大载重灭火无人机及灭火方法。伴随我国城市化进程越来越快，人口集中和城市建筑密集程度越来越高，但与之配套的应急救援设备的发展相对缓慢，特别是针对高层建筑着火情况下的灭火装备没有得到及时更新。本发明专利技术组成包括：上机体分离结构件、下机体分离结构件，上机体分离结构件通过分离锁扣、分离锁环与下机体分离结构件连接；上机体分离结构件包括无人机中心板，无人机中心板安装有防水式中央控制舱体、快拆式大容量电池、火场环境观察摄像头，中央控制舱体内部安装有无人机控制系统，无人机中心板通过机臂与电机座连接，电机座上安装有无刷电机，无刷电机与螺旋桨连接，位于无人机前端的电机座上安装有火源探测摄像头。本发明专利技术用于灭火。
【技术实现步骤摘要】
大载重灭火无人机及灭火方法
：本专利技术涉及一种大载重灭火无人机及灭火方法。
技术介绍
：伴随我国城市化进程越来越快，人口集中和城市建筑密集程度越来越高，城市建筑群规模和高度也在不断刷新纪录，目前仅300米以上的高楼多达64座，100米以上的高楼有2000余栋。但与之配套的应急救援设备的发展相对缓慢，特别是针对高层建筑着火情况下的灭火装备没有得到及时更新。目前普遍的楼宇高层灭火方式有两种：第一种是依靠消防员徒步攀爬到着火楼层，依靠楼层中的消防栓从内部进行灭火。楼层内部消防栓系统一般由消防箱+消防水带+水枪+接扣+水栓+卡子等组合而成；第二种是依靠特种消防车系统从外部对着火楼层进行灭火。高层消防车系统一般由泵浦消防车+水罐消防车+云梯消防车及相关的消防水带、水枪等组成。泵浦消防车装备消防水泵和其他消防器材，主要为消防系统提供压力。水罐消防车设有较大容量的贮水罐，可向其他消防车和灭火喷射装置供水源。云梯消防车上设有伸缩式云梯，可带有升降斗转台及灭火装置，可供消防员进行高层灭火和营救被困人员。除上述两种方式外，目前还出现了高层楼宇导弹灭火系统对高层着火点进行灭火。高层楼宇导弹灭火系统由地面发射架和灭火导弹两个主要部件组成。无论是依靠楼层内部消防栓系统、高层消防车系统或是新型的高层楼宇导弹灭火系统对高层建筑着火点进行灭火都有其自身的局限性。依靠楼层内部消防栓进行灭火，需要消防员攀爬至着火附近楼层，整个过程中消防员需要携带氧气瓶、消防服、头盔、面罩等装配进行攀爬，极大的消耗了消防员的体力，通常消防员还需要纵身火场，这对消防员的生命安全也构成了极大的隐患；依靠特种消防车系统进行高层灭火，首先需要有足够的资金支持，泵浦消防车、水罐消防车、云梯消防车等相关设备的采购及后续的维护价格高昂，其次在实际灭火过程中，消防车需要的停驻作业空间较大、云梯伸展时间长等都不利于及时的控制火情；使用高层楼宇导弹灭火系统进行灭火时，对操作人员有较高的专业知识要求，不利于大范围的推广使用。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种大载重灭火无人机及灭火方法，实现高空灭火救援。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种大载重灭火无人机，其组成包括：上机体分离结构件、下机体分离结构件，所述的上机体分离结构件通过分离锁扣、分离锁环与所述的下机体分离结构件连接；所述的上机体分离结构件包括无人机中心板，所述的无人机中心板安装有防水式中央控制舱体、快拆式大容量电池、火场环境观察摄像头，所述的中央控制舱体内部安装有无人机控制系统，所述的无人机中心板通过机臂与所述的电机座连接，所述的电机座上安装有无刷电机，所述的无刷电机与螺旋桨连接，位于无人机前端的所述的电机座上安装有火源探测摄像头；所述的下机体分离结构件包括灭火罐支架，所述的灭火器支架上安装有大容量灭火罐，所述的大容量灭火罐与可伸缩喷管连接，所述的可伸缩喷管安装在所述的机臂下部，所述的灭火器支架底部安装有翘板式落板。