无人机库及消防车的制作方法

本发明涉及消防设备技术领域，更具体而言，涉及一种无人机库，以及一种具有上述无人机库的消防车。

背景技术：

出现大范围火灾时，需要消防无人机对大面积火场区域进行侦查及喊话等空中作业。而现有消防车上未设置容纳整架无人机的空间，通常是将无人机拆解存放在一个储物盒内，在需要使用无人机时，打开储物盒拼装无人机，但这样会影响火灾救援效率。

技术实现要素：

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题至少之一。

为此，本发明的一个目的在于，提供一种用于消防车的无人机库。

本发明的另一个目的在于，提供一种具有上述无人机库的消防车。

为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种无人机库，包括：机库外壳，用于容纳无人机，所述机库外壳上设有开口；门体，可活动安装在所述机库外壳的开口处的两侧；门体驱动装置，设置在所述门体和所述机库外壳之间，或者设置在所述门体和所述机库外壳的支撑部件之间，用于打开或关闭所述门体；机库控制器，与门体驱动装置电连接，用于控制所述门体驱动装置工作；基站箱，与机库控制器及无人机通讯连接，基站箱是无人机的地面站，相当控制无人机飞行的处理器，内置飞控软件，且装有天线和数据发送及接收装置，可通过无线网络与无人机通讯，基站箱的主要作用是控制无人机起飞和降落；停机坪，设置在所述机库外壳内，用于停放无人机。

本方案提供了一种无人机库，无人机停放至无人机库内，如果需要使用无人机进行火灾救援，直接将机库的门体打开便可释放无人机，去除了装配无人机前期耗时，从而可提升火灾救援效率。

其中，门体可以与机库外壳或车身转动连接，采用转动方式打开；门体也可以与机库外壳或车身滑动连接，采用滑动方式打开。门体的数量可以是一个，由单边打开；门体的数量可以是两个，以对开方式打开。机库控制器可以设置在机库外壳内，也可以设置在机库外壳外。同样的，基站箱可以设置在机库外壳内，也可以设置在机库外壳外。停机坪可以是机库外壳的底板，也可以是安装在机库外壳内的其他部件。

在上述技术方案中，优选地，所述门体包括对开设置的两个子门体，所述两个子门体分别铰接安装在所述机库外壳开口处的两侧。

本方案中，门体采用对开门设计，开门时开口位置居中，方便无人机进出。且门体铰接安装在机库外壳上，采用翻转开门的方式，这样设计门体与铰链装配结构简单，成本低。

在上述任一技术方案中，优选地，所述两个子门体中至少一个上设有密封垫，关门状态下，所述两个子门体相靠近的一端搭接并压紧所述密封垫；所述机库外壳的开口位于顶部。

在子门体间设置密封垫可在关门后保证两子门体连接位置的密封性，避免雨水或其他杂物进入机库外壳内，以起到保护机库外壳内部件的作用。无人机在机库外壳内时，控制无人机垂直升降比控制控制无人机横向移动简单得多，因此将机库开口设置在顶部方便无人机出入。其中优选地，机库外壳安装在车身顶部，这样对车辆通过性影响小。

在上述任一技术方案中，优选地，所述门体驱动装置包括至少两个伸缩装置，所述伸缩装置的两端分别与所述子门体、所述机库外壳铰链，且每个所述子门体和所述机库外壳间分别设有至少一个伸缩装置。

本方案中，伸缩装置可选用气缸、油缸或电动推杆等，通过伸缩装置推动门体转动，这样设计门体驱动装置结构简单可靠，安装难度低。

在上述任一技术方案中，优选地，每个所述子门体包括水平设置的横板和由所述横板的一端垂直延伸的竖板，所述竖板远离横板的一端与所述机库外壳铰接，两个所述横板相靠近的一端在关门状态下搭接，所述伸缩装置与所述竖板铰接。

如果将子门体设计成简单的平板状，要使子门体打开到足以供无人机出入的开度，气缸的伸缩范围必须很大，不易实现。为此本方案将子门体设计成横置的l形，令竖板远离横板的一端与机库外壳铰接，子门体以绕竖板端部转动的方式开合，这样在气缸伸缩距离较短的情况下，便可使门体到达较大开度，满足无人机进出的需要。

具体地，机库外壳的底板固定在支撑部件(如车辆的车身)顶部，机库外壳包括固定在底板上的底座和设置在底座两端的支架，机库控制器和基站箱固定在底座上，两个子门体分别铰接安装在支架上，伸缩装置一端与底座铰接，另一端与子门体的竖板铰接。

