CN103112385A - 一种基于无人机的消防救援装置 - Google Patents

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邱旭阳
刘浩
申研
白鹏英
程立涛
王锐
廖庆
韩书永
秦渊
葛晓飞
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Abstract

本发明公开了一种基于无人机的消防救援装置，主要包括载车底盘（1）、光电探测设备（2）、旋转云台（3）、指控设备（4）、发射箱（5）、发射筒（6）、灭火无人机（7）、显控台（8）、微型计算机（9），该装置所有设备都安装在载车底盘（1）上。显控台（8）通过微型计算机（9）控制旋转云台（3）调转，通过光电探测设备（2）发现火灾目标，微型计算机（9）将坐标信息装订至灭火无人机（7）上并发射灭火无人机（7），灭火无人机（7）飞行至火灾目标进行灭火。本发明可以解决现有消防救援装备灭火高度有限，难以满足高层建筑火灾扑救需求的难题，具有较大经济、社会效益。

Description

一种基于无人机的消防救援装置
技术领域
本发明涉及一种消防救援装置，特别是一种基于无人机的消防救援装置。
背景技术
高度大于10层或者大于24米的建筑称为高层建筑、高度大于100米的建筑称之为超高层建筑，高层和超高层建筑火灾扑救一直是消防领域的难题。国内外现有的消防装备由于灭火高度有限，机动部署困难，价格昂贵，难以满足高层、超高层建筑消防灭火的需求。同样，危险、化学品存储地点一旦发生火灾，常规消防装备无法快速靠近着火区域，这严重制约了救援效果，利用无人机快速进入危险区域进行侦察、探测、灭火、救援，可以大大降低损失，提高救援效率，赢得时间。
高层、超高层建筑火灾扑救一般采用举高消防车和云梯消防车，世界最高的消防车是芬兰的博浪涛消防车，包括：载车底盘、举升装置、电气***。该消防车举升高度为101米，分低、中、高区接力送水，送水高度仅160米左右。该消防车工作展开状态宽约8 米，车长20 米，行车高度4米，总质量62吨，在很多楼宇密集区域和街道稍窄的地方无法部署。另外，该消防车进口价格昂贵，国内多数城市消防部门无法承受，目前只有北京、上海、杭州等少数城市装备。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于无人机的消防救援装置，解决现有消防装备灭火高度有限、机动部署困难、难以满足特殊场合火灾扑救需求的问题。
一种基于无人机的消防救援装置，包括：载车底盘，还包括：光电探测设备、旋转云台、指控设备、发射箱、发射筒、灭火无人机；其中，光电探测设备，包括：可见光探测器、红外探测器、激光测距机、目标***、目标激光指示器；指控设备，包括：显控台、微型计算机、坐标装订模块，灭火无人机，包括：机体、GPS制导组件、激光制导组件、载荷舱段、降落伞、折叠翼。
其中，坐标装订模块功能为：接收目标***信息，并将其转换为GPS坐标信息，通过微型计算机装订到灭火无人机GPS制导组件上。
光电探测设备置于旋转云台上方并轴承连接；旋转云台置于发射箱上方并螺钉连接；指控设备与载车底盘驾驶室副驾驶位置螺钉连接；发射箱置于载车底盘上并螺钉连接；发射筒置于发射箱中并螺钉连接；灭火无人机的折叠翼与机体轴承连接，存储状态时折叠翼呈折叠形态置于发射筒中。可见光探测器、红外探测器、激光测距机、目标***、目标激光指示器、显控台与微型计算机电缆连接。坐标装订模块安装在微型计算机上，激光制导组件置于机体的前端并螺钉连接，GPS制导组件位于激光制导组件后并与机体的前端螺钉连接，载荷舱段位于机体中部并螺钉连接，降落伞折叠后置于机体中最后端并与机体由绳索连接。
