用于城市高层建筑火灾扑救的长航时旋翼无人机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于城市高层建筑火灾扑救的长航时旋翼无人机，包括机体框架以及固定在机体框架上的灭火弹发射系统、中央控制及通讯系统和电源系统，所述电源系统通过电线连接到中央控制及通讯系统并通过中央控制及通讯系统集中供电，中央控制及通讯系统与旋翼系统、灭火弹发射系统连接并控制其工作，所述旋翼系统在无人机机架的四个角上分别布置有四套共轴式旋翼并具有旋翼外涵道，所述灭火弹发射系统在无人机前方。本实用新型专利技术可以解决当前城市火灾扑救工作对于人力、设备资源过度消耗或占用的问题，并可以长时间的工作，同时该火灾扑救旋翼无人机还具有结构紧凑、气动性能优异等优点。

【技术实现步骤摘要】
用于城市高层建筑火灾扑救的长航时旋翼无人机
本技术涉及无人机应用
，具体是一种用于城市高层建筑火灾扑救的长航时旋翼无人机。
技术介绍
随着经济的增长，我国城市面积不断扩大，高层建筑数量日益增多，当发生火灾时扑救工作变得愈发困难。一方面，由于城市交通拥挤，在发生火灾时地面消防设备往往不能及时到达火场并立刻工作；一方面，即使到达火场之后，消防设备对于高层火灾险情仍然不能有效扑救。这对新形势下火灾扑救工作提出了苛刻的要求，亟需一种快速反应、省时省力、能够降低作业成本的工作方式。将无人机用于高层建筑火灾扑救在当前具有相对实用的价值和应用前景。无人机在用于高层建筑火灾扑救作业时，除了具有高度优势外，还能够实现人力减负，特别是旋翼无人机还具有定点悬停功能。在我国，将无人机应用于高层建筑火灾扑救还处于起步阶段，另外市场上的无人机产品型号单一、载荷效率低下、质量参差不齐。故而，专门设计一款专门应用于高层建筑火灾扑救作业的具有长航时、高效率的无人机具有一定的现实意义。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术的问题，提供了一种用于城市高层建筑火灾扑救的长航时旋翼无人机，可以解决当前城市火灾扑救工作对于人力、设备资源过度消耗或占用的问题，并可以长时间的工作，同时该火灾扑救旋翼无人机还具有结构紧凑、气动性能优异等优点。本技术包括机体框架以及固定在机体框架上的灭火弹发射系统、中央控制及通讯系统和电源系统，所述电源系统通过电线连接到中央控制及通讯系统并通过中央控制及通讯系统集中供电，中央控制及通讯系统与旋翼系统、灭火弹发射系统连接并控制其工作，机体框架中央为载荷平台。所述旋翼系统在无人机机架的四个角上分别布置有四套共轴式旋翼并具有旋翼外涵道，每套旋翼的上下两个旋翼的旋转方向相反以抵消反扭矩，所述灭火弹发射系统在无人机前方负责根据中央控制及通讯系统的指令以一定次序向火源发射灭火弹。进一步改进，所述的机体框架为敞口式箱式框架结构，灭火弹发射系统、中央控制及通讯系统和电源系统均固定放置在其中。进一步改进，所述的电源系统由安置在无人机载荷平台后部的四组大容量蓄电池箱组成。进一步改进，所述的机体框架的下方安装有起落架，以避免在工作时干扰旋翼流场。进一步改进，所述的旋翼外涵道为流线型结构。本技术有益效果在于：1、该多旋翼灭火无人机专门针对高层建筑的火灾险情设计，一方面相对于传统的人工地面消防作业方式具有高度优势，缩短了工作时间并节省了人工成本。另一方面该无人机具有较长的工作时间以及大的载荷，进一步提高了效率。2、该多旋翼灭火无人机采用了有效的承载结构及高效的气动布局。针对市面上的无人机大多数为小型、载重比不高的劣势，该技术一方面通过减重设计并采用复合材料机身框架使得无人机的承载能力得到提高，同时保持了紧凑的结构和简单的布局。另一方面采用了四旋翼布局以及共轴双旋翼设计，并配有流线型外涵道，显著增大了升力。3、该多旋翼灭火无人机载重效率相对于同类型产品得到了有效的提高，其有效载荷如灭火弹发射系统和电源系统的重量在整个旋翼无人机重量中的比例很高。通过合理利用载荷平台，在平台上携带了多组电池箱，有效利用了载荷空间并提升了无人机的航程；通过携带较多数目的灭火弹，可以有效减少返回地面的次数。附图说明图1是多旋翼灭火无人机的等轴测视图。图2是多旋翼灭火无人机的正视图。图3是多旋翼灭火无人机的左视图。