一种高层建筑消防飞行机器人的制作方法

本实用新型涉及消防灭火技术领域，更具体地说，特别涉及一种高层建筑消防飞行机器人。

背景技术：

目前，随着经济的飞速发展，城市化进展迅猛，城市中各种功能的大型、高型建筑不断涌现，随之带来的高层建筑火灾也层出不穷，并且愈演愈烈，然而目前国内外缺乏比较成熟的专门针对高层建筑的消防设备。日本研制的可屈伸爬行的保安机器人具备自动行驶的特别功能，能开电梯巡视还可灭火，但是高层建筑一旦失火容易破坏其电力系统，其在高层建筑灭火中缺乏实用性。国际机器人技术中心等机构共同研制的复合型消防机器人系统性能稳定，但要应用于高层建筑上需要相应的导轨，在具体使用中还存在缺陷。

对于最常用的消防设备—消防车，目前世界上最高、伸展长度最长的波兰波浪涛云梯消防车也只有101米，对于更高的高层建筑火灾来说，这些设备能达到的灭火高度还远远不够，此外，波兰波浪涛云梯消防车还存在采购成本较高，对专业操作要求高的局限性缺点。

经检所，中国专利授权公告号为cn204750571u，公开了一种用于高层建筑消防灭火的飞行机器人，采用的是利用无人机飞行带起智能消防炮上升，且同时带动水带的一端上升(水带一端通过水带接头与消防炮支架连接)，下端连接于地面高压水泵，为消防机器人提供水源。也就是说，通过无人机上升带动水带的一端上升，然后再为水带进行供水，对高层建筑进行灭火。

但是该装置存在以下缺点：

1、无人机上升的过程中需要对水带提供一个往上的拉力，因为水带的顶端越高，自身重力越重，就需要对水带往上的拉力越大，因此，需要无人机提供一个很大的拉力，对无人机的配置要求很高；

2、水带内的水需要喷射到高层建筑上的火源处，因此，水带内的水压需要很高，水压在上升的过程中，会导致无人机在空中晃动，使得无人机在空中的位置变得不可控，而水带内的水在喷射出的时候，还会附带一个很大的冲击力，需要一个很大的支撑力稳定水带远离高压泵的一端不晃动，因此，这个方案不是可行的，且适用于的楼层也是十分有限的。

为此，我们提出一种高层建筑消防飞行机器人来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种高层建筑消防飞行机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高层建筑消防飞行机器人，包括无人机本体，所述无人机本体的顶部安装有多个可转动的主旋翼，所述无人机本体的底部通过调节装置连接有摄像头，所述无人机本体的底部通过调节机构连接有箱体，所述箱体的顶部安装有可拆卸的箱盖，所述箱体的内侧壁固定连接有固定板，所述固定板上安装有供弹机构，所述箱体的内侧壁通过固定架连接有发射筒，所述供弹机构的底部与发射筒的外侧壁连接，所述发射筒的一端贯穿箱体并向外延伸，所述箱体的外侧壁安装有温度传感器；

所述箱体的内侧壁通过弹性机构连接有移动块，所述移动块的一侧固定连接有推杆，所述推杆的一端向发射筒内部延伸，所述推杆的外侧壁与发射筒的内侧壁滑动连接，所述移动块通过复位机构与固定板的底部连接；

所述箱体的内侧壁通过电机支架连接有电机b，所述箱体的内侧壁转动连接有转轴a和转轴b，所述电机b通过联动机构与转轴b连接，所述转轴b通过减速机构与转轴a连接，所述转轴a上固定调节有弧形半齿轮b，所述移动块的底部通过连接块连接有齿条，所述齿条与弧形半齿轮b啮合连接，所述无人机本体的底部安装有支脚。

优选地，所述无人机本体的外侧壁通过连接杆连接有电机c，所述电机c的输出轴固定连接有侧旋翼。

优选地，所述调节机构包括固定连接在无人机本体底部的固定杆a，所述箱体的顶部固定连接有固定杆b，所述固定杆a的底部通过转动件与固定杆b的顶部连接，所述固定杆b的外侧壁固定连接有电机a，所述电机a的输出轴贯穿固定杆b并固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮通过弧形半齿轮a与固定杆a的底部连接。

优选地，所述供弹机构包括安装在固定板顶部的储料仓，所述储料仓的上端开口设置，所述固定板的顶部设置有与储料仓对应的安装槽a，所述固定板的底部固定连接有马达，所述固定板的底部设置有与马达对应的安装槽b，所述马达的输出轴依次贯穿固定板和储料仓并固定连接有分料盘，所述分料盘上设置有多个用于放置灭火弹的凹口，所述分料盘的底部与储料仓的内侧壁滑动连接，所述储料仓的底部固定连接有出料管，所述出料管的底部贯穿固定板并与发射筒的顶部连接，所述出料管上安装有传感器。