该消防救援装置工作时，显控台通过微型计算机控制旋转云台调转将光电探测设备对准火灾位置，可见光探测器、红外探测器对高层和超高层建筑火灾目标进行搜索和探测，并将探测结果通过微型计算机显示在显控台上，确定浓烟或墙体后的火灾目标位置。激光测距机测量火灾目标的距离，目标***确定目标位置信息。坐标装订模块接收目标***信息，并将其转换为GPS坐标信息，转换成功后通过微型计算机装订到灭火无人机GPS制导组件上，并用压缩空气垂直发射灭火无人机。灭火无人机发射升空后机翼展开，一边按照GPS制导组件指令粗制导飞行，一边搜索目标激光指示器信号，当灭火无人机搜索到目标激光指示器信号后，灭火无人机锁定目标，转精制导飞行，并飞向火灾目标，无人机撞击火灾建筑物窗户玻璃，窗户玻璃破碎的同时，载荷舱段工作，抛撒灭火剂或其他救援物资；如任务失败，灭火无人机受遥控指令降落地面或打开降落伞减速回收。
本装置以无人机为载体对城市高层超高层建筑物或危险化学品场所火灾实施灭火，具有灭火高度高，精度高，成本低，反应时间短的优点。采用通用汽车底盘，压缩空气垂直发射技术，具有机动部署快、发射无火工品，灭火无人机装载量大的特点，同时，该消防救援装置可不用载车底盘装载，可将所有设备安装在固定场所实施消防救援，适合在城市环境使用。
附图说明
图1 一种基于无人机的消防救援装置示意图；
图2 一种基于无人机的消防救援装置的驾驶室示意图；
图3 一种基于无人机的消防救援装置的电路结构图；
图4 一种基于无人机的消防救援装置的灭火无人机示意图。
1.载车底盘　2.光电探测设备　3.旋转云台　4.指控设备 5.发射箱　6.发射筒　7.灭火无人机  8.显控台  9.微型计算机  10.坐标装订模块  11.可见光探测器  12. 红外探测器 13.激光测距机  14.目标***  15.目标激光指示器  16.机体  17.GPS制导组件  18.激光制导组件  19.载荷舱段  20.降落伞  21.折叠翼。
具体实施方式
一种基于无人机的消防救援装置，包括：载车底盘1，还包括：光电探测设备2、旋转云台3、指控设备4、发射箱5、发射筒6和灭火无人机7；其中，光电探测设备2，包括：可见光探测器11、红外探测器12、激光测距机13、目标***14、目标激光指示器15；指控设备4，包括：显控台8、微型计算机9、坐标装订模块10，灭火无人机7，包括：机体16、GPS制导组件17、激光制导组件18、载荷舱段19、降落伞20、折叠翼21；
其中，坐标装订模块10功能是：接收目标***信息，并将其转换为GPS坐标信息，通过微型计算机装订到灭火无人机GPS制导组件上；
光电探测设备2置于旋转云台3上方并轴承连接；旋转云台3置于发射箱5上方并螺钉连接；指控设备4与载车底盘1驾驶室副驾驶位置螺钉连接；发射箱5置于载车底盘1上并螺钉连接；发射筒6置于发射箱5中并螺钉连接；灭火无人机7的折叠翼21与机体16轴承连接，存储状态时折叠翼21呈折叠形态置于发射筒6中。可见光探测器11、红外探测器12、激光测距机13、目标***14、目标激光指示器15、显控台8与微型计算机9电缆连接。坐标装订模块10安装在微型计算机9上，激光制导组件18置于机体16的前端并螺钉连接，GPS制导组件17位于激光制导组件18后并与机体16的前端螺钉连接，载荷舱段19位于机体16中部并螺钉连接，降落伞20折叠后置于机体16中最后端并与机体16由绳索连接。
该消防救援装置工作时，显控台8通过微型计算机9控制旋转云台3调转将光电探测设备2对准火灾位置，可见光探测器11、红外探测器12对高层和超高层建筑火灾目标进行搜索和探测，并将探测结果通过微型计算机9显示在显控台8上，确定浓烟或墙体后的火灾目标位置。激光测距机13测量火灾目标的距离，目标***14确定目标位置信息。坐标装订模块10接收目标***14信息，并将其转换为GPS坐标信息，转换成功后通过微型计算机9装订到灭火无人机7的GPS制导组件17上，并用压缩空气垂直发射灭火无人机7。灭火无人机7发射升空后折叠翼21展开，一边按照GPS制导组件17指令粗制导飞行，一边搜索目标激光指示器15信号，当灭火无人机7搜索到目标激光指示器15信号后，灭火无人机7锁定目标，转精制导飞行，并飞向火灾目标，灭火无人机7撞击着火建筑物窗户玻璃，窗户玻璃破碎的同时，载荷舱段19工作，抛撒灭火剂，完成灭火；如任务失败，灭火无人机7受遥控指令降落地面回收或打开降落伞20减速回收。

