CN110271667A - 一种用于森林防火和消防救援的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于森林防火和消防救援的无人机，包括主机体和分别设置在主机体两侧的左侧副机体与右侧副机体，所述主机体上设置有灭火装置，所述灭火装置包括固定架、旋转机构和灭火弹；所述旋转机构包括电机、竖直驱动轴、水平驱动轴、第一转盘和第二转盘。该用于森林防火和消防救援的无人机能够对森林进行实施巡查，并及时发现火灾，在消防人员抵达前端对火灾区投放灭火弹，防止火灾进一步蔓延。
Description
技术领域
本发明属于火灾防治领域，具体涉及一种用于森林防火和消防救援的无人机。
背景技术
森林防火是林业工作的重中之重，森林分布分散，气候地理环境复杂多变，传统的地面巡查手段效率较低，直升机巡查虽然在一定程度上提高了效率，但受起降场地、夜航、火场烟雾的限制以及缺少通信设备等因素，难以对火场信息实现快速识别定位和实时回传。森林火灾是林业最可怕的灾害之一，它会给森林带来最有害、最具有毁灭性的后果，扑救森林火灾要消耗大量的人力、物力和财力，影响工农业生产。有时还造成人身伤亡，影响社会的安定。森林一旦发生火情极易产生重大损失及伤亡，因此森林的消防救援问题可以被称为是“世界难题”。我们都知道火灾的初期都是小火，如果说在火灾发生初期就能监测到并把它控制住，很多森林大火是可以避免的，但是把火灾控制在初期的必要手段现在是不完善的。
针对森林灭火救援中传统消防工具和手段面临的种种问题和局限性，无人机或许可成为消防行业的新兴选择。无人机作为一种微型飞机，由于其较小的体型，有着非常多的应用，尤其是在消防中，当前的无人机尽管也有部分应用在消防领域，但是大多的无人机一般仅携带摄像装置和定位装置，起到的作用非常有限，不具有一定的灭火能力，存在一定的不足之处，如果能够在原有的基础上做出一些改进，使得无人机具有一定的灭火能力，便能够较好的解决上述问题，因此，本发明提供一种用于森林防火和消防救援的无人机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于森林防火和消防救援的无人机，该用于森林防火和消防救援的无人机能够对森林进行实施巡查，并及时发现火灾，在消防人员抵达前端对火灾区投放灭火弹，防止火灾进一步蔓延。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于森林防火和消防救援的无人机，包括主机体和分别设置在主机体两侧的左侧副机体与右侧副机体，所述主机体上设置有灭火装置，所述灭火装置包括固定架、旋转机构和灭火弹，所述固定架的底部具有开口部，所述固定架的底部的开口部设置有挡板，所述灭火弹设置在所述挡板上；所述旋转机构包括电机、竖直驱动轴、水平驱动轴、第一转盘和第二转盘，所述电机固装在所述固定架内的顶部，所述电机的输出端与所述竖直驱动轴连接，所述竖直驱动轴穿过所述第一转盘的中心并与所述第一转盘固装，所述第一转盘上还设置有连接轴，所述连接轴包括竖直轴和水平轴，所述竖直轴穿过所述第一转盘并与所述第一转盘间隙配合，所水平轴穿过所述第二转盘并与所述第二转盘间隙配合，所述水平驱动轴的一端穿过所述第二转盘的中心并与所述第二转盘固装，所述水平驱动轴的另一端穿过所述挡板并与所述固定架的底部转动连接。
在上述技术方案中，所述连接轴设置有四个，所述连接轴以所述转盘的中心为轴对称设置。
在上述技术方案中，所述挡板上设置有六枚灭火弹。
在上述技术方案中，所述灭火弹包括壳体，所述壳体内中间设置有隔离片，所述隔离片将所述壳体分为两个腔室，所述两个腔室分别为容水室和干冰室。
在上述技术方案中，所述右侧副机体上设置有摄像机。
在上述技术方案中，所述摄像机内设置有定位装置，所述定位装置用于向对无人机进行实时定位。
在上述技术方案中，所述定位装置为GPS定位装置、北斗定位装置及无线接入点定位装置中的任一种。
在上述技术方案中，所述左侧副机体上设置有通讯设备，所述通讯设备与控制终端连接，所述通讯设备与所述摄像机连接，用于将摄像机拍摄的图像和定位信息传送至控制终端。
在上述技术方案中，所述固定架的底端两侧分别设置有滑动升降装置，所述滑动升降装置包括固定框、滑轮和电动机，所述固定框与所述固定架的底端连接，所述滑轮设置在所述固定框的底端，所述电动机设置在所述固定框的上部，所述电动机用于驱动所述滑轮转动。
在上述技术方案中，所述旋转驱动装置外部设置有保护壳。
本发明的优点和有益效果为：在森林的日常巡查中，可以用无人机代替人工巡逻，减少了人员在巡查过程中发生危险的几率，无人机上自带的摄像机能够对森林环境进行实时拍摄，同时摄像机上的定位装置可以对无人机进行实时定位，并通过通讯设备将图像和定位信息传递给控制终端。当发生火灾时，控制终端可以根据接收到的定位信息和图像信息及时向消防部门发出救援信息，在消防部门达到前，无人机可以先行抵达火灾现场，并向火灾去投放灭火弹，控制火势的发展，为以后消防人员进行灭火做铺垫，防止因火势发展迅猛造成森林资源损失严重，同时也避免了过大的火势对消防人员的生命安全造成威胁。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明中灭火装置的结构示意图；
