一种集装箱式消防灭火救援系留无人机的制作方法

[0001]
本实用新型主要涉及消防技术领域，特指一种集装箱式消防灭火救援系留无人机。


背景技术：

[0002]
随着世界经济的发展，城市高层、超高层建筑日益增多，几十米甚至上百米的高楼一旦发生火灾，会面临消防上的难题。目前传统的高压水枪、消防云梯、高空无人机等消防设备均具有如下不足：
[0003]
(1)目前传统的高压水枪由于水压、消防云梯由于结构重量等原因均难以到达80米以上进行灭火和消防救援，而且目前的云梯消防车受地区、街道畅通程度、出警速度等限制，救火车在很多情况下不能第一时间赶到失火现场；而且使用消防车救火，主要还是依靠消防员，消防员直接靠近火场，有很高的危险性有时甚至会造成不必要的伤亡；
[0004]
(2)面对高层消防灭火，有时需要多台消防车进行联合作业，准备时间比较长，采用云梯进行高层的救援，其云梯展开有一个比较缓慢的过程，从而导致救援响应慢；
[0005]
(3)对于高空无人机，鉴于当前电池的性能参数，无人机携带灭火所需的载荷及自身重量，作业时间长度收到限制，携带灭火载荷少，空中作业时间短，需要多次往复空中和地面；如果携带载荷比较多，空中作业时间短，因此，使用电池供电的消防救援无人机不能长时间、较大载重的开展高层消防救援作业，延误消防救援的宝贵时机；
[0006]
(4)面对复杂的消防救援情形，传统消防方式难以满足破窗、大流量喷水、喷干粉、泡沫等多样化、可配置的消防灭火需求；
[0007]
(5)由于作业高度上的限制，传统消防手段难以对高层被困、急需救援的群众提供紧急救援器材(比如：防毒面具、灭火毯、强光手电、对讲机等)；
[0008]
(6)现有消防无人机的单机作业完成喷干粉灭火、喷水等消防作业，没有充分构建消防救援系统的功能。
[0009]
目前有采用系留无人机进行消防灭火的技术，但是由于其消防设备(包括水枪等)均固定于系留无人机上，不仅对系留无人机的飞行稳定性造成影响，而且不能够根据现场实际情况选择合适的消防设备，从而使得应用场景单一，而且各消防设备布置凌乱，也不便于对其进行维护管理。


