CN220938872U - 一种灭火弹 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种灭火弹，包括弹体，所述弹体内填充有灭火剂和全固态电路板，全固态电路板上设有储能电容、电起爆模块和MEMS陀螺仪，储能电容、电起爆模块和MEMS陀螺仪均装接在全固态电路板上，弹体端口处设有充电区，该充电区与充电线圈连接进行充电，为全固态电路板上的储能电容充电，储能电容与电起爆模块和MEMS陀螺仪连接。本实用新型采用MEMS陀螺仪进行检测，制造成本低，不需要内置电池，能长时间存储不会失效，并且无需在使用前安装电池，也没有电池漏液、电量低等问题引起的失效问题，可于射弹前设置起爆时间，灵活性高，提高灭火效率。

Description

一种灭火弹

技术领域

本实用新型涉及一种灭火弹，具体地说是一种能够以较低成本启爆并且高度可灵活编程的灭火弹。

背景技术

随着灭火技术的发展，灭火弹的出现很好的弥补了手持式灭火器工作距离短、存在危险性的缺点。目前市场上的灭火弹按发射方式不同，主要分为手投式灭火弹和投射式灭火弹。手投式灭火弹的投掷方法类似于手榴弹，主要有带拉环和保险顶的，还有超导热敏线的。在火灾现场，消防人员用人力的方法将灭火弹投掷到火场，使灭火弹以爆破的方式将灭火剂瞬间冲击到火焰表面，可以在短时间内使火灾得到有效控制，其优点在于生产工艺简单，操作方便，成本低，灭火性好，但是也存在缺点，这种灭火弹一般要在延时七秒钟的时间内将灭火弹投出，否则会出现炸伤本人或同伴等情况，存在危险性。

现有的灭火弹，为适应不同区域的灭火，需要在不同的高度实现引爆，这样可以更加精准的实现灭火，起到有效的灭火作用，例如，对于树冠火最好是在树冠上方3～5米起爆，而对于地表火，最好在地表燃烧灌木上方2米～3米的高度起爆，以便灭火剂能尽可能有效的覆盖最大的着火区域(不同灭火器所需要的起爆高度不同)，同时考虑到现场风速风向等因素，起爆高度也需要实时设定，然而，目前的灭火弹，难以灵活的在不同高度进行启爆。

而有些灭火弹，为了实现精度高度检测，采用雷达高度计、激光高度计、超声波高度计等传感器进行测量，但是这些传感器易受地形、树冠高度、火场喘流和等离子气团等因素干扰，导致测高不准，且价格昂贵，例如雷达高度计价格往往上千元甚至过万元，对于灭火这样需要成千上万个灭火弹的场景而言，成本过于高昂以至于难以应用。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种制造成本较低，可灵活设定起爆时间埋单的灭火弹。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取以下技术方案：

一种灭火弹，包括弹体，所述弹体内填充有灭火剂和全固态电路板，全固态电路板上设有储能电容、电起爆模块和MEMS陀螺仪，储能电容、电起爆模块和MEMS陀螺仪均装接在全固态电路板上，弹体端口处设有充电区，该充电区与充电线圈连接进行充电，为全固态电路板上的储能电容充电，储能电容与电起爆模块和MEMS陀螺仪连接。

