一种可远程控制的涵道风扇单轨无人消防车的制作方法

本发明涉及到消防领域，尤其涉及到一种可远程控制的涵道风扇单轨无人消防车。

背景技术

据统计，随着我国经济的高速发展，我国高层建筑正在以20％以上的速度逐年递增，高层建筑如雨后春笋般地迅速拔地而起。但随着建筑高度的增加和日趋密集，在建筑发生火灾，遭遇地震、恐怖袭击等突发事件时，尤其是在断电和楼道被浓烟充满的情况下，如何快速高效组织和扑灭城市中高层建筑的火灾是一项急迫解决的问题。

现有的消防车都是停在地面上利用高压水枪进行灭火，利用云梯进行举高救援，随着经济的发展，建筑物越来越高，150米至500米的高层建筑越来越多，这些高层建筑一旦出现火情，消防车的云梯够不上，难以进行有效救援，灭火效果不理想，另外城市中常有交通拥堵的问题，若是遇到堵车容易延误最佳的灭火时间，给生命和财产都带来不必要的损失。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

本发明提供一种可远程控制的涵道风扇单轨无人消防车,解决的上述问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

一种可远程控制的涵道风扇单轨无人消防车包括消防车身、单轨行走装置、飞行装置、消防无人机和控制装置，所述单轨行走装置固定在所述消防车身底部中间轴上，所述飞行装置通过电磁锁布置在所述消防车身顶部，所述消防无人机通过电磁锁布置在所述消防车身顶部，所述消防无人机设在所述飞行装置旁边，所述控制装置设在所述消防车身上。优选的技术方案，所述消防车身设有车体、前轮转向机构、后轮驱动机构、蓄水箱、飞行装置舱和消防无人机舱，所述前轮转向机构设在所述车体底部前面，所述后轮驱动机构设在所述车体底部后面，所述蓄水箱固定在所述车体上，所述飞行装置舱固定在所述蓄水箱上，所述消防无人机舱固定在所述蓄水箱上。优选的技术方案，所述单轨行走装置设有自平衡机构、前升降机构、后升降机构、前行走机构和后行走机构，所述自平衡机构固定在所述车体内，所述前升降机构固定在所述车体底部，所述后升降机构固定在所述车体底部，所述后升降机构设在所述前升降机构后，所述前行走机构固定在所述前升降机构底部，所述后行走机构固定在所述后升降机构底部。优选的技术方案，所述自平衡机构设有测速控制器、mems陀螺仪控制盒、第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪，所述mems陀螺仪控制盒与所述测速控制器电连接，所述第一力矩陀螺仪设在所述前行走机构的轴心所在的直线上，所述第一力矩陀螺仪与所述mems陀螺仪控制盒电连接，所述第二力矩陀螺仪设在所述后行走机构的轴心所在的直线上，所述第二力矩陀螺仪与所述mems陀螺仪控制盒电连接。所述测速控制器用于测算消防车的车速，并发送给所述mems陀螺仪控制盒，以使所述mems陀螺仪控制盒控制第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪的转速。优选的技术方案，当消防车左侧或右侧被撞击时，测速控制器检测到车速异常，mems陀螺仪控制盒控制第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪加大转速，第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪加大转速的同时瞬间力矩增大，能在车辆倾斜瞬间修正车的姿态，保证驾驶员及成员的安全，能够实现消防车侧撞失衡情况下的自平衡恢复，保障行车安全。优选的技术方案，第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪在消防车行驶过程中对消防车的自平衡起双重保护，从而使消防车更加稳定可靠地行驶。优选的技术方案，当消防车遇到拥堵路段时即可通过前升降机构和后升降机构将消防车升起来，依靠自平衡机构保持消防车的平衡，依靠前行走机构和后行走机构驶过拥堵的路段，所述飞行装置设有工作舱、主涵道风扇和两个辅涵道风扇，所述主涵道风扇设置在所述工作舱顶部中央，两个所述辅涵道风扇设置在所述工作舱顶部两边。优选的技术方案，所述工作舱设有两翼，两个所述辅涵道风扇分别设在所述两翼的翼端。优选的技术方案，所述工作舱底部设有起落架，所述工作舱前方底部固定有云台，所述云台底部固定有摄像机，所述云台为度旋转云台。