CN208611628U - 一种四旋翼飞行器自动灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种四旋翼飞行器自动灭火装置，包括消防控制台和飞行器本体，飞行器本体包括主控制器以及分别与之连接的惯性测量单元、地磁仪、测距传感器、GPS模块、火灾信号接收器和灭火装置启动模块；还包括摄像头模块、图像处理单元、电机驱动模块以及电机，所述摄像头模块通过图像处理单元与主控制器相连，主控制器经电机驱动模块与电机相连。本实用新型利用四旋翼飞行器的便捷性，可操控性，以及灵活性，采用惯性测量和定位系统融合的控制结构与方法，将其应用到实际的火灾救援当中去，使得火灾救援更加及时，准确，可以最大程度上保障人民的生命和财产，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于飞行器消防领域，具体涉及一种四旋翼飞行器自动灭火装置。
背景技术
在现今的控制技术的迅速发展，无人飞行器的应用领域也是越来越多，大多情况都是在人工的干预的作用之下对无人飞行器进行控制，对突发的状况能够自主的处理和执行。无人飞行器顾名思义就是不要驾驶员进行操作，利用自身的控制系统以及在周围环境因素干预的情况之下进行自适应的调节控制。无人飞行器出现在二十世纪二十年代，最早出现时是作为靶机供放空火炮部队进行打靶使用的，开始了无人飞行器的应用，之后应用的领域越来越广，也进入了民用的领域。在社会治安方面消防安全关乎着人们的生命财产安全，在消防领域对无人飞行器的合理使用在一定程度上能够很好的帮助和保护人民，有利于社会治安。
无人飞行器分别为固定翼和旋翼两种，旋翼无人机与固定翼无人机相比具有多方面的优势，旋翼无人机是可以垂直起降，节省了空间，更加具有适应性，而且也拥有良好的低空低速飞行性能并可以在空中悬停。对于固定翼而言就不是如此了。四旋翼飞行器是一种电动的能够垂直起降的飞行器，属于非共轴式蝶形飞行器，与常规旋翼式飞行器相比，四旋翼飞行器不需要调整螺旋桨倾角来改变姿态，而是通过改变四个螺旋桨的转速来改变飞行器的姿态，因此结构比较紧凑。在螺旋桨数量的增加，飞行器的载重也会增大，在增加旋翼数量的同时其控制难度也随之增加，以及它的成本，相比于四旋翼飞行器而言其机械结构简单，成本较低，易于维护。其中四个螺旋桨对称分布，使得四旋翼飞行器的机动能你更强，静态盘旋的稳定性更好，也更容易实现机型的微小型化，从而可以有更大的空间安装灭火装置。对于现在无人飞行器在消防领域的应用非常少，利用无人飞行器能够拥有快速应急反应能力，从而减少火灾引起的财产损失，也有利于保证消防人员的安全。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种四旋翼飞行器自动灭火装置。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种四旋翼飞行器自动灭火装置，包括消防控制台和飞行器本体，所述飞行器本体上设有主控制器以及分别与之连接的惯性测量单元、地磁仪、测距传感器、GPS模块、火灾信号接收器和灭火装置启动模块；还包括摄像头模块、图像处理单元、电机驱动模块以及电机，所述摄像头模块通过图像处理单元与主控制器相连，主控制器经电机驱动模块与电机相连；所述惯性测量单元用于检测检测四旋翼飞行器的惯性数据，所述地磁仪用于检测四旋翼飞行器的方位角数据，所述测距传感器用于检测四旋翼飞行器的高度数据，所述GPS模块用于检测四旋翼飞行器的位置数据，所述主控制器将上述各数据处理并判断飞行器的飞行状态，根据数据反馈进行对电机的控制；所述摄像头模块用于场景拍摄，所述图像处理单元用于拍摄的位置图像信息的产生，并将图像信息传送到主控制器；所述火灾信号接收器用于接收消防控制台发出的火灾信息，并将信息传送给主控制器；所述灭火装置启动模块用于控制飞行器中灭火材料的释放。