优选地，所述传感器为计数传感器。

优选地，所述储料仓的顶部固定连接有呈半圆形设置的盖板。

优选地，所述箱体的内侧壁通过导流板与储料仓的顶部外侧壁连接。

优选地，所述弹性机构包括固定连接在箱体内侧壁上的伸缩杆，所述伸缩杆的外侧壁套设有弹性件b，所述弹性件b的两端分别与箱体的内侧壁和移动块靠近伸缩杆的一侧连接，所述移动块靠近伸缩杆的一侧设置有与弹性件b对应的放置槽。

优选地，所述复位机构包括弹性件a，所述弹性件a的一端通过固定块a与移动块的顶部连接，所述弹性件a远离固定块a的一端通过固定块b与固定板的底部连接。

优选地，所述联动机构包括固定套接在转轴b外侧壁上的锥齿轮a，所述电机b输出轴的一端固定连接有锥齿轮b，所述锥齿轮a与锥齿轮b啮合连接。

优选地，所述减速机构包括固定套接在转轴b外侧壁上的小齿轮，所述小齿轮通过大齿轮与转轴a连接，所述大齿轮固定套接在转轴a的外侧壁上。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1、与现有技术相比，本实用新型中，无人机本体上安装有侧旋翼，可以在空中改变朝向，以便于精确的对准火源发射灭火弹；

2、与现有技术相比，本实用新型中，无人机本体上安装有盛放灭火弹的箱体，且箱体的倾斜度可以进行改变，以便于改变安装在箱体上的发射筒，提高该消防飞行机器人对火源发射灭火弹的精准度，提高对火灾灭火的效率；

3、与现有技术相比，本实用新型中，通过在箱体内安装供弹机构，箱体内部收纳的灭火弹可以陆续的进入到发射筒内部进行发射，避免出现卡弹的情况发生，提高对火灾现场的灭火效率；

4、与现有技术相比，本实用新型中，该出料管上安装有计数传感器，以便于对已经发射的灭火球进行计数，便于地面上的消防人员实施检测箱体内部剩余灭火球的数量，可以在箱体内部灭火弹发射完毕后，将飞行机器人降落，添加灭火弹继续进行灭火；

5、与现有技术相比，本实用新型中，该高层建筑消防飞行机器人在发射灭火弹时不会产生很大的后坐力，使该高层建筑消防飞行机器人在空中十分稳定，避免了高层建筑消防飞行机器人在进行高空灭火时撞击到建筑物导致坠毁；

6、与现有技术相比，本实用新型中，该高层建筑消防飞行机器人局限性比较小，可以适合不同高度的高空建筑灭火使用，无需外界水管或者电缆，使用地面遥控装置即可控制，使用简单方便；

7、与现有技术相比，本实用新型中，该高层建筑消防飞行机器人在需要时还可以进入到室内进行灭火，同时还可以通过安装在高层建筑消防飞行机器人上的摄像头把现场情况发送到地面遥控装置上，以便于地面消防人员及时了解火灾现场情况，及时相关灭火方案，提高灭火效率；

8、与现有技术相比，本实用新型中，该高层建筑消防飞行机器人可以持续发射灭火弹，对火灾现场的灭火效率高；

9、与现有技术相比，本实用新型中，该高层建筑消防飞行机器人不仅可以对高层建筑物进行灭火，同时还可以对工厂或者其他不方便消防员进入的场景内进行灭火，适用范围广；

10、与现有技术相比，本实用新型中，该高层建筑消防飞行机器人具有体积小、方便携带、结构简单、维修方便和制造成本低的优点，此外，该高层建筑消防飞行机器人还具有灭火精度高以及对相关操作人员的技能要求低的优点，具有很好的市场前景。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种高层建筑消防飞行机器人的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种高层建筑消防飞行机器人的俯视结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种高层建筑消防飞行机器人中箱体内部的结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种高层建筑消防飞行机器人中储料仓、分料盘和出料管的连接结构示意图。