优选的技术方案，所述主涵道风扇、辅涵道风扇和所述云台分别与电机连接，所述工作舱内还设有无线接收器，所述无线接收器与所述摄像机连接，摄像机采集到的图像通过与地面互联的装置传输到地面的控制装置中，这样可通过地面的控制装置随时观测到高空拍摄的图片信息。工作舱内还可安装锂电池、无线控制接收器、摄像机存储设备及控制摄像机转动的机构。优选的技术方案，所述工作舱的内部中心设置有高压水枪，所述高压水枪的底部设置有管接头，该管接头与消防水带连接。消防水带与地面上的消防液蓄水箱连接。高压水枪通过控制电缆与地面上的指挥车连接。高压水枪的扳机由电控装置构成，高压水枪的开和关可远程控制。优选的技术方案，所述消防无人机设有无人机本体、两个驱动电机和旋翼，两个所述驱动电机对称设置在所述无人机本体顶部两边，所述旋翼与所述驱动电机连接。优选的技术方案，所述无人机本体尾部还设置有尾翼；所述无人机本体设有控制箱，所述控制箱位于所述无人机本体顶部；所述控制箱内设置有主控模块和锂电池组，所述主控模块通过电源管理模块与锂电池组连接；所述无人机本体的腹部设置有灭火药剂仓；所述灭火药剂仓上设置有多个喷枪；多个喷枪构成灭火工作负载，灭火工作负载与主控模块连接；主控模块上连接有通信模块、红外感应模块和激光高度测距模块，所述无人机本体顶部还设置有播音器；无人机本体的机头上设置有摄像机，播音器和摄像机分别通过音频模块和视频模块与主控模块连接；所述主控模块、电源管理模块、灭火工作负载、电子调速器、音频模块、视频模块、通信模块和激光高度测距模块之间通过rs接口连接；所述无人机本体底部还设置有起落架；所述无人机本体侧边外壳上设置有多个防撞导向轮；所述无人机本体外壳上设置有防火涂层。优选的技术方案，所述控制装置设有无人驾驶模块、飞行装置控制模块、消防无人机控制模块、信息采集模块、车载电脑、设置模块、自检验模块、模式设置模块、无线接收发送模块、语音模块、动力模块、驱动模块、转向模块和制动模块；所述的信息采集模块和设置模块的输出端与所述车载电脑的输入端连接；所述的车载电脑的输出端与所述自检验模块、所述无人驾驶模块、所述模式设定模块和所述语音模块的输入端连接；所述的车载电脑还与所述无线接收发送模块相互连接；所述的无人驾驶模块的输出端与所述动力模块、所述驱动模块、所述转向模块和所述制动模块的输入端连接；所述的模式设置模块的输出端与所述无人驾驶模块的输入端连接；所述的动力模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接。优选的技术方案，所述的信息采集模块包括摄像头组件、道路信息采集单元、gps定位单元和雷达测速单元；所述的摄像头组件、道路信息采集单元、gps定位单元和雷达测速单元的输出端与所述车载电脑的输入端连接。优选的技术方案，所述的设置模块包括时间设置单元和路线设置单元；所述的时间设置单元和路线设置单元的输出端与所述车载电脑的输入端连接。优选的技术方案，所述的自检验模块包括工作状态检测单元和故障检测单元；所述的车载电脑的输出端与所述工作状态检测单元和所述故障检测单元的输入端连接。优选的技术方案，所述的模式设置模块包括唤醒单元、休眠模式单元和工作模式单元；所述的车载电脑的输出端与所述唤醒单元的输入端连接；所述的唤醒单元的输出端与所述休眠模式单元的输入端连接；所述的休眠模式单元与所述工作模式单元相互连接进行模式转换；所述的工作模式单元的输出端与所述无人驾驶模块的输入端连接。优选的技术方案，所述的驱动模块包括驱动步进电机和加速踏板；所述的无人驾驶模块控制所述驱动步进电机启动；所述驱动步进电机连接所述加速踏板进行加速；所述的动力模块为所述驱动步进电机提供持续的动力。优选的技术方案，所述的转向模块包括转向步进电机和转向轴；所述的无人驾驶模块控制所述转向步进电机启动；所述转向步进电机连接所述转向轴进行方向的转动。优选的技术方案，所述的制动模块包括制动步进电机和制动踏板；所述的无人驾驶模块控制所述制动步进电机启动；所述转向步进电机连接所述制动踏板进行制动。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明设有可远程控制的控制装置，报警之后无需等待即可出警，做到即时响应，设有单轨行走装置，可轻松通过拥堵的路段，设有消防无人机，便于消防人员进行远程火情侦测、人员搜寻、救援辅助和信息传达，在火情小的时候，本发明可通过远程操作灭火，在火情大的时候本发明也可先于其他消防车赶往火灾地点，进行火情侦测、人员搜寻、救援辅助和信息传达，更好的保护人民和财产的安全。

