CN212829076U - 一种新式小型无人机灭火系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机消防技术领域，具体公开了一种新式小型无人机灭火系统，包括舱体、灭火弹投放控制机构、灭火弹投放观瞄结构、舱门启闭机构、防火板，所述舱体包括主舱和侧舱，所述侧舱设置在主舱两端，所述灭火弹投放控制机构、舱门启闭机构均设置在侧舱中；所述主舱上侧设置有顶板，下侧设置有主舱门，主舱两侧设置有活动门，所述侧舱两侧分别设置有侧舱门，活动门、侧舱门均通过铰链进行安装；所述舱门启闭机构对主舱门进行控制，在使用时打开舱门，以投放灭火弹；所述灭火弹投放控制机构则对灭火弹进行约束，需要使用时接触约束，方便灭火弹进行投放；具有能够实现任意指定灭火弹的投放，可靠性高，能较为准确地投放灭火弹。

Description

一种新式小型无人机灭火系统

技术领域

本实用新型涉及无人机消防技术领域，具体为一种新式小型无人机灭火系统。

背景技术

目前，市面上使用灭火弹的无人机灭火平台设计都比较粗糙，例如普遍忽视了灭火弹投放后无人机产生重心偏移的问题，还存在着通用性差，灵活性差，准确度低和未重视防火设计等问题。因此，针对使用灭火弹灭火的任务特点，结合多旋翼无人机的特性，专门设计一款专业而不失通用性的无人机灭火系统是有其独特意义的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新式小型无人机灭火系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新式小型无人机灭火系统，包括舱体、灭火弹投放控制机构、舱门启闭机构，所述舱体包括主舱和侧舱，所述侧舱设置在主舱两端，所述灭火弹投放控制机构、舱门启闭机构均设置在侧舱中；所述主舱上侧设置有顶板，下侧设置有主舱门，主舱两侧设置有活动门，所述侧舱两侧分别设置有侧舱门，活动门、侧舱门均通过铰链进行安装在舱体骨架上，在舱体骨架上设置有无人机连接点；

所述舱门启闭机构包括启闭齿轮、启闭齿条和启闭舵机，启闭齿轮和启闭齿条相互啮合；所述启闭齿轮安装在启闭舵机上，启闭舵机固定在侧舱中，启闭齿条与主舱门固定连接；

所述灭火弹投放控制机构包括约束绳索、约束摇臂和约束舵机，所述约束摇臂安装在约束舵机上，约束舵机固定在侧舱中；所述约束绳索一端连接在约束摇臂上，另一端从顶板上的线孔穿入主舱中，并与灭火弹连接；所述约束摇臂上设置有插销，在侧舱舱壁上对应设置有销孔，所述约束绳索一端挂在插销上；

所述顶板上设置有电池、单片机和分电板，电池、单片机、分电板三者电性连接，所述单片机与启闭舵机、约束舵机相互连接；

所述主舱中通过十字形框架分隔成四个空间，每个空间放置一颗灭火弹。

优选的，所述舱体外侧设置有瞄准激光器，在舱体底部中间位置设置有数字摄像头，所述瞄准激光器对称设置有多组，瞄准激光器、数字摄像头均与单片机连接。

优选的，所述主舱底部设置有导轨，所述主舱门设置在导轨中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、防火性能好，采用舱体结构和防火板设计，可有效保护舱内物品与无人机；

2、可以缓解甚至消除灭火弹投放后无人机产生的重心偏移，有利于无人机的稳定飞行；

3、通用性强，舱体结构的设计本身就具备有作为航空箱使用的潜力，且舱门启闭机构采用齿轮齿条机构，舱门及其所承受载荷无需由控制机构承担，承载能力更强，因此该灭火系统不仅仅可以装载灭火弹，还可以运载诸如水和食物等救援物资，考虑到灭火与救援常常同时进行，具有运载通用性这一特性有着明显的意义与优势；

4、灭火弹投掷准确，在舱室的约束下，灭火弹的运动方向大致确定，且做自由落体运动，运动轨迹易于判断，还可以使用激光辅助瞄准；

5、灵活性高，任务执行效率高，能够灵活选择装载灭火弹的种类以及投放顺序；

6、可以实现指定灭火弹的投放，可靠度高；

7、模块化设计，舱门启闭机构，激光辅助瞄准和防火板都设计成易于拆装，独立于主舱体的结构形式，可作为选装项目，若去除上述系统，对基本功能影响不大，但可以减轻700g左右的质量，可供不同无人机依照不同任务而灵活选择。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的舱门启闭机构示意图；