图中：1、无人机本体；2、支脚；3、调节装置；4、摄像头；5、固定杆a；6、电机a；7、转动件；8、弧形半齿轮a；9、主动齿轮；10、箱盖；11、箱体；12、发射筒；13、固定板；14、储料仓；15、盖板；16、分料盘；17、马达；18、出料管；19、传感器；20、导流板；21、弹性件a；22、固定块a；23、固定块b；24、弹性件b；25、伸缩杆；26、移动块；27、连接块；28、齿条；29、大齿轮；30、弧形半齿轮b；31、转轴a；32、小齿轮；33、锥齿轮a；34、转轴b；35、锥齿轮b；36、电机支架；37、电机b；38、推杆；39、电机c；40、侧旋翼；41、连接杆；42、温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-图4，一种高层建筑消防飞行机器人，包括无人机本体1，无人机本体1的顶部安装有多个可转动的主旋翼，无人机本体1的底部通过调节装置3连接有摄像头4，无人机本体1的底部通过调节机构连接有箱体11，箱体11的顶部安装有可拆卸的箱盖10，箱体11的内侧壁固定连接有固定板13，固定板13上安装有供弹机构，箱体11的内侧壁通过固定架连接有发射筒12，供弹机构的底部与发射筒12的外侧壁连接，发射筒12的一端贯穿箱体11并向外延伸，所述箱体11的外侧壁安装有温度传感器42；

箱体11的内侧壁通过弹性机构连接有移动块26，移动块26的一侧固定连接有推杆38，推杆38的一端向发射筒12内部延伸，推杆38的外侧壁与发射筒12的内侧壁滑动连接，移动块26通过复位机构与固定板13的底部连接；

箱体11的内侧壁通过电机支架36连接有电机b37，箱体11的内侧壁转动连接有转轴a31和转轴b34，电机b37通过联动机构与转轴b34连接，转轴b34通过减速机构与转轴a31连接，转轴a31上固定调节有弧形半齿轮b30，移动块26的底部通过连接块27连接有齿条28，齿条28与弧形半齿轮b30啮合连接，无人机本体1的底部安装有支脚2。

需要说明的是，调节装置3为现在无人机上自带的调节装置3，可以调节摄像头4的拍摄方向，便于地面上的消防人员对该高层建筑消防飞行机器人飞行的周围情况进行实时拍摄，同时还可以对火灾现场进行全方位拍摄。

温度传感器42与无人机集成装置连接的方式是现有技术，目的是检测无人机周围的温度，避免无人机的误入到温度过高的区域内导致无人机损坏，使得无人机保持在合适的温度范围内工作。

摄像头4的作用是便于拍摄火灾现场环境，并将拍摄的火灾现场环境通过无人机的集成装置输送到地面上的遥控装置上，以便于地面上的消防人员可以通过无人机拍摄的现场火灾视频对火灾现场进行实时监控，方便制定相应的灭火方案，提高灭火效率。

通过电机b37转动带动转轴b34转动，转轴b34转动通过减速机构带动移动块26往伸缩杆25的方向运动，此时，弹性件a21处于拉伸状态，弹性件b24处于压缩状态，由于转轴a31通过弧形半齿轮b30与齿条28连接，当齿条28与弧形半齿轮b30不接触后，弹性件a21和弹性件b24均恢复成原始状态，带动移动块26快速的往发射筒12的方向运动，推杆38将刚进入到发射筒12内部的灭火弹快速的发射到需要灭火的位置处，灭火弹接触到火源后产生小规模爆炸，此爆炸不会对周围的建筑或者物品造成损坏，属于无伤型爆炸，爆炸将灭火弹内部的干粉灭火剂向周围迸溅，利用干粉灭火剂对火灾现场进行灭火。发射一颗灭火弹后，电机b37继续转动带动弧形半齿轮b30继续转动，为下次发射做准备。

无人机本体1的外侧壁通过连接杆41连接有电机c39，电机c39的输出轴固定连接有侧旋翼40。

侧旋翼40的作用是类似于直升机的尾部旋翼，可以起到在空中改变无人机方向的作用，以便于调节发射筒12的朝向，对火源位置处进行精准投弹，以便于灭火弹对火灾现场进行灭火。

调节机构包括固定连接在无人机本体1底部的固定杆a5，箱体11的顶部固定连接有固定杆b，固定杆a5的底部通过转动件7与固定杆b的顶部连接，固定杆b的外侧壁固定连接有电机a6，电机a6的输出轴贯穿固定杆b并固定连接有主动齿轮9，主动齿轮9通过弧形半齿轮a8与固定杆a5的底部连接。

调节机构的作用是通过电机a6转动带动固定杆b围绕着固定杆a5的底部转动，以便于改变箱体11的倾斜方向，实现对发射筒12的倾斜度进行改变，对火源位置处进行精准投弹，以便于灭火弹对火灾现场进行灭火。

供弹机构包括安装在固定板13顶部的储料仓14，储料仓14的上端开口设置，固定板13的顶部设置有与储料仓14对应的安装槽a，固定板13的底部固定连接有马达17，固定板13的底部设置有与马达17对应的安装槽b，马达17的输出轴依次贯穿固定板13和储料仓14并固定连接有分料盘16，分料盘16上设置有多个用于放置灭火弹的凹口，分料盘16的底部与储料仓14的内侧壁滑动连接，储料仓14的底部固定连接有出料管18，出料管18的底部贯穿固定板13并与发射筒12的顶部连接，出料管18上安装有传感器19。

