一种基于无人机的灭火装置的制作方法

本发明涉及无人机应用领域，尤其涉及一种基于无人机的灭火装置。

背景技术：

1、传统技术在国内消防救火现场中，使用较多的仍旧是使用消防云梯进行救援，然而，我国消防车云梯高度大部分停留在68米以下，仅相当于高层建筑的18层，已不能满足超高楼层的救援需要，另外，高层消防车造价高，不易维护，城市机动性差，对高层救援有一定的局限性；因此在消防灭火救援过程中，借助发挥出无人机技术手段，使灭火救援工作能够顺利开展，已经成为当前普遍采用的技术手段。

2、查阅相关已公开技术方案，如cn216186056u现有技术公开了一种智能灭火救援无人机，包括飞行组件、控制箱、起落架和两个机械臂，两个机械臂对应安装于控制箱的两侧，控制箱内设有控制模块，控制模块与所述飞行组件、机械臂和起落架电性连接，控制所述无人机飞行和转运物品；该无人机能自动抓取和投放物品，可应用于森林火灾和高层建筑火灾现场的救援，实现快速、精准的投放灭火弹或物资；另一种典型的公开号为cn216571291u的现有技术公开的一种高层无人机智能灭火系统，包括无人机、灭火弹箱、灭火弹和发射装置，灭火弹箱可拆卸安装在无人机上；灭火弹箱包括箱体和喂弹机构，发射装置设置在灭火弹箱口部的侧面位置，对喂弹机构输送至箱体口部的灭火弹进行发射；箱体包括固定底板、固定顶板、连接固定底板和固定底板的四固定侧板，固定顶板上设置有供灭火弹穿出的中心孔；喂料机构包括置于固定底板上的升降托板和驱动升降托板升降的驱动机构，驱动机构包括呈竖直状穿过升降托板的螺杆和带动螺杆旋转的驱动组件；该发明一次搭载更多的灭火弹，灭火效率高，将火灾控制的小范围内，为消防救援提供时间；上述方案没有考虑到外界各种因素对于灭火装置灭火弹投放准确性的影响，影响灭火效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种使用无人机搭载的红外测温装置。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种基于无人机的智能灭火装置，包括无人机本体和安装在无人机上的智能灭火装置，智能灭火装置包括红外感测模块、距离感测模块、风力感测模块、定位模块、投弹模块和信息传递模块，红外感测模块用于通过红外图像感测火场火势大小，找出最佳灭火点位，距离感测模块用于感知最佳灭火点位与无人机间的距离，风力感测模块用于感知救火现场风力大小，定位模块用于根据投弹参数和风力大小将无人机定位到最佳投弹位置，投弹模块用于向灭火点位投掷灭火弹，信息传递模块用于传递红外感测模块所感知的火场火势信息；

4、所述红外感测模块包括红外探头和信号处理电路，红外探头用于采集视场内红外辐射，信号处理电路用于将采集的红外辐射通过电信号转化为视场温度分布图，并找出分布图中温度最高点处作为最佳灭火点位；

5、所述距离感测模块包括激光测距仪和定位位移电路，激光测距仪用于测量无人机到最佳灭火点为之间的距离，所述定位位移电路根据偏转角度计算无人机到最佳灭火点的空间距离，并在接收到定位模块发出的位移信号后，使无人机位移到最佳投弹位置所在地，当无人机位移到最佳投弹位置所在地后，向投弹装置发出投弹信号；

6、所述投弹模块包括投弹装置和灭火弹，灭火弹放置在投弹装置内部，投弹装置在接收到投弹信号后，将投弹装置内部的灭火弹发射至最佳灭火点位；

7、所述风力感测模块包括测风仪和风力处理电路，所述测风仪安装于无人机本体上方，测风仪用于感知救火现场风力大小和方向，风力处理电路用于将风力在无人机灭火弹空间运动方向进行分解，并将分解结果发送至定位模块；满足：

8、

9、

10、其中，f2x为灭火弹水平运动方向风力，f2y为灭火弹竖直运动方向风力，ρ为空气密度，s1为灭火弹水平方向迎风面积，s2为灭火弹竖直方向迎风面积，v2x为风速在水平方向分量，v2y为风速在竖直方向分量；

