一种用于消防无人机的电液混合卷筒的制作方法

1.本实用新型涉及消防辅助设备，特别涉及一种用于消防无人机的电液混合卷筒。


背景技术：

2.消防无人机是一项新型消防技术。消防无人机通过携带水管飞至目标处进行喷射水流或者混合消防液进行灭火，因此需要消防无人机具有一定负载能力，现有消防无人机采用蓄电池供电，蓄电池供电的方式容量有限，加之消防无人机在通水时负载变得更大，这导致消防无人机的续航时间变短，不利于持续性的灭火。
3.为了改善蓄电池电量不足的情况，主要有两种改进方式，一种是新材料的研发，增加蓄电池的储电能力，以达到较长的续航时间。另一种是放弃蓄电池供电的方式，改用电缆进行供电，第二种方式不需要考虑电量是否充足，但是电缆供电的方式也产生了新的问题即电缆增加了消防无人机的负载。为了减小电缆的重量，常规的办法是减小线缆的直径，这使得电密度增大，电缆发热更加严重。
4.另一方面，消防无人机需要携带水管及电缆飞行，在水管和电缆放线时，容易造成水管和电缆的缠绕，严重时很容易造成水管打结失去喷水的功能。
5.因此市面上缺少一种针对电缆式消防无人机供电的设备，在降低电缆散热的情况下，还能避免电缆与水管缠绕打结。


