基于无人机群组作业的无人机灭火系统技术方案

本发明专利技术公开了基于无人机群组作业的无人机灭火系统。无人灭火系统包括：携带有电子感应设备的主无人机和可携带灭火弹的副无人机，在所述主无人机四周安装有动力机构，所述动力机构为无人机系统提供飞行动力，在所述主无人机下部安装有为电子感应设备提供降温的冷却装置，其中，本发明专利技术的无人机群组作业的无人机灭火系统，通过主无人机与副无人机的协同工作，再由地面消防员通过控制pc机，在合适的时机切断电磁抓钩的电力供应，来实现灭火弹的精准投放。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机群组作业的无人机灭火系统
本专利技术涉及一种灭火系统，特别涉及基于无人机群组作业的无人机灭火系统。
技术介绍
随着社会的不断发展，各种各样的高楼大厦鳞次栉比。在改善我们生活环境的同时也埋下了更多的安全隐患。当这些高楼大厦内部发生火情时，由于楼层太高，高压水枪通常无法对其有效灭火，而且消防设备很难及时的运输到起火区域进行灭火，对于目前这种情况，通常的解决办法是通过无人机携带灭火弹起飞，并将灭火弹投放到起火区域从而实现灭火。然而由于环境和火情的复杂，比如火情较大时单个的小型无人机由于自重较轻，而火势产生的气浪过大从而无法靠近火场；而大型的无人机由于较为笨重，机动性不强从而无法满足某些精细的作业。消防安全一直是民生的焦点，其不仅关系到巨大的财产损失也关系到人民的生命安全，同时火灾扑灭也是一项危险性较大的作业，对消防人员的人身安全造成很大威胁。自改革开放以来，我国高层建筑大量出现，但目前城市消防部队配备的消防车大都在50米以下，对于超过100米以上的高层建筑却束手无策，同时，由于私家车的普及，道路拥堵情况日益严重，对消防车的快速救援造成困难。另外一些急难险重的情况，比如海上船舶灭火、森林灭火、武器库和核电站灭火等等极端情况，常规地面救援手段都有局限，而且对消防人员的人身安全提出了巨大挑战。除常规灭火装备外，虽然目前市面上也专利技术了各种类型的灭火系统，但究其原理，大都采用地面喷射或发射方式，由地面设备或人员接近火源喷射灭火剂、投掷或发射灭火弹进行灭火，但考虑到人身安全、运输方便快捷、空间活动受限、投射精度等因素，现有灭火系统对急难险重情况下的火灾救援不够灵活且不一定完全适用，因此如何设计和研发一套安全、快速、精确、适用于各种急难险重情况下的灭火系统成为业界的难题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，结果发现：提供一种基于无人机群组作业的无人机灭火系统，无人灭火系统包括：携带有电子感应设备的主无人机和可携带灭火弹的无人机主体，在所述主无人机四周安装有动力机构，所述动力机构为无人机系统提供飞行动力，在所述主无人机下部安装有为电子感应设备提供降温的冷却装置，因此本专利技术通过主无人机与副无人机的协同工作，再由地面消防员通过控制pc机，在合适的时机切断电磁抓钩的电力供应，来实现灭火弹的精准投放，从而完成了本专利技术。本专利技术的目的在于提供以下方面：一种基于无人机群组作业的无人机灭火系统包括：携带有电子感应设备的主无人机和可携带灭火弹的副无人机，在所述主无人机四周安装有动力机构，所述动力机构为无人机系统提供飞行动力，在所述主无人机下部安装有为电子感应设备提供降温的冷却装置。其中，在所述副无人机底部安装有用于抓取灭火弹的电磁抓钩，在所述灭火弹顶面设置有用于与电磁抓钩扣合的电磁槽，所述电磁抓钩外部结构为圆柱状，并且圆柱直径小于电磁槽的直径，优选地，多组副无人机的电磁抓钩可协同带动大型灭火弹，所述电磁槽分布在灭火弹的左右两侧，地面消防员通过pc机，接收到主无人机传输信息，并在合适的时机切断电磁抓钩的电力供应，来实现灭火弹的精准投放，优选地，在所述电磁抓钩之间连接有应急切断的电源线。