用于高空消防灭火的无人机制造技术

一种用于高空消防灭火的无人机，载荷平台的四个角处分别连接有起落架。8个机臂分别安装在载荷平台四个角上。8套动力系统分别位于各机臂的悬臂端，使所述的动力系统呈正四边形分布在所述载荷平台的外围，形成了多旋翼无人机动力系统。所述的灭火弹发射装置位于所述载荷平台的上表面。所述的供电电源与安装有控制系统的控制载荷平台均位于灭火弹发射装置的下方，并处于所述载荷平台的重心位置。本发明专利技术结合无人机和灭火弹的优势，能够有效的解决高层灭火的世界难题，实现了常规消防设备无法达到的高楼的灭火，提高了无人灭火系统的单次灭火能力，并具有成本低、机动性好的特点，适于广泛的普及应用。

Unmanned aerial vehicle used for fire fighting in high altitude

An unmanned aerial vehicle (UAV) used for fire fighting and fire fighting at high altitude. The landing gear is connected to the four corners of the load platform. The 8 arms are installed on the four corners of the load platform, respectively. The 8 power system is located at the cantilever end of each arm, so that the power system is quadrilateral distributed on the periphery of the load platform, and a multi rotor UAV power system is formed. The fire extinguishing projectile launcher is located on the upper surface of the load platform. The power supply and the control payload platform installed with the control system are all located below the fire extinguishing bomb launcher, and are located on the center of gravity of the load platform. The invention of UAV and fire extinguishing bomb advantages, can effectively solve the problem of the high-rise fire, the fire extinguishing equipment can not reach the normal fire building, improve the ability of single fire extinguishing system of unmanned, and has the characteristics of low cost, good flexibility, suitable for wide popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
用于高空消防灭火的无人机
本专利技术属于无人机灭火
，具体涉及一种高空消防灭火无人机。
技术介绍
在消防领域中，高层灭火一直是一个世界难题，高层建筑的火灾危险性与灭火难度远远大于一般低层建筑。目前，在我国，高层建筑灭火的主要方法为：消防队采用登高消防车攀登到一定高度，再使用消防枪灭火。然而，消防队的攀登高度一般只有25米，而消防枪一般能打到60米左右。即，现在的消防车灭火极限为100米左右。因此，对于100米以上的高楼火灾，只能采取预防和自救。申请号为201610165872.2，名称为无人机灭火弹发射系统的专利技术专利提出一种无人机用的灭火弹发射系统。该专利重点在于灭火弹发射系统而不是无人机，与本专利技术侧重的无人机并无冲突，本专利技术采用的灭火弹发射装置与该专利技术类似。该灭火系统的优点是可以实时和地面保持通信，地面指挥中心可以依据图像等数据发射灭火弹实施灭火。但是该灭火系统的飞行平台载重能力有限只能携带一枚灭火弹，其次是飞行时间有限，灭一处火得多次往返，即该专利技术专利提出的无人机灭火弹发射系统的灭火能力有限难以有效灭火。