机库外壳板材的可能较薄，强度较低，直接将子门体和伸缩装置铰接安装到机库外壳上的话，容易导致机库外壳变形。为此本方案为机库外壳增加了底座和支架，这样设计提升了机库外壳结构强度，将子门体铰接安装在支架上，伸缩装置铰接安装在底座上，从而可防止机库外壳变形。

其中，机库外壳底板可通过螺栓固定在车身顶部，这样对车身改动小。底座可通过螺栓固定在机库外壳底板上，机库控制器和基站箱可通过螺栓固定在底座上。

在上述任一技术方案中，优选地，所述停机坪为升降机坪，所述机库外壳的开口位于顶部，所述升降机坪包括支撑平台和设置在支撑平台和机库外壳的底部之间的举升装置。

在放飞和回收无人机时，升降机坪升起，使支撑平台靠近甚至伸出机库外壳开口，这样可避免无人机起飞或降落时与门体或机库外壳内部发生碰撞，从而防止无人机受损。

在上述任一技术方案中，优选地，所述支撑平台上设有无人机固定装置，所述无人机固定装置包括电磁吸盘，所述电磁吸盘与所述机库控制器电连接。

本方案通过电磁吸盘固定无人机，无人机上相应设置铁片或磁极相反的磁体或电磁铁，需要将无人机固定在升降机坪上时，机库控制器为电磁吸盘通电，通过磁力吸引固定无人机，以避免无人机在机库内滑动，需要放飞无人机时，机库控制器为电磁吸盘断电，使磁力消失，从而解除对无人机的固定。

本方案提供的无人机库中，机库控制器可根据程序控制门体的打开与关闭，控制停机坪的升降，控制电磁吸盘的通断电，从而使无人机库可自动完成放飞或回收无人机的动作。

在上述任一技术方案中，优选地，所述举升装置为剪式举升机构，所述剪式举升机构包括升降驱动装置和至少一对设有在所述支撑平台两端的支撑连杆组，每个所述支撑连杆组包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和所述第二连杆交叉铰接呈x形，所述支撑平台上设有第一滑块，所述机库外壳的底部设有第二滑块，所述第一连杆的顶端与第一滑块铰接，所述第一连杆的底端与机库外壳的底部铰接，所述第二连杆的顶端与所述支撑平台铰接，所述第二连杆的底端与第二滑块铰接，所述第一连杆、所述第二连杆和所述支撑平台中至少一个与所述升降驱动装置连接。

本方案中，举升装置为一种剪式举升机构，这样设计举升装置升降距离大，可使支撑平台可接近或伸出机库外壳开口，以防止无人机起飞和降落时与机库外壳或门体发生碰撞。并且支撑平台下降至最低位置时，举升装置在高度防止占用的空间小，从而可减小无人机库外壳高度方向上的尺寸。

在上述任一技术方案中，优选地，所述升降驱动装置包括电机、丝杠和传动螺母，所述电机铰接安装在机库外壳或所述支撑平台上，且电机轴与所述丝杠连接，所述传动螺母铰接安装在第一连杆或第二连杆上并与所述丝杠配合。

具体地，升降驱动装置还包括一根连接杆，在支撑连杆组中，各个第一连杆倾斜方向分别相同，各个第二连杆倾斜方向分别相同，连接杆将各个第一连杆连接在一起，或者连接杆将各个第二连杆连接在一起，螺母设置在连接杆上，升降所述支撑平台时，电机通过丝杠螺母传动组件带动连接杆平动，从而带动与连接杆相连的各连杆同时转动，腔体的连杆从动，这样可使支撑平台升降过程更加平稳。本发明第二方面的实施例提供了一种消防车，包括车身和如本发明第一方面任一实施例提供的无人机库外壳，所述无人机库外壳安装在所述车身的顶部。

本发明第二方面实施例提供的消防车，具有本发明第一方面任一实施例提供的无人机库外壳，因此该消防车具有上述任一实施例提供的无人机库外壳的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的一个实施例提供的无人机库的将无人机收纳在内时的结构示意图；