技术实现要素：

6.本实用新型提供了一种用于消防无人机的电液混合卷筒，其目的是为了解决电缆式消防无人机电缆散热及电缆与水带缠绕打结的问题。
7.为了达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种用于消防无人机的电液混合卷筒，包括：
8.卷筒；
9.支架，用于支撑卷筒；
10.接线板，设置在卷筒的端面并随卷筒一同转动，所述接线板电性连接有供电电缆；
11.进水结构，包括异形法兰，所述异形法兰包括第一管路和第二管路，所述第二管路的一端与所述第一管路连通并形成夹角，所述第一管路设置在所述卷筒的端面，所述第一管路内设置间隔布置的轴承，所述第一管路中插入有水路法兰，所述水路法兰的小径端插入所述第一管路内并与轴承的内圈连接，所述水路法兰的小径端端部密封，所述水路法兰在侧壁上开设有放水孔，所述第一管路在放水孔处形成空腔，所述空腔与所述第二管路连通以将水路法兰中的水流从第二管路中排出，所述水路法兰的大径端与所述支架固定连接并连通有外部水源；
12.混合三通管，包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口与所述第二管路连通实现供水，所述第二端口设置有封闭第二端口的第一堵头，所述供电电缆穿过第一堵头并通过第三端口穿出；
13.软管总成，包括软管、设置在软管一端的软管法兰，设置在软管另一端的第二堵头，所述软管法兰用于连接第三端口，所述软管在第二堵头一侧设置有与软管连通的分流管，所述分流管用于连通消防无人机的供水系统，所述供电电缆穿过第二堵头与消防无人机的电力系统电性连接。
14.优选的，所述第一堵头和第二堵头结构相同，所述第一堵头包括密封块，所述密封块设置在第二端口内，所述第二端口包括渐变段和恒定段，所述渐变段从上游方向向下游方向变大，所述恒定段与所述渐变段的最大直径相等，所述密封块的外轮廓与所述第二端口结构相同，所述第二端口还设置有用于将密封块挤压在所述第二端口内的顶压旋件。
15.优选的，所述顶压旋件上设置有锁线器，所述锁线器固定供电电缆和顶压旋件的距离。
16.优选的，所述卷筒包括滚筒和设置在滚筒两侧的护架，所述滚筒的侧面设置有布线孔，所述软管穿过布线孔后盘绕在所述滚筒上，所述护架用于限制软管从滚筒上脱落。
17.优选的，所述卷筒的另一端面设置有动力系统，所述动力系统包括减速器和变频电机，所述减速器的输出轴为空心管，所述减速器的输出轴与所述卷筒的转动轴共线，所述减速器的输出轴与所述卷筒固定连接以带动所述卷筒转动，所述变频电机的输出轴与所述减速器的输入轴传动连接。
18.优选的，在所述减速器上还设置有电滑环，所述电滑环包括定子和转子，所述定子与所述减速器的外壳固定，所述转子与所述减速器的输出轴固定连接，所述定子与外部电源电性连接，所述转子电性连接有中接电缆，所述中接电缆的另一端沿卷筒的转动轴穿过卷筒后连接于接线板上。
19.优选的，所述支架的前方设置有排线器，所述排线器包括芯轴，所述芯轴与所述减速器的输出轴链传动。
20.优选的，所述支架上设置有计数器，所述计数器设置在所述卷筒的转动范围内并记录所述卷筒的收放线长度。
21.优选的，所述计数器、所述变频电机还信号连接有控制系统。
22.本实用新型的上述方案有如下的有益效果：
23.在本技术中，通过混合三通管将供电电缆内置于软管内，并且在软管的末端又将供电电缆与水流进行分离，分别与消防无人机的电力系统和供水系统连接，供电电缆在软管中通过其内的水流对供电电缆进行降温，保证供电电缆直径减小的同时不会发生过热现象；同时供电电缆位于软管内，并且与软管同步拉动，避免了供电电缆与软管之间相互缠绕的问题发生。
附图说明
24.图1是本实用新型的第一视角；
25.图2是隐藏支架后的第一视角；
26.图3是本实用新型的第二视角；
27.图4是隐藏支架后的第二视角；
28.图5是进水结构与混合三通管的连接示意图；
29.图6是进水结构的剖视图；
30.图7是混合三通管的剖视图；
31.图8是软管总成示意图。
32.【附图标记说明】
33.1-卷筒、11-滚筒、12-护架、13-布线孔；
34.2-支架；
35.3-接线盒；
36.4-进水结构、41-异形法兰、411-第二管路、42-水路法兰、421-放水孔、422-空腔、423-轴承
37.5-混合三通管、51-第一端口、52-第二端口、53-第三端口、54-第一堵头、541-密封块、542-顶压旋件、543-锁线器；
38.6-软管总成、61-软管、62-软管法兰、63-第二堵头、64-分流管；
39.7-动力系统、71-减速器、72-变频电机、73-滑环箱；
40.8-排线器、81-芯轴、82-传动链条；
41.9-计数器。
具体实施方式
42.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
43.如图1-8所示，本实用新型的实施例提供了一种用于消防无人机的电液混合卷筒，包括卷筒1和支架2，其中支架2支撑卷筒1，并使得卷筒1可以相对支架2进行转动。卷筒1包括滚筒11和护架12，护架12设置在滚筒11的两侧。在卷筒1的一侧设置有接线板，接线板设置在卷筒1的端面上并且能够随着卷筒1同步转动，在接线板上电性连接有供电电缆，供电电缆用于连接消防无人机的电力系统为其供电。优选的，供电电缆选择防水型电缆。
44.优选的，接线板设置在接线盒3内，接线盒3设置在卷筒1的端部，接线盒3对接线板有一定的防护能力。
45.在接线盒3的同侧设置有进水结构4，进水结构4包括异形法兰41，异形法兰41包括第一管路和第二管路411，第二管路411的一端与第一管路连通，并且构成夹角，优选的夹角角度为90
°
。第一管路的一端与滚筒11的端面连接，第一管路内设置有两个间隔的轴承423，轴承423的外圈与第一管路的内壁过盈配合，在第一管路内插入有水路法兰42，水路法兰42包括大径端和小径端，其中小径端为硬质水管，大径端为安装在硬质水管上的法兰盘。水路法兰42的小径端插入到第一管路内，并且小径端与前述的两个轴承423的内圈过盈配合，使得第一管路与水路法兰42之间可以发生相对的转动。
