一种系留式消防救援无人机系统的制作方法

本实用新型主要涉及消防技术领域，特指一种系留式消防救援无人机系统。

背景技术：

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：

(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。

(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；

(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；

(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；

(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)；

(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。

技术实现要素：

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具有消防和救援功能的系留式消防救援无人机系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种系留式消防救援无人机系统，包括系留无人机、环境监测单元、灭火单元和救援弹射单元；所述环境监测单元用于监测系留无人机所在环境信息；所述救援弹射单元用于弹射救援物资；所述灭火单元用于喷射灭火剂；所述环境监测单元、灭火单元和救援弹射单元均安装于所述系留无人机上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述救援弹射单元包括第一螺旋推进器和第一发射器；

所述第一螺旋推进器用于放置救援弹并将救援弹螺旋输送至第一发射器内；

所述第一发射器的输入口与所述第一螺旋推进器的输出口对接，用于接收救援弹以及将救援弹弹射至指定位置。

所述救援弹内装有防毒面具、对讲机、灭火毯中的一种或多种。

所述救援弹呈球形且对开设置。

所述系留无人机上还安装有救援扩音器或/和救援照明灯。

所述灭火单元包括消防水炮，所述消防水炮通过供给管与所述灭火剂供给单元相连。

所述灭火单元还包括干粉灭火罐或/和泡沫灭火罐，所述干粉灭火罐和泡沫灭火罐上均对应设置有喷枪。

所述灭火单元还包括灭火弹发射装置，所述灭火弹发射装置包括第二螺旋推进器和第二发射器；

所述第二螺旋推进器用于放置灭火弹并将灭火弹螺旋输送至第二发射器内；

所述第二发射器的输入口与所述第二螺旋推进器的输出口对接，用于接收灭火弹以及将灭火弹弹射至指定位置。

所述灭火单元还包括破窗枪或破窗弹。

所述环境监测单元包括监测摄像头、激光测距仪、超声波传感器、定位模块中的一种或多种。

所述系留无人机为多旋翼无人机。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型的系留式消防救援无人机系统，在系留无人机上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，根据环境监测单元对系留无人机所在环境信息进行研判后，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，保障消防救援的及时性，提高消防救援的灵活性。

(2)本实用新型的系留式消防救援无人机系统，通过救援弹射单元将救援弹(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与火场之间保持安全距离，保障系留无人机的飞行安全。

(3)本实用新型的系留式消防救援无人机系统，灭火单元包括消防水炮、干粉灭火罐和泡沫灭火罐等，可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，灭火单元包括灭火弹发射装置和破窗枪等，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；灭火弹发射装置则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。

(4)本实用新型的系留式消防救援无人机系统，整体结构简单、功能丰富、消防救援效果好；其中采用系留无人机，能够保证高空长时间、大载重的消防救援作业。

(5)本实用新型的系留式消防救援无人机系统，通过在系留无人机上设置不同功能模块(如上所述的灭火单元和救援弹射单元等)，从而具备消防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

图1为本实用新型在实施例的结构示意图之一。

图2为本实用新型在实施例的结构示意图之二。

图中标号表示：1、系留无人机；101、支柱；102、安装板；103、安装架；2、环境监测单元；201、监测摄像头；202、激光测距仪；203、超声波传感器；204、定位模块；3、灭火单元；301、消防水炮；302、风机；303、灭火罐；304、喷枪；305、灭火弹发射装置；306、破窗枪；4、救援弹射单元；401、第一螺旋推进器；402、第一发射器；403、救援弹；5、救援扩音器；6、救援照明灯。

具体实施方式

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。

如图1和图2所示，本实施例的系留式消防救援无人机系统，与地面的地面保障子系统(如消防车等)通过系留管线配合使用，构成系留式消防救援系统，其中系留式消防救援无人机系统具体包括系留无人机1、环境监测单元2、灭火单元3和救援弹射单元4；环境监测单元2用于监测系留无人机1所在环境信息，其中环境信息包括系留无人机1周侧影像、物体距离和温度等；救援弹射单元4用于弹射救援物资，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；环境监测单元2、灭火单元3和救援弹射单元4均安装于系留无人机1上。本实用新型的系留式消防救援无人机系统，在系留无人机1上同时设置有灭火单元3和救援弹射单元4，使得系留无人机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，根据环境监测单元2对系留无人机1所在环境信息进行研判后，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，保障消防救援的及时性，提高消防救援的灵活性。

