一种具有抛撒装置的森林灭火弹及抛撒控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种具有抛撒装置的森林灭火弹及抛撒控制方法，涉及森林灭火弹的制导及抛撒控制技术领域，森林灭火弹包括弹体组件、自动推进组件、制导模块、火药抛撒组件和灭火弹装填物；所述自动推进组件安装在弹体组件的尾部，用于为森林灭火弹提供可控推力；所述火药抛撒组件设置在弹体组件的中部，用于承载灭火弹装填物，并控制灭火弹装填物爆炸时灭火物质均匀分散。本发明专利技术增加自动推进组件和制导模块，自动推进组件为森林灭火弹提供自主飞行动力，在制导模块的控制下可以实现森林灭火弹精准的投放；采用火药抛撒组件对灭火弹装填物来进行承载，并控制灭火弹装填物更加均匀地分散，使灭火弹装填物能覆盖的火场面积更大，灭火效果更好。火效果更好。火效果更好。

【技术实现步骤摘要】
一种具有抛撒装置的森林灭火弹及抛撒控制方法


[0001]本专利技术涉及森林灭火弹的制导及抛撒控制
，尤其是涉及一种具有抛撒装置的森林灭火弹及抛撒控制方法。

技术介绍

[0002]森林火灾是森林最危险的敌人，可能会带给森林最严重、最具毁灭性的后果。森林火灾发生的地方大多比较偏远，山高林密，常规的消防设施和力量很难到达。近年来，远距离投掷森林灭火弹作为一种有效的灭火手段，受到各国的重视，多种森林灭火装备相继问世并投入使用。
[0003]目前，市面上存在的大型机载森林灭火弹与一般小型的、手投式的灭火弹相比，该产品具有灭火威力大的优势，主要靠飞机往火场投掷，这对于解决森林火灾极具意义，每充装100公斤的超细干粉，能扑灭不小于200平方米面积的火灾，成为森林大面积灭火的尖端武器。
[0004]然而这种森林灭火弹一般不具备自动推进和制导功能，其投放精度完全依靠飞机投放来实现，而森林大面积火灾时，飞机投放高度不宜过高，森林灭火弹下落过程中受到气流的影响较大，因此存在精度较差的缺陷，从而影响到其灭火效果。