图3为本实用新型的灭火弹投放控制机构示意图；

图4为本实用新型的数字摄像头安装示意图；

图5为本实用新型的导轨结构示意图；

图6为本实用新型的插销结构示意图；

图7为本实用新型的舱体结构示意图；

图中标号：1、主舱；2、侧舱；3、主舱门；4、侧舱门；5、启闭齿轮；6、瞄准激光器；7、数字摄像头；8、启闭齿条；9、活动门；10、电池；11、单片机；12、分电板；13、线孔；14、无人机连接点；15、启闭舵机；16、约束绳索；17、约束摇臂；18、约束舵机；19、灭火弹；20、导轨；21、插销。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：一种新式小型无人机灭火系统，包括舱体、灭火弹投放控制机构、舱门启闭机构，所述舱体包括主舱1和侧舱2，所述侧舱2设置在主舱1两端，所述灭火弹投放控制机构、舱门启闭机构均设置在侧舱2中；所述主舱1上侧设置有顶板，下侧设置有主舱门3，主舱1两侧设置有活动门9，所述侧舱2两侧分别设置有侧舱门4，活动门9、侧舱门4均通过铰链进行安装在舱体骨架上，在舱体骨架上设置有无人机连接点14；

所述舱门启闭机构包括启闭齿轮5、启闭齿条8和启闭舵机15，启闭齿轮5和启闭齿条8相互啮合；所述启闭齿轮5安装在启闭舵机15上，启闭舵机15固定在侧舱2中，启闭齿条8与主舱门3固定连接；

所述灭火弹投放控制机构包括约束绳索16、约束摇臂17和约束舵机18，所述约束摇臂17安装在约束舵机18上，约束舵机18固定在侧舱2中；所述约束绳索16一端连接在约束摇臂17上，另一端从顶板上的线孔13穿入主舱1中，并与灭火弹19连接；所述约束摇臂17上设置有插销21，在侧舱2舱壁上对应设置有销孔，所述约束绳索16一端挂在插销21上；

所述顶板上设置有电池10、单片机11和分电板12，电池10、单片机11、分电板12三者电性连接，所述单片机11与启闭舵机15、约束舵机18相互连接；

所述主舱1中通过十字形框架分隔成四个空间，每个空间放置一颗灭火弹19。

进一步的，所述舱体外侧设置有瞄准激光器6，在舱体底部中间位置设置有数字摄像头7，所述瞄准激光器6对称设置有多组，瞄准激光器6、数字摄像头7均与单片机11连接。

进一步的，所述主舱1底部设置有导轨20，所述主舱门3设置在导轨20中。

工作原理：舱体通过无人机连接点14已经挂载于无人机上，舱体由航空层板或者碳纤维板制成，是主要的承力结构；主舱1设有4个200*200*200mm的舱室，可以容纳当前市面上所有常用的灭火弹，并且各灭火弹分隔分明，投放时不会相互干扰，可以确保灭火弹的准确投放。侧舱2中内容纳灭火弹投放控制机构和舱门启闭机构，在舱体底部设置滑轨20，用于支持主舱门3及其载荷。

侧舱2内，靠近主舱1一侧的壁板开有销孔，约束舵机18也固定在这块壁板上，约束摇臂17与插销21通过自攻螺丝连接在一起。装载时，先将约束绳索16末端绳结穿过插销21，再控制约束舵机18转动，使得插销21插入主舱1壁板上的销孔，约束绳索16被约束，约束绳索16另一端连结一网袋，且从顶板上的线孔13穿入主舱1中，网袋内放置灭火弹19，即完成了对灭火弹19的约束。

需要投放时，控制约束舵机18朝远离销孔的方向转动，插销21被拔出销孔，约束绳索16末端失去约束，灭火弹19在重力的作用下向下运动，完成投放。

在投放之前，应先打开底部的主舱门3，底部主舱门3放置于前述滑轨20之上，主舱门3与启闭齿条8固连，启闭齿条8位于侧舱2内。启闭齿轮5和启闭齿条8啮合也位于侧舱2内，启闭齿轮5与启闭舵机15的转轴连接在一起，由后者带动旋转，启闭舵机15固定在主舱1壁板上。

主舱1底部装有数字摄像头7，通过单片机11与地面建立无线连接，将火情信息传递给地面，由地面操控人员判断是否需要投掷灭火弹19以及投掷的个数。同时数字摄像头7位于其所在舱体剖面的中心位置，带有一定的瞄准能力，在舱体的外侧上还连接有四只绿色的瞄准激光器6，起到标定指示辅助瞄准的作用，可以使得投放更加准确。

