开1-遥控装置控制2-无人机飞通过GPS导航系统飞往火灾区域，到达火灾区域打开3-太赫兹照明器，4-雷达生命诊断系统，5-照明系统，6-红外探测仪，7-高速 CCD数码相机，8-Pika II高光谱成像仪，9-禅思XT热成像相机， 10-信号采集系统，11-信号接受器，12-信号发射器。
(2)当通过4-雷达生命诊断系统发现被困者，地面指挥中心通过1-遥控装置控制2-无人机飞往被困区域，同时打开13-语音对讲装置对被困者进行安抚，若被困者未昏迷有行动能力，打开14-投放装置飞爪投放防火服，吸盘投放呼吸装置。打开无人机信号指引灯，地面控制中心根据现场实际情况规划出合理的救援路径，由无人机带领被困者移动至安全区域，同时GPS系统留下坐标位置发送给一线战斗员的可视化头盔，由战斗员至安全区域将其带出。若被困者昏迷则打开15-生命诊断系统诊断被困者的生命状态，这些信息发送给地面指挥中心，由地面指挥中心研究采取何种救援方式，何种救援工具，地面指挥中心将救援所需工具，救护用品等信息发送给一线战斗员的可视化头盔，一线战斗人员根据信息装备好物资进行救援，地面指挥中心同时命令无人机打开14-投放装置投放防火服覆盖被困者身体。
(3)一次救援完成后通过12-信号发射器向2-无人机发出指令使其在火灾区域搜寻被困者，同时通过7-高速CCD数码相机，8-Pika II高光谱成像仪，9-禅思XT热成像相机拍摄现场影像并利用10-信号采集系统将信息传送给地面指挥中心。地面指挥中心根据2-无人机传送回来的影像资料采取相应的有针对性的灭火措施.
(4)在救援的过程中可以通过无人机集成语音、扩音模块后，可以利用它实现空中呼喊或者传达指令，不仅能使消防部队调配没有可视化头盔作战人员进行重点区域灭火工作，还能及时通知消防人员撤离危险地区，并提供最佳撤离路径。
(4)当需要使救援无人机降落时，指挥中心人员通过11-信号发射器向5-信号接受器发射指令并传达至2-无人机，进而在救援无人机的机载控制系统的控制下打开降落伞，从而便于救援无人机的降落；当救援无人机坠落时，指挥中心人员通过15-地面信号发射器向 11-无人机信号接受器发射指令并传达至2-无人机，使降落伞在机载控制系统的控制下打开，也可在人未及时注意到救援无人机坠落时，由失重传感器向机载控制系统发出信号，并在设定的合理失重后，使降落伞在机载控制系统的控制下打开，而防止救援无人机的坠毁，保障救援无人机的使用安全。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高层火灾无人机救援装置，其特征在于，包括无人机、无人机上设置有机载控制系统，投放系统，语音对讲装置、生命诊断系统、投放系统、热传感器、雷达生命探测器、照明系统、摄影照相机、降落伞装置、信号采集系统及引导信号灯分别与无人机连接并由机载控制系统控制；
信号采集系统包括信号发射器及信号接收器；
摄影照相机包括照明器，热成像相机，高速CCD数码相机及高光谱成像仪；
所述降落伞装置还设置有失重传感器；
无人机连接地面控制站，依靠无人机投放防火服并作为指引，将被困人员带至安全区域等待救援或者带至救援区域；
地面控制站设置有遥控装置，信号发射器，语音对讲装置及图像接收装置。
2.根据权利要求1所述高层火灾无人机救援装置，其特征在于:所述摄影照相机固定在无人机的前部位置；包括高速CCD数码相机，禅思XT热成像相机，Pika II高光谱成像仪；高速CCD数码相机提高分辨率，禅思XT热成像相机，Pika II高光谱成像仪将火灾现场环境影响降低，照明器穿透烟雾有助于CCD数码相机，禅思XT热成像相机，Pika II高光谱成像仪更好的完成拍摄任务。