本实施例中，救援弹射单元4包括钢丝型第一螺旋推进器401和第一发射器402；第一螺旋推进器401用于放置救援弹403并将救援弹403螺旋输送至第一发射器402内；第一发射器402的输入口与第一螺旋推进器401的输出口对接，用于接收救援弹403以及将救援弹403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。采用救援弹射单元4的弹射功能将救援弹403弹射至指定位置，能够使系留无人机1与火场之间保持安全距离，保障系留无人机1的飞行安全。

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1升空作业前，将救援弹403放置到第一螺旋推进器401的空格内，待系留无人机1达到指定作业位置，第一发射器402瞄准准确后，遥控第一螺旋推进器401上相应的电机旋转，将救援弹403推入至第一发射器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通过第一发射器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。

本实施例中，系留无人机1上还安装有救援扩音器5(如高音喇叭)和救援照明灯6。其中救援扩音器5便于对被困人员进行广播或者对话，救援照明灯6则用于提供照明，便于后续的救援作业。

本实施例中，灭火单元3包括消防水炮301，消防水炮301通过供给管与地面保障子系统的灭火剂供给单元(如水源和水泵等)相连，通过水泵将消防用水经供给管供给消防水炮301。为了保障消防水炮301工作时的反作用力对系留无人机1飞行稳定性的影响，在消防水炮301的后侧安装有转速可调的风机302，通过风机302产生与消防水炮301反作用力相抵的力。当然，灭火单元3还包括灭火罐303，如干粉灭火罐和泡沫灭火罐等，干粉灭火罐和泡沫灭火罐上均对应设置有喷枪304，可根据具体的火情种类，使用对应种类的灭火剂。

本实施例中，灭火单元3还包括灭火弹发射装置305、破窗枪306或破窗弹，灭火弹发射装置305的具体结构与救援弹射单元4的结构相同，同样包括钢丝型第二螺旋推进器和第二发射器；第二螺旋推进器用于放置灭火弹并将灭火弹螺旋输送至第二发射器内；第二发射器的输入口与第二螺旋推进器的输出口对接，用于接收灭火弹以及将灭火弹弹射至指定位置，实现灭火。在优选方案中，上述灭火弹发射装置305与救援弹射单元4可以为同一个结构，或者两者可以使用不同的螺旋推进器，但使用同一发射器进行救援弹403或灭火弹的发射，如图1所示，从而使得系留无人机1的整体结构更加简单且重量轻。破窗枪306或破窗弹则用于实现破窗作业，保障后续消防及救援的顺利进行。

本实施例中，环境监测单元2包括监测摄像头201、激光测距仪202、超声波传感器203和gps定位模块204；其中监测摄像头201用于对系留无人机1周侧进行监测，并将影像信息发送至控制单元；激光测距仪202及超声波传感器203则用于对各物体的距离进行测量；gps定位模块204则用于实现系留无人机1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。

具体地，系留无人机1为多旋翼无人机，如图1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等其它数量的旋翼。系留无人机1的底部通过多根支柱101连接有安装板102，安装板102与系留无人机1的底部之间形成用于安装环境监测单元2、灭火单元3和救援弹射单元4的空间。其中各支柱101靠近系留无人机1底部的位置设置有安装架103，安装架103由多根横杆构成，环境监测单元2中的监测摄像头201、激光测距仪202、超声波传感器203和gps定位模块204则位于系留无人机1前后两侧的横杆上，破窗枪306、照明灯及高音喇叭则位于系留无人机1左右两侧的横杆上，消防水炮301、各发射器、灭火罐303则位于安装板102上，上述安装方式使得整体结构简单紧凑，拆装简便以便于维护。通过在系留无人机1上设置不同功能模块(如上所述的灭火单元3和救援弹射单元4等)，从而具备消防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。

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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