申请号为2016101419566.X，名称为一种高楼消防无人机的专利技术专利提出的灭火无人机包括无人机主体、摄像头和水枪。该专利提出使用无人机携带水枪后飞到空中，由水枪喷出的水进行灭火。该专利提出的方法存在受水枪及其水管的重量限制，无法飞至太高的高楼。由于现有多旋翼载重有限，该方法的无人机甚至难以飞至地面灭火设备可达的高度。申请号为201510076222.6，名称为一种防撞式定点消防无人机的专利技术专利提出的灭火无人机包括无人机本体、投弹枪和防撞罩。该专利技术的重点在于采用防撞罩来保护无人机的飞行安全，并用投弹枪进行消防灭火。该专利技术的缺点是防撞罩极大的降低了无人机的飞行效率和抗风性能，其次投弹枪的灭火方式效率低，可携带的灭火载荷有限，因此该专利技术在实际中难以有效的在楼宇之间执行灭火任务。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的载弹量少、飞行高度受限，以及飞行效率和抗风性能低的不足，本专利技术提出了一种用于高空消防灭火的无人机。本专利技术包括多旋翼无人机动力系统、灭火弹发射装置、载荷平台、供电电源、起落架和控制系统。所述载荷平台的四个角处分别连接有呈起落架；在位于所述载荷平台前端的两根起落架之间有起落架加强管，在位于所述载荷平台后端的两根起落架之间亦有起落架加强管；电池盒通过电池支撑管安装在载荷平台内；8个机臂的固定端分别固定在所述载荷平台四个角上。所述多旋翼无人机动力系统包括8套动力系统；各动力系统分别位于各机臂的悬臂端，使所述的动力系统呈正四边形分布在所述载荷平台的外围。所述的灭火弹发射装置位于所述载荷平台的上表面；四根发射导轨平行的固定在所述灭火弹发射装置的支架横梁的下表面，并使各相邻的发射导轨之间的间距比灭火弹的直径大10mm；所述发射导轨的下表面有与灭火弹上的T形滑块配合的滑槽。所述的供电电源与安装有控制系统的控制载荷平台均位于灭火弹发射装置的下方，并处于所述载荷平台的重心位置。所述灭火弹发射装置包括四枚灭火弹、四根发射导轨、三个支架横梁、三对支架杆、六个支架固定件和四个瞄准相机。其中，所述灭火弹发射装置的三对支架杆的下端分别通过支架固定件安装在所述两根载荷平台中心梁及载荷平台前端的载荷平台主梁上。三个支架横梁平行的排布在所述各支架杆的上端，并使各支架横梁的两端分别插接固定在所述各支架杆的上端面；所述三个支架横梁与所述载荷平台中心梁之间相互平行。所述四根发射导轨与所述支架横梁之间相互垂直。在灭火弹外圆周表面的前部和后部分别固定有一个与发射导轨上的T形槽配合的T形滑块，并使T形滑块宽度方向的中心线与该灭火弹的中心线处于同一垂直平面。各所述起落架加强管的两端分别通过起落架加强件与所述起落架固连，具体是，将所述起落架加强件套装在该起落架上，并使起落架加强件上的管孔与起落架上的管孔对应；将起落架加强管的两端分别装入所述的管孔内，并在该起落架加强管的两端安装管夹。通过起落架加强件将所述起落架加强管于起落架固连，并通过管夹防止该起落架加强管轴向移动。分别位于所述载荷平台前端的起落架加强管于位于所述载荷平台后端的起落架加强管之间连接有两根电池支撑管，各所述电池支撑管的两端分别通过三通的转接件固定在各所述电池支撑管上。两根电池支撑管之间相互平行，用于安放电池盒。各所述的动力系统分别包括碳纤维螺旋桨、无刷直流电机和电子调速器。所述的无刷直流电机分别通过电机座固定在各机臂的外端；8个碳纤维螺旋桨分别安装在各无刷直流电机的输出轴上，并位于所述各机臂的下方；在各电机座内安装有电子调速器。所述的控制载荷平台为盒体，控制系统安放在该控制载荷平台的盒体内。所述的控制载荷平台的顶板的两端与底板的两端均长于该盒体的侧板，在盒体的两端形成了与所述载荷平台中心梁配合的安装夹板。安装时，将该盒体的两端分别卡装在各载荷平台中心梁上并用螺栓固定。各所述的起落架加强管相互平行并处于同一水平面上；各所述的起落架加强管分别位于所述起落架高度的1/3处。本专利技术结合无人机和灭火弹的优势，能够有效的解决高层灭火的世界难题。本专利技术中的多旋翼无人机动力系统无人机提供飞行是所需的动力，并将该多旋翼无人机动力系统置于灭火弹发射装置的下方，以减小螺旋桨气流对灭火弹的影响，提高灭火弹的发射精度。本专利技术提供的高空消防灭火无人机具体使用方式为：当消防人员接到火灾报警后，消防人员迅速驾驶携带高空系留无人灭火系统的消防车辆到达着火高楼附近。到达火灾现场后消防人员在5分钟内迅速展开高空消防灭火无人机，并准备起飞工作。准备工作完成后由地面消防人员使用遥控器操纵无人机飞至高楼着火位置。