Claims (1)

1.一种基于无人机的消防救援装置，包括：载车底盘（1），其特征在于还包括：光电探测设备（2）、旋转云台（3）、指控设备（4）、发射箱（5）、发射筒（6）和灭火无人机（7）；其中，光电探测设备（2），包括：可见光探测器（11）、红外探测器（12）、激光测距机（13）、目标***（14）、目标激光指示器（15）；指控设备（4），包括：显控台（8）、微型计算机（9）、坐标装订模块（10），灭火无人机（7），包括：机体（16）、GPS制导组件（17）、激光制导组件（18）、载荷舱段（19）、降落伞（20）、折叠翼（21）；
其中，坐标装订模块（10）功能是：接收目标***（14）信息，并将其转换为GPS坐标信息，通过微型计算机（9）装订到灭火无人机（7）GPS制导组件（17）上；
光电探测设备（2）置于旋转云台（3）上方并轴承连接；旋转云台（3）置于发射箱（5）上方并螺钉连接；指控设备（4）与载车底盘（1）驾驶室副驾驶位置螺钉连接；发射箱（5）置于载车底盘（1）上并螺钉连接；发射筒（6）置于发射箱（5）中并螺钉连接；灭火无人机（7）的折叠翼（21）与机体（16）轴承连接，存储状态时折叠翼（21）呈折叠形态置于发射筒（6）中；可见光探测器（11）、红外探测器（12）、激光测距机（13）、目标***（14）、目标激光指示器（15）、显控台（8）与微型计算机（9）电缆连接；坐标装订模块（10）安装在微型计算机（9）上，激光制导组件（18）置于机体（16）的前端并螺钉连接，GPS制导组件（17）位于激光制导组件（18）后并与机体（16）的前端螺钉连接，载荷舱段（19）位于机体（16）中部并螺钉连接，降落伞（20）折叠后置于机体（16）中最后端并与机体（16）由绳索连接；
该消防救援装置工作时，显控台（8）通过微型计算机（9）控制旋转云台（3）调转将光电探测设备（2）对准火灾位置，可见光探测器（11）、红外探测器（12）对高层和超高层建筑火灾目标进行搜索和探测，并将探测结果通过微型计算机（9）显示在显控台（8）上，确定浓烟或墙体后的火灾目标位置；激光测距机（13）测量火灾目标的距离，目标***（14）确定目标位置信息；坐标装订模块（10）接收目标***（14）信息，并将其转换为GPS坐标信息，转换成功后通过微型计算机（9）装订到灭火无人机（7）的GPS制导组件（17）上，并用压缩空气垂直发射灭火无人机（7）；灭火无人机（7）发射升空后折叠翼（21）展开，一边按照GPS制导组件（17）指令粗制导飞行，一边搜索目标激光指示器（15）信号，当灭火无人机（7）搜索到目标激光指示器（15）信号后，灭火无人机（7）锁定目标，转精制导飞行，并飞向火灾目标，灭火无人机（7）撞击着火建筑物窗户玻璃，窗户玻璃破碎的同时，载荷舱段（19）工作，抛撒灭火剂，完成灭火；如任务失败，灭火无人机（7）受遥控指令降落地面回收或打开降落伞（20）减速回收。
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