技术实现要素：

[0010]
本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种模块化的且具有消防与救援双重功能的集装箱式消防灭火救援系留无人机。
[0011]
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
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一种集装箱式消防灭火救援系留无人机，包括系留无人机本体和吊舱，所述吊舱挂载于所述系留无人机本体上，所述吊舱内安装有灭火单元和弹射单元；所述弹射单元用于弹射救援物资或/和灭火弹；所述灭火单元用于喷射灭火剂。
[0013]
作为上述技术方案的进一步改进：
[0014]
所述灭火单元包括水枪、履带和转接管，所述转接管位于所述履带内，所述转接管的一端与所述水枪相连，另一端用于与灭火剂供给管相连，所述水枪可伸缩安装于所述吊舱内且一端伸出至所述吊舱外。
[0015]
所述水枪安装于一滑动组件上，所述滑动组件包括滑座、滑块和驱动件，所述水枪安装于所述滑块上，所述滑块位于所述滑座上且与所述驱动件相连，并在驱动件的驱动下在所述滑座上滑动。
[0016]
所述系留无人机本体包括机身和多个旋翼，多个旋翼位于机身的周侧；其中所述机身两侧的旋翼均为可折叠旋翼。
[0017]
所述机身为圆形机身且机身的上方设置有降落伞。
[0018]
所述机身的后端设置有反推力螺旋桨。
[0019]
所述弹射单元包括螺旋推进器和发射器；所述螺旋推进器用于放置救援弹或灭火弹并螺旋输送至发射器内；所述发射器的入口与所述螺旋推进器的出口对接，用于接收救援弹或灭火弹并弹射至指定位置。
[0020]
还包括破窗枪，安装于所述吊舱上。
[0021]
所述吊舱通过挂载组件挂载于系留无人机本体的下方。
[0022]
所述挂载组件包括连接座、支撑杆、管夹和连接块，所述连接座分布在系留无人机本体的起落架上，所述支撑杆的两端则位于连接座内，所述管夹则夹设于支撑杆的中部且通过连接块与吊舱的顶部相连；所述连接块包括两块钢板与位于两块钢板之间的减震板。
[0023]
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0024]
(1)本实用新型同时设置有灭火单元和救援弹射单元，使得系留无人机具有高空灭火以及高空救援的功能，在面对高层消防灭火与救援的复杂情况下，灵活选择消防灭火或者弹射救援物资或者两者同时进行，实现消防或/和救援功能的集成化，保障消防灭火救援的及时性，提高消防灭火救援的灵活性；通过将灭火单元和弹射单元等集成于吊舱内，实现消防灭火救援设备的集成化及模块化，可根据不同火情的灭火和救援任务需求，配置含有不同功能模块的吊舱，实现救援物资的快速投送，从而具备消防灭火救援等不同任务的执行能力，提高其应用的灵活性。
[0025]
(2)本实用新型的系留无人机本体上的旋翼，能够进行折叠收纳，从而便于进行装箱作业；水枪可以在不使用时收缩，进一步便于进行装箱作业；通过上述结构的设置，从而适用于集装箱式消防灭火救援系统中。
[0026]
(3)本实用新型通过弹射单元将救援弹(包括防毒面具等)弹射至指定位置，从而将急需的救援物资快速准确地投放到高层楼房指定位置，使被困人员减少有毒气体的伤害，避免中毒窒息死亡的情形发生；而且能够使系留无人机本体与火场之间保持安全距离，保障系留无人机本体的飞行安全。
[0027]
(4)本实用新型根据具体的火情种类，使用对应种类的灭火剂，能够应对较复杂的消防需求。另外，灭火单元包括破窗枪等，功能丰富，破窗枪能够对关闭的窗户进行破窗作业，保证后续消防及救援的顺利进行；能够根据火情投放不同类型的灭火弹，进一步提高消防能力，提高灭火效果。
[0028]
(5)本实用新型整体结构简单、功能丰富、消防灭火救援效果好；其中采用系留无
人机本体，能够保证高空长时间、大载重的消防灭火救援作业。
[0029]
(6)本实用新型通过在系留无人机本体上设置吊舱，吊舱可以配置不同的功能模块(如上所述的灭火单元和弹射单元等)，从而具备消防灭火救援等不同任务的执行能力，可根据不同火情的灭火和救援任务需求，配置不同的功能模块以及模块化的救援物品，实现救援物资的快速投送。
附图说明
[0030]
图1为本实用新型在实施例的主视结构图。
[0031]
图2为本实用新型在实施例的侧视结构图。
[0032]
图3为本实用新型在实施例的立体结构图。
[0033]
图4为本实用新型在实施例的主视结构图(去掉吊舱各围板)。
[0034]
图5为本实用新型在实施例的侧视结构图(去掉吊舱各围板)。
[0035]
图6为本实用新型在实施例的立体结构图(去掉吊舱各围板)。
[0036]
图7为本实用新型在实施例的立体结构图(去掉吊舱各围板、弹射单元和破窗枪)。
[0037]
图8为本实用新型位于集装箱时的立体结构图。
[0038]
图9为图8中d处的具体结构图。
[0039]
图10为本实用新型在具体应用时的实施例图。
[0040]
图中标号表示：1、系留无人机本体；101、机身；102、旋翼；1021、固定臂；1022、折叠臂；10221、固定套；10222、锁紧螺母；103、反推力螺旋桨；104、降落伞；105、起落架；2、环境监测单元；201、监测摄像头；202、激光测距仪；203、红外探测器；3、灭火单元；301、水枪；302、履带；303、转接管；304、快速接头；305、滑动组件；3051、滑座；3052、滑块；3053、驱动件；4、弹射单元；401、螺旋推进器；402、发射器；403、救援弹；5、破窗枪；6、吊舱；601、挂载组件；6011、连接座；6012、支撑杆；6013、管夹；6014、连接块；60141、钢板；60142、减震板。
具体实施方式
[0041]
以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
[0042]
如图1所示，本实施例的集装箱式消防灭火救援系留无人机，与地面的地面保障子系统(如消防车、集箱式消防系统等)配合使用，构成装箱式系留消防灭火救援系统，此系留无人机具体包括系留无人机本体1和吊舱6，吊舱6挂载于系留无人机本体1上，吊舱6内安装有灭火单元3和弹射单元4；弹射单元4用于弹射救援物资或/和灭火弹，救援物资如装载有防毒面具的救援弹403等；灭火单元3用于喷射灭火剂，如水、干粉等。
