一种能扑救森林地下火的无人机的制作方法

文档序号:15452205发布日期:2018-09-15 00:14阅读:188来源:国知局

本发明涉及一种能扑救森林地下火的无人机,属于无人机技术领域。



背景技术:

森林火灾广义上讲:凡是失去人为控制,在林地内自由蔓延和扩展,对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为都称为森林火灾。狭义讲:森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。森林防火工作是中国防灾减灾工作的重要组成部分,是国家公共应急体系建设的重要内容,是社会稳定和人民安居乐业的重要保障,是加快林业发展,加强生态建设的基础和前提,事关森林资源和生态安全,事关人民群众生命财产安全,事关改革发展稳定的大局。森林地下火灾对森林的危害很大,所以林业部门对森林火灾的监测都很重视。由于森林地下火灾火势隐蔽,面积广,发现和监测相对不容易。人为操作就存在更大的安全隐患。

随着无人机的应用范围的扩大和多种复杂场合的需要,无人机视觉伺服显得越来越重要。在目前的无人机实际运用中,由于定位精度、实时性、需要标定等问题,只有极少场合运用了无人机视觉伺服定位,随着无人机行业的发展,无人机拥有视觉伺服能力及高精度检测功能将是必然趋势。但目前还没有一款无人机能够对森林余火进行监测、定位及实时有效清理;且难以因地因时制宜,缺乏足够的分析处理机制。由于上述原因,本发明人对现有的无人机做了深入研究,以解决背景技术问题。



技术实现要素:

本发明正是针对现有技术存在的不足,提供一种能扑救森林地下火的无人机,该无人机能够对森林地下火进行监测、定位及实时有效清理,且能够因地因时制宜,具有足够的处理机制,满足实际使用要求。

为解决上述问题,本发明所采取的技术方案如下:

一种能扑救森林地下火的无人机,包括:机体,所述机体顶端设有封盖,所述机体边缘四周等分设有六个机臂,所述机臂的末端均设有安装座,所述安装座上设有电机,所述电机上设有多旋翼。

所述机体下端面上设有碳板,所述碳板上设有滑轨,所述滑轨上活动设有滑块,所述滑块上竖直设有滑杆,所述滑杆的自由端安装有热红外摄像头。

所述机体下方对称设有支撑杆,两对称设置的支撑之间连接有搭载板,所述搭载板上设有储水箱,所述储水箱内填充有灭火剂,所述储水箱底部加工呈向内凹陷的装配槽,所述装配槽内设有喷雾泵,所述喷雾泵上设有与储水箱连通的连接管,所述搭载板下方还设有自动收放卷管器和连接杆,所述自动收放卷管器通过连接杆固定在搭载板下方,所述自动收放卷管器上缠绕有一端与喷雾泵连通的软管,所述软管另一端连接有喷雾头;所述机体内设置有飞行操控系统。

作为上述技术方案的改进,所述飞行操控系统包括中央处理器,所述中央处理器上电连接有电源、传感器、定位模块及控制器,所述控制器上电连接有无线通讯模块且通过无线通讯模块与所述热红外摄像头、喷雾泵、自动收放卷管器及滑块电连接,所述控制器通过无线通讯模块还电连接到指挥中心。

作为上述技术方案的改进,所述传感器包括气压传感器、风速风向传感器和温度传感器。

作为上述技术方案的改进,所述机臂包括机臂结构一和机臂结构二,所述机臂结构二是与机体是一体成型设置,机臂结构一和机臂结构二相对的一端均设有螺纹结构和公扣,机臂结构一和机臂结构二之间设有连接件且通过连接件连接,所述连接件两端均设有配合螺纹结构使用的螺纹孔,所述连接件的侧壁上铰链接设有配合公扣使用的母扣。

作为上述技术方案的改进,在其中两个机臂结构二上设置有gps定位装置,所述定位模块是设置在gps定位装置内,在所述机体的侧边缘上设置有安装孔,所述安装孔内设有导向器。

作为上述技术方案的改进,所述储水箱底部加工呈向内凹陷的装配槽,所述储水箱一侧壁上设有与储水箱一体成型的进水管道,所述储水箱内设有若干层碳纤维隔板且若干层碳纤维隔板构成了若干个等体积的储存空间,每层碳纤维隔板上均匀设有若干流通孔。

作为上述技术方案的改进,所述储水箱顶部一侧设有报警器,所述储水箱内部一侧设有穿过流通孔和报警器的触动杆,所述触动杆顶端设有配合报警器使用的触动开关,所述触动杆底端设有浮块。

本发明与现有技术相比较,本发明的实施效果如下:

本发明通过在无人机上搭载热红外摄像头来实时监测和感应森林地下火,当热红外摄像头监测和感应森林地下火后会通过gps定位装置进行精确定位,而后控制器启动喷雾泵和自动收放卷管器,自动收放卷管器会将软管放到地下火上方的合适位置,喷雾泵抽取储水箱内的高效灭火剂对地下火进行清理、机制性好,有效扑救了森林地下火。

本发明所述无人机的稳定性好,且储水箱的结构设计,避免了储水箱内的液体晃动,能够保证无人机在飞行和作业过程中的稳定性,且当灭火剂用完时会实时报警作用。

此外,本发明所述机体与机臂为一体成型结构设置且均是采用碳纤维材料制作,所述封盖与机体顶端也是全密封合闭;碳纤维材料质量轻便、易加工,且耐磨性、耐摔性,抗冲击性均非常好。