附图说明

为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明可远程控制的涵道风扇单轨无人消防车示意图；

图2为本发明的单轨行走装置的结构示意图；

图3为本发明的飞行装置的结构示意图；

图4为本发明的消防无人机的结构示意图；

图5为本发明在工作时的消防水带连接示意图。

以上图例所示：1、消防车身；11、车体；12、前轮转向机构；13、后轮驱动机构；14、蓄水箱；15、飞行装置舱；16、消防无人机舱；2、单轨行走装置；22、前升降机构；23、后升降机构；24、前行走机构；25、后行走机构；3、飞行装置；31、工作舱；32、主涵道风扇；33、辅涵道风扇；4、消防无人机；41、无人机本体；43、旋翼；5、控制装置；6、消防水带。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

如图1所示，本发明的一个实施例是：

一种可远程控制的涵道风扇单轨无人消防车包括消防车身1、单轨行走装置2、飞行装置3、消防无人机4和控制装置5，所述单轨行走装置2固定在所述消防车身1底部中间轴上，所述飞行装置3通过电磁锁布置在所述消防车身1顶部，所述消防无人机4通过电磁锁布置在所述消防车身1顶部，所述消防无人机4设在所述飞行装置3旁边，所述控制装置5设在所述消防车身1上。所述消防车身1设有车体11、前轮转向机构12、后轮驱动机构13、蓄水箱14、飞行装置舱15和消防无人机舱16，所述前轮转向机构12设在所述车体11底部前面，所述后轮驱动机构13设在所述车体11底部后面，所述蓄水箱14固定在所述车体11上，所述飞行装置舱15固定在所述蓄水箱14上，所述消防无人机舱16固定在所述蓄水箱14上。所述单轨行走装置2设有自平衡机构、前升降机构22、后升降机构23、前行走机构24和后行走机构25，所述自平衡机构固定在所述车体11内，所述前升降机构22固定在所述车体11底部，所述后升降机构23固定在所述车体11底部，所述后升降机构23设在所述前升降机构22后，所述前行走机构24固定在所述前升降机构22底部，所述后行走机构25固定在所述后升降机构23底部。所述自平衡机构设有测速控制器、mems陀螺仪控制盒、第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪，所述mems陀螺仪控制盒与所述测速控制器电连接，所述第一力矩陀螺仪设在所述前行走机构24的轴心所在的直线上，所述第一力矩陀螺仪与所述mems陀螺仪控制盒电连接，所述第二力矩陀螺仪设在所述后行走机构25的轴心所在的直线上，所述第二力矩陀螺仪与所述mems陀螺仪控制盒电连接。

所述测速控制器用于测算消防车的车速，并发送给所述mems陀螺仪控制盒，以使所述mems陀螺仪控制盒控制第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪的转速。

当消防车左侧或右侧被撞击时，测速控制器检测到车速异常，mems陀螺仪控制盒控制第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪加大转速，第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪加大转速的同时瞬间力矩增大，能在车辆倾斜瞬间修正车的姿态，能够实现消防车侧撞失衡情况下的自平衡恢复，保障行车安全。

第一力矩陀螺仪和第二力矩陀螺仪在消防车行驶过程中对消防车的自平衡起双重保护，从而使消防车更加稳定可靠地行驶。

当消防车遇到拥堵路段时即可通过前升降机构和后升降机构将消防车升起来，依靠自平衡机构保持消防车的平衡，依靠前行走机构和后行走机构驶过拥堵的路段。所述飞行装置3设有工作舱31、主涵道风扇32和两个辅涵道风扇33，所述主涵道风扇32设置在所述工作舱31顶部中央，两个所述辅涵道风扇33设置在所述工作舱31顶部两边。

所述工作舱31设有两翼，两个所述辅涵道风扇33分别设在所述两翼的翼端。

所述主涵道风扇32为共轴双旋翼式风扇。

所述工作舱31底部设有起落架，所述工作舱前方底部固定有云台，所述云台底部固定有摄像机，所述云台为360度旋转云台。

所述主涵道风扇、辅涵道风扇和所述云台分别与电机连接，所述工作舱内还设有无线接收器，所述无线接收器与所述摄像机连接，摄像机采集到的图像通过与地面互联的装置传输到地面的控制装置中，这样可通过地面的控制装置随时观测到高空拍摄的图片信息。工作舱内还可安装锂电池、无线控制接收器、摄像机存储设备及控制摄像机转动的机构。

所述工作舱31的内部中心设置有高压水枪，所述高压水枪的底部设置有管接头，该管接头与消防水带6连接。消防水带6与地面上的消防液蓄水箱连接。高压水枪通过控制电缆与地面上的指挥车连接。高压水枪的扳机由电控装置构成，高压水枪的开和关可远程控制。所述消防无人机4设有无人机本体41、两个驱动电机和旋翼43，两个所述驱动电机对称设置在所述无人机本体41顶部两边，所述旋翼43与所述驱动电机连接。

