一种新型森林灭火无人机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种新型森林灭火无人机，包括椭圆支架的主架骨、飞控系统板、主旋翼、侧旋翼、尾翼、灭火球发射装置。通过设置椭圆形外观设计，方便于携带；采用变距桨，使得在不改变电刷转速的情况下，改变其输出扭矩以达到快速转向的目的；采用的灭火装置，使得灭火速度与精确性提高，解决了传统灭火方法中产生的机动性差灭火效率底下的问题；通过调整无人机控制系统方面，使用公共移动通信网络进行数据传输及远程控制，打破了无人机远程控制及数据传输上的局限性，同时采用无人机群及细化分工的方式，在人机数据传输及通信的方式上明确分工，降低了系统紊乱的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种新型森林灭火无人机
本技术属于无人机领域，涉及一种新型森林灭火无人机。
技术介绍
当前无人机的外观多为四轴旋翼机或六轴旋翼机，因为尺寸与体积比较大，不便于携带，且速度及转向速度仍有较大提升空间。用于森林灭火的无人机多数如在支架下携带一个储水罐及喷头，灭火效率及精度仍处于低端水平，例如，四川天一学院所设计的灭火无人机采用在机身中央加一个约两千克的水罐，延长四只轴与地面高度，另外两轴安装喷头与储水罐连接的装置，从而向下喷水的方式灭火。再如某灭火无人机研发团队研制出的灭火无人机是在机身底部携带有喷枪的灭火水带，调整喷枪姿态向火源喷射水柱，储水罐在地面的工作方式。这些设计都具有携带不方便，灭火效率低和灭火能力有限的弊端，因此出现了携带灭火球的无人机。但是，目前灭火球的使用范围及方法仍有许多不足之处，例如一般灭火球的使用方式分为两种，一种是人力抛掷至火源，另一种是固定在火灾可能发生的区域，但这两种不足之处都有机动性能差，灭火不精确，后期灾情反馈不力等缺点；在执行灭火过程中位置识别以及数据信息传递方面一般才用图传至地面站，再由地面站来进行操控；且由于目前无人机采用的遥感控制方式的局限性，在有效操控距离方面，无人机与地面站之间无法实现远程交互和操控。
技术实现思路
为了解决上述中灭火无人机携带不方便、飞行工作室转向速度慢及灭火时使用的灭火球方法效率低，同时容易产生的无人机在远程控制上的局限性，本技术提供了一种一种新型森林灭火无人机，包括椭圆支架的主架骨、飞控系统板、主旋翼、侧旋翼、尾翼、灭火球发射装置；所述椭圆支架的主架骨的中心固定安装飞控系统板，飞控系统板设置为高通骁龙无人机飞控或第二代Pixhawk飞控；所述飞控系统板的上方处置放置有主旋翼；所述侧旋翼固定安装在无人机的机身两侧，均设置有一组；所述尾翼固定安装在无人机的机身后端；所述灭火球发射装置固定安装在椭圆支架下方。作为改进，所述灭火球发射装置包括椭圆空心轨道、灭火球、空气压缩机、导向板、发射轨道、发射口；其中所述椭圆空心轨道一端设置有弹簧，内部按顺序活动放置有多组灭火球，底部的灭火球与导向板相邻；导向板与发射轨道形成发射室，发射口设置在发射轨道的前端，发射口的外径略大于灭火球直径；所述空气压缩机固定安装在发射轨道下端。作为改进，所述导向板由两块板通过中间电磁铁组成，其中每块板均由三组弹性活动槽间隔为四块区域；电磁铁通电后，弹性活动槽移动，导向板打开，灭火球穿过导向板进入发射轨道；电磁铁断电后，导向板闭合。作为改进，还包括隔挡三角件，所述导向板设置有多组，两组之间用橡胶接触闭合，且为耐摩擦塑料制得的板材；其中隔挡三角件固定安装在导向板的根部，用于防止导向板因弹簧作用反方向运动而导致已填装至发射端口的灭火球再回弹至椭圆空心轨道中。作为改进，所述主旋翼为定距桨，侧旋翼和尾翼为变距桨；所述变距桨包括一对桨叶、圆锥齿轮机构，一对桨叶为轴对称结构，圆锥齿轮机构固定安装在变距桨的根部，且与电机转轴的转轴外筒连接；其中圆锥齿轮机构包括多组圆锥齿轮。作为改进，所述灭火球包括泡沫外壳、炸药、ABC干粉灭火剂，所述泡沫外壳包裹在炸药和ABC干粉灭火剂外部，通过成十字形的引线缠绕，并最外层有多层塑料包装纸包装。作为改进，还包括红外感应装置、GPS定位装置、公共移动通信网络数据收发装置；其中公共移动通信网络数据收发装置用于接收地面控制中心发出的救援信号和救援位置信号，并通过GPS定位装置和红外感应装置进行定位、定点操作后，发射灭火球进行灭火。作为改进，所述无人机与监测无人机组建无人机组，其中监测无人机组用于接收热力监测卫星发出的火灾信息，且发送给无人机火灾信息信号。有益效果：本技术提供的无人机，通过设置椭圆形外观设计，方便于携带；采用变距桨，使得在不改变电刷转速的情况下，改变其输出扭矩以达到快速转向的目的；采用的灭火装置，使得灭火速度与精确性提高，解决了传统灭火方法中产生的机动性差灭火效率底下的问题；通过调整无人机控制系统方面，使用公共移动通信网络进行数据传输及远程控制，打破了无人机远程控制及数据传输上的局限性，同时采用无人机群及细化分工的方式，在人机数据传输及通信的方式上明确分工，降低了系统紊乱的风险。