一种纯电力驱动的消防无人机制造技术

本发明专利技术涉及无人机领域，具体的说，一种纯电力驱动的消防无人机，通过遥控端操作，包括机身、四个旋翼组件、两组支脚、图像组件及消防组件，所述机身内部设有多个控制模组，机身上部设有动力模组，所述旋翼组件包括旋翼臂、驱动电机及旋桨；所述消防组件和图像组件固定在支脚上；所述图像组件包括瞄准镜、云台组件和设置在瞄准镜后方的夜视相机；所述动力模组包括多块电池、电池盒及头罩；所述电池用于驱动消防组件是否工作，且为旋翼组件的驱动电机提供动力，实现无人机的供能。本发明专利技术中只采用电池作为动力来源，携带足量的电池，完全可以满足无人机的正常作业需求，有利于提高无人机灭火的精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种纯电力驱动的消防无人机
本专利技术涉及无人机领域，具体的说，是一种纯电力驱动的消防无人机。
技术介绍
随着城市化建设的不断发展，高层建筑越来越多，随之而来的是高楼火灾的频发，由于高楼结构复杂、人员密集、且高楼火灾具有火势蔓延快、疏散困难和扑救难度大的特点，一旦失火，火势难以控制、人员难以逃离。在现有技术中，常用的灭火方式是通过消防云梯及消防水枪等进行灭火，但对于超过10层的住宅建筑和超过24米高的高层火灾，消防云梯的长度及消防水枪、水炮的射程均随着火灾发生点的高度增加严重受限，表现为云梯升到空中后，受风力影响，会左右摇摆，增加救火难度；其次，采用消防水枪、水炮进行灭火的方式，需要对水进行加压操作，水压也会对到高度产生限制。无人机作为一种新型工业技术，已被广泛应用于各种领域，随着无人机技术的发展，使无人机赋予消防灭火的功能，将会成一种高空消防的可行手段，由于消防无人机靠近火场作业，若采用传统的燃油驱动或油电混合，会导致消防无人机自爆等二次危险，因此，亟需一种纯电力驱动的消防无人机。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为解决上述问题，提供一种纯电力驱动的消防无人机，能对高层建筑进行消防保护，及时有效的进行定点灭火。本专利技术的技术方案是，一种纯电力驱动的消防无人机，通过遥控端操作，包括机身、四个旋翼组件、两组支脚、图像组件及消防组件，所述机身为箱体结构，内部设有多个控制模组，机身上部设有动力模组，旋翼组件设于机身侧壁，两组支脚组件分别位于机身下部的横向两侧；所述旋翼组件包括旋翼臂、设置在旋翼臂远端的驱动电机，以及设有利用电机驱动转动的旋桨；所述支脚的一端与箱体结构的底面连接，另一端用于支撑地面，所述消防组件和图像组件固定在支脚上；所述图像组件包括瞄准镜、云台组件和设置在瞄准镜后方的夜视相机，所述瞄准镜设于消防组件的上方；所述云台组件设于消防组件的邻侧。所述动力模组包括多块电池、用于固定电池的电池盒及用于防止液体渗入的头罩，所述电池盒设于头罩内，所述电池用于驱动消防组件是否工作，且为旋翼组件的驱动电机提供动力，实现无人机的供能。本专利技术提供的无人机，主要针对于高层建筑灭火，所述机身侧壁为八边形围边结构，其包括前侧壁、后侧壁、左侧壁、右侧壁及4个用于依次连接前侧壁、左侧壁、后侧壁、右侧壁的斜侧壁，所述机身还包括顶板和底板，与机身侧壁共同形成箱体结构的机身。更进一步地，动力模组包括多块用于提供动力的电池、用于固定电池的电池盒及用于防止液体渗入的头罩，所述电池盒设于头罩内，由围边侧壁和上盖组成。其中，多块电池放置在箱体结构的顶板上，通过电池盒将电池限位在箱体结构内，减少电池与四周的间隙，有利于降低无人机飞行时电池的振动；多块电池连接一块电池PCB板，用于控制输出的电量，所述电池盒与多块电池外形保持一致，且电池盒侧壁上设有电池防滑垫，避免无人机飞行或降落过程中，由于震动导致电池松动；电池盒的上盖上设有提手，便于维修更换时，拿起动力模组。