CN107672797A - 一种消防飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够长时间飞行、载重量大的消防飞行器,该飞行器含有强度较高、耐热温度高的导线,能够用于消防、灭火等领域。
Description
技术领域
本发明属于消防领域,特别是一种能够长时间飞行、载重量大、能用于消防的飞行器。
背景技术
无人机用途广泛、成本低、效费比好、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便,在现代战争中有着极其重要的作用。然而,当前多旋翼型无人机由于能源问题,载重量小(一般在20公斤以下,绝大多数在10公斤以下)、飞行时间短(一般在一小时以内甚至半小时内),这已经严重限制了无人机在一些重要领域的应用,例如消防、救援、运输、娱乐、载人飞行等领域。
发明内容
发明目的:本发明提供了一种可以用于消防的飞行器。
本发明的技术方案如下 :
飞行器采用多旋翼型,包括电机、电机上安装的机翼(桨片)、机架、以及控制部件。飞行器接有导线,导线连接到飞行器之外的电源(外接电源)对飞行器供电。所述导线具有较大的强度,可承受大于100N以上的拉力,这可以通过多个方式实现,例如采用较粗的铜线/铜电缆、或者在导线中采用增强体(例如钢丝、钢丝网等)等等。所述增强体是指的屈服强度或伸长0.2%时的强度大于300MPa的材料,所述增强体包括但不限于钢丝、钢丝网。所述增强体包括但不限于钢丝、钢丝网。所述导线中导电材料的导电性能优于铝或者电阻率小于50(nΩ*m)。
作为优选,导线的可导电部分的横截面积大于10平方毫米。
作为优选,导线可以承受的负载的质量比飞行器的质量还要大M公斤以上,M的范围是20~5000公斤。
所述导线为可以导电的线形物体,包括但不限于电线或电缆。导线用于连接到外接电源对飞行器进行供电;或者飞行器/飞行器的机架上设置了电源接口,这样也可以通过导线连接到外接电源。
导线的制备方式如下:
首先布置好钢丝、钢丝网等强度较高的材料,作为增强体。将它们与导线中的导体排布在卡槽中,然后通过挤出、注塑等常用的导线制备工艺、高分子材料制备工艺将PP、PE、PVC等高分子材料填充在导体、增强体的周围,制备成导线。除了卡槽,制作中还可以采用其他方式固定导体、增强体。导体、钢丝等材料可以有一根或多根。
然后制备聚酰胺或聚酰亚胺的溶液或前驱体,采用流延、挤出等工艺将它们涂布在导线的外表面、去溶剂后、亚胺化后便得到耐高温导线。
所述的外接电源包含但不限于发电机、民用电(线)或工业用电(线)、电池、交通设备上的电源、建筑上的电源、空中的电源等。根据需要,可以将外接电源直接连接到飞行器,或者在飞行器上安装变压器、进行变压后再使用。
作为优选,电源采用民用或工业用电。
工作时,将导线在高处与外接电源连接,例如屋顶、空中平台等等地方。导线的两端连接除了保证电源与飞行器之间电学的导通之外,还对导线的两端作力学上的固定,以保证当飞行器因故障坠落时,能够被导线拉住。所述的固定包括但不限于将导线或导线中的力学增强体采用绑、系、扎等方式固定或限定在飞行器/飞行器机架、电源所在位置的牢固、可承受导线拉力的地方。然后,飞行器从高处向下飞行,同时不断释放导线,使导线的长度与飞行器的位置相匹配。这样,导线的重量主要由导线自身承受,飞行器只承受很少一部分导线的长度,同时,由于导线的强度高,还能起到防止飞行器坠落的作用。
所述的高处,是指离地面3米以上的地方。
当然,还可以将导线与电源在较低处连接,但是导线经过高处,再连接到飞行器。这样导线仍然能够起到与将导线固定在高处类似的作用。本领域内技术人员根据本发明的方案可以做出的类似变换,也在本发明的保护范围之内。
作为优选,导线还在飞行器的机架上进行固定。
可以采用绕线装置收放导线,以控制导线的长度与飞行器的位置相协调,保证飞行器坠落时能及时拉住,不至于坠落太久后下降速度过快。
所述的绕线装置可以采用手动或机械控制,也可以采用遥控控制。
为了进一步提升飞行器的安全性,可以在飞行器上安装安全绳,安全绳的一头固定在飞行器上;另一头固定在飞行器之外,一般安装在高处。安全绳可以采用刚性材料或弹性材料做成,可以承受的拉力大于100N以上,具体的强度应该能够保证当飞行器发生故障坠落时、安全绳能够将飞行器拉住。这样能保证飞行器及周边的安全。
可以看出,本发明的飞行器工作时的其最低位置可以低于其出发时的位置,或者其工作时的最低位置可以低于外接电源的位置,或者飞行器飞行时的最低高度比导线或线状物的最高点低2米以上。
安全绳绳可以有一根或多根。
作为优选,安全绳采用弹性材料。
本发明所述的电机可以是直流电机,也可以是交流电机。
在飞行器内部安装了用来测量高度与水平位置变化的仪器,包括但不限于超声波传感器、气压计、GPS等。飞行器内部还设置了惯性测量单元,包括陀螺仪、加速度计传感器及其它控制部件,用来识别自身的飞行状态和相对位移。以保证在GPS信号差的地方仍然能够稳定地控制飞行器的姿态,确保安全。例如室内、山区、高层建筑之间等环境。
本发明的飞行器可以安装摄像头之类的监控设备,通过遥控、线控或飞行器上直接操控,可以很方便地监控目标的状况。本发明的飞行器还可以包括落地缓冲***,以降低飞行器降落时的冲击力,所述缓冲***可以是在飞行器的触地部位安装支架或弹性部件,或气垫等等。