图3是灭火弹的结构示意图。
其中：
1：主机体，2：左侧副机体，3：固定架，4：保护壳，5：右侧副机体，6：通讯设备，7：摄像机，9：电动机，10：固定框，11：滑轮，12：挡板，13：电机，15：灭火弹，15-1：壳体，15-2：容水室，15-3：隔离片，15-4：干冰室，16：竖直驱动轴，17：水平驱动轴，18：第一转盘，19：第二转盘，20：连接轴。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
一种用于森林防火和消防救援的无人机，包括主机体1和分别设置在主机体1两侧的左侧副机体2与右侧副机体5，所述主机体1上设置有灭火装置，所述灭火装置包括固定架3、旋转机构和灭火弹15，所述固定架3的底部具有开口部，所述固定架3底部的开口部设置有挡板12，所述灭火弹15设置在所述挡板12上；所述旋转机构包括电机13、竖直驱动轴16、水平驱动轴17、第一转盘18和第二转盘19，所述电机13固装在所述固定架3内的顶部，所述电机13的输出端与所述竖直驱动轴16连接，所述竖直驱动轴16穿过所述第一转盘18的中心并与所述第一转盘18固装，所述第一转盘18上还设置有连接轴20，所述连接轴20包括竖直轴和水平轴，所述竖直轴穿过所述第一转盘18并与所述第一转盘18间隙配合，所水平轴穿过所述第二转盘19并与所述第二转盘19间隙配合，所述水平驱动轴17的一端穿过所述第二转盘19的中心并与所述第二转盘19固装，所述水平驱动轴17的另一端穿过所述挡板12并与所述固定架3的底部转动连接。
作为优选方式，所述连接轴20设置有四个，所述连接轴20以所述转盘的中心为轴对称设置。
作为优选方式，所述挡板12上设置有六枚灭火弹15。
作为优选方式，所述灭火弹15包括壳体15-1，所述壳体15-1内中间设置有隔离片15-3，所述隔离片15-3将所述壳体15-1分为两个腔室，所述两个腔室分别为容水室15-2和干冰室15-4。
工作方式：
无人机通过工作人员的指挥飞到火灾现场，起飞至距离起火位置上空20米左右的位置，控制器控制电机转动，电机带动竖直驱动轴转动，从而带动第一转盘旋转，第一转盘转使得转盘上均匀穿插的四根连接轴转动，从而第二转盘与水平驱动轴转动，挡板可以随之转动，当转动一定角度时，放置在挡板上的灭火弹会掉落下来，投射到火中，灭火弹与地面接触使壳体和隔离片均破裂，干冰与水混合汽化形成二氧化碳，以达到灭火目的。此无人机可以比救援部队更快速地到达现场，干冰灭火弹比水更加轻，运载方便，灭火效果更加有效。灭火弹使用完后，无人机返回指挥中心，进行人工装弹，挡板上旋，可以将灭火弹装入无人机的空腔内。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上进行进一步优化。
一种用于森林防火和消防救援的无人机，包括主机体1和分别设置在主机体1两侧的左侧副机体2与右侧副机体5，所述主机体1上设置有灭火装置，所述灭火装置包括固定架3、旋转机构和灭火弹15，所述固定架3的底部具有开口部，所述固定架3底部的开口部设置有挡板12，所述灭火弹15设置在所述挡板12上；所述旋转机构包括电机13、竖直驱动轴16、水平驱动轴17、第一转盘18和第二转盘19，所述电机13固装在所述固定架3内的顶部，所述电机13的输出端与所述竖直驱动轴16连接，所述竖直驱动轴16穿过所述第一转盘18的中心并与所述第一转盘18固装，所述第一转盘18上还设置有连接轴20，所述连接轴20包括竖直轴和水平轴，所述竖直轴穿过所述第一转盘18并与所述第一转盘18间隙配合，所水平轴穿过所述第二转盘19并与所述第二转盘19间隙配合，所述水平驱动轴17的一端穿过所述第二转盘19的中心并与所述第二转盘19固装，所述水平驱动轴17的另一端穿过所述挡板12并与所述固定架3的底部转动连接。
作为优选方式，所述右侧副机体5上设置有摄像机7。摄像头机用红外相机，实时图像传输，传输到指挥中心的图像通过深度学习的模型检测是否有火灾发生，供工作人员确认，决策无人机的下一步行动，为快速灭火和科学调派救援提供精准数据和判断依据。
作为优选方式，所述摄像机7内设置有定位装置，所述定位装置用于向对无人机进行实时定位。
作为优选方式，所述定位装置为GPS定位装置、北斗定位装置及无线接入点定位装置中的任一种。
作为优选方式，所述左侧副机体2上设置有通讯设备6，所述通讯设备6与控制终端连接，所述通讯设备6与所述摄像机7连接，用于将摄像机7拍摄的图像和定位信息传送至控制终端。
实施例三
本实施例在实施例一的基础上进行进一步优化。