所述充电线圈设置在充电区，或者充电线圈作为单独的一个外部器件与弹体结合充电。

所述弹体通过无人机或者飞机进行携带充电和投掷，在无人机或飞机上设有对应的充电组件，充电组件采用脉冲式电磁信号对储能电容进行充电及设定起爆时间。

所述全固态电路板通过螺丝或者卡扣结构装配在弹体内。

所述弹体上具有可动翼面，弹体内设有舵面执行器，该舵面执行器与可动翼面连接，舵面执行器与全固态电路板连接。

所述弹体具有弹头和弹尾，弹头和/或弹尾上设置可动翼面。

所述弹体的内壁设有应力槽腔。

所述应力槽腔呈螺旋状分布，弹体采用ABS工程塑料或者金属材料制成。

所述MEMS陀螺仪设置至少一个，当设置两个以上的MEMS陀螺仪时，分别位于弹体内部的不同位置。

所述全固态电路板为不内置电池的电路板。

本实用新型采用MEMS陀螺仪进行投弹误差修正，如火场的强风可能导致灭火弹漂移走斜线，而陀螺仪可以计算斜率，增加起爆时间，确保灭火弹即使漂移了还是在设定高度引爆，通过陀螺仪测量出偏移误差后，可以控制弹尾或者弹头的可动翼面，对风速进行修正补充，从而确保灭火弹的投弹落点范围误差在允许误差内；同时MEMS兼做撞地保险，在灭火弹计时失效未能在设定高度起爆而撞击地面时，MEMS在监测到高g加速度后，判定撞地就直接引爆灭火弹，避免失效灭火弹遗留在火场造成隐患。

采用全固态电路板，不需要内置电池，能长时间存储不会失效，并且无需在使用前安装电池，也没有电池漏液、电量低等问题引起的失效问题，因而勤务性好，适合快速灭火反应；

在投弹前进行充电，与此同时设定起爆时间，因此，在平时存储过程中由于内部无电能，不会引起自动起爆，在抛投前没有电能无法起爆，投弹瞬间根据飞机速度、风速、需要引爆高度换算成起爆时间长度，对弹体内电路板进行充电和编程，电路板在结果确定的时间后，在预定高度引爆灭弹，从而让灭火弹在最佳灭火高度抛散灭火剂，从而提高灭火弹的效率。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型电路连接原理示意图；

图3为本实用新型弹体内部结构示意较长。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，如果有涉及到的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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或两个元件的相互作用关系。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。

实施例一

如图1-2所示，一种灭火弹，包括弹体1，所述弹体1内填充有灭火剂和全固态电路板，全固态电路板上设有储能电容、电起爆模块和MEMS陀螺仪，储能电容、电起爆模块和MEMS陀螺仪均装接在全固态电路板上，弹体端口处设有充电区，该充电区与充电线圈连接进行充电，为全固态电路板上的储能电容充电，储能电容与电起爆模块和MEMS陀螺仪连接。全固态电路板不含电池，即没有内置电源，因此，在平时存放过程中，灭火弹不会发生起爆问题，只有在需要投弹时，在投弹通过充电线圈进行充电即可，由于起爆并不需要很大的电量，因此，设计好对应的充电电压，可以实现快速完成充电操作。通过充电，使储能电容充电，然后储能电容为电起爆模块、MEMS陀螺仪、全固态电路板供电，满足引爆操作，以及MEMS陀螺仪的正常运行。而由于全固态电路板没有内置电池，能长时间存储不会失效，并且无需在使用前安装电池，也没有电池漏液、电量低等问题引起的失效问题，进一步提升了整体的品质。

所述充电线圈设置在充电区，或者充电线圈作为单独的一个外部器件与弹体结合充电。通常采用无人机或者飞机进行携带和投掷，在无人机或者发射装置出口设置有一个充电线圈，弹体上也设置一个充电线圈，2个充电线圈之间通过磁共振也就是电感耦合，由供电设备(发射器)将能量发送至灭火弹的电路板上，电路板接受到电量后存储到电容，同时充电的电磁信号是脉冲的，包含有起爆时间信息，比如一个长脉冲代表1，一个短脉冲代表0，长短交替，可以充电同时，通过脉冲来设定弹体在下落多少个ms或者ns后起爆，方便快捷。

此外，通过MEMS陀螺仪，灭火弹在下坠过程中如果没在额定时间内被引爆，MEMS陀螺仪在接触地面时，将监测到超过1g的加速度，此时就会引爆灭火弹，从而最大限度消除哑弹风险。