飞行平台携带灭火系统飞至高楼着火位置后悬停在目标位置，之后由地面操纵人员通过飞行平台携带的瞄准系统瞄准目标窗口，瞄准目标窗口后地面操纵人员迅速通过地面站或遥控器依次发射灭火弹。或者通过机载发射系统自主瞄准和自主发射。灭火弹发射后沿着发射导轨滑行一段距离，然后以一定的离轨速度脱离发射导轨进入不可控飞行，直至灭火弹接触窗户玻璃。灭火弹接触玻璃后灭火弹破窗机构打破玻璃，灭火弹飞入着火房间。灭火弹破窗机构破窗的同时灭火弹内温度传感器开始工作，若传感器检测到温度高于设定值则引爆灭火弹内炸药使灭火剂散部周围以完成灭火任务，若是传感器检测到温度低于设定值则灭火弹不会爆炸。飞行平台发射完4枚灭火弹后由地面操纵人员操纵降落或者由地面站自主控制降落。飞行平台降落后在5分钟内补充完灭火弹并替换上新的电池后又可以进行新的一轮灭火任务。本专利技术提供的高空消防灭火无人机具有以下优点：1、实现了常规消防设备无法达到的高楼的灭火。常规灭火弹一般由消防人员携带进入火场进行灭火或者由地面发射车从楼底瞄准发射，消防人员携带的方式受限于消防人员无法大范围和大量使用，而发射车发射则受限于发射车的发射角无法用于太高的楼层。本专利技术采用多旋翼无人机携带灭火弹飞至着火高楼进行灭火的方式可以进行视距外飞行，因此可以飞到现存高/超高楼的最高高度，不存在地面消防设备够不着着火楼层的问题。2、提高无人灭火系统的单次灭火能力。本专利技术采用8旋翼大载重无人机，结合滑轨发射的灭火弹，有效的提高了无人机单次飞行可携带的灭火剂重量，从而提高了灭火无人机的单次灭火能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高空消防灭火的无人机，其特征在于，包括多旋翼无人机动力系统1、灭火弹发射装置、载荷平台、供电电源、起落架和控制系统；其中：所述载荷平台的四个角处分别连接有呈起落架；在位于所述载荷平台前端的两根起落架之间有起落架加强管，在位于所述载荷平台后端的两根起落架之间亦有起落架加强管；电池盒通过电池支撑管安装在载荷平台内；8个机臂的固定端分别固定在所述载荷平台四个角上；所述多旋翼无人机动力系统包括8套动力系统；各动力系统分别位于各机臂的悬臂端，使所述的动力系统呈正四边形分布在所述载荷平台的外围；所述的灭火弹发射装置位于所述载荷平台的上表面；四根发射导轨平行的固定在所述灭火弹发射装置的支架横梁的下表面，并使各相邻的发射导轨之间的间距比灭火弹的直径大10mm；所述发射导轨的下表面有与灭火弹上的T形滑块配合的滑槽；所述的供电电源与安装有控制系统的控制载荷平台均位于灭火弹发射装置的下方，并处于所述载荷平台的重心位置。

【技术特征摘要】
1.一种用于高空消防灭火的无人机，其特征在于，包括多旋翼无人机动力系统1、灭火弹发射装置、载荷平台、供电电源、起落架和控制系统；其中：所述载荷平台的四个角处分别连接有呈起落架；在位于所述载荷平台前端的两根起落架之间有起落架加强管，在位于所述载荷平台后端的两根起落架之间亦有起落架加强管；电池盒通过电池支撑管安装在载荷平台内；8个机臂的固定端分别固定在所述载荷平台四个角上；所述多旋翼无人机动力系统包括8套动力系统；各动力系统分别位于各机臂的悬臂端，使所述的动力系统呈正四边形分布在所述载荷平台的外围；所述的灭火弹发射装置位于所述载荷平台的上表面；四根发射导轨平行的固定在所述灭火弹发射装置的支架横梁的下表面，并使各相邻的发射导轨之间的间距比灭火弹的直径大10mm；所述发射导轨的下表面有与灭火弹上的T形滑块配合的滑槽；所述的供电电源与安装有控制系统的控制载荷平台均位于灭火弹发射装置的下方，并处于所述载荷平台的重心位置。2.如权利要求1所述用于高空消防灭火的无人机，其特征在于，所述灭火弹发射装置包括四枚灭火弹、四根发射导轨、三个支架横梁、三对支架杆、六个支架固定件和四个瞄准相机；其中，所述灭火弹发射装置的三对支架杆的下端分别通过支架固定件安装在所述两根载荷平台中心梁及载荷平台前端的载荷平台主梁上；三个支架横梁平行的排布在所述各支架杆的上端，并使各支架横梁的两端分别插接固定在所述各支架杆的上端面；所述三个支架横梁与所述载荷平台中心梁之间相互平行；所述四根发射导轨与所述支架横梁之间相互垂直；在灭火弹外圆周表面的前部和后部分别固定有一个与发射导轨上的T形槽配合的T形滑块，并使T形滑块宽度方向的中心线与该灭火...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占科，魏孔泯，郭佼，黄卫平，李发铭，刘秧，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61