CN216424751U

CN216424751U - 一种高空灭火作业的无人机

Info

Publication number: CN216424751U
Application number: CN202122592315.8U
Authority: CN
Inventors: 莫瑞琦; 朱清华; 李健; 刘超凡; 杨超凡; 龙福坤
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2021-10-27
Filing date: 2021-10-27
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2031-10-27

Abstract

本实用新型公开了一种高空灭火作业的无人机，属于无人机技术领域，包括：旋翼系统、连接板、温度传感器、GPS、影像装置、高压水枪头、起落架、隔热机身、卡槽结构、飞控、连接管、电池；旋翼系统包括：旋翼、电机、电机底座、防风罩。本实用新型将代替消防人员及部分消防设备执行高空复杂救火任务。通过视觉装置以及GPS提供环境信息传送给控制系统；通过隔热机身上方的旋翼系统使无人机能够避过障碍物快速到达火源位置和重要区域，无人机下方可连接消防水管；通过水枪组件喷水灭火，执行救火任务，本实用新型运动节约成本、灵活性强，工作效率高。

Description

一种高空灭火作业的无人机

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体指代一种高空灭火作业的无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便等特点，广泛运用于航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域。

火灾事故在日常生活中频频发生。现如今大城市房屋楼层较高，一旦高楼层居民家中出现火灾，消防人员很难及时探查火灾情况，且高楼层救火行动极易危害到消防员的自身安全；消防车在灭火时存在诸多限制，消防云梯长度有限无法快速灭火，更无法穿越障碍到达火源位置和重要区域，导致灭火效率低下，容易造成人员伤亡和重大财产损失。

实用新型内容

本实用新型旨在实现一种高空灭火作业的无人机。本实用新型将代替消防人员及部分消防设备执行高空复杂救火任务。通过视觉装置以及GPS提供环境信息传送给控制系统；通过隔热机身上方的旋翼系统使无人机能够避过障碍物快速到达火源位置和重要区域，无人机下方可连接消防水管；通过水枪组件喷水灭火，执行救火任务；此外，在一组或两组旋翼系统发生故障时，并不会严重影响无人机飞行姿态，能够达到安全返回。本实用新型运动节约成本、灵活性强，工作效率高。

本实用新型是这样实现的：

一种高空灭火作业的无人机，其特征在于，所述的无人机包括隔热机身，所述的隔热机身上方为连接板，所述的连接板上方安装有温度传感器以及GPS；所述的隔热机身前部设置影像装置，影像装置下方安装高压水枪头；

所述的隔热机身内部部件包括飞控、连接管、电池；连接管的一端连接于高压水枪头，另一端在机身外连接水管，用密封胶将两端完全密封，防止水流从水管连接处漏出，电池提供整机用电装置电能，飞控控制无人机平稳飞行；所述的连接板的下方为方梁，若干副旋翼系统安装于方梁上，所述的旋翼系统包括旋翼、电机、电机底座、防风罩；所述的电机安装于电机底座上，电机带动旋翼旋转产生升力，防风罩安装在电机底座上，防风罩外端罩在旋翼外侧。

进一步，所述的方梁上还固结有起落架，所述的起落架与方梁采用螺栓连接固定。

进一步，所述的隔热机身正下方设置有卡槽结构；所述的卡槽结构包括底座、弹性装置、压板、卡槽，水管；所述的底座直接连接于隔热机身，弹性装置位于底座内部凹槽中紧密贴合，压板与弹性装置相贴合，卡槽与底座采用螺栓连接，所述的水管再与卡槽连通。

进一步，所述的旋翼系统设置六副，相邻旋翼系统夹角为60°；六副旋翼系统三副正转，三副反转，对称放置，相互平衡反扭矩。

进一步，所述的压板与卡槽各有四个斜向凹槽，分别与水管四角相配合。

本实用新型与现有技术的有益效果在于：

1）、节约成本：本高空灭火无人机与常规消防设备相比，节省人力物力，同时保护消防人员的安全。

2）、工作效率高：本实用新型具备侦查功能，可对火灾现场情况信息进行实时传递，使得消防人员根据实际情况做出最佳策略，同时兼备灭火功能，对特定情形火灾可及时扑灭。

3）、稳定性高：本实用新型采用六副旋翼，相比四旋翼无人机飞行更稳定，在高空飞行时不易失控。

4）、安全性高：本实用新型安装的温度传感器可保证无人机处于安全位置，可及时远离火源。

附图说明

图1为本实用新型一种高空灭火作业的无人机的轴测图；

图2为本实用新型一种高空灭火作业的无人机的俯视图；

图3为本实用新型一种高空灭火作业的无人机的旋翼系统结构示意图；

图4为本实用新型一种高空灭火作业的无人机的隔热机身内部示意图；

图5为本实用新型一种高空灭火作业的无人机的卡槽结构爆炸图；

1-旋翼系统，2-连接板，3-温度传感器，4-GPS，5-影像装置，6-高压水枪头，7-起落架，8-隔热机身，9-卡槽结构，10-旋翼，11-电机，12-电机底座，13-防风罩，14-飞控，15-连接管，16-电池，17-底座，18-弹性装置，19-压板，20-卡槽，21-水管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本实用新型进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1~5所示，本实用新型的一种高空灭火作业的无人机包括：旋翼系统1、连接板2、温度传感器3、GPS4、影像装置5、高压水枪头6、起落架7、隔热机身8、卡槽结构9、飞控14、连接管15、电池16。旋翼系统1安装于连接板2下方的方梁上，连接板2上方安装温度传感器3与GPS4，采用螺栓连接，隔热机身8位于连接板2下方，影像装置5放置于隔热机身8前部，下方安装高压水枪头6，起落架7与方梁采用螺栓连接固定，卡槽结构9位于隔热机身8正下方。无人机共有6副旋翼系统1，相邻旋翼系统1夹角为60°，如图2所示.6副旋翼系统1三副正转，三副反转，对称放置，相互平衡反扭矩。本实用新型的旋翼系统1仅为书写方便所指，本实用新型对于螺旋桨依然适用。

