CN209581866U - 一种带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，包括无人机（1），所述无人机（1）的机腹底部固定设置有投弹系统（2）且在无人机（1）的前端挂载有热成像仪（3），所述的投弹系统（2）由投弹舱（8）和位于投弹舱（8）内的旋转支架（5）组成，且在投弹舱（8）的尾端安装有用于驱动旋转支架（5）的步进电机（21），在步进电机（21）的驱动下，通过旋转支架（5）的持续旋转将装在投弹舱（8）内的多个灭火弹依次从投弹口（83）投出。本实用新型的系统据热成像仪检测到火源所在地，遥控无人机至火源上方投灭火弹，该无人机可到达人类难以到达的区域进行灭火，一次工作能携带较多灭火弹，灭火性能较好。

Description

一种带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统

技术领域

本实用新型涉及林业机械技术领域，尤其涉及一种森林防火设备，具体地说一种采用无人机和热成像仪实现远程遥控检测、灭火的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统。

背景技术

林业是我国生态建设的主体，但年均发生的两万多次火灾不仅给我国造成严重的直接经济损失，长久来看造成的生态效益损失更是无法估算。尤其我国农林业较为发达，一些人为或自然发生的小型火灾给人们带来了很大的困扰。特别是一些地势较高、位置偏远的山林地带和种植范围较大，种植面积较密的农田地区。这些地段一旦发生火灾，需要在第一时间将火灾扑灭或者减缓火灾的蔓延，以防止火势变大。但是由于地形的限制，人员设备第一时间无法快速接近火源，且面对这些小型火灾又无需动用大型消防设备。所以现在迫切的需要一种小型的具备快速机动能力又能够应对初期小型火灾的设备。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种采用无人机和热成像仪实现远程遥控检测、灭火的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统；该系统一次可携带四枚灭火弹，比现在一次只能携带一枚灭火弹的无人机灭火系统极大提高了灭火性能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，包括无人机，其特征在于：所述无人机的机腹底部固定设置有投弹系统且在无人机的前端挂载有热成像仪，所述的投弹系统由投弹舱和位于投弹舱内的旋转支架组成，且在投弹舱的尾端安装有用于驱动旋转支架的步进电机，在步进电机的驱动下，通过旋转支架的持续旋转将装在投弹舱内的多个灭火弹依次从投弹口投出。

所述的热成像仪选用FLIR Vue Pro红外热成像仪，热成像仪拍摄的图像可传输给地面的人员，使得监控人员能够发现火情并定位森林中的火势，从而在火源上方通过遥控步进电机投出灭火弹。

所述的旋转支架包括挡板、弹簧夹、前支架、中轴、后支架，挡板、弹簧夹、前支架、后支架相互配合用以托起多个灭火弹，所述中轴的尾端与步进电机的驱动端相连接，后支架和前支架分别设置在中轴的尾部和前端，前支架的开口侧采用挡板封闭，挡板的一端采用销固定在前支架的开口一侧处且前支架的开口另一侧处设有能够封闭挡板另一端的弹簧夹。

所述投弹舱的内壁上设有对应弹簧夹设置的下挡块和上挡块，下挡块用于抵住弹簧夹的一端使得弹簧夹被打开并放开挡板，灭火弹才能够投弹舱底部的投弹口投出；上挡块用以抵住弹簧夹的一端使得弹簧夹被打开让前面放开的挡板回位。

所述投弹舱的前端设有舱盖，打开舱盖用以将灭火弹装在旋转支架上。

所述投弹舱的顶部装有带光孔的凸台，投弹舱通过凸台安装在电池架的底部，电池架上的槽和凸台上光孔对应设置且槽和光孔采用螺栓螺母连接。

所述的无人机、步进电机和热成像仪皆采用无人机内携带的电池供电。

所述的无人机采用八旋翼无人机。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型的系统通过八旋翼无人机、投弹系统、热成像仪的组合来实现遥控检测、发现火情并及时灭火；使用时，根据热成像仪传输的图像数据，可及时发现并定位森林中的火势，由操作人员遥控无人机至火源上方，再遥控步进电机工作，使整个系统完成以上投弹工作，投弹结束后无人机需返航进行人工装弹；该森林灭火装置能到达人类难以到达的地方进行灭火，一次工作能携带较多灭火弹，灭火性能较好，并且投弹系统经济简单。