46.进一步的，水路法兰42的小径端封闭，并且在小径端的侧面开设有放水孔421。第一管路在放水孔421处开设有空腔422，该空腔422与前述的第二管路411连通。优选的，空腔422位于两个轴承423轴之间，并且在空腔422与轴承423之间设置有密封圈，保证第一管路与水路法兰42之间的密封性，防止漏水。水路法兰42的大径端与前述的支架2连接，为卷筒1在该侧的固定提供支撑力。水路法兰42的大径端还连接有外部水源。该外部水源可以是高压水泵。
47.在接线盒3的同侧还设置有混合三通管5，混合三通管5包括第一端口51、第二端口
52和第三端口53，其中第一端口51与第二管路411连通实现供水，第二端口52设置有第一堵头54，前述的供电电缆穿过第一堵头54后从第三端口53穿出，水流由第一端口51流入，第三端口53流出。
48.在接线盒3的同侧还设置有软管总成6，软管总成6包括软管61、设置在软管61一端的软管法兰62、设置在软管61另一端的第二堵头63。软管法兰62与前述的第三端口53连通，从第三端口53穿出的供电电缆和水流通过软管法兰62进入软管61内，水流在软管61内对供电电缆进行降温。在软管61靠近第二堵头63一侧设置有分流管64，分流管64与软管61连通，分流管64用于连通消防无人机的供水系统，水流经过软管61、分流管64后进入消防无人机，进行灭火。
49.供电电缆穿过第二堵头63后与消防无人机的电力系统电性连接为消防无人机供电。
50.在本技术中，软管61采用圆形管，方便软管61的卷绕和排列。
51.在本技术中，通过混合三通管5及软管总成6将供电电缆置于水流中，通过水流的流动带走供电电缆产生的热量，提高供电电缆的过载电流和使用寿命。此时即可实现通过降低供电电缆的直径实现为消防无人机减轻负担，降低消防无人机的负载要求。此外，将供电电缆至于软管61内，还减少了供电电缆和软管61单独绕卷的空间，减小占地空间。
52.优选的，滚筒11的侧面开设有布线孔13，软管61穿过布线孔13后可以在滚筒11上进行盘绕。
53.在卷筒1的另一侧设置有动力系统7，动力系统7带动卷筒1的转动。动力系统7包括减速器71和变频电机72，其中减速器71设置在支架2上，减速器71选择垂直轴减速器，与常规的减速器71不同的是，本技术中的减速器71输出轴为空心管，减速器71的输出轴与卷筒1的转动轴共线，并且减速器71的输出轴与卷筒1固定连接，当减速器71的输出轴转动时，卷筒1同步发生转动。优选的，减速器71的输出轴与支架2之间设置有支撑轴承，支撑轴承的外圈与支架2连接，内圈与输出轴连接，减小减速器71输出轴与支架2之间的摩擦，并为减速器71输出轴提供一定的支撑，防止滚筒11将减速器71输出轴压弯。
54.卷筒1通过减速器71的输出轴、水路法兰42的支撑，可以实现卷筒1在支架2上进行转动。
55.进一步的，在减速器71上还设置有电滑环，电滑环包括定子和转子，其中定子与减速器71的外壳固定连接，转子与减速器71的输出轴固定连接，当减速器71输出动力时，转子随着减速器71的输出轴转动。定子与外部电源电性连接，转子电性连接有中接电缆，由于电滑环的存在，定子与转子之间通过转动接触实现电流的传递，防止中接电缆随卷筒1转动而造成扭曲、扭断。
56.进一步的，外部电源为发电机，发电机优选的安装在载具上。
57.优选的，在减速器71上设置滑环箱73，滑环箱73固定在减速器71上，定子固定在滑环箱73内。
58.优选的，在滚筒11的两端圆心处设置有贯通孔，前述的中接线从滚筒11的一端穿过贯通孔与滚筒11另一端的接线板电性连接，形成电路闭合。
59.进一步的，前述变频电机72的输出端与减速器71的输入端传动连接，变频电机72为减速器71提供动力来源。
60.前述提及的第一堵头54和第二堵头63结构相同。以第一堵头54为例，第一堵头54包括密封块541和顶压旋件542，顶压旋件542用于将密封块541抵接在第二端口52内。具体来说，第二端口52包括渐变段和恒定段，渐变段从上游方向向下游方向逐渐变大，恒定段与渐变段的最大直径相等。第一堵头54的外轮廓与第二端口52的结构相同，第一堵头54为橡胶材质，供电电缆可以穿过第一堵头54。顶压旋件542将密封块541抵紧在第二端口52内。优选的，顶压旋件542可以增加螺栓以加强顶压旋件542与第一端口52之间的连接强度。
61.优选的，在恒定段设置有内螺纹，顶压旋件542设置有外螺纹，顶压旋件542通过旋拧将密封块541压在第二端口52内。在本技术中，顶压旋紧会使得密封块541发生变形，因此，供电电缆与密封块541之间的缝隙会因顶压旋紧而变小，防止第二端口52出现漏水的情况。
62.进一步的，顶压旋件542上设置有锁线器543，锁线器543用于锁紧供电电缆，防止供电电缆因外力而窜动，造成供电电缆断裂。
63.第一堵头54与第二端口52的连接方式、第二堵头63与软管61的连接方式相同。
64.进一步的，本技术还设置有排线器8，该排线器8设置在支架2的前方，软管61在排线器8的引导下，均匀、往复的将软管61盘绕在卷筒1上。
65.具体来说，排线器8可以选用现有技术中的排线器8。排线器8包括芯轴81，该芯轴81上设置有拨线筒，拨线筒在芯轴81上往复运动进行排线。在减速器71的输出轴上设置有传动链条82，传动链条82与芯轴81上的齿轮啮合并传动，使得减速器71成为芯轴81转动的动力源。
66.进一步的，支架2上还设置有计数器9，该计数器9设置在卷筒1的转动范围内，并且通过记录卷筒1转动圈数实现判断卷筒1收放线的长度。
67.进一步的，本技术还包括控制系统，该控制系统与计数器9和变频电机72信号连接，控制系统可以通过指令控制变频电机72的输出速度，控制收放线的速度；控制系统可以根据计数器9记录的收放线长度，判断消防无人机的飞行高度和距离，也可以防止消防无人机飞出软管61的最大长度，拉断软管61。
68.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。