所述无人机本体41尾部还设置有尾翼；所述无人机本体41设有控制箱，所述控制箱位于所述无人机本体41顶部；所述控制箱内设置有主控模块和锂电池组，所述主控模块通过电源管理模块与锂电池组连接；所述无人机本体41的腹部设置有灭火药剂仓；所述灭火药剂仓上设置有多个喷枪；多个喷枪构成灭火工作负载，灭火工作负载与主控模块连接；主控模块上连接有通信模块、红外感应模块和激光高度测距模块，所述无人机本体41顶部还设置有播音器；无人机本体41的机头上设置有摄像机，播音器和摄像机分别通过音频模块和视频模块与主控模块连接；所述主控模块、电源管理模块、灭火工作负载、电子调速器、音频模块、视频模块、通信模块和激光高度测距模块之间通过rs485接口连接；所述无人机本体41底部还设置有起落架；所述无人机本体41侧边外壳上设置有多个防撞导向轮；所述无人机本体41外壳上设置有防火涂层。

所述控制装置与所述单轨行走装置、飞行装置和消防无人机电性连接，所述控制装置设有无人驾驶模块、飞行装置控制模块、消防无人机控制模块、信息采集模块、车载电脑、设置模块、自检验模块、模式设置模块、无线接收发送模块、语音模块、动力模块、驱动模块、转向模块和制动模块；所述的信息采集模块和设置模块的输出端与所述车载电脑的输入端连接；所述的车载电脑的输出端与所述自检验模块、所述无人驾驶模块、所述模式设定模块和所述语音模块的输入端连接；所述的车载电脑还与所述无线接收发送模块相互连接；所述的无人驾驶模块的输出端与所述动力模块、所述驱动模块、所述转向模块和所述制动模块的输入端连接；所述的模式设置模块的输出端与所述无人驾驶模块的输入端连接；所述的动力模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接。

所述的信息采集模块包括摄像头组件、道路信息采集单元、gps定位单元和雷达测速单元；所述的摄像头组件、道路信息采集单元、gps定位单元和雷达测速单元的输出端与所述车载电脑的输入端连接。

所述的设置模块包括时间设置单元和路线设置单元；所述的时间设置单元和路线设置单元的输出端与所述车载电脑的输入端连接。

所述的自检验模块包括工作状态检测单元和故障检测单元；所述的车载电脑的输出端与所述工作状态检测单元和所述故障检测单元的输入端连接。

所述的模式设置模块包括唤醒单元、休眠模式单元和工作模式单元；所述的车载电脑的输出端与所述唤醒单元的输入端连接；所述的唤醒单元的输出端与所述休眠模式单元的输入端连接；所述的休眠模式单元与所述工作模式单元相互连接进行模式转换；所述的工作模式单元的输出端与所述无人驾驶模块的输入端连接。

所述的驱动模块包括驱动步进电机和加速踏板；所述的无人驾驶模块控制所述驱动步进电机启动；所述驱动步进电机连接所述加速踏板进行加速；所述的动力模块为所述驱动步进电机提供持续的动力。

所述的转向模块包括转向步进电机和转向轴；所述的无人驾驶模块控制所述转向步进电机启动；所述转向步进电机连接所述转向轴进行方向的转动。

所述的制动模块包括制动步进电机和制动踏板；所述的无人驾驶模块控制所述制动步进电机启动；所述转向步进电机连接所述制动踏板进行制动。

工作原理：本发明通过单轨行走装置使消防车能轻松通过拥堵的路段，避免在堵车的时候浪费时间，本发明可即时相应，在报警的同时即可出警，通过控制装置消防车可自行驾驶或通过远程操控至火灾地点，自动打开飞行装置舱和消防无人机舱，消防无人机飞出进行火情侦测和人员搜寻，飞行装置带着消防水带提升至着火的楼层进行灭火，通过涵道风扇飞行装置，利用飞行装置作为提升工具，飞行装置可以垂直起降、悬停，速度快、机动性强，不受地形、障碍物的限制，消防液及动力补给车略远、略近，都不受影响，无论楼层有多高，飞行装置都可以快速的、准确地接近火情中心现场。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明设有可远程控制的控制装置，报警之后无需等待即可出警，做到即时响应，设有单轨行走装置，可轻松通过拥堵的路段，设有消防无人机，便于消防人员进行远程火情侦测、人员搜寻、救援辅助和信息传达，在火情小的时候，本发明可通过远程操作灭火，在火情大的时候本发明也可先于其他消防车赶往火灾地点，进行火情侦测、人员搜寻、救援辅助和信息传达，更好的保护人民和财产的安全。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。