图2是本发明的一个实施例提供的无人机库的在放飞无人时的结构示意图；

图3是本发明的一个实施例提供的升降机坪的结构示意图；

图4是本发明的一个实施例提供的升降驱动装置的结构示意图。

其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1机库外壳，11底座，12支架，2子门体，3伸缩装置，4机库控制器，5基站箱，6升降机坪，61支撑平台，62支撑连杆组，621第一连杆，622第二连杆，63升降驱动装置，631电机，632丝杠，633螺母，634连接杆。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明第一方面的实施例提供了一种无人机库，如图1和图2所示，无人机库包括：机库外壳1，安装在车辆的车身上，用于容纳无人机，机库外壳1上设有开口；门体，可活动安装在机库外壳1的开口处；门体驱动装置，设置在门体和机库外壳1之间，或者设置在门体和车身之间，用于打开或关闭门体；机库控制器4，与门体驱动装置电连接，用于控制门体驱动装置工作；基站箱5，与机库控制器4及无人机通讯连接，基站箱是无人机的地面站，相当控制无人机飞行的处理器，内置飞控软件，且装有天线和数据发送及接收装置，可通过无线网络与无人机通讯，基站箱的主要作用是控制无人机起飞和降落；停机坪，设置在机库外壳内，用于停放无人机。

本方案在车身上安装机库外壳1，车辆到达火灾现后，如果需使用无人机，直接将机库的门体打开便可释放无人机，去除了装配无人机的前期耗时，从而可提升火灾救援效率。

其中，门体可以与机库外壳或车身转动连接，采用转动方式打开；门体也可以与机库外壳或车身滑动连接，采用滑动方式打开。门体的数量可以是一个，由单边打开；门体的数量可以是两个，以对开方式打开。机库控制器可以设置在机库外壳内，也可以设置在机库外壳外。同样的，基站箱可以设置在机库外壳内，也可以设置在机库外壳外。停机坪可以是机库外壳的底板，也可以是安装在机库外壳内的其他部件。

在上述实施例中，门体包括对开设置的两个子门体2，两个子门体2分别铰接安装在机库外壳1开口处的两侧。

本方案中，门体采用对开门设计，开门时开口位置居中，方便无人机进出。且门体铰接安装在机库外壳1上，采用翻转开门的方式，这样设计门体与铰链装配结构简单，成本低。

其中，两个子门体2中至少一个上设有密封垫，关门状态下，两个子门体2相靠近的一端搭接并压紧密封垫。

这样设计在关门后可保证两子门体2连接位置的密封性，避免雨水或其他杂物进入机库外壳1内，以起到保护机库外壳1内部件的作用。

在上述实施例中，门体驱动装置包括至少两个伸缩装置3，伸缩装置3的两端分别与子门体2、机库外壳1铰链，且每个子门体2和机库外壳1间分别设有至少一个伸缩装置3。

本方案中，门体驱动装置选用气缸、油缸或电动推杆等，通过伸缩装置推动门体转动，这样设计门体驱动装置结构简单可靠，安装难度低。

在上述实施例中，每个子门体2包括水平设置的横板和由横板的一端垂直延伸的竖板，竖板远离横板的一端与机库外壳1铰接，两个横板相靠近的一端在关门状态下搭接，伸缩装置3与竖板铰接。

如果将子门体2设计成简单的平板状，要使子门体2打开到足以供无人机出入的开度，气缸的伸缩范围必须很大，不易实现。为此本方案将子门体2设计成横置的l形，令竖板远离横板的一端与机库外壳1铰接，子门体2以绕竖板端部转动的方式开合，这样在气缸伸缩距离较短的情况下，便可使门体到达较大开度，满足无人机进出的需要。

在上述实施例中，机库外壳1的开口位于顶部，机库外壳1安装在车身的顶部。

无人机在机库外壳1内时，控制无人机垂直升降比控制控制无人机横向移动简单得多，因此将库顶开口设置在顶部方便无人机出入。将机库外壳1安装在车身顶部对消防车通过性影响小。

具体地，机库外壳1的底板固定顶在车身顶部，机库外壳1包括固定在底板上的底座11和设置在底座11两端的支架12，机库控制器4和基站箱5固定在底座11上，两个子门体2分别铰接安装在支架12上，伸缩装置3一端与底座11铰接，另一端与子门体2的竖板铰接。

机库外壳1外壳板材较薄，强度较低，直接将子门体2和伸缩装置3铰接安装到机库外壳1外壳上的话，容易导致机库外壳1变形。为此本方案为机库外壳1增加了底座11和支架12，这样设计提升了机库外壳1结构强度，将子门体2铰接安装在支架12上，伸缩装置3铰接安装在底座11上，从而可防止机库外壳1变形。

其中，机库外壳1底板可通过螺栓固定在车身顶部，这样对消防车机身改动小。底座11可通过螺栓固定在机库外壳1底板上，机库控制器4和基站箱5可通过螺栓固定在底座11上。