更进一步地，为减轻消防无人机的自重，使其能承载更多用于消防灭火的设备，在保证消防无人机具有足够升力的前提下，设置四个旋翼组件，每个旋翼组件均包括碳纤维材质支撑的管状旋翼臂、旋桨驱动电机及旋桨，旋翼臂的一端插入斜侧壁，另一端与电机固定架连接，其上设有旋桨驱动电机，旋桨驱动电机与旋桨连接，通过电池PCB板控制电池向电机功能，带动旋桨转动。当消防无人机作业时户外光线不足时，需要让操作人员了解无人机起飞时的状态，可以在电机固定架上设置信号灯，通过电池功能，在无人机飞行时，信号灯点亮，也可示意地面人员，无人机的飞行方向和飞行状态。更进一步地，所述旋翼臂包括固定在机身侧壁的第一翼臂、用于承托旋桨的第二翼臂及用于连接第一翼臂与第二翼臂的翼臂转接装置，所述第二翼臂可通过翼臂转接装置绕着第一翼臂折叠，折叠后的旋翼组件不超出消防组件的范围。消防无人机承载的重量较大，因此，为提供足够大的升力和保持水平方向的稳定性，无人机的旋翼臂尺寸较长，当无人机降落后，展开的旋翼臂大大限制了无人机的运输和储藏，因此，可将旋翼臂设置为两段式结构，中间通过转接装置进行连接。更进一步地，定义靠近机身的为近端、远离机身的为远端，设置第一翼臂与第二翼臂的长度之比为1/5~1/3，且第二翼臂的长度不超过相邻两个第一翼臂远端之间的距离相对两个。当第二翼臂水平折叠后，四个旋翼组件围城一个口字形，相对两个第二翼臂的间距L2不超过两组支脚的横向间距L1，如此，可将整个无人机收拢成近似于立方体结构，便于运输或存放。更进一步地，为避免雨水等通过机身侧壁与第一翼臂之间连接处渗入，可在连接处设置旋翼臂防水垫。更进一步地，所述转接装置包括套设在第一翼臂远端的第一转接件、套设在第二翼臂近端的第二转接件、用于连接第一转接件及第二转接件的连接件锁紧弹簧、套设在缩进弹簧内的弹簧导向杆及滑动轴，所述连接件锁紧弹簧一端固定在第一转接件内，所述弹簧导向杆从第二转接件的远端穿过，再与连接件锁紧弹簧的另一端固定，所述第一转接件与第二转接件采用转轴连接，且在第二转接件上设有水平滑槽，所述滑动轴垂直穿过水平滑槽，当需要折叠时，锁紧弹簧伸长，滑动轴位于滑槽的近端后固定，使锁紧弹簧保持伸长，实现第二翼臂的折叠；当需要展开第二翼臂时，将滑动轴移动至滑槽的远端后固定，保持锁紧弹簧自然伸长即可。此外，用于连接旋桨驱动电机的导线依次通过第二翼臂、第二转接件、第一转接件、第一翼臂后，与电池组件电连接，且导线留有一定裕度，避免其阻挠第二翼臂的折叠。在本技术方案中，通过巧妙设置转接装置，采用最轻便的结构实现第二翼臂的折叠，操作简单有效。采用折叠式机身设计，使无人机结构紧凑牢固，折叠后整机呈现环抱式，减少无人机的占用面积，减少装箱运输的难度。更进一步地，所述支脚包括两条固定在机身箱体结构的底面上的斜撑支脚和与斜撑支脚同一端垂直连接的水平支脚，使其形成两个连续的倒置T型结构。两组支脚之间的夹角β越大，无人机停靠地面时，其重心越低，停靠也就越稳定，但由于机身下部、支脚之间的空间需要设置消防组件及图像组件，两组支脚之间的夹角β越大，机身底部空间也就越矮，若想要增大底部空间，在相同夹角β的前提下，可以采取延长支脚长度的方式，即增大支脚的垂直高度，但此种方式会导致支脚尺寸增大，一方便导致无人机外形尺寸增大，另一方面增加机身自重，因此，经过试验后，将两组支脚与机身中垂线保持对称设置，且两组支脚之间的夹角β为30°~80°，优选地，夹角β=30°或40°或50°或60°或70°或80°。所述两条斜撑支脚可以平行设置，也可以采用梯形设置，总体来看，两组支脚的四条斜撑支脚形成四棱台结构；所述水平支脚上间断式包覆防震垫。此外，无人机在停靠地面的过程中，采用钛合金或碳纤维材质支撑的支脚与地面直接接触，会产生严重的振动及导致支脚磨损，为降低震动且保护支脚，可以在斜撑支杆的底部设置防震装置，可以是套设包裹在支杆底部的由软性材质制成的防震套，也采用设置在支杆底部的点阵式分布的防震球，或在倒置的T型支脚的横杆上全包裹或局部包裹防震软胶。