其中，所述主无人机上携带的电子感应设备包括，数字电台模块，用于接受各种电子感应设备传输的数据并反馈到地面消防员的pc机上，协助消防员下达正确的指令；摄像头，可随时观察火灾现场各种突发状况，用于在进行灭火之前对环境进行勘测和对起火区域进行定位，以及确定投弹的位置；红外感应模块，用于感应外界的温度，可避免无人机在飞行的过程中误入到温度过高的区域；气动感应模块，用于感应不同热流对空气的扰动，监测火场附近的不规则风速，并将收集到的数据通过数字电台传送消防员的PC上；温度传感器，用于感应无人机内部安装的电子感应设备的温度。其中，所述冷却装置包括，密封有冷却物质的冷却仓，所述冷却仓包括若干个腔体，冷却物质封存在腔体内，优选地腔体个数为2-20个，优选地冷却物质为：干冰、冰、水、或冷却基料。其中，所述主无人机包括无人机主体，所述无人机主体设置在主无人机的中心位置，所述主无人机主体与动力机构通过机臂连接，所述摄像头安装在无人机本体下方的前端，优选使用两个所述摄像头，并通过并排设置两个摄像头来实现双目视觉算法，优选地，两个摄像头组件的距离为50-150mm。其中，所述副无人机采用群组作业方式，多个所述副无人机可同步协调飞行，并可携带大型灭火弹，在火情较小或火场环境较为复杂等需要无人机完成较为机动灵活的任务时，可以采用单个副无人机作业；优选地，在火情较大时采用群组作业，更优选地，所述副无人机个数为2-12个。其中，所述动力机构包括叶片，以及为无人机灭火体统提供动力的电机。其中，所述冷却仓四周安装有冷却管。其中，所述冷却管从冷却仓延伸到叶片端，所述冷却管采用高分子材料。其中，所述冷却管缠绕在主无人机的机身上，优选的，冷却管缠绕在主无人机携带的电子感应设备上，并在所述冷却管外部覆盖有高温防护罩，所述高温防护罩在靠近叶片一段设置有散热口，优选的，所述冷却管的尾部分布在叶片的下侧，所述冷却管开有均匀分布的冷却孔，所述冷却孔可喷射出降低叶片表面温度的雾状冷却气体，优选的，所述冷却管从主无人机底部冷却仓延平行水平面延伸，所述冷却管终端对应着电子感应器，所述冷却管的终端位置呈扁嘴状，在温度传感器感应电子感应设备的温度过高后，冷却孔释放冷却气体和/或冷却基料，进而保护电子感应设备,所述主无人机还包括，出风口，所述出风口设置在主无人机机臂靠近叶片一侧，所述出风口前后贯通；进风口，所述进风口设置在所述高温防护罩与无人机主体衔接处，所述出风口的直径与进风口直径比为1：1.5～3，所述叶片长度与机臂长度比为1:1-2。根据本专利技术提供的基于无人机群组作业的无人机灭火系统，具有以下有益效果：(1)主无人机下部安装有为电子感应设备提供降温的冷却装置，从而避免主无人机进入到温度过高环境的中，造成电子感应设备的损坏；(2)在火情较大时采用群组作业，所述副无人机在消防员的控制下，实现同步操作，副无人机上部安装有保护罩，避免在副无人机被高温烧毁，所述保护罩采用耐高温，隔热材料，保护副无人机；(3)大型的灭火弹由至少4架无人机组合运输，待无人机群组靠近起火点后由主无人机标定无人机群组的三维坐标，通过无人机群组的三维坐标与着火点的三维坐标设定无人机的接下来的飞行路线，此时需要考虑风向、风速对飞行轨迹的影响并且采用从火灾现场中得出的偏移修正量来对无人机群组中单个的无人机的飞行状态进行修正；以确保无人机群组能精准达到空投位置。