本实用新型更进一步改进方案是，所述火灾信号接收器内设有无线蓝牙模块；所述无线蓝牙模块用于信息的接收和发送，火灾现场发出火灾报警信息，消防控制台接收到火灾信息，通过无线蓝牙模块将火灾信息发送给火灾信号接收器，火灾信号接收器接收到火灾信号后再将火灾信号传送给主控制器。
本实用新型更进一步改进方案是，所述主控制器的型号为TIVA M4。
本实用新型更进一步改进方案是，所述惯性测量单元的型号为MPU6150，包括三轴加速度传感器和陀螺仪；地磁仪的型号为HMC5983；测距传感器为HC-SR04晁申波传感器；GPS模块的型号为HOLUX M-89。
本实用新型更进一步改进方案是，所述摄像头模块的型号为OV7670。
本实用新型更进一步改进方案是，所述无线蓝牙模块由型号为CC2642R的无线MCU构成。
本实用新型更进一步改进方案是，所述灭火装置启动模块由型号为BS42HB38-01的42步进电机构成。
本实用新型更进一步改进方案是，所述电机设有4个，分别带动飞行器的一个螺旋桨从而构成四个旋翼。
本实用新型的工作原理是：火灾现场发出火灾报警信息，控制台接收到火灾信息，通过无线模块将火灾信息发送给飞行器的火灾信号接收器，飞行器接收到火灾信号，利用包括主控制器以及分别与之连接的惯性测量单元，地磁仪，测距传感器和GPS模块，还包括摄像头模块，图像处理模块，电机驱动模块以及与之分别连接的四个电机对四旋翼飞行器进行控制，确定位置，启动飞行器，规划路线，飞往火灾现场并通过灭火装置启动模块执行灭火工作。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
本实用新型的一种四旋翼飞行器自动灭火装置，通过设置主控制器以及分别与之相连的惯性测量单元、地磁仪、测距传感器、GPS模块、火灾信号接收器、摄像头模块、图像处理单元、电机驱动模块、电机以及灭火装置启动模块等，利用四旋翼飞行器的便捷性，可操控性，以及灵活性，采用惯性测量和定位系统融合的控制结构与方法，将其应用到实际的火灾救援当中去，使得火灾救援更加及时准确，可以最大程度上保障人民的生命和财产，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理示意图。
图2是本实用新型模块的消防过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
参阅图1-2，一种四旋翼飞行器自动灭火装置，包括消防控制台和飞行器本体，所述飞行器本体上设有主控制器以及分别与之连接的惯性测量单元、地磁仪、测距传感器、GPS模块、火灾信号接收器和灭火装置启动模块；还包括摄像头模块、图像处理单元、电机驱动模块以及电机，所述摄像头模块通过图像处理单元与主控制器相连，主控制器经电机驱动模块与电机相连；所述惯性测量单元用于检测检测四旋翼飞行器的惯性数据，所述地磁仪用于检测四旋翼飞行器的方位角数据，所述测距传感器用于检测四旋翼飞行器的高度数据，所述GPS模块用于检测四旋翼飞行器的位置数据，所述主控制器将上述各数据处理并判断飞行器的飞行状态，根据数据反馈进行对电机的控制；所述摄像头模块用于场景拍摄，所述图像处理单元用于拍摄的位置图像信息的产生，并将图像信息传送到主控制器；所述火灾信号接收器用于接收消防控制台发出的火灾信息，并将信息传送给主控制器；所述灭火装置启动模块用于控制飞行器中灭火材料的释放。
本实施例中，所述火灾信号接收器内设有无线蓝牙模块；所述无线蓝牙模块用于信息的接收和发送，火灾现场发出火灾报警信息，消防控制台接收到火灾信息，通过无线蓝牙模块将火灾信息发送给火灾信号接收器，火灾信号接收器接收到火灾信号后再将火灾信号传送给主控制器。
本实施例中，所述主控制器的型号为TIVA M4。
本实施例中，所述惯性测量单元的型号为MPU6150，包括三轴加速度传感器和陀螺仪；地磁仪的型号为HMC5983；测距传感器为HC-SR04晁申波传感器；GPS模块的型号为HOLUXM-89。
本实施例中，所述摄像头模块的型号为OV7670。
本实施例中，所述无线蓝牙模块由型号为CC2642R的无线MCU构成。
本实施例中，所述灭火装置启动模块由型号为BS42HB38-01的42步进电机构成。