3.根据权利要求1所述高层火灾无人机救援装置，其特征在于：无人机采用地形辅助导航。
4.根据权利要求1所述高层火灾无人机救援装置，其特征在于:信号采集系统位于无人机顶部，无人机的信息采集调制模块分为三个数据传送模块，第一信息采集模块用于将摄像头模块采集到的视频、音频信息和GPS定位单元信息，经过信号处理单元处理后依次经过编码通过信号依次传送给地面控制站；第二信息传送模块是用于将地面控制站根据第一信息采集模块传送回来信息综合后做出的具体指令传送给无人机，经过无人机信号处理模块传至无人机控制系统做出具体动作；第三信息传送模块是无人机发送的信号、拍摄图像通过专用无线设备传到一线战斗员的可视化头盔当中，同时战斗员的可视化头盔也接受地面指挥中心的信号和指令。
5.根据权利要求1所述高层火灾无人机救援装置，其特征在于:生命诊断系统固定在无人机的前部位置，采用SJ-300型号雷达生命诊断系统该雷达采用超宽带技术，辐射信号的频谱分量主要分布在穿透能力强的频段上，在穿透探测上具有很强的优势，通过雷达发射电磁波可穿透探测15米范围之内的墙体，准确探测出被困人员；当发现被困者地面指挥中心根据高层的地理情况选择合适的救援路线，并将路线发送给一线战斗员的可视化头盔当中。
6.根据权利要求1所述高层火灾无人机救援装置，其特征在于:投放系统固定在无人机的底部位置；投放装置主体有两个腔体，两个箱体用隔板隔开，右侧内装有防火服，右侧箱体内含飞爪，用飞爪将防火服投放给被困者；左侧箱体内装有呼吸器，吸器用吸盘投放可以防止损坏；吸盘安装在投放装置左方，地面操纵平台通过无线传输模块接收和发射无线的信号来控制无人机投放系统。
7.根据权利要求1所述高层火灾无人机救援装置，其特征在于:所述语音对讲装置，当发现被困者可以通过语音对讲模块安抚被困者情绪，使其配合救援，还可以向其询问其他被困者的地理位置；通过无人机集成语音、扩音模块后，可以利用它实现空中呼喊或者传达指令，不仅能使消防部队调配人员进行重点区域灭火工作，还能及时通知消防人员撤离危险地区，并提供最佳撤离路径。
8.根据权利要求1所述的高层火灾无人机救援装置，其特征在于:所述引导信号灯，采用高亮度发光体，火灾现场烟雾缭绕，可见度不高，引导信号灯的灯光采用太赫兹照明器，光的颜色采用红色，红色穿透烟雾能力最强。
9.根据权利要求8所述的高层火灾无人机救援装置，其特征在于：所述救援无人机照明系统采用能吸收烟雾的照明灯；由灯箱、照明灯槽、照明灯、滤网、烟雾感应装置、空气过滤装置、带电机离心式风扇、灰尘盒、LED绿色发光二极管九部分组成，当该灯开启后，照明灯正常工作，一旦周围产生烟雾，由烟雾感应装置感应到烟雾，传递信号，一旦达到装置的感应最大值，立即使电路闭合形成回路，绿色LED也会发光显示电路已通，电机工作，风扇旋转，烟雾自动吸收入灯箱内腔，经空气过滤装置过滤后，从斜纹过滤槽排出箱外，灰尘自动落下留在灰尘盒中。
10.根据权利要求1所述高层火灾无人机救援装置，其特征在于:所述降落伞装置和失重传感器均位于无人机顶部中间位置；所述降落伞装置和失重传感器均与机载控制系统连接，所述降落伞装置用于在救援无人机降落或坠落时根据信号接收器传来的指令在机载控制系统的控制下打开降落伞。
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Granted publication date: 20180504 Termination date: 20180912 |