[0043]
本实用新型同时配置有灭火单元3和弹射单元4，使得系留无人机本体1具有高空灭火以及高空救援的功能，在面对高层消防灭火与救援的复杂情况下，灵活选择消防灭火或者弹射救援物资或者两者同时进行，实现消防或/和救援功能的集成化，保障消防灭火救援的及时性，提高消防灭火救援的灵活性；本实用新型通过将灭火单元3和弹射单元4等集成于吊舱6内，实现消防灭火救援设备的集成化及模块化，可根据不同火情的灭火和救援任务需求，配置含有不同功能模块以及模块化的救援物品的吊舱6，实现救援物资的快速投送，从而具备消防灭火救援等不同任务的执行能力；同时各消防设备均集成于吊舱6内，能够与系留无人机本体1进行分离，从而便于对其更换或维护。
[0044]
如图1和图5所示，本实施例中，吊舱6通过挂载组件601挂载于系留无人机本体1的正下方，其中挂载组件601包括连接座6011、支撑杆6012、管夹6013和连接块6014，连接座6011的数量为四个，分布在系留无人机本体1的起落架105上，支撑杆6012的两端则位于连接座6011内，管夹6013则夹设于支撑杆6012的中部，管夹6013则通过连接块6014与吊舱6的顶部相连，从而实现吊舱6的挂载。其中连接块6014包括两块钢板60141与位于两块钢板60141之间的减震板60142(如橡胶块)，减少吊舱6对系留无人机本体1的冲击等。上述整个挂载组件601结构简单且拆装简便。
[0045]
如图7所示，本实施例中，灭火单元3包括水枪301、履带302和转接管303，转接管303位于履带302内，转接管303的一端与水枪301相连，另一端通过旋转快速接头304与供给管相连，供给管连接至地面保障子系统的灭火剂供给单元(如水源和水泵等)，水枪301可伸缩安装于吊舱6内且一端伸出至吊舱6外。具体地，水枪301安装于一滑动组件305上，滑动组件305包括滑座3051、滑块3052和驱动件3053(如伸缩缸)，水枪301安装于滑块3052上，滑块3052位于滑座3051上且与驱动件3053相连，并在驱动件3053的驱动下在滑座3051上滑动。在需要进行喷水作业时，则通过伸缩缸伸长以将水枪301伸出，方便进行喷水灭火作业；在需要对系留无人机进行装箱时，则通过伸缩缸将水枪301缩回，从而便于进行装箱作业。
[0046]
另外，系留无人机本体1为多旋翼无人机，如图8的八旋翼无人机，当然，在其它实施例中也可以采用十六旋翼102等其它数量的旋翼102。具体地，系留无人机本体1包括机身101和多个旋翼102，多个旋翼102位于机身101的周侧；其中机身101两侧的旋翼102均为可折叠旋翼102，在进行装箱时，可以将机身101两侧的旋翼102进行折叠，从而便于装箱。其中可折叠旋翼102的折叠方式如图9所示，通过两节折叠臂1022之间铰接，其中一节折叠臂1022上设置有固定套10221，通过移动锁紧螺母10222与固定套10221之间螺纹连接，从而实现折叠臂1022之间的锁定。其它的旋翼102则通过固定臂1021固定在机身101上。
[0047]
本实施例中，机身101为圆形机身且机身101的上方设置有安全降落伞104，能够在紧急情况(如供电异常时)实现系留无人机本体1的安全降落。另外，机身101的后端设置有反推力螺旋桨103，通过调整反推力螺旋桨103的转速，产生与水枪301喷水时的反作用力相抵的力，保障机身101在消防灭火时的飞行稳定性。
[0048]
如图4和图5所示，本实施例中，弹射单元4包括两个钢丝型螺旋推进器401和发射器402，其中一个螺旋推进器401内放置灭火弹，另一个螺旋推进器401上放置救援弹403；螺旋推进器401放置救援弹403或灭火弹并螺旋输送至发射器402内；发射器402的入口与螺旋推进器401的出口对接，接收救援弹403或者灭火弹，并弹射至指定位置，从而将急需的救援物资(包括防毒面具等)快速准确地投放到高层楼房指定位置，使被困人员减少有毒气体的伤害，避免中毒窒息死亡的情形发生；或者将灭火弹弹射至预定位置进行快速灭火。采用弹射单元4的弹射功能将救援弹403或灭火弹射至指定位置，能够使系留无人机本体1与火场之间保持安全距离，保障系留无人机本体1的飞行安全。另外，如图3所示，吊舱6上还安装有破窗枪5或破窗弹，通过破窗枪5或破窗弹实现破窗作业，保障后续消防及救援的顺利进行，如便于后续水枪301的水喷入、救援弹403和灭火弹的弹射等。
[0049]
具体地，救援弹403外壳呈对开球形结构，拆装简便，且由耐火轻型材料制成，可内装防毒面具、对讲机、灭火毯以及其他救援所需器材。每个救援弹403内放置一个正常尺寸、真空包装的防毒面具，其他救援物品根据火情放置。在确定火情所需救援信息以后，确定救
援弹403的类型和数量，从地面保障子系统的消防器材储备箱取出，在系留无人机本体1升空作业前，将救援弹403放置到螺旋推进器401的空格内，待系留无人机本体1达到指定作业位置，发射器402瞄准准确后，遥控螺旋推进器401上相应的电机旋转，将救援弹403推入至发射器402的发射管内，由操作员操控地面保障子系统的指挥控制装置，救援弹403通过发射器402发射至救援指定位置，被困人员快速打开救援弹403，取出紧急救援物品，自救逃生。
[0050]
本实施例中，系留无人机本体1上还安装有救援扩音器(如高音喇叭)和救援照明灯(图中未示出)。其中救援扩音器便于对被困人员进行广播或者对话，救援照明灯则用于提供照明，便于后续的救援作业。
[0051]
如图2所示，本实施例中，机身101上设有环境监测单元2，用于监测系留无人机本体1所在环境信息，其中环境信息包括系留无人机周侧影像、物体距离和温度等。环境监测单元2包括监测摄像头201、激光测距仪202和红外探测器203；其中监测摄像头201用于对机身101周侧进行监测；激光测距仪202则用于对各物体的距离进行测量；其中水枪301、发射器402出口和破窗枪5对应位置均配置有红外探测器203，用于实现瞄准对象的定位。当然，环境监测单元2还可以包括用于测量环境温度的温度传感器等等。
[0052]
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

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