本发明的飞行器可以安装载人或载物部件,例如平台、舱体、或其他形式。载物部件可以用来搭载救援用的物品、食品等。在飞行器之上还可以安装其他工具或配件,以满足飞行器在消防、灭火、救援、运输、娱乐等方面的应用。
飞行器上可以设置救援通道,可以是扶梯、桥、或过道等形式,用于连接飞行器与受困人员所在位置,以便让被救人员登陆飞行器。救援通道可以采用可拆卸、折叠或可伸缩的装置,以便需要的时候使用。
为了防止导线、安全绳被桨片碰到,可以采用网罩将桨片罩住,这样,一方面避免了桨片碰到导线、安全绳,一方面还可以保护桨片。
有益的效果:
首先飞行器可以不带电池,或者只带很少的电池,大大减轻了飞行器的重量,并且当增加电机时,电机所增加的功率基本上都可以用来增大拉力。第二,由于外接电源,飞行器的飞行时间可以不受限制。第三,由于没有能源方面带来的困扰,本发明的飞行器可以选用功率大的电机,从而产生非常大的拉力。第四,由于导线能够承受较大的拉力,且固定在高处,一是避免了飞行器直接跌落到地面造成的后果,是一种安全的设备;二是飞行器可以在比导线/电源接线处更较低的位置飞行,这样,导线的大部分自身重量被导线自身承受,飞行器只需要承受极少部分导线的重量,这样有了更大的负载能力去工作。第五,本发明的成本低,相同载重量的情况下,本发明的成本远远低于其他的飞行器,例如直升机。第六,采用了耐高温导线,可以忍受火场的高温。
为了便于理解本发明,下面提供附图及实施例用于解释本发明,但它们不构成对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的飞行器的结构示意图。该示意图只标出了本发明的飞行器的基本结构,还有不少附属部件未标出,本领域内技术人员可以根据现有技术安装。
附图标记说明:
1- 电机
2- 机架
3- 机翼(桨)
4- 导线
图2为本发明的耐高温导线的截面示意图。
附图标记说明:
1- 聚酰亚胺或聚酰胺等材料
2- PP、PE等高分子材料
3-导体
4-钢丝等力学增强材料
具体实施方式
下面通过结合实施例详细描述本发明的飞行器件。
首先制造机架,在机架上安装电机,将桨片安装到电机上。再安装电调、气压计、GPS模块、陀螺仪、加速度计传感器等飞行控制***、摄像/监控***等。控制***采用电池供电,电机采用外接电源供电,导线采用钢丝增强的铜电缆,可承受的拉力为5000N。将导线的一端在机架上固定之后,再与电调/电机连接;当飞行器工作时,将导线的另一端固定到高处、并连接电源。
导线的制备过程如下:
将2根钢丝、1根铜导线(导线的外层为PP)平行排列在卡槽中,然后挤压一层聚酰亚胺溶液将它们包围,除掉溶剂、固化,由此得到耐高温复合导线。
以上所述仅是本发明实施方式的一些例子,应当指出:对于本技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种飞行器,其特征在于:该飞行器有可以连接到飞行器之外电源的导线,或者飞行器/飞行器的机架上预留了电源接口、以便于飞行器工作时用导线连接到飞行器之外的电源,并且所述的导线不仅起导电的作用,还可以起到受力的作用、避免飞行器坠落带来的后果;所述导线的结构包括导体、高分子材料层、聚酰亚胺或聚酰胺层,其中高分子材料层、聚酰亚胺层或聚酰胺层中含有力学增强部分,所述高分子材料包括但不限于PP、PE、PVC。
2.一种可构成如权利要求1所述的飞行器的机架,其特征在于:该机架上连接了可以连接到飞行器之外电源的导线,或者该机架上预留了电源接口、以便于飞行器工作时可以用导线连接到飞行器之外的电源。
3.一种如权利要求1所述的飞行器,其特征在于:该飞行器上有网罩,飞行器的桨片被网罩罩住。
4.一种如权利要求1所述的导线,其特征在于:该导线可承受100N以上的拉力;或者导线的组成部分中除了导电部分、绝缘部分外,还有增强体,所述增强体所用的材料的屈服强度或伸长0.2%时的强度大于300MPa,增强体包括但不限于钢丝、钢丝网;或者该导线的可导电部分的横截面积大于10平方毫米。
5.一种如权利要求1所述的导线,其特征在于:该导线可以承受的负载的质量比飞行器的质量还要大M公斤以上,M的范围是20~5000。
6.一种如权利要求1所述的导线,其特征在于:该导线的两端除了连通电源与飞行器之外,还做了固定,使得飞行器搭载M公斤以上的载荷并断电时,导线能够拉住飞行器、避免飞行器坠落到地面,所述的固定包括但不限于将导线或导线中的力学增强部分采用绑、系、扎等方式固定在飞行器/飞行器支架、电源所在位置的牢固或可承受导线拉力的地方,M的范围是20~5000。
7.一种如权利要求1所述的飞行器,其特征在于:该飞行器工作时的最低位置可以低于其出发时的位置,或者其工作时的最低位置可以低于外接电源的位置,或者飞行器飞行时的最低高度比导线或线状物的最高点低2米以上。
8.一种如权利要求1所述的飞行器,其特征在于:该飞行器上连接有安全绳,所述安全绳为带状,能够承受大于100N的拉力。
9.一种如权利要求1所述的飞行器在消防、灭火、救援、运输、娱乐等方面的应用。
10.一种如权利要求1所述的飞行器, 其特征在于:该飞行器安装在高处、或者导线或安全绳经过高处、或者飞行器工作时可被导线或安全绳吊在高处,所述的高处是指离地面3米以上的空中。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180209 |