实施例二

参考图1和2所示，所述弹体上设有控制界面，控制界面具有输入面板，输入面板与全固态电路板连接，通过输入面板设定起爆时间。或者所述全固态电路板上设有无线通信模块，该无线通信模块与外部的控制器连接，通过控制器设定起爆时间和编程数据，利用无线通信模块在外部的控制器上设定起爆时间，在投弹前充电的同时，根据飞机速度、风速、需要引爆高度换算成起爆时间长度，对弹体内全固态电路板进行充电和编程，全固态电路板在结果确定的时间后，在预定高度引爆灭弹，从而让灭火弹在最佳灭火高度抛散灭火剂，从而提高灭火弹的效率。

在没有对弹体进行充电时，由于储能电容没有电能存在，此时全固态电路板及电起爆部件没有电能，无法顺利引爆，也提高了安全性。

实施例三

参考图1-3所示，所述弹体1上具有可动翼面2，弹体内设有舵面执行器，该舵面执行器与可动翼面连接，舵面执行器与全固态电路板连接。通过舵面执行器可控制可动翼面，从而改变灭火弹的飞行方向，确保投射在指定区域。

所述弹体具有弹头和弹尾，弹头和/或弹尾上设置可动翼面，方便进行相应调整。

对于火灾现场而言，存在很多不确定因素，比如强风，火场的强风可能导致灭火弹漂移走斜线，而MEMS陀螺仪可以计算斜率，增加起爆时间，确保灭火弹即使漂移了还是在设定高度引爆。进一步，MEMS陀螺仪测量出偏移误差后，可以控制弹尾或者弹头的可动翼面，对风速进行修正补充，从而确保灭火弹的投弹落点范围误差在允许误差内。

另外，为了起爆后更容易爆开，使弹体破裂，所述弹体1的内壁设有应力槽腔3，所述应力槽腔呈螺旋状分布，弹体采用ABS工程塑料或者金属材料制成。

所述MEMS陀螺仪设置至少一个，当设置两个以上的MEMS陀螺仪时，分别位于弹体内部的不同位置，从而确保更加准确的检测。

本实用新型中，采用MEMS陀螺仪作为测量传感器，成本较低，能够降低整体的制造成本，可以大规模应用在森林、草原等需要大量灭火弹的场景下，对减灾防灾工作能提供一个非常有效的工具。而且储存的安全性高，只有在使用前进行充电，才可以进行引爆，安全性和可靠性都非常高。

另外：用时间来设定起爆高度的办法成本低廉，一个电路板的BOM成本不到50元，只是雷达高度计的几十分之一，因此非常合适需要投掷成千上万颗灭火弹的森林火灾救援

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灭火弹，包括弹体，其特征在于，所述弹体内填充有灭火剂和全固态电路板，全固态电路板上设有储能电容、电起爆模块和MEMS陀螺仪，储能电容、电起爆模块和MEMS陀螺仪均装接在全固态电路板上，弹体端口处设有充电区，该充电区与充电线圈连接进行充电，为全固态电路板上的储能电容充电，储能电容与电起爆模块和MEMS陀螺仪连接。

2.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述充电线圈设置在充电区，或者充电线圈作为单独的一个外部器件与弹体结合充电。

3.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述弹体通过无人机或者飞机进行携带充电和投掷，在无人机或飞机上设有对应的充电组件，充电组件采用脉冲式电磁信号对储能电容进行充电及设定起爆时间。

4.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述全固态电路板通过螺丝或者卡扣结构装配在弹体内。

5.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述弹体上具有可动翼面，弹体内设有舵面执行器，该舵面执行器与可动翼面连接，舵面执行器与全固态电路板连接。

6.根据权利要求5所述的灭火弹，其特征在于，所述弹体具有弹头和弹尾，弹头和/或弹尾上设置可动翼面。

7.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述弹体的内壁设有应力槽腔。

8.根据权利要求7所述的灭火弹，其特征在于，所述应力槽腔呈螺旋状分布，弹体采用ABS工程塑料或者金属材料制成。

9.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述MEMS陀螺仪设置至少一个，当设置两个以上的MEMS陀螺仪时，分别位于弹体内部的不同位置。

10.根据权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述全固态电路板为不内置电池的电路板。