技术实现思路

[0005]为了解决上述森林灭火弹的技术问题，本专利技术提供一种具有抛撒装置的森林灭火弹及抛撒控制方法。采用如下的技术方案：
[0006]一种具有抛撒装置的森林灭火弹，森林灭火弹包括弹体组件、自动推进组件、制导模块、火药抛撒组件和灭火弹装填物；
[0007]所述自动推进组件安装在弹体组件的尾部，用于为森林灭火弹提供可控推力；
[0008]所述制导模块与自动推进组件控制连接，制导模块采集火场目标位置数据、GPS数据、火灾区域的地形数据，用于生成前段导航规划，并控制自动推进组件的执行动作将森林灭火弹驱动到火场目标的附近上方，再采集火场视觉数据，进行视觉分析，根据分析结果生成末段导航规划，根据森林灭火弹末段导航规划控制自动推进组件执行投弹操作；
[0009]所述火药抛撒组件设置在弹体组件的中部，用于承载灭火弹装填物，并控制灭火弹装填物爆炸时灭火物质均匀分散。
[0010]通过采用上述技术方案，森林灭火弹增加自动推进组件和制导模块，自动推进组件为森林灭火弹提供自主飞行动力，在制导模块的控制下可以实现森林灭火弹精准的投放；
[0011]具体控制投放时，制导模块前段导航数据的生成可以基于火场目标位置数据、GPS数据、火灾区域的地形数据生成，火场目标位置数据和火灾区域的地形数据可以是远端控制中心或者外部设备进行录入，末端的导航需要在森林灭火弹到达火场附近上方时，依靠远距离高精度摄录设备获取火场的真实画面信息，对画面信息进行视觉分析后，可以更加
精准的重新定位火势最大区域为新的投弹目标点，并生成末段导航规划，当然在条件允许的情况下也可以实时采集森林监测卫星的遥感数据来进行视觉分析，这样的末端定位可以实现火场信息的实时更新，实现更加精准地对火势最大区域进行灭火，大大提高森林灭火弹的有效性；
[0012]在具体的灭火弹装填物的抛撒控制，采用火药抛撒组件来进行承载，并控制灭火弹装填物更加均匀地分散，灭火弹装填物能覆盖的火场面积更大，灭火效果更好。
[0013]可选的，所述自动推进组件包括推进壳体、发动机和燃料仓，所述推进壳体的一端与弹体组件对接，所述发动机和燃料仓设置在推进壳体内，发动机为弹体组件提供推进动力。
[0014]通过采用上述技术方案，自动推进组件采用发动机燃烧燃料仓中的燃料提供，具体的设置在弹体组件的尾部，在制导模块的控制下实现森林灭火弹的自主飞行。
[0015]可选的，所述制导模块包括GPS模块、陀螺仪、加速度传感器、无线收发模块、制导芯片、摄像模组和主控芯片；
[0016]所述GPS模块、陀螺仪和加速度传感器分别与制导芯片通信连接，所述无线收发模块、制导芯片和摄像模组分别与主控芯片通信连接；
[0017]GPS模块用于采集森林灭火弹的GPS定位数据，所述陀螺仪用于监测森林灭火弹的姿态数据，所述加速度传感器用于监测森林灭火弹的速度数据，所述无线收发模块用于接收远端控制中心传输的任务数据，所述任务数据包括目标GPS数据和控制指令数据，并向远端控制中心传输摄像模组拍摄的视频画面；
[0018]所述制导芯片根据目标GPS数据、GPS定位数据、姿态数据和速度数据生成前段导航规划数据，并传输给主控芯片，主控芯片与自动推进组件控制连接，控制自动推进组件推进森林灭火弹按照前段导航规划数据进行飞行；
[0019]当森林灭火弹飞行到目标周边5千米时，完成前段导航，设置在弹体组件端部的摄像模组采集火场画面视觉数据，并将火场画面视觉数据传输给主控芯片，主控芯片基于森林火灾特征，采用图像特征算法进行视觉分析，识别出最大火势区域，生成最大火势区域中心点GPS坐标数据，并将最大火势区域中心点GPS坐标数据传输给制导芯片，制导芯片以最大火势区域中心点GPS坐标数据作为末端导航目标点，生成末段导航规划数据反馈给主控芯片，主控芯片根据末段导航规划数据控制自动推进组件执行投弹操作。
[0020]通过采用上述技术方案，制导模块配备GPS模块、陀螺仪、加速度传感器，GPS模块用于采集森林灭火弹的GPS定位数据，陀螺仪用于监测森林灭火弹的姿态数据，加速度传感器用于监测森林灭火弹的速度数据，无线收发模块用于接收远端控制中心传输的任务数据，可以实现向远端控制中心传输摄像模组拍摄的视频画面，摄像模组是专门设计的远程火灾监测相机，主控芯片可以根据摄像模组拍摄的视频画面来对火场进行分析，并根据分析结果，制导芯片重新生产末段导航数据，在摄像模组画面失效时还可以，远程控制中心还可以根据遥测数据实时更新火场信息，并通过无线收发模块传输重新设定目标数据，从而实现更加精准的投弹。
[0021]可选的，火药抛撒组件包括外壳体、上端盖、下端盖、四个破碎装置、四个辅助破碎装置和中心抛撒装置，所述外壳体设置在弹体组件的中部，上端盖和下端盖分别安装在外壳体的两端，所述中心抛撒装置设置在外壳体的中心部位，四个破碎装置和四个辅助破碎