所述的大载重灭火无人机，所述的灭火罐支架采用环抱的结构形式，所述的灭火罐支架由与所述的大容量灭火罐尺寸对应的圆形环、底部承托框和4根竖立的撑杆组成。所述的大载重灭火无人机，所述的电机座内部用于放置电调、散热风扇、温度探测传感器。所述的大载重灭火无人机，所述的火源探测摄像头安装于无人机前端电机座上，所述的火源探测摄像头与可伸缩喷管安装在同一竖直平面上。所述的大载重灭火无人机，所述的无人机控制系统包括飞行控制系统、火源识别系统、数据传输系统、图像传输系统。所述的大载重灭火无人机，所述的飞行控制系统使用异构双余度惯性测量单元，所述的飞控装置包括GPS模块、加速度计、陀螺仪。所述的大载重灭火无人机，所述的飞机上机体安装有温度传感器、避障传感器。所述的大载重灭火无人机，所述的中央控制舱体为防水、电磁屏蔽的控制舱体。所述的大载重灭火无人机，所述的快拆式大容量电池包括供电箱，所述的供电箱与机体连接通过滑轨和插销连接。一种利用权利要求1-9之一所述的大载重灭火无人机的灭火方法，在接到高层楼房着火警报后，通过专用运输车辆将消防无人机快速运送到火灾现场，由地勤人员与操控人员配合，将飞机放置在三米半径圆内无杂物的起飞点，安装快拆式大容量电池、大容量灭火罐，启动地面站完成控制系统连接后，人员撤离飞机起飞点，即可通过地面站一键起飞快速攀爬至着火楼层，在整个飞行过程中，火源探测摄像头实时探测火源，将数据不断反馈至飞行控制系统，当侦查到火源后，飞行控制系统通过内部数据处理并由飞行控制系统将飞机稳定悬停在火源附近，由整个飞行控制系统调整喷管对准火源位置后，飞行控制系统发送大容量灭火罐开启信号，完成大容量灭火罐开启动作，喷出灭火干粉，待干粉喷射完成后，由操控人员将飞机快速降落至起飞点，地勤人员取下动力电池，将飞机上机体、飞机下机体进行分离后取出大容量灭火罐，并装上新大容量灭火罐，再将无人机上下部分接合上，安装动力电池后即可重新进行下一轮的起飞作业任务，从而达到连续作业的目的。本专利技术的有益效果：本专利技术消防无人机是针对高层建筑特别是50米以上高层建筑情况下的失火而设计的，通过大载重的无人机平台搭载干粉灭火罐、喷射装置、光学相机等载荷在50-300米高层进行灭火作业，一次有效灭火面积可达300平方米，地面站具有视频和测控信息记录与回放功能。无人机采用四轴八桨多旋翼结构，全系统采用便携式设计，同时采取上下分离结构、动力电池及灭火载荷快速更换结构设计，飞机单次作业完成后，能快速降落并更换动力电池、灭火罐，达到连续作业的目的。无人机可以利用地面车辆进行远程运输，配置地面保障系统，便于用户使用和维护。本专利技术无人机进行高层灭火能极大地降低高层建筑灭火成本。无人机设备的采购、运输、使用维护等成本都优于传统的高层消防车系统。本专利技术无人机灭火可以远距离操控，消防人员可以远离火源作业，有效的保障了消防员的生命安全。本专利技术无人机机动性优于传统消防车，可在相对较小的作业空间进行起飞作业，也可在着火楼房附近空旷地带进行起飞。本专利技术无人机灭火能更接近火源，及时控制火势蔓延。本专利技术无人机采用四轴八桨多旋翼布局，可搭载80kg灭火载荷，且支持多架灭火无人机同时起飞作业，形成强大的灭火阵容，能快速扑灭着火楼层。