11、所述定位模块对于最佳投弹位置的定位方式为在接收到信息传递模块传递的定位指令后，根据灭火弹初速度、空气阻力和风力对灭火弹发射运动轨迹进行模拟，从而找到最佳灭火点位；灭火弹运动时的空气阻力满足：

12、

13、

14、其中，f1x为水平与灭火弹初速度相反方向空气阻力，f1y为竖直与重力相反方向空气阻力，c1为灭火弹水平运动空气阻力系数，c2为灭火弹竖直运动空气阻力系数，ρ为空气密度，v1x为灭火弹水平方向飞行速度；v1y为灭火弹竖直方向飞行速度；灭火弹发射的运动轨迹满足：

15、

16、

17、其中，x为灭火弹随时间t变化在水平方向位移，y为灭火弹随时间t变化在竖直方向位移，v0为灭火弹初速度，g为重力加速度，m为灭火弹质量；定位模块根据运动轨迹向距离感知模块发送位移信号，使无人机位移到最佳投弹位置所在地；

18、所述信息传递模块用于传递无人机与用户间信息，包括将红外感测模块中视场温度分布图传递至用户以及接收用户所发出的的定位指令，并将定位指令传递至定位模块。

19、本发明所取得的有益效果是：

20、1.通过红外感测模块对火场的温度分布进行感测，找出温度最高位置作为最佳灭火点位，实现精确确定火源位置；

21、2.通过风力感测模块感测风力大小，找出火场环境中对于灭火措施影响最大因素；通过定位模块根据投弹模块中灭火弹参数和火场影响因素计算出灭火弹投放的最佳位置，实现了精确灭火；

22、3.通过信息传递模块将视场温度分布图和投弹信息在无人机与用户之间传递，使用户可料到更多火场信息，便于用户根据火场形势发出定位指令至无人机，使无人机进行投弹灭火。

技术特征：

1.一种基于无人机的智能灭火装置，包括无人机本体和安装在无人机上的智能灭火装置，智能灭火装置包括红外感测模块、距离感测模块、风力感测模块、定位模块、投弹模块和信息传递模块，红外感测模块用于通过红外图像感测火场火势大小，找出最佳灭火点位，距离感测模块用于感知最佳灭火点位与无人机间的距离，风力感测模块用于感知救火现场风力大小，定位模块用于根据投弹参数和风力大小将无人机定位到最佳投弹位置，投弹模块用于向灭火点位投掷灭火弹，信息传递模块用于传递红外感测模块所感知的火场火势信息；

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的智能灭火装置，其特征在于，所述风力感测模块包括测风仪和风力处理电路，所述测风仪安装于无人机本体上方，测风仪用于感知救火现场风力大小和方向，风力处理电路用于将风力在无人机灭火弹空间运动方向进行分解，并将分解结果发送至定位模块；满足：

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的智能灭火装置，其特征在于，所述定位模块对于最佳投弹位置的定位方式为在接收到信息传递模块传递的定位指令后，根据灭火弹初速度、空气阻力和风力对灭火弹发射运动轨迹进行模拟，从而找到最佳灭火点位；灭火弹运动时的空气阻力满足：

4.根据权利要求3所述的一种使用无人机搭载的红外测温装置，其特征在于，所述信息传递模块用于传递无人机与用户间信息，包括将红外感测模块中视场温度分布图传递至用户以及接收用户所发出的的定位指令，并将定位指令传递至定位模块。

技术总结
本发明提供了一种基于无人机的智能灭火装置，包括无人机本体和安装在无人机上的智能灭火装置，智能灭火装置包括红外感测模块、距离感测模块、风力感测模块、定位模块、投弹模块和信息传递模块，红外感测模块用于通过红外图像感测火场火势大小，找出最佳灭火点位，距离感测模块用于感知最佳灭火点位与无人机间的距离，风力感测模块用于感知救火现场风力大小，定位模块用于根据投弹参数和风力大小将无人机定位到最佳投弹位置，投弹模块用于向灭火点位投掷灭火弹，信息传递模块用于传递红外感测模块所感知的火场火势信息；本发明的智能灭火装置通过无人机搭载可实现高空远程救火，使火灾现场得到及时的救援。

技术研发人员：曹世鹏,倪莎,王立涛,余万金
受保护的技术使用者：众芯汉创（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13