图4是多旋翼灭火无人机的俯视图。图中：1.机体框架，2.灭火弹发射系统，3.中央控制及通讯系统，4.旋翼系统，5.电源系统，6.旋翼外涵道，7.灭火弹，8.灭火弹舱，9.蓄电池，10.起落架，11.起落架轮胎。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。本技术一种具体实施方式如图1-4所示，包括多旋翼灭火无人机的等轴测图（图1）、正视图（图2）、左视图（图3）和俯视图（图4）。本技术具体包括机体框架1以及固定在机体框架1上的灭火弹发射系统2、中央控制及通讯系统3和电源系统5，所述电源系统5通过电线连接到中央控制及通讯系统3并通过中央控制及通讯系统3集中供电，中央控制及通讯系统3与旋翼系统4、灭火弹发射系统2连接并控制其工作，所述旋翼系统在无人机机架的四个角上分别布置有四套共轴式旋翼并具有旋翼外涵道6，每套旋翼的上下两个旋翼的旋转方向相反以抵消反扭矩，所述灭火弹发射系统2在无人机前方。灭火弹发射系统2包括，若干灭火弹舱8以及安装在灭火弹舱8内的灭火弹7，灭火弹发射系统2接受来自中央控制及通讯系统3的控制信号，有次序的向高层建筑的火源发射灭火弹7。本技术采用的灭火弹发射系统2、中央控制及通讯系统3和电源系统5均为市面上能够买到的现成装置，对于发射控制系统本身没有进行任何改进。所述的机体框架1为敞口式箱式框架结构，灭火弹发射系统2、中央控制及通讯系统3和电源系统5均固定放置在其中。所述的电源系统5由安置在无人机载荷平台后部的四组大容量蓄电池箱9组成。所述的机体框架1的下方安装有起落架10，起落架10两侧安装有起落架轮胎11，以避免在工作时干扰旋翼流场。本技术一种具体安装使用过程如下。实施例在处于工作状态时，多旋翼灭火无人机通过电源系统5供电，电源系统安置在无人机后部，并采用共四组蓄电池箱9，通过中央控制及通讯系统3的控制经由电线为旋翼系统4集中供电。旋翼系统4由安装在机体框架1四个角上的共轴旋翼4提供升力，另外还有具有流线型的旋翼外涵道6起到保护作用。灭火弹发射系统2接受来自中央控制及通讯系统3的控制信号，有次序的向高层建筑的火源发射灭火弹7。此外，无人机的起落架10以及起落架轮胎11布置在机身框架的1下方，避免对旋翼的流场造成干扰。本技术具体应用途径很多，以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于城市高层建筑火灾扑救的长航时旋翼无人机，其特征在于：包括机体框架（1）以及固定在机体框架（1）上的灭火弹发射系统（2）、中央控制及通讯系统（3）和电源系统（5），机体框架（1）中央为载荷平台；所述电源系统（5）通过电线连接到中央控制及通讯系统（3）并通过中央控制及通讯系统（3）集中供电，中央控制及通讯系统（3）与旋翼系统（4）、灭火弹发射系统（2）连接并控制其工作，所述旋翼系统在无人机机架的四个角上分别布置有四套共轴式旋翼并具有旋翼外涵道（6），每套旋翼的上下两个旋翼的旋转方向相反以抵消反扭矩，所述灭火弹发射系统（2）在无人机前方。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于城市高层建筑火灾扑救的长航时旋翼无人机，其特征在于：包括机体框架（1）以及固定在机体框架（1）上的灭火弹发射系统（2）、中央控制及通讯系统（3）和电源系统（5），机体框架（1）中央为载荷平台；所述电源系统（5）通过电线连接到中央控制及通讯系统（3）并通过中央控制及通讯系统（3）集中供电，中央控制及通讯系统（3）与旋翼系统（4）、灭火弹发射系统（2）连接并控制其工作，所述旋翼系统在无人机机架的四个角上分别布置有四套共轴式旋翼并具有旋翼外涵道（6），每套旋翼的上下两个旋翼的旋转方向相反以抵消反扭矩，所述灭火弹发射系统（2）在无人机前方。


2.根据权利要求1所述的用于城市高层建筑火灾扑救的长航时旋翼无...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杜江，杨帆，张春雨，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32