通过马达17转动带动分料盘16转动，由于分料盘16上的凹口与灭火弹匹配设置，一个凹口只能盛放一颗灭火弹，便于将灭火弹逐个拨动到出料管18内，实现灭火弹逐个进入到发射筒12内进行发射的效果。

传感器19为计数传感器，以便于对已经发射的灭火球进行计数，便于地面上的消防人员实施检测箱体11内部剩余灭火球的数量，可以在箱体11内部灭火弹发射完毕后，将飞行机器人降落，添加灭火弹继续进行灭火。传感器19与无人机的集成装置连接，以便于将计数数据信息实时发送到地面上的遥控装置上。

储料仓14的顶部固定连接有呈半圆形设置的盖板15。

防止箱体11内部的灭火弹不通过储料仓14就直接进入到出料管18内，避免出现卡弹的情况发生。

箱体11的内侧壁通过导流板20与储料仓14的顶部外侧壁连接。

以便于箱体11内部的灭火弹进入到储料仓14的内部，逐个供弹处理。

弹性机构包括固定连接在箱体11内侧壁上的伸缩杆25，伸缩杆25的外侧壁套设有弹性件b24，弹性件b24的两端分别与箱体11的内侧壁和移动块26靠近伸缩杆25的一侧连接，移动块26靠近伸缩杆25的一侧设置有与弹性件b24对应的放置槽。

通过弹性件b24对移动块26的推力带动推杆38快速运动，将发射筒12内部的灭火弹射出，速度快，稳定性好，可以提高对火灾现场的灭火效率。

复位机构包括弹性件a21，弹性件a21的一端通过固定块a22与移动块26的顶部连接，弹性件a21远离固定块a22的一端通过固定块b23与固定板13的底部连接。

利用弹性件a21的复位拉动移动块26往发射筒12方向运动，移动块26运动带动推杆38快速运动，将发射筒12内部的灭火弹射出，速度快，稳定性好，可以提高对火灾现场的灭火效率。

联动机构包括固定套接在转轴b34外侧壁上的锥齿轮a33，电机b37输出轴的一端固定连接有锥齿轮b35，锥齿轮a33与锥齿轮b35啮合连接。

通过电机b37转动带动锥齿轮b35转动，由于锥齿轮b35与锥齿轮a33啮合，所以电机b37转动带动转轴a31转动，从而带动移动块26运动的效果。

减速机构包括固定套接在转轴b34外侧壁上的小齿轮32，小齿轮32通过大齿轮29与转轴a31连接，大齿轮29固定套接在转轴a31的外侧壁上。

利用小齿轮32带动大齿轮29转动的方式，对转轴a31的转动速度进行减速的效果，以便于为灭火弹进入到发射筒12内提供一定的时间，同时还防止移动块26范围后对弧形半齿轮b30复位电机b37带来的冲击力损伤，提高电机b37的使用寿命。

本实用新型中，当高层建筑物发生火灾时，消防人员使用该高层建筑消防飞行机器人进行高层建筑灭火，使用时，首先将灭火弹放入到箱体11的内部，然后遥控该高层建筑消防飞行机器人上升到一定的高度后，通过地面遥控装置查看高层建筑消防飞行机器人上摄像头4拍摄的画面，调整发射筒12的发射角度，将发射指令发送到无人机本体1上的集成装置，集成装置首先控制马达17转动对储料仓14内部的灭火弹进行拨动，灭火弹被分料盘16拨动后进入到出料管18再进入到发射筒12内，然后电机b37转动带动转轴b34转动，转轴b34转动通过减速机构带动移动块26往伸缩杆25的方向运动，此时，弹性件a21处于拉伸状态，弹性件b24处于压缩状态，由于转轴a31通过弧形半齿轮b30与齿条28连接，当齿条28与弧形半齿轮b30不接触后，弹性件a21和弹性件b24均恢复成原始状态，带动移动块26快速的往发射筒12的方向运动，推杆38将刚进入到发射筒12内部的灭火弹快速的发射到需要灭火的位置处，灭火弹接触到火源后产生小规模爆炸，此爆炸不会对周围的建筑或者物品造成损坏，属于无伤型爆炸，爆炸将灭火弹内部的干粉灭火剂向周围迸溅，利用干粉灭火剂对火灾现场进行灭火。发射一颗灭火弹后，电机b37继续转动带动弧形半齿轮b30继续转动，为下次发射做准备。该高层建筑消防飞行机器人可以持续发射灭火弹，对火灾现场的灭火效率高。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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