本实施例中，所述电机设有4个，分别带动飞行器的一个螺旋桨从而构成四个旋翼。
具体工作过程：
当出现火灾时，火灾现场发出火灾报警信息，消防控制台接收到火灾信息，通过无线蓝牙模块将火灾信息发送给飞行器，飞行器接收到火灾信号，将火灾信号传送给主控制器；然后通过惯性测量单元、地磁仪、测距传感器和GPS模块分别检测四旋翼飞行器的惯性数据、方位角数据，高度数据和位置数据并将这些数据传送到主控制器进行处理判断飞行器的飞行状态，根据这些数据反馈进行对电机的控制，使得飞行器在一个准确的飞行位置；飞行器到达火灾现场后，摄像头模块采集位置图像信号，以及拍摄火灾状况，将这些信息送达至控制器当中进行处理，为飞行器提供飞行的周围状态数据以及对火灾的评估，并将信息通过主控制器传给灭火装置启动模块，最后由灭火装置启动模块控制释放灭火材料。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种四旋翼飞行器自动灭火装置，其特征在于：包括消防控制台和飞行器本体，所述飞行器本体上设有主控制器以及分别与之连接的惯性测量单元、地磁仪、测距传感器、GPS模块、火灾信号接收器和灭火装置启动模块；还包括摄像头模块、图像处理单元、电机驱动模块以及电机，所述摄像头模块通过图像处理单元与主控制器相连，主控制器经电机驱动模块与电机相连；所述惯性测量单元用于检测检测四旋翼飞行器的惯性数据，所述地磁仪用于检测四旋翼飞行器的方位角数据，所述测距传感器用于检测四旋翼飞行器的高度数据，所述GPS模块用于检测四旋翼飞行器的位置数据，所述主控制器将上述各数据处理并判断飞行器的飞行状态，根据数据反馈进行对电机的控制；所述摄像头模块用于场景拍摄，所述图像处理单元用于拍摄的位置图像信息的产生，并将图像信息传送到主控制器；所述火灾信号接收器用于接收消防控制台发出的火灾信息，并将信息传送给主控制器；所述灭火装置启动模块用于控制飞行器中灭火材料的释放。
2.根据权利要求1所述的一种四旋翼飞行器自动灭火装置，其特征在于：所述火灾信号接收器内设有无线蓝牙模块；所述无线蓝牙模块用于信息的接收和发送，火灾现场发出火灾报警信息，消防控制台接收到火灾信息，通过无线蓝牙模块将火灾信息发送给火灾信号接收器，火灾信号接收器接收到火灾信号后再将火灾信号传送给主控制器。
3.根据权利要求2所述的一种四旋翼飞行器自动灭火装置，其特征在于：所述主控制器的型号为TIVA M4。
4.根据权利要求2所述的一种四旋翼飞行器自动灭火装置，其特征在于：所述惯性测量单元的型号为MPU6150，包括三轴加速度传感器和陀螺仪；地磁仪的型号为HMC5983；测距传感器为HC-SR04晁申波传感器；GPS模块的型号为HOLUX M-89。
5.根据权利要求2所述的一种四旋翼飞行器自动灭火装置，其特征在于：所述摄像头模块的型号为OV7670。
6.根据权利要求2所述的一种四旋翼飞行器自动灭火装置，其特征在于：所述无线蓝牙模块由型号为CC2642R的无线MCU构成。
7.根据权利要求2所述的一种四旋翼飞行器自动灭火装置，其特征在于：所述灭火装置启动模块由型号为BS42HB38-01的42步进电机构成。
8.根据权利要求2所述的一种四旋翼飞行器自动灭火装置，其特征在于：所述电机设有4个，分别带动飞行器的一个螺旋桨从而构成四个旋翼。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110124228A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-08-16 | 张兰勇 | 空中无人灭火机器人系统 |
| CN110251863A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-20 | 张兰勇 | 一种森林灭火机器人综合系统 |
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