旋翼系统1包括：旋翼10、电机11、电机底座12、防风罩13。如图3所示，电机11安装于电机底座12上，电机11带动旋翼10旋转产生升力，防风罩13安装在电机底座上，防风罩13外端罩在旋翼10外侧。旋翼系统1外侧的防风罩13可采用其他结构方式，以减少侧风对无人机旋翼10的影响。

隔热机身8内部部件包括：飞控14、连接管15、电池16。如图4所示，机身内部连接管15两端分别连接高压水枪头6与水管21，用密封胶将两端完全密封，防止水流从水管连接处漏出，电池16提供整机用电装置电能。

卡槽结构9包括：底座17、弹性装置18、压板19、卡槽20，水管21用于示意卡槽连接方式。如图5所示，底座17位于隔热机身8下方，弹性装置18位于底座17内部凹槽中紧密贴合，压板19与弹性装置18相贴合，卡槽20与底座17采用螺栓连接。压板19与卡槽20各有4个斜向凹槽，分别与水管21四角相配合。

本实用新型的工作过程为：高空灭火作业的无人机到达指定任务点后，首先起飞至高楼火源附近，由隔热机身8前方的影像装置5将现场画面传送至地面工作站，由消防人员根据实际情况布置现场工作。连接板8上方的温度传感器3实时运作，提前设置好温度安全阈值。当火灾现场出现突发情况，例如不明物体突然爆炸时火焰范围扩大，无人机的温度传感器3检测到危险可及时调整飞行姿态远离危险，保护自身设备安全。GPS4实时定位无人机精确位置。当收到返回信号后，无人机及时返回到地面进行下一步工作。

当进行灭火行动时，首先将消防水管21安装于卡槽结构9中，安装方式为：将消防水管21沿卡槽20的孔插入，当水管21与压块19触碰到后，向内部用力按压，使压块19随着弹性装置18的变形发生位移，当按压至水管21头部可在卡槽内部旋转时，将水管21顺时针旋转45°，使头部四角正好卡在压块19、卡槽20的凹槽内，随后撤掉压力，弹性装置18带动压块19回弹至初始位置，水管21完全被固定在卡槽结构9中。

水管21安装好后，无人机起飞至高楼火源附近，由隔热机身8前方的影像装置5寻找火源进行定点灭火，飞控14控制无人机平稳飞行，当完成无人机既定目标后，无人机及时返回到地面。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种高空灭火作业的无人机，其特征在于，所述的无人机包括隔热机身（8），所述的隔热机身（8）上方为连接板（2），所述的连接板（2）上方安装有温度传感器（3）以及GPS（4）；所述的隔热机身（8）前部设置影像装置（5），影像装置（5）下方安装高压水枪头（6）；

所述的隔热机身（8）内部部件包括飞控（14）、连接管（15）、电池（16）；连接管（15）的一端连接于高压水枪头（6），另一端在机身外连接水管（21），用密封胶将两端完全密封，防止水流从水管连接处漏出，电池（16）提供整机用电装置电能，飞控（14）控制无人机平稳飞行；

所述的连接板（2）的下方为方梁，若干副旋翼系统（1）安装于方梁上，所述的旋翼系统（1）包括旋翼（10）、电机（11）、电机底座（12）、防风罩（13）；所述的电机（11）安装于电机底座（12）上，电机（11）带动旋翼（10）旋转产生升力，防风罩（13）安装在电机底座上，防风罩（13）外端罩在旋翼（10）外侧。

2.根据权利要求1所述的一种高空灭火作业的无人机，其特征在于，所述的方梁上还固结有起落架（7），所述的起落架（7）与方梁采用螺栓连接固定。

3.根据权利要求1所述的一种高空灭火作业的无人机，其特征在于，所述的隔热机身（8）正下方设置有卡槽结构（9）；所述的卡槽结构（9）包括底座（17）、弹性装置（18）、压板（19）、卡槽（20），水管（21）；所述的底座（17）直接连接于隔热机身（8），弹性装置（18）位于底座（17）内部凹槽中紧密贴合，压板（19）与弹性装置（18）相贴合，卡槽（20）与底座（17）采用螺栓连接，所述的水管（21）再与卡槽（20）连通。

4.根据权利要求1所述的一种高空灭火作业的无人机，其特征在于，所述的旋翼系统（1）设置六副，相邻旋翼系统（1）夹角为60°；六副旋翼系统（1）三副正转，三副反转，对称放置，相互平衡反扭矩。

5.根据权利要求3所述的一种高空灭火作业的无人机，其特征在于，所述的压板（19）与卡槽（20）各有四个斜向凹槽，分别与水管（21）四角相配合。