抛投智能灭火弹无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，尤其是指一种抛投智能灭火弹无人机。

背景技术：

火灾是世界上多发性灾害中发生频率最高的一种灾害，我国每年发生火灾约万起，给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失。火灾现场面积较大时，如不能实现灭火弹的精准投放，灭火效果会不够理想。在火灾现场投放灭火弹后，灭火弹自由降落，依靠现场火苗点燃灭火弹的引信，并不现实，灭火弹在接触到燃烧面时，可能存在引信仍然未点着的情况；而且灭火弹仅凭借重力冲击，在燃烧面炸裂，也远远不能达到灭火的最佳效果。同时，在有风天气下，灭火弹的投放精度也会受到风力风向的影响。

需要对现有空投灭火技术进行革新。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可根据火灾现场情况进行精确灭火的无人机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种智能抛投灭火弹无人机，包括多旋翼无人机本体、风速风向测定器和智能灭火弹舱，所述风速风向测定器设置于所述多旋翼无人机本体的上面，所述智能灭火弹舱挂载于所述多旋翼无人机本体的下方，所述智能灭火弹舱中设有至少一个智能灭火弹，所述智能灭火弹可与智能灭火弹舱分离，所述多旋翼无人机本体与所述风速风向测定器和智能灭火弹分别有电连接。

进一步的，所述智能灭火弹包括壳体、气体发生器和电子点火装置，所述壳体的内部设有容置腔，所述容置腔内填充有灭火剂，所述壳体的一端设有开口，所述开口与所述容置腔联通，所述开口处设有气体发生器，所述气体发生器与所述电子点火装置有电连接，所述电子点火装置与多旋翼无人机本体有电连接。

进一步的，所述智能灭火弹舱包括至少一个插座、锁止装置和脱离机构，智能灭火弹通过与插座适配的插口与所述智能灭火弹舱连接，所述插口和插座为中空结构，中间穿有连接智能灭火弹和无人机的控制模块的数据连接线，

所述锁止装置用于将智能灭火弹固定于智能灭火弹舱中及适时释放智能灭火弹，

所述脱离机构用于在释放智能灭火弹时，将智能灭火弹的插口与智能灭火弹舱的插座分离。

进一步的，所述壳体设有飘带连接器，所述飘带与所述飘带连接器连接。

进一步的，所述飘带连接器有三个，相邻的两个飘带连接器之间的水平面夹角为120度。

进一步的，所述灭火剂为水基、粉剂或干冰的一种。

进一步的，还包括红外/可见光复合摄像头，所述红外/可见光复合摄像头用于获取现场图像数据。

进一步的，还包括超声波测距仪，所述超声波测距仪用于获取无人机的高度数据。

进一步的，所述风速风向测定器用于获取现场风向风速数据。

进一步的，所述多旋翼无人机本体的轴距为1.6m。

本发明的有益效果在于：提供一种可以测量火灾现场风速风向和高度的无人机，配合可延时点火的智能灭火弹，可针对不同火灾场合进行对应的灭火措施，该无人机可更为精确、高效地灭火，大大提高了消防人员的灭火能力和效率，间接降低了消防人员的工作风险。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构：

图1为本发明的一个实施例的侧面结构示意图；

图2为本发明的一个实施例的底部的局部结构示意图；

图3为本发明的一个实施例的智能灭火弹结构示意图；

图4为图3的剖面结构示意图；

图5为本发明的一个应用例的示意图；

图6为本发明的另一个应用例的示意图；

1-多旋翼无人机本体；2-风速风向测定器；3-智能灭火弹舱；31-脱离机构；32-锁止装置；4-智能灭火弹；41-壳体；42-气体发生器；43-电子点火装置；44-飘带连接器；5-飘带；7-数据连接线；8-燃烧面；9-油罐；

A-数据线长度；B-灭火弹下降高度；C-灭火弹起爆高度；D-燃烧面距地面高度；E-无人机距底面高度；E1-无人机距燃烧面高度；F-风向；H-灭火弹与数据线分离瞬间距目标高度；S-计算后无人机距目标的水平距离；G-目标。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

实施例1

请参阅图1以及图2，一种智能抛投灭火弹无人机，其特征在于：包括多旋翼无人机本体1、风速风向测定器2和智能灭火弹舱3，所述风速风向测定器2设置于所述多旋翼无人机本体1的上面，所述智能灭火弹舱3挂载于所述多旋翼无人机本体1的下方，所述智能灭火弹舱3中设有至少一个智能灭火弹4，所述智能灭火弹4可与智能灭火弹舱3分离，所述多旋翼无人机本体1与所述风速风向测定器2和智能灭火弹4分别有电连接。

本实施例中，无人机飞至火灾现场上空，利用机载的摄像头对火灾现场进行观察分析并判断火情，选择最佳灭火位置，然后无人机的控制模块根据现场风向和风速，确定灭火弹投放位置，及灭火弹的起爆高度，并计算出灭火弹在于无人机分离后延迟起爆时间，无人机将延迟起爆时间装订至智能灭火弹，待无人机飞到预定位置，智能灭火弹舱打开释放智能灭火弹，脱离后，智能灭火弹开始计时，灭火弹降落到预计起爆位置时起爆，将内部的灭火剂洒出覆盖可燃物，隔绝燃烧面与氧气的接触，实现灭火。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种可以测量火灾现场风速风向和高度的无人机，配合可延时点火的智能灭火弹，可针对不同火灾场合进行对应的灭火措施，该无人机可更为精确、高效地灭火，大大提高了消防人员的灭火能力和效率，间接降低了消防人员的工作风险。

