一种改进型消防无人机的制作方法

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种改进型消防无人机。

背景技术：

随着经济的快速增长和人们生活水平的提高，越来越多的大型公共建筑、大型厂库房等建筑出现在城市建筑群中，如大型商业综合体、大型物流仓库、大型体育馆等。此类建筑体量大、内部物品总类繁多，火灾荷载高，一旦发生火灾，救援人员只能依赖二维平面图纸，很难在短时间内全面了解灾害现场信息，容易造成救援决策的失误，引发更为严重的次生灾害。

随着科技的发展，无人机技术日趋成熟。无人机因其小巧轻便且载荷量高等特点，被广泛地应用与各行各业，这其中也包括消防应急救援领域。如中国专利申请号为201520961302.5、实用新型创造名称为：一种消防无人机的实用新型专利中，公开了一种消防无人机，其包括雷达避让装置、GPS定位装置、机翼、燃料存放舱、燃料箱、支撑架、伞舱、自驾舱、引擎装置、物资存放舱、起落架和主机体。该无人机能够在人员无法接近的区域运送救援物资与辅助救援器材。但该专利方案缺乏对于火场灾情的侦测能力，也不具备对于火场的三维建模能力，导致消防应急救援能力有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种改进型消防无人机，能够实现对复杂建筑物进行快速三维建模，对火场信息的全面侦测和辅助救援。

为解决现有技术问题，本实用新型公开了一种改进型消防无人机，包括：一主机体、若干机臂、若干旋翼、一数据处理器、一航线控制系统、一供电系统、一动力系统和一机载天线；所述机臂以周向均匀分布的方式设置于所述主机体上；所述旋翼分别安装于每个所述机臂上；还包括机载外部设备；所述供电系统分别连接至所述机载外部设备、数据处理器和航线控制系统；所述数据处理器分别连接至所述机载天线和所述机载外部设备；所述航线控制系统连接至所述动力系统用于调整飞行姿态和航线；所述动力系统连接至所述旋翼用于提供飞行动力；

所述机载外部设备包括：一探照灯、一多组分气体分析仪、一三光吊舱、一喇叭和一倾斜相机；所述探照灯能够上下30°转动地安装于所述主机体上，所述多组分气体分析仪、三光吊舱、喇叭和倾斜相机均安装于所述主机体的机腹处。

进一步地，还包括一平台支撑架和若干减震杆；所述平台支撑架安装于所述主机体的机腹处，所述倾斜相机通过所述减震杆连接至所述平台支撑架的底部从而使其安装高度低于所述喇叭和三光吊舱。

进一步地，还包括若干转动固定装置；每个所述机臂分别通过一个所述转动固定装置可转动地安装于所述主机体上。

进一步地，还包括起落架；所述起落架安装于所述主机体的机腹处，能够在所述主机体落地时将所述机载外部设备支撑于所述地面的上方。

进一步地，所述主机体为防火材料制成的正六边形壳体，所述机臂和旋翼均为六个，所述机臂的一端连接至所述主机体的顶角处，其另一端安装所述旋翼。

进一步地，所述探照灯安装于所述主机体的前部，其具有一电动机和由所述电动机驱动实现相对所述主机体转动的灯体。

进一步地，所述多组分气体分析仪安装于所述主机体的机腹中央，其包括能够采集现场气体信息的气体采集单元、能够采集现场地理位置信息的GPS定位单元和能够根据气体信息分析得出气体浓度的气体分析单元。

进一步地，所述气体采集单元具有六个能够采集不同气体的气体采集探头。

进一步地，所述三光吊舱安装于所述主机体的机腹前半部分，所述喇叭安装于所述主机体的机腹后半部分，所述三光吊舱集成有高清摄像头、红外摄像头和夜视摄像头。

进一步地，所述倾斜相机具有四个与所述主机体的机腹所在平面成45°倾斜角的倾斜镜头和一个垂直于所述主机体的机腹所在平面的正视镜头。

本实用新型具有的有益效果：能够实现对复杂建筑物进行快速三维建模，对火场信息的全面侦测和辅助救援。

附图说明

图1为本实用新型一个优选实施例的结构主视图；

图2为图1所示实施例的结构侧视图；

图3为图1所示实施例的结构俯视图；

图4为图1所示实施例的电路连接图。

附图标记：

1旋翼；2机臂；3转动固定装置；4机载天线；5主机体；6探照灯；7多组分气体分析仪；8平台支撑架；9三光吊舱；10喇叭；11数据线；12减震杆；13倾斜相机；14起落架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1至4所示，一种改进型消防无人机，包括：一主机体5、若干机臂2、若干旋翼1、一数据处理器(其型号为骁龙801)、一航线控制系统、一供电系统、一动力系统和一机载天线4。机臂2以周向均匀分布的方式设置于主机体5上。旋翼1分别安装于每个机臂2上。还包括机载外部设备。供电系统通过供电电路分别连接至机载外部设备、数据处理器和航线控制系统为其提供电能。数据处理器分别连接至机载天线4和机载外部设备。航线控制系统通过控制电路连接至动力系统用于调整飞行姿态和航线。动力系统连接至旋翼1用于提供飞行动力。所述数据处理器、航线控制系统、供电系统和动力系统均设置于主机体5的内部，机载天线的一端与数据处理器电连接，另一端穿过主机体伸向外部。