附图说明

附图1为本实用新型的森林灭火用载弹无人机系统的立体结构示意图；

附图2为本实用新型的森林灭火用载弹无人机系统的平面结构示意图；

附图3为本实用新型的投弹系统结构示意图之一；

附图4为本实用新型的投弹系统结构示意图之二；

附图5为本实用新型的投弹系统的正面剖面结构示意图；

附图6为本实用新型的旋转支架的立体结构示意图。

其中：1—无人机；2—投弹系统；21—步进电机；3—热成像仪；4—舱盖；5—旋转支架；51—挡板；52—弹簧夹；53—前支架；54—中轴；55—后支架；6—光孔；7—凸台；8—投弹舱；81—下挡块；82—上挡块；83—投弹口；9—电池架；91—槽。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-6所示：一种带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，包括八旋翼无人机1，在无人机1的机腹底部固定设置有投弹系统2且在无人机1的前端挂载有热成像仪3，无人机1、步进电机21和热成像仪3皆采用无人机1内携带的电池供电；上述的投弹系统2由投弹舱8和位于投弹舱8内的旋转支架5组成，且在投弹舱8的尾端安装有用于驱动旋转支架5的步进电机21，在步进电机21的驱动下，通过旋转支架5的持续旋转将装在投弹舱8内的多个灭火弹依次从投弹口83投出；热成像仪3选用FLIR Vue Pro红外热成像仪，热成像仪3拍摄的图像可传输给地面的人员，使得监控人员能够发现火情并定位森林中的火势，从而在火源上方通过遥控步进电机21投出灭火弹。

在上述结构中，如图6所示，旋转支架5包括挡板51、弹簧夹52、前支架53、中轴54、后支架55，挡板51、弹簧夹52、前支架53、后支架55相互配合用以托起多个灭火弹，所述中轴54的尾端与步进电机21的驱动端相连接，后支架55和前支架53分别设置在中轴54的尾部和前端，前支架53的开口侧采用挡板51封闭，挡板51的一端采用销固定在前支架53的开口一侧处且前支架53的开口另一侧处设有能够封闭挡板51另一端的弹簧夹52。

如图3-5所示，在投弹舱8的内壁上设有对应弹簧夹52设置的下挡块81和上挡块82，下挡块81用于抵住弹簧夹52的一端使得弹簧夹52被打开并放开挡板51，灭火弹才能够投弹舱8底部的投弹口83投出；上挡块82用以抵住弹簧夹52的一端使得弹簧夹52被打开让前面放开的挡板51回位。且在投弹舱8的前端设有舱盖4，打开舱盖4用以将灭火弹装在旋转支架5上。

如图3-4所示，为了将投弹系统2与八旋翼无人机1连接，将投弹舱8的顶部加设一凸台7，并在凸台7上开设四个光孔6，这四个光孔6与无人机1上的电池架9上的四个槽91对应，投弹舱8通过凸台7安装在电池架9的底部，即槽91和光孔6通过四个螺栓螺母连接，并且凸台7可沿槽91的方向移动槽91的长度的距离，以更方便的调整无人机1与投弹系统2的连接。

下面通过具体实施例和其工作工程来进一步的说明本实用新型提供的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统。

参见图1-2所示，一种带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，包括八旋翼无人机1、投弹系统2、热成像仪3。其中，无人机1内携带的电池给无人机1、热成像仪3、步进电机21供电；热成像仪3为现有技术，选用FLIR Vue Pro红外热成像仪挂载于无人机1的前端，热成像仪3拍摄的图像可传输给地面的人员；投灭火弹的功能由投弹系统2完成，该投弹系统2总体包括投弹舱8、旋转支架5。其中，投弹舱8的底部有个比灭火弹略大的投弹口83，以保证灭火弹能从投弹舱8顺利投出；在投弹舱8的尾部有电机21，用来驱动旋转支架5旋转。在工作前，需要将四枚灭火弹从四个孔装入投弹舱8中，四枚灭火弹在后支架55、前支架53与挡板51的作用下固定在投弹舱8内，再将舱盖4合上。当红外热成像仪3检测到火源时，即可将无人机1遥控至火源上方准备投弹，投弹时，步进电机21开始工作，步进电机21带动中轴54转动90°，并使固定在旋转支架5上的一枚灭火弹经过90°的旋转能正好到达投弹口83上方；在这一旋转过程中，固定在前支架53上的弹簧夹52的一端会被固定在投弹舱8内部的下挡块81抵住，随着继续旋转，弹簧夹52渐渐被打开，当转动到灭火弹正对投弹口83时，弹簧夹52被完全打开，此时弹簧夹52已经夹不住挡住灭火弹的挡板51，挡板51随着自身重力落下，而灭火弹突然失去了固定，亦会随着重力落下；而后支架55只是给灭火弹一个轴向固定的作用，随着挡板51的落下，此时不再对灭火弹起到固定的作用。随后灭火弹一端会倾斜，并完成自由落体运动。一枚弹投弹完毕后，需要继续投弹时则中轴54继续转动，重复相同的动作完成投弹。随着中轴54的继续转动，之前投完弹的挡板51会随着中轴54的转动缩入投弹舱8内。投弹舱8的内壁上方还设有一个上挡块82，其存在的作用也是用来阻挡弹簧夹52，随着弹簧夹52转动至上挡块82位置时，尾端被上挡块82挡住使得弹簧夹52被打开，此时挡板51是搭在弹簧夹52上方的，随着弹簧夹52打开，弹簧夹52不再与挡板51接触，这时挡板51会随着重力落下，重新回到与前支架53直接接触的状态；中轴54继续转动，随后弹簧夹52脱离上挡块82，这时弹簧夹52会回到夹紧的状态并继续夹住挡板51。要说明的是，弹簧夹52和挡板51重新归位的过程中，另一枚灭火弹也正好处于弹簧夹52打开、挡板51脱离、灭火弹落下的工作中。这两个部分是同步进行且互不受影响的。