实施例2

在实施例1的基础上，所述智能灭火弹舱包括至少一个插座、锁止装置32和脱离机构31，智能灭火弹通过与插座适配的插口与所述智能灭火弹舱3连接，所述插口和插座为中空结构，中间穿有连接智能灭火弹和无人机的控制模块的数据连接线7，

所述锁止装置用于将智能灭火弹固定于智能灭火弹舱中及适时释放智能灭火弹，

所述脱离机构用于在释放智能灭火弹时，将智能灭火弹的插口与智能灭火弹舱的插座分离。

本实施例中，智能灭火弹通过适配的插口和插座与智能灭火弹舱连接，并通过数据连接线与无人机的控制模块连接，无人机的控制模块在计算延时起爆时间后，通过数据连接线向智能灭火弹输出延时起爆的控制信号，抛投的准备工作完成；

为保证连接稳定性，采用锁止装置箍住智能灭火弹以增加连接可靠性，当需要释放智能灭火弹时，为了确保智能灭火弹与智能灭火弹舱能够脱离，采用脱离机构将智能灭火弹的插口与智能灭火弹舱的插座分离，同时由于没有了锁止装置的固定，智能灭火弹在重力的作用下脱离智能灭火弹舱做自由落体运动，实现抛投动作。

实施例3

请参阅图3，在实施例2的基础上，所述智能灭火弹4包括壳体41、气体发生器42和电子点火装置43，所述壳体41的内部设有容置腔，所述容置腔内填充有灭火剂，所述壳体的一端设有开口，所述开口与所述容置腔联通，所述开口处设有气体发生器42，所述气体发生器42与所述电子点火装置43有电连接，所述电子点火装置43与多旋翼无人机本体1有电连接。

本实施例中，将气体发生器设置于壳体的容置腔内，通过电子点火装置发送起爆信号到气体发生器，使气体发生器瞬间产生大量气体，将壳体撑破，使灭火剂散开附着在燃烧面，隔绝燃烧面与氧气的接触，从而达到灭火的效果。

实施例4

在实施例3的基础上，所述壳体设有飘带连接器44，所述飘带5与所述飘带连接器44连接。

本实施例中，飘带可以保证灭火弹在下落过程中不会翻滚，始终保持垂直向下的方向。

实施例5

在实施例4的基础上，所述飘带连接器44有三个，相邻的两个飘带连接器44之间的水平面夹角为120度。

本实施例中，三条飘带可进一步保持灭火弹下落时姿态的稳定。

实施例6

在实施例5的基础上，所述灭火剂为水基、粉剂或干冰的一种。

本实施例中，根据不同的灭火场合选择不同的灭火剂，可更好地保证灭火效果。

实施例7

在实施例6的基础上，还包括红外/可见光复合摄像头，所述红外/可见光复合摄像头用于获取现场图像数据。

本实施例中，利用可见光摄像头观察火灾现场整体状况，利用红外摄像头对火灾现场地面发热区域进行区分，根据红外特征寻找可疑的着火区域，增加寻找最佳灭火位置的成功率。

实施例8

在实施例7的基础上，还包括超声波测距仪，所述超声波测距仪用于获取无人机的高度数据。

本实施例中，通过超声波测距仪测量无人机距燃烧面的高度，根据预设的安全距离和灭火弹起爆高度计算出灭火弹的下降高度，再根据灭火弹的下降高度算出起爆延迟时间，大大增加了灭火精确度。

实施例9

在实施例8的基础上，所述风速风向测定器用于获取现场风向风速数据。

本实施例中，通过风速风向测定器测得当前风速及风向，并将风对灭火弹的影响加入计算中，可最大程度减小风对灭火弹的影响，大大增加灭火精确度。

实施例10

在实施例9的基础上，所述多旋翼无人机本体的轴距为1.6m。

采用大型多旋翼无人机可提供更大的起飞负载，可携带更多的智能灭火弹。本实施例中的无人机可装载四个智能灭火弹。

应用例1

请参阅图5，待确定着火位置之后，无人机飞至目标上空，超声波测高传感器测得无人机距离燃烧面的高度E1，根据已经设定的安全距离A，灭火弹起爆高度C，计算出灭火弹下降高度B，根据公式B1＝E1-A-C计算出灭火弹下降高度B，算出电子点火装置需要设定的延迟时间t1，其中A为无人机与灭火弹连接的数据线长度，C根据灭火弹类型决定，g＝9.8m/s²。

应用例2

请参阅图5，待确定着火位置之后，无人机飞至目标上空，如果已知燃烧面距地面高度为D，无人机测量距离地面的高度E，根据已经设定的安全距离A，灭火弹起爆高度C，计算出智能灭火弹系统3与无人机1脱离之后的下降高度B2，根据公式B2＝E-A-D-C计算出灭火弹下降高度B2，计算出电子点火装置需要设定的延迟时间t2，其中A为无人机与灭火弹连接的数据线长度，C根据灭火弹类型决定，g＝9.8m/s²。

应用例3

请参阅图6，无人机飞行至距离燃烧面高度E1，同时风速风向测定装置测得风速V，地面站计算出距离目标G的水平位置距离S，其中g＝9.8m/s²。地面站将投弹位置指令通过数据链传输给无人机，无人机飞行至最佳投弹位置F，投弹时顺风投弹。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。