机载外部设备包括分别与数据处理器电连接的：一探照灯6、一多组分气体分析仪7、一三光吊舱9、一喇叭10和一倾斜相机13。探照灯6能够上下30°转动地安装于主机体5上，多组分气体分析仪7、三光吊舱9、喇叭10和倾斜相机13均安装于主机体5的机腹处。

作为优选方案，该无人机还包括一平台支撑架8和若干减震杆12。平台支撑架8安装于主机体5的机腹处，倾斜相机13通过减震杆12连接至平台支撑架8的底部从而使其安装高度低于喇叭10和三光吊舱9。这样的结构能够使倾斜相机13在飞行过程中不断变换飞行姿态的情况下仍能保持相对稳定的拍摄角度，从而保证了拍摄画面的质量。

作为优选方案，该无人机还包括若干转动固定装置3。每个机臂2分别通过一个转动固定装置3可转动地安装于主机体5上，通过转动固定装置3实现了机臂2在两个位置的相对固定。这样的结构能够使机臂2全部展开至同一平面从而满足飞行所需要的最佳位置，也能够全部收拢至较小的形态从而满足收纳携带的要求。

作为优选方案，该无人机还包括起落架14。起落架14安装于主机体5的机腹处，能够在主机体5落地时将机载外部设备支撑于地面的上方。这样的结构能够使无人机在挂载较多的外部设备的情况下仍能安全的降落，确保机载外部设备不会与地面相撞。

作为优选方案，主机体5为防火材料制成的正六边形壳体，机臂2和旋翼1均为六个，机臂2的一端连接至主机体5的顶角处，其另一端安装旋翼1。这样的结构能够提供足够的飞行动力并且便于飞行姿态的调整。

作为优选方案，探照灯6安装于主机体5的前部，其具有一电动机和由电动机驱动实现相对主机体5转动的灯体。这样的结构契合飞行方式，能够更好的调整光线角度从而达到最佳的照明效果。作为更具体的优选方案，探照灯6为高倍探照的，从而大范围、远距离的投射照明光线，为现场救援提供有利条件。

作为优选方案，多组分气体分析仪7安装于主机体5的机腹中央，其包括能够采集现场气体信息的气体采集单元、能够采集现场地理位置信息的GPS定位单元和能够根据气体信息分析得出气体浓度的气体分析单元。作为更具体的优选方案，气体采集单元采用了型号为TGS5042的CO传感器探头，型号为MQ-4的CH₄传感器探头，型号为ME-3SO2的SO₂传感器探头，型号为O₂-G2的O₂传感器探头，型号为MH-Z14的CO₂传感器探头和型号为H₂S-A1的H₂S传感器探头。GPS定位单元采用了瑞士U-blox公司产的型号为MAX-7Q的芯片。气体分析单元采用了型号为OMAP3630的处理器。这样的结构能够同时采集现场六种气体的数据信息并快速得出各种气体的浓度，从而使指挥中心及时绘制精确的气体浓度等势分布图，辅助消防人员实施救援。

作为优选方案，三光吊舱9安装于主机体5的机腹前半部分，喇叭10安装于主机体5的机腹后半部分，三光吊舱9集成有高清摄像头、红外摄像头和夜视摄像头。这样的结构能够在全天候条件下实现对高清影像和红外图像的实时采集，及时了解火场状况，从而获得火场救援的主动权。作为更具体的优选方案，喇叭10为高音喇叭10，从而更好的传达声音信息，便于现场远程指挥。

作为优选方案，倾斜相机13具有四个与主机体5的机腹所在平面成45°倾斜角的倾斜镜头和一个垂直于主机体5的机腹所在平面的正视镜头。这样的结构能够克服以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，更加真实的反映现场的实际情况从而建立高精度的三维模型。

火灾发生时，航线控制系统控制无人机沿既定航线飞行，利用自身挂载的倾斜相机13对建筑物进行定点拍摄，倾斜相机13的五个镜头同时拍摄，所拍摄的图片经过数据处理器处理后生成三维模型，并且通过机载天线4实时同步在地面指挥中心。所搭载的多组分气体分析仪7能够将含有地理位置信息的气体浓度数据通过机载天线4向地面实时传输，指挥中心可依据传输数据绘制火灾现场气体浓度等势分布图。三光吊舱9通过机载天线4实时传输火灾现场的红外图像与高清画面，另外所集成的夜视仪也使得无人机在夜间也能正常工作。无人机挂载的高倍探照灯6与高音喇叭10均可通过机载天线4由指挥中心进行实时操控，通过路线照明与远程喊话实现火灾现场的辅助救援。

本实用新型中，倾斜相机13、多组分气体分析仪7和三光吊舱9均通过数据线11与数据处理器建立数据传输，航线控制系统和动力系统的结构和连接关系为现有技术故不赘述。

以上所述仅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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。