在上述实施例中，停机坪为升降机坪6，机库外壳1的开口位于顶部，升降机坪6包括支撑平台61和设置在支撑平台61和机库外壳1的底部之间的举升装置。

在放飞和回收无人机时，升降机坪6升起，使支撑平台61靠近甚至伸出机库外壳1开口，这样可避免无人机起飞或降落时与门体或机库外壳1内部发生碰撞，从而防止无人机受损。

在上述实施例中，如图2所示，支撑平台61上设有无人机固定装置7，无人机固定装置7包括电磁吸盘，电磁吸盘与机库控制器4电连接。

本方案通过电磁吸盘固定无人机，无人机上相应设置铁片或磁极相反的磁体或电磁铁，需要将无人机固定在升降机坪6上时，机库控制器4为电磁吸盘通电，通过磁力吸引固定无人机，避免无人机从升降机坪6上脱落，需要放飞无人机时，机库控制器4为电磁吸盘断电，使磁力消失，从而解除对无人机的固定。

其中，如图3所示，举升装置为剪式举升机构，剪式举升机构包括升降驱动装置63和至少一对设有在支撑平台61两端的支撑连杆组62，每个支撑连杆组62包括第一连杆621和第二连杆622，第一连杆621和第二连杆622交叉铰接呈x形，支撑平台61上设有第一滑块，机库外壳1的底部设有第二滑块，第一连杆621的顶端与第一滑块铰接，第一连杆621的底端与机库外壳1的底部铰接，第二连杆622的顶端与支撑平台61铰接，第二连杆622的底端与第二滑块铰接，第一连杆621、第二连杆622和支撑平台61中至少一个与升降驱动装置63连接。

本方案中，举升装置为一种剪式举升机构，这样设计举升装置升降距离大，可使支撑平台61可接近或伸出机库外壳1开口，以防止无人机起飞和降落时与机库外壳1或门体发生碰撞。并且支撑平台61下降至最低位置时，举升装置在高度防止占用的空间小，从而可减小无人机库外壳高度方向上的尺寸。

在上述实施例中，如图4所示，升降驱动装置63包括电机631、丝杠632和传动螺母633，电机631铰接安装在机库外壳1或支撑平台61上，且电机631轴与丝杠632连接，传动螺母633铰接安装在第一连杆621或第二连杆622上并与丝杠632配合。

具体地，升降驱动装置63还包括一根连接杆634，在支撑连杆组62中，各个第一连621杆倾斜方向分别相同，各个第二连杆622倾斜方向分别相同，连接杆634将各第一连杆621连接在一起，或者连接杆634将各个第二连杆622连接在一起，螺母633设置在连接杆634上，升降支撑平台61时，电机631通过丝杠螺母传动组件带动连接杆634平动，从而带动与连接杆634相连的各连杆同时转动，其他连杆从动，这样可使支撑平台61升降过程更加平稳。

在上述实施例中，优选地，无人机库外壳还包括分别与机库控制器电连接的角度传感器、位置传感器和压力传感器，角度传感器与子门体配合，用于检测子门体转动角度，位置传感器与升降机坪配合，用于检测升支撑平台的位置，压力传感器为无人机固定装置的一部分，用于检测无人机造成的压力。以伸缩装置采用气缸为例，各气缸分别连接有电磁阀，机库控制器通过控制电磁阀开闭来控制气缸工作，升降机坪的电机连接有继电器，机库控制器通过控制继电器开闭来控制电机工作。

本方案提供的无人机库中，机库控制器可根据程序控制门体的打开与关闭，控制停机坪的升降，控制电磁吸盘的通断电，从而使无人机库可自动完成放飞或回收无人机的动作。

放飞无人机时，无人机库工作过程如下：

步骤1，当无人机接到起飞指令时，飞机基站箱通过can总线，将放飞无人机准备信号传输给机库控制器。

步骤2，机库控制器控制电磁阀打开，为门体气缸充气，使气缸活塞伸长，以带动两子门体向外转动，当子门体翻转到指定打开角度后，角度传感器接触感应，反馈信号给机库控制器，机库控制器向电磁阀发送动作指令，控制电磁阀关闭，将气缸锁止，电磁阀关闭动作执行完毕后，电磁阀反馈给机库控制器一个信号。

步骤3，机库控制器通过程序控制升降机坪电机连接的继电器闭合，为电机通电，控制电机正转，以升高支撑平台，当支撑平台提升至指定高度后，位置传感器触发，反馈信号给机库控制器，机库控制器向继电器发送动作指令，继电器接收指令后断开，为电机断电，对电机锁止，继电器断开动作执行完毕后，继电器反馈给机库控制器一个信号。