装置间隔阵列设置在中心抛撒装置的四周，外壳体的内壁、四个破碎装置、四个辅助破碎装置和中心抛撒装置的中间部分填装灭火弹装填物。
[0022]通过采用上述技术方案，火药抛撒组件从最外层到最里层依次为外壳体、上端盖、下端盖、灭火弹装填物、破碎装置、辅助破碎装置、中心抛撒装置，外壳体、上端盖和下端盖一方面作为灭火弹装填物、破碎装置、辅助破碎装置、中心抛撒装置的容器，另一方面为抛撒装置提供足够的整体强度。为了兼顾抛撒装置的整体强度与装填物的抛撒效果，可采取如下措施对外壳体进行优化：上端盖和下端盖与外壳体间的连接强度要优于其材料本身；整体采用长筒形结构，外壳体的长径比大于一，可根据灭火弹装填物实际尺寸合理增减辅助破碎装置，在具体爆炸抛撒时，利用先后多次爆轰波对同一灭火弹装填物的破碎、分散作用从而有效避免灭火弹装填物抛撒后成团分布，为其提供良好的抛撒效果，从而使灭火弹装填物更均匀地覆盖到更大面积，大幅提升灭火效果。
[0023]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抛撒装置的森林灭火弹，其特征在于：森林灭火弹包括弹体组件(1)、自动推进组件、制导模块、火药抛撒组件和灭火弹装填物(44)；所述自动推进组件安装在弹体组件的尾部，用于为森林灭火弹提供可控推力；所述制导模块与自动推进组件控制连接，制导模块采集火场目标位置数据、GPS数据、火灾区域的地形数据，用于生成前段导航规划，并控制自动推进组件的执行动作将森林灭火弹驱动到火场目标的附近上方，再采集火场视觉数据，进行视觉分析，根据分析结果生成末段导航规划，根据森林灭火弹末段导航规划控制自动推进组件执行投弹操作；所述火药抛撒组件设置在弹体组件的中部，用于承载灭火弹装填物(44)，并控制灭火弹装填物(44)爆炸时灭火物质均匀分散。2.根据权利要求1所述的一种具有抛撒装置的森林灭火弹，其特征在于：所述自动推进组件包括推进壳体(21)、发动机(22)和燃料仓(23)，所述推进壳体(21)的一端与弹体组件(1)对接，所述发动机(22)和燃料仓(23)设置在推进壳体(21)内，发动机(22)为弹体组件(1)提供推进动力。3.根据权利要求2所述的一种具有抛撒装置的森林灭火弹，其特征在于：所述制导模块包括GPS模块(31)、陀螺仪(32)、加速度传感器(33)、无线收发模块(34)、制导芯片(35)、摄像模组(36)和主控芯片(37)；所述GPS模块(31)、陀螺仪(32)和加速度传感器(33)分别与制导芯片(35)通信连接，所述无线收发模块(34)、制导芯片(35)和摄像模组(36)分别与主控芯片(37)通信连接；GPS模块(31)用于采集森林灭火弹的GPS定位数据，所述陀螺仪(32)用于监测森林灭火弹的姿态数据，所述加速度传感器(33)用于监测森林灭火弹的速度数据，所述无线收发模块(34)用于接收远端控制中心传输的任务数据，所述任务数据包括目标GPS数据和控制指令数据，并向远端控制中心传输摄像模组(36)拍摄的视频画面；所述制导芯片(35)根据目标GPS数据、GPS定位数据、姿态数据和速度数据生成前段导航规划数据，并传输给主控芯片(37)，主控芯片(37)与自动推进组件控制连接，控制自动推进组件推进森林灭火弹按照前段导航规划数据进行飞行；当森林灭火弹飞行到目标周边5千米时，完成前段导航，设置在弹体组件(1)端部的摄像模组(36)采集火场画面视觉数据，并将火场画面视觉数据传输给主控芯片(37)，主控芯片(37)基于森林火灾特征，采用图像特征算法进行视觉分析，识别出最大火势区域，生成最大火势区域中心点GPS坐标数据，并将最大火势区域中心点GPS坐标数据传输给制导芯片(35)，制导芯片(35)以最大火势区域中心点GPS坐标数据作为末端导航目标点，生成末段导航规划数据反馈给主控芯片(37)，主控芯片(37)根据末段导航规划数据控制自动推进组件执行投弹操作。4.根据权利要求3所述的一种具有抛撒装置的森林灭火弹，其特征在于：火药抛撒组件包括外壳体(41)、上端盖(42)、下端盖(43)、四个破碎装置(45)、四个辅助破碎装置(46)和中心抛撒装置(47)，所述外壳体(41)设置在弹体组件(1)的中部，上端盖(42)和下端盖(43)分别安...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴巍，张笑瀛，郑宇，张正义，王长安，王广伟，李文彬，姚文进，解文凯，李晨晓，朱昊，张庆，朱炜，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：