附图说明图1示出根据本专利技术一种优选实施方式的中副无人机单体作业结构示意图；图2示出根据本专利技术一种优选实施方式的基于无人机群组作业的无人机灭火系统示意图；图3示出根据本专利技术一种优选实施方式的无人机灭火系统中冷却管示意图；图4示出根据本专利技术一种优选实施方式的无人机灭火系统中的电磁抓钩部分示意图；图5示出根据本专利技术一种优选实施方式的无人机灭火系统中的冷却管和叶片的部分示意图；图6示出根据本专利技术一种优选实施方式的无人机灭火系统中冷却管和叶片的部分剖视图；图7示出根据本专利技术一种优选实施方式的中副无人机协同作业结构示意图；图8示出根据本专利技术一种优选实施方式的无人机灭火系统中的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机群组作业的无人机灭火系统，其特征在于，所述无人灭火系统包括：携带有电子感应设备的主无人机和可携带灭火弹(4)的副无人机，在所述主无人机四周安装有动力机构，所述动力机构为无人机系统提供飞行动力，在所述主无人机下部安装有为电子感应设备提供降温的冷却装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机群组作业的无人机灭火系统，其特征在于，所述无人灭火系统包括：携带有电子感应设备的主无人机和可携带灭火弹(4)的副无人机，在所述主无人机四周安装有动力机构，所述动力机构为无人机系统提供飞行动力，在所述主无人机下部安装有为电子感应设备提供降温的冷却装置。2.根据权利要求1所述的无人机灭火系统，其特征在于，在所述副无人机底部安装有用于抓取灭火弹(4)的电磁抓钩(6)，在所述灭火弹(4)顶面设置有用于与电磁抓钩(6)扣合的电磁槽(10)，所述电磁抓钩(6)外部结构为圆柱状，并且圆柱直径小于电磁槽(10)的直径，优选地，多组副无人机的电磁抓钩(6)可协同带动大型灭火弹(4)，所述电磁槽(10)分布在灭火弹(4)的左右两侧，地面消防员通过pc机，接收到主无人机传输信息，并在合适的时机切断电磁抓钩(6)的电力供应，来实现灭火弹(4)的精准投放，优选地，在所述电磁抓钩(6)之间连接有应急切断的电源线(11)。3.根据权利要求1所述的无人机灭火系统，其特征在于，所述主无人机上携带的电子感应设备包括，数字电台模块(004)，用于接受各种电子感应设备传输的数据并反馈到地面消防员的pc机上，协助消防员下达正确的指令；摄像头(001)，可随时观察火灾现场各种突发状况，用于在进行灭火之前对环境进行勘测和对起火区域进行定位，以及确定投弹的位置；红外感应模块(002)，用于感应外界的温度，可避免无人机在飞行的过程中误入到温度过高的区域；气动感应模块(003)，用于感应不同热流对空气的扰动，监测火场附近的不规则风速，并将收集到的数据通过数字电台(004)传送消防员的PC上；温度传感器，用于感应无人机内部安装的电子感应设备的温度。4.根据权利要求1所述的无人机灭火系统，其特征在于，所述冷却装置包括，密封有冷却物质的冷却仓(3)，所述冷却仓(3)包括若干个腔体(5)，冷却物质封存在腔体(5)内，优选地腔体个数为2-20个，优选地冷却物质为：干冰、冰、水、或冷却基料。5.根据权利要求1所述的无人机灭火系统，其特征在于，所述主无人机包括无人机主体(1)，所述无人机主体(1)设置在主无人机的中心位置，所述主无人机主体(1)与动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博雅，林德福，王江，王伟，韩晨旭，纪毅，师兴伟，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11