步骤4，机库控制器通过程序为电磁吸盘断电，解除对飞机进行固定。电磁吸盘解除后，压力传感器检测到的压力值减小，会反馈电流信号给机库控制器。

步骤5，机库控制器将机库准备到位信号，通过can总线，发送给飞机基站箱，基站箱接到指令后，控制无人机执行飞行任务。

进一步地，无人机飞离基站后，进行：

步骤6，机库控制器通过程序控制升降机坪电机连接的继电器闭合，为电机通电，控制电机反转，以降低支撑平台，当支撑平台下降至指定高度后，位置传感器触发，反馈信号给机库控制器。机库控制器向继电器发送动作指令，继电器接收指令后断开，为电机断电，对电机锁止，继电器断开动作执行完毕后，继电器反馈给机库控制器一个信号。

步骤7，机库控制器控制电磁阀打开，为门体气缸放气，使气缸活塞收缩，以带动两子门体向内转动，当子门体翻转到关闭角度后，角度传感器接触感应，反馈信号给机库控制器，机库控制器向电磁阀发送动作指令，控制电磁阀关闭，将气缸锁止。

在放飞无人机后关闭机库外壳可避免雨水或其他杂物进入机库外壳内，以起到保护机库外壳内部件的作用。

回收无人机时，无人机库工作过程如下：

步骤1，当无人机收到返回指令时，飞机基站箱通过can总线，将机库准备信号传输给机库控制器。

步骤2，机库控制器控制电磁阀打开，为门体气缸充气，使气缸活塞伸长，以带动两子门体向外转动，当子门体翻转到指定打开角度后，角度传感器接触感应，反馈信号给机库控制器，机库控制器向电磁阀发送动作指令，控制电磁阀关闭，将气缸锁止，电磁阀关闭动作执行完毕后，电磁阀反馈给机库控制器一个信号。

步骤3，机库控制器通过程序控制升降机坪电机连接的继电器闭合，为电机通电，控制电机正转，以升高支撑平台，当支撑平台提升至指定高度后，位置传感器触发，反馈信号给机库控制器，机库控制器向继电器发送动作指令，继电器接收指令后断开，为电机断电，对电机锁止，继电器断开动作执行完毕后，继电器反馈给机库控制器一个信号。

步骤4，无人机返回到无人机固定装置上，传感器感应的压力增大，将此信号发送到机库控制器，机库控制器通过can总线将信号传输给飞机基站箱，使基站箱确认无人机降落完成信号。

步骤5，机库控制器通过程序为电磁吸盘通电，对飞机进行固定。电磁吸盘固定后，压力传感器检测压力增大，会反馈电流信号给机库控制器。

步骤6，机库控制器通过程序控制升降机坪电机连接的继电器闭合，为电机通电，控制电机反转，以降低支撑平台，当支撑平台下降至指定高度后，位置传感器触发，反馈信号给机库控制器。机库控制器向继电器发送动作指令，继电器接收指令后断开，为电机断电，对电机锁止，继电器断开动作执行完毕后，继电器反馈给机库控制器一个信号。

步骤7，机库控制器控制电磁阀打开，为门体气缸放气，使气缸活塞收缩，以带动两子门体向内转动，当子门体翻转到关闭角度后，角度传感器接触感应，反馈信号给机库控制器，机库控制器向电磁阀发送动作指令，控制电磁阀关闭，将气缸锁止。

进一步地，可在消防车上设置视频监控系统，视频监控系统的摄像头对准无人机库，拍摄的影像数据传输给消防车的驾驶室控制器，使影像呈现在与驾驶室相连的显示屏上，驾驶室控制器与机库控制器以及基站箱通讯连接。步骤7执行完毕后，电磁阀反馈给机库控制器一个信号。随后进行步骤8，机库控制器通过can总线，将无人机回收完成信号传输给驾驶室控制器，驶室控制器控制显示屏显示出无人机回收完成的提示提示信号，使驾驶室操作人员通过屏幕读取此信号，另外驾驶室操作人员可以通过监控系统摄像头拍摄看到机库门体是否关好，从而确认无人机是否已顺利回收。

本发明第二方面的实施例提供了一种消防车，包括车身和如本发明第一方面任一实施例提供的无人机库，所述无人机库安装在所述车身的顶部。

本发明第二方面实施例提供的消防车，具有本发明第一方面任一实施例提供的无人机库，因此该消防车具有上述任一实施例提供的无人机库的全部有益效果，在此不再赘述。

在本发明的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。