为了使灭火弹19装载更加方便，每个舱室都设有独立的活动门9，灭火弹19可以从侧面进行装载。活动门9向下开启，在重力的作用下，活动门9将持续保持开启状态，有利于装载作业的进行。在飞行时，也可放下活动门9，当做防火板使用，防止火焰的瞬时冲击带来的伤害。单片机11控制启闭舵机15、约束舵机18的工作，并与地面建立远程连接，电池10给设备工作提供电量。

四个灭火弹19放置在四个舱室中，灭火弹19投放出去后舱体存在重心偏移问题；在实际投放时，投放对角放置的灭火弹19能够消除重心偏移问题，按顺序投放对角放置灭火弹19则能够有效缓解重心偏移问题。

本系统的一个完成的工作流程为：

向下打开各舱室的活动门9，灭火弹19已装入网袋中，网袋与约束绳索16连接好，并在约束绳索16另外一端结好绳结。用手将绳结穿过顶板上的线孔13，并将绳结引导至对应的主舱1壁板销孔附近，将插销21穿过绳结，并使得插销21在穿过绳结的状态下插入销孔，所有灭火弹19装载完毕后就可以起飞开始执行灭火任务。

飞行时，地面操控人员接收单片机传递的数字摄像头7画面，判断火情决定是否投放。若工作前预计飞行高度较高，则可放下活动门9与侧舱门4作为防火板使用，防止火焰的瞬时冲击。

投放时，目标投放区域与瞄准激光器6标定的区域重合，观瞄完成，可以投放。投放前，应先打开主舱门3。地面操作人员操作发送指令到单片机11中，单片机11以2.4GHz通信模块进行通信，单片机11接收指令后控制启闭舵机15旋转，带动与之连接的启闭齿轮5旋转，启闭齿轮5驱动与其啮合的启闭齿条8做直线运动，启闭齿条8与主舱门3固连，带动主舱门3滑出，当主舱门3滑出到在竖直方向上不能对灭火弹19投放造成遮挡时，主舱门3开启完毕。此时地面操作人员重新发指令到单片机11中，控制连接插销21的约束舵机18作动，插销21被从销孔中拔出，约束绳索16与灭火弹19失去约束，灭火弹19在重力的作用下完成投放。

投放后，关闭主舱门3，重复上述过程，进行下一次投放，灭火弹19全部投出后返航，任务完成。

值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种新式小型无人机灭火系统，其特征在于：包括舱体、灭火弹投放控制机构、舱门启闭机构，所述舱体包括主舱(1)和侧舱(2)，所述侧舱(2)设置在主舱(1)两端，所述灭火弹投放控制机构、舱门启闭机构均设置在侧舱(2)中；所述主舱(1)上侧设置有顶板，下侧设置有主舱门(3)，主舱(1)两侧设置有活动门(9)，所述侧舱(2)两侧分别设置有侧舱门(4)，活动门(9)、侧舱门(4)均通过铰链进行安装在舱体骨架上，在舱体骨架上设置有无人机连接点(14)；

所述舱门启闭机构包括启闭齿轮(5)、启闭齿条(8)和启闭舵机(15)，启闭齿轮(5)和启闭齿条(8)相互啮合；所述启闭齿轮(5)安装在启闭舵机(15)上，启闭舵机(15)固定在侧舱(2)中，启闭齿条(8)与主舱门(3)固定连接；

所述灭火弹投放控制机构包括约束绳索(16)、约束摇臂(17)和约束舵机(18)，所述约束摇臂(17)安装在约束舵机(18)上，约束舵机(18)固定在侧舱(2)中；所述约束绳索(16)一端连接在约束摇臂(17)上，另一端从顶板上的线孔(13)穿入主舱(1)中，并与灭火弹(19)连接；所述约束摇臂(17)上设置有插销(21)，在侧舱(2)舱壁上对应设置有销孔，所述约束绳索(16)一端挂在插销(21)上；

所述顶板上设置有电池(10)、单片机(11)和分电板(12)，电池(10)、单片机(11)、分电板(12)三者电性连接，所述单片机(11)与启闭舵机(15)、约束舵机(18)相互连接；

所述主舱(1)中通过十字形框架分隔成四个空间，每个空间放置一颗灭火弹(19)。

2.根据权利要求1所述的一种新式小型无人机灭火系统，其特征在于：所述舱体外侧设置有瞄准激光器(6)，在舱体底部中间位置设置有数字摄像头(7)，所述瞄准激光器(6)对称设置有多组，瞄准激光器(6)、数字摄像头(7)均与单片机(11)连接。

3.根据权利要求1所述的一种新式小型无人机灭火系统，其特征在于：所述主舱(1)底部设置有导轨(20)，所述主舱门(3)设置在导轨(20)中。

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