一种用于森林防火和消防救援的无人机，包括主机体1和分别设置在主机体1两侧的左侧副机体2与右侧副机体5，所述主机体1上设置有灭火装置，所述灭火装置包括固定架3、旋转机构和灭火弹15，所述固定架3的底部具有开口部，所述固定架3底部的开口部设置有挡板12，所述灭火弹15设置在所述挡板12上；所述旋转机构包括电机13、竖直驱动轴16、水平驱动轴17、第一转盘18和第二转盘19，所述电机13固装在所述固定架3内的顶部，所述电机13的输出端与所述竖直驱动轴16连接，所述竖直驱动轴16穿过所述第一转盘18的中心并与所述第一转盘18固装，所述第一转盘18上还设置有连接轴20，所述连接轴20包括竖直轴和水平轴，所述竖直轴穿过所述第一转盘18并与所述第一转盘18间隙配合，所水平轴穿过所述第二转盘19并与所述第二转盘19间隙配合，所述水平驱动轴17的一端穿过所述第二转盘19的中心并与所述第二转盘19固装，所述水平驱动轴17的另一端穿过所述挡板12并与所述固定架3的底部转动连接。
作为优选方式，所述固定架3的底端两侧分别设置有滑动升降装置，所述滑动升降装置包括固定框10、滑轮11和电动机9，所述固定框10与所述固定架3的底端连接，所述滑轮11设置在所述固定框10的底端，所述电动机9设置在所述固定框10的上部，所述电动机9用于驱动所述滑轮11转动。
作为优选方式，所述旋转驱动装置外部设置有保护壳4。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：包括主机体(1)和分别设置在所述主机体(1)两侧的左侧副机体(2)与右侧副机体(5)，所述主机体(1)上设置有灭火装置，所述灭火装置包括固定架(3)、旋转机构和灭火弹(15)，所述固定架(3)的底部具有开口部，所述固定架(3)的底部的开口部设置有挡板(12)，所述灭火弹(15)设置在所述挡板(12)上；所述旋转机构包括电机(13)、竖直驱动轴(16)、水平驱动轴(17)、第一转盘(18)和第二转盘(19)，所述电机(13)固装在所述固定架(3)内的顶部，所述电机(13)的输出端与所述竖直驱动轴(16)连接，所述竖直驱动轴(16)穿过所述第一转盘(18)的中心并与所述第一转盘(18)固装，所述第一转盘(18)上还设置有连接轴(20)，所述连接轴(20)包括竖直轴和水平轴，所述竖直轴穿过所述第一转盘(18)并与所述第一转盘(18)间隙配合，所水平轴穿过所述第二转盘(19)并与所述第二转盘(19)间隙配合，所述水平驱动轴(17)的一端穿过所述第二转盘(19)的中心并与所述第二转盘(19)固装，所述水平驱动轴(17)的另一端穿过所述挡板(12)并与所述固定架(3)的底部转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：所述连接轴(20)设置有四个，所述连接轴(20)以所述转盘的中心为轴对称设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：所述挡板(12)上设置有六枚灭火弹(15)。
4.根据权利要求1所述的一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：所述灭火弹(15)包括壳体(15-1)，所述壳体(15-1)内中间设置有隔离片(15-3)，所述隔离片(15-3)将所述壳体(15-1)分为两个腔室，所述两个腔室分别为容水室(15-2)和干冰室(15-4)。
5.根据权利要求1所述的一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：所述右侧副机体(5)上设置有摄像机(7)。
6.根据权利要求5所述的一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：所述摄像机(7)内设置有定位装置，所述定位装置用于向对无人机进行实时定位。
7.根据权利要求6所述的一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：所述定位装置为GPS定位装置、北斗定位装置及无线接入点定位装置中的任一种。
8.根据权利要求1所述的一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：所述左侧副机体(2)上设置有通讯设备(6)，所述通讯设备(6)与控制终端连接，所述通讯设备(6)与所述摄像机(7)连接，用于将摄像机(7)拍摄的图像和定位信息传送至控制终端。
9.根据权利要求8所述的一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：所述固定架(3)的底端两侧分别设置有滑动升降装置，所述滑动升降装置包括固定框(10)、滑轮(11)和电动机(9)，所述固定框(10)与所述固定架(3)的底端连接，所述滑轮(11)设置在所述固定框(10)的底端，所述电动机(9)设置在所述固定框(10)的上部，所述电动机(9)用于驱动所述滑轮(11)转动。
10.根据权利要求1所述的一种用于森林防火和消防救援的无人机，其特征在于：所述旋转驱动装置外部设置有保护壳(4)。
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