由于机身上部已经设置了电池组件，且机身的底板内部用于设置控制模组，其电路结构精细复杂，因此，机身底板不再适宜固定重型物体，因此，可以利用支脚之间的空间，将消防组件设置在机身下部，使电池组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯电力驱动的消防无人机，通过遥控端操作，包括机身（1）、四个旋翼组件（3）、两组支脚（4）、图像组件（7）及消防组件（5），其特征在于，所述机身（1）内部设有多个控制模组（6），机身（1）上部设有动力模组（2），旋翼组件（3）设于机身（1）侧壁，两组支脚（4）组件分别位于机身（1）下部的横向两侧；所述旋翼组件（3）包括旋翼臂（31）、设置在旋翼臂（31）远端的驱动电机（32），以及设有利用电机驱动转动的旋桨（33）；所述支脚（4）的一端与机身（1）的底面连接，另一端用于支撑地面，所述消防组件（5）和图像组件（7）固定在支脚（4）上；所述图像组件（7）包括瞄准镜（71）、云台组件（72）和设置在瞄准镜（71）后方的夜视相机（73），所述瞄准镜（71）设于消防组件（5）的上方；所述云台组件（72）设于消防组件（5）的邻侧。所述动力模组（2）包括多块电池（21）、用于固定电池（21）的电池盒（22）及用于防止液体渗入的头罩（23），所述电池盒（22）设于头罩（23）内，所述电池（21）用于驱动消防组件（5）是否工作，且为旋翼组件（3）的驱动电机（32）提供动力，实现无人机的供能。

【技术特征摘要】
1.一种纯电力驱动的消防无人机，通过遥控端操作，包括机身（1）、四个旋翼组件（3）、两组支脚（4）、图像组件（7）及消防组件（5），其特征在于，所述机身（1）内部设有多个控制模组（6），机身（1）上部设有动力模组（2），旋翼组件（3）设于机身（1）侧壁，两组支脚（4）组件分别位于机身（1）下部的横向两侧；所述旋翼组件（3）包括旋翼臂（31）、设置在旋翼臂（31）远端的驱动电机（32），以及设有利用电机驱动转动的旋桨（33）；所述支脚（4）的一端与机身（1）的底面连接，另一端用于支撑地面，所述消防组件（5）和图像组件（7）固定在支脚（4）上；所述图像组件（7）包括瞄准镜（71）、云台组件（72）和设置在瞄准镜（71）后方的夜视相机（73），所述瞄准镜（71）设于消防组件（5）的上方；所述云台组件（72）设于消防组件（5）的邻侧。所述动力模组（2）包括多块电池（21）、用于固定电池（21）的电池盒（22）及用于防止液体渗入的头罩（23），所述电池盒（22）设于头罩（23）内，所述电池（21）用于驱动消防组件（5）是否工作，且为旋翼组件（3）的驱动电机（32）提供动力，实现无人机的供能。2.根据权利要求1所述的一种纯电力驱动的消防无人机，其特征在于，所述消防组件（5）包括集成支架和消防炮筒（51），所述集成支架包括固定支架（52）和可调支架（53），消防炮筒（51）的前端通过固定支架（52）横向与机身（1）前侧的支脚（4）连接，消防炮筒（51）的后端通过可调支架（53）横向与机身（1）后侧的支脚（4）连接，消防炮筒（51）可在可调支架（53）的动作下调整炮筒发射角度。3.根据权利要求2所述的一种纯电力驱动的消防无人机，其特征在于，所述固定支架（52）的两侧通过两个第一舵机连接在机身（1）前侧的支脚（4）上；所述可调支架（53）的两侧通过两个第二舵机连接在机身（1）后侧的支脚（4）上，且第二舵机上设有舵机电机，用于控制消防炮筒（51）的发射口与水平线的仰角α...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗之洪，李奔，夏烨，罗强，
申请(专利权)人：广州市华科尔科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44