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本技术无人机的椭圆形的支架外观俯视图。图2为本技术无人机的外观主视图。图3为本技术无人机的灭火装置的结构示意图。图4为本技术无人机的灭火装置的内部结构示意图。图5为本技术无人机的灭火球内部结构剖面图。图6为本技术无人机的变距桨及液压传动的主视图。图7为本技术无人机的变距桨及液压传动的左视图。图8为本技术无人机的导向板开闭示意图。图9为本技术无人机的灭火装置与机身固定装置示意图。附图中：1、椭圆支架的主骨架；2、飞控系统板；3、主旋翼；4、侧旋翼；5、尾翼；6、灭火球发射装置；7、导向板；8、电磁铁；9、空气压缩机；10、活动槽；11、桨叶；12、圆锥齿轮机构；13、液压系统；14、总液压缸；15、副液压缸；16、转轴外筒。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。本技术摒弃了现有无人机的四轴、六轴或八轴的外形，设置了一个椭圆支架的主骨架1，从而使得携带方便；在机身两侧分别斜向上延伸出支架，用来支撑主控制系统板及主旋翼，就是打破原有无人机死板的形象外观，并且通过以上改进从而增加无人机的速度及转向速度。在椭圆支架的主骨架1的中心安放飞控系统板2，其中飞控系统采用高通骁龙无人机飞控或第二代Pixhawk飞控即Pixhawkv2。在飞控系统板2下方放置蓄电池板，以提供无人机各部分工作所需的能源。在飞控系统板的上方垂直放置定距桨主旋翼3。由电信号线路将飞控系统板的指令传输给电机与灭火装置。机身后端安装一个可以通过飞控系统板来控制其工作的变距桨，以此变距桨来抵消无人机主旋翼3的输出扭矩并兼有控制无人机转向的辅助作用，机身两侧分别水平安放一个同种规格的侧旋翼4，该侧旋翼4为可以产生正力矩和负力矩的旋翼或变距桨，这两只旋翼用作推进与反推，在无人机左右转向的时候，起到主要作用，例如无人机向左转时尾翼5通过变距方式进行加速，左旋翼变距减速或前推，右旋翼变距加速，其中变距桨的结构如下：变距桨旋翼根部装有可以控制其转动的圆锥齿轮机构，包括圆锥齿轮12和液压系统13，液压系统13包括总液压缸14、副液压缸15。优选地，该机构将由液压传动的方式或可以采用拉杆控制来改变桨叶的倾斜角来改变其输出扭矩，从而在电机转速不变的情况下改变旋翼的推进速度。当采用液压传动方式时，该变距桨的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型森林灭火无人机，其特征在于：包括椭圆支架的主架骨(1)、飞控系统板(2)、主旋翼(3)、侧旋翼(4)、尾翼(5)、灭火球发射装置(6)；所述椭圆支架的主架骨(1)的中心固定安装飞控系统板(2)，飞控系统板(2)设置为高通骁龙无人机飞控或第二代Pixhawk飞控；所述飞控系统板(2)的上方处置放置有主旋翼(3)；所述侧旋翼(4)固定安装在无人机的机身两侧，均设置有一组；所述尾翼(5)固定安装在无人机的机身后端；所述灭火球发射装置(6)固定安装在椭圆支架下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型森林灭火无人机，其特征在于：包括椭圆支架的主架骨(1)、飞控系统板(2)、主旋翼(3)、侧旋翼(4)、尾翼(5)、灭火球发射装置(6)；所述椭圆支架的主架骨(1)的中心固定安装飞控系统板(2)，飞控系统板(2)设置为高通骁龙无人机飞控或第二代Pixhawk飞控；所述飞控系统板(2)的上方处置放置有主旋翼(3)；所述侧旋翼(4)固定安装在无人机的机身两侧，均设置有一组；所述尾翼(5)固定安装在无人机的机身后端；所述灭火球发射装置(6)固定安装在椭圆支架下方。


2.根据权利要求1所述的新型森林灭火无人机，其特征在于：所述灭火球发射装置(6)包括椭圆空心轨道、灭火球、导向板(7)、发射轨道、发射口、空气压缩机(9)；其中所述椭圆空心轨道一端设置有弹簧，内部按顺序活动放置有多组灭火球，底部的灭火球与导向板(7)相邻；导向板(7)与发射轨道形成发射室，发射口设置在发射轨道的前端，发射口的外径略大于灭火球直径；所述空气压缩机(9)固定安装在发射轨道下端。


3.根据权利要求2所述的新型森林灭火无人机，其特征在于：所述导向板(7)由两块板通过中间电磁铁(8)组成，其中每块板均由三组弹性活动槽(10)间隔为四块区域；电磁铁(8)通电后，弹性活动槽(10)移动，导向板(7)打开，灭火球穿过导向板(7)进入发射轨道；电磁铁(8)断电后，导向板(7)闭合。


4.根据权利要求3所述的新型森林灭火无人机，其特征在于：还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：成诚，蔡佳，
申请(专利权)人：南京工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32