当出现火势时，根据热成像仪3传输的图像，由操作人员遥控无人机1至火源上方，再遥控步进电机21工作，使整个系统完成以上投弹工作。投弹结束后无人机1需返航进行人工装弹。

本实用新型的系统通过八旋翼无人机1、投弹系统2、热成像仪3的组合来实现遥控检测、发现火情并及时灭火；使用时，根据热成像仪3传输的图像数据，可及时发现并定位森林中的火势，由操作人员遥控无人机1至火源上方，再遥控步进电机21工作，使整个系统完成以上投弹工作，投弹结束后无人机1需返航进行人工装弹；该森林灭火装置能到达人类难以到达的地方进行灭火，一次工作能携带较多灭火弹，灭火性能较好，并且投弹系统经济简单。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，包括无人机（1），其特征在于：所述无人机（1）的机腹底部固定设置有投弹系统（2）且在无人机（1）的前端挂载有热成像仪（3），所述的投弹系统（2）由投弹舱（8）和位于投弹舱（8）内的旋转支架（5）组成，且在投弹舱（8）的尾端安装有用于驱动旋转支架（5）的步进电机（21），在步进电机（21）的驱动下，通过旋转支架（5）的持续旋转将装在投弹舱（8）内的多个灭火弹依次从投弹口（83）投出。

2.根据权利要求1所述的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，其特征在于：所述的热成像仪（3）选用FLIR Vue Pro红外热成像仪，热成像仪（3）拍摄的图像可传输给地面的人员，使得监控人员能够发现火情并定位森林中的火势，从而在火源上方通过遥控步进电机（21）投出灭火弹。

3.根据权利要求1所述的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，其特征在于：所述的旋转支架（5）包括挡板（51）、弹簧夹（52）、前支架（53）、中轴（54）、后支架（55），挡板（51）、弹簧夹（52）、前支架（53）、后支架（55）相互配合用以托起多个灭火弹，所述中轴（54）的尾端与步进电机（21）的驱动端相连接，后支架（55）和前支架（53）分别设置在中轴（54）的尾部和前端，前支架（53）的开口侧采用挡板（51）封闭，挡板（51）的一端采用销固定在前支架（53）的开口一侧处且前支架（53）的开口另一侧处设有能够封闭挡板（51）另一端的弹簧夹（52）。

4.根据权利要求3所述的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，其特征在于：所述投弹舱（8）的内壁上设有对应弹簧夹（52）设置的下挡块（81）和上挡块（82），下挡块（81）用于抵住弹簧夹（52）的一端使得弹簧夹（52）被打开并放开挡板（51），灭火弹才能够投弹舱（8）底部的投弹口（83）投出；上挡块（82）用以抵住弹簧夹（52）的一端使得弹簧夹（52）被打开让前面放开的挡板（51）回位。

5.根据权利要求1或4所述的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，其特征在于：所述投弹舱（8）的前端设有舱盖（4），打开舱盖（4）用以将灭火弹装在旋转支架（5）上。

6.根据权利要求1所述的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，其特征在于：所述投弹舱（8）的顶部装有带光孔（6）的凸台（7），投弹舱（8）通过凸台（7）安装在电池架（9）的底部，电池架（9）上的槽（91）和凸台（7）上光孔（6）对应设置且槽（91）和光孔（6）采用螺栓螺母连接。

7.根据权利要求1所述的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，其特征在于：所述的无人机（1）、步进电机（21）和热成像仪（3）皆采用无人机（1）内携带的电池供电。

8.根据权利要求1所述的带有防火监测功能的森林灭火用载弹无人机系统，其特征在于：所述的无人机（1）采用八旋翼无人机。