本专利技术无人机采用上下分离结构、动力电池及灭火载荷快速更换设计，飞机单次作业完成后，可快速降落并更换动力电池、灭火罐，极大的提高了灭火作业效率。附图说明：附图1是本专利技术的结构示意图。附图2是本专利技术飞机上机体分离结构件的结构示意图。附图3是本专利技术飞机上机体分离结构件的结构示意图。附图4是本专利技术分离锁扣的结构示意图。附图5是本专利技术分离锁环的结构示意图。附图6是本专利技术电池及控制系统安装形式示意图。附图中：1：螺旋桨、2：无刷电机、3：电机座、4：机臂、5：火源探测摄像头、6：可伸缩式喷管、7：火场环境观察摄像头、8：灭火罐固定支架、9：快拆式大容量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大载重灭火无人机，其组成包括：上机体分离结构件、下机体分离结构件，所述的上机体分离结构件通过分离锁扣、分离锁环与所述的下机体分离结构件连接；/n所述的上机体分离结构件包括无人机中心板，所述的无人机中心板安装有防水式中央控制舱体、快拆式大容量电池、火场环境观察摄像头，所述的中央控制舱体内部安装有无人机控制系统，所述的无人机中心板通过机臂与所述的电机座连接，所述的电机座上安装有无刷电机，所述的无刷电机与螺旋桨连接，位于无人机前端的所述的电机座上安装有火源探测摄像头；/n所述的下机体分离结构件包括灭火罐支架，所述的灭火器支架上安装有大容量灭火罐，所述的大容量灭火罐与可伸缩喷管连接，所述的可伸缩喷管安装在所述的机臂下部，所述的灭火器支架底部安装有翘板式落板。/n
【技术特征摘要】
1.一种大载重灭火无人机，其组成包括：上机体分离结构件、下机体分离结构件，所述的上机体分离结构件通过分离锁扣、分离锁环与所述的下机体分离结构件连接；
所述的上机体分离结构件包括无人机中心板，所述的无人机中心板安装有防水式中央控制舱体、快拆式大容量电池、火场环境观察摄像头，所述的中央控制舱体内部安装有无人机控制系统，所述的无人机中心板通过机臂与所述的电机座连接，所述的电机座上安装有无刷电机，所述的无刷电机与螺旋桨连接，位于无人机前端的所述的电机座上安装有火源探测摄像头；
所述的下机体分离结构件包括灭火罐支架，所述的灭火器支架上安装有大容量灭火罐，所述的大容量灭火罐与可伸缩喷管连接，所述的可伸缩喷管安装在所述的机臂下部，所述的灭火器支架底部安装有翘板式落板。
2.根据权利要求1所述的大载重灭火无人机，其特征是：所述的灭火罐支架采用环抱的结构形式，所述的灭火罐支架由与所述的大容量灭火罐尺寸对应的圆形环、底部承托框和4根竖立的撑杆组成。
3.根据权利要求2所述的大载重灭火无人机，其特征是：所述的电机座内部用于放置电调、散热风扇、温度探测传感器。
4.根据权利要求3所述的大载重灭火无人机，其特征是：所述的火源探测摄像头安装于无人机前端电机座上，所述的火源探测摄像头与可伸缩喷管安装在同一竖直平面上。
5.根据权利要求4所述的大载重灭火无人机，其特征是：所述的无人机控制系统包括飞行控制系统、火源识别系统、数据传输系统、图像传输系统。
6.根据权利要求5所述的大载重灭火无人...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘卓斌，韩旭，王超，喻畅，刘其创，
申请(专利权)人：哈工大机器人岳阳军民融合研究院，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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