附图说明

图1为本发明所述能扑救森林地下火的无人机俯视结构示意图;

图2为本发明所述能扑救森林地下火的无人机正面结构示意图;

图3为本发明所述飞行操控系统模块结构示意图;

图4为本发明所述机臂结构示意图;

图5为本发明所述储水箱结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

如图1和图5所示,为本发明所述的能扑救森林地下火的无人机结构示意图。

本发明所述的能扑救森林地下火的无人机,包括机体10,所述机体10顶端设有封盖20,所述机体10边缘四周等分设有六个机臂,机臂的末端均设有安装座40,所述安装座40上设有电机41,电机41上设有多旋翼42,上述部件构成了无人机的框架结构,其架构飞行原理是通过电机41驱动多旋翼42旋转实现飞行;所述机体10下端面上设有碳板50,碳板50上设有滑轨51,滑轨51上活动设有滑块52,所述滑块52上竖直设有滑杆53,滑杆53的自由端安装有热红外摄像头54,本部分的部件主要是用于完成热红外摄像头54的搭载和使用,其中热红外摄像头54实质就是热成像摄像机,其工作原理就是热红外成像技术,核心就是热像仪,是一种能够探测极微小温差的传感器,将温差转换成实时视频图像显示出来,但只能看到人和物体的热轮廊,看不清物体的真实面目;此外,碳板50质量轻便,易于安装、拆卸和加工。

所述机体10下方对称设有支撑杆60,当无人机降落时与地面接触的是支撑杆60,两对称设置的支撑杆60之间连接有搭载板61,搭载板61上设有储水箱70,储水箱70内填充有灭火剂(灭火剂可以为水或其它具有高效灭火效果的液体),储水箱70底部加工呈向内凹陷的装配槽71,装配槽71用于设置喷雾泵80且节省了空间,而实际上,位于装配槽71下方的搭载板61的端面上加工有若干通气孔用于喷雾泵80工作时散热用,喷雾泵80上设有与储水箱70连通的连接管81,搭载板61下方还设有自动收放卷管器100和连接杆110,自动收放卷管器100通过连接杆110固定在搭载板61下方,自动收放卷管器100上缠绕有一端与喷雾泵80连通的软管90,在实际作业过程中,软管90就是通过自动收放卷管器100实现收放作用,软管90另一端连接有喷雾头91,主要用于对森林地下火进行机制清理作用;而机体内设置的飞行操控系统200是无人机的操控核心,所有控制性的部件都是通过飞行操控系统200来操控。

进一步改进地,如图3所示:所述飞行操控系统200包括中央处理器210,中央处理器210上电连接有电源220(电源220主要用于无人机的系统供电,实际上,电源220的内部是安装有太阳能电池板,也就是说无人机白天在作业时,不必担心电量问题,其是一边作业一边自行吸收太阳能进行充电)、传感器230(传感器230包括气压传感器、风速风向传感器和温度传感器,因为无人机在空气飞行时,受到多个因素影响,其中,最为常见也是影响较大的包括气压、风速风向及温度等,而气压传感器、风速风向传感器和温度传感器是市场上常用的传感器,基本上只要是适用无人机的气压传感器、风速风向传感器和温度传感器型号都可以)、定位模块240及控制器250(控制器250只要是无人机常用的控制器型号,即可),控制器250上电连接有无线通讯模块260且通过无线通讯模块260与热红外摄像头54、喷雾泵80、自动收放卷管器100及滑块52电连接,控制器250通过无线通讯模块260还电连接到指挥中心270(指挥中心270泛指可远程操控无人机作业)。

进一步改进地,如图4所示:所述机臂包括机臂结构一31和机臂结构二32,机臂结构二32与机体10是一体成型设置,机臂结构一31和机臂结构二32相对的一端均设有螺纹结构33和公扣34,机臂结构一31和机臂结构二32之间设有连接件35且通过连接件35连接,连接件35两端均设有配合螺纹结构33使用的螺纹孔351,连接件35的侧壁上铰链接设有配合公扣34使用的母扣352;本发明对机臂的结构设计主要是考虑到无人机坠落或发生碰撞,机体10与机臂结构二32为一体成型结构设置且均是采用碳纤维材料制作,机臂结构一31和连接件35也是采用碳纤维材料制作,而碳纤维材料轻便、易加工,且耐磨性、耐摔性,抗冲击性均非常好,这样的机臂结构设计,即使发生坠机或碰撞,也是机臂结构一31先着地或发生碰撞,损坏的只有机臂结构一31部分,只需拆卸、更换新的,即可。

进一步改进地,在其中两个机臂结构二32上设置有gps定位装置11,定位模块240是设置在gps定位装置11内,在机体10的侧边缘上设置有安装孔12,所述安装孔12内设有导向器300。

具体地,本发明所述储水箱70也是一核心技术点,储水箱70一侧壁上设有与储水箱70一体成型的进水管道72,主要是用于液体的进入和填充,储水箱70内设有若干层碳纤维隔板73且若干层碳纤维隔板73构成若干个等体积的储存空间74,每层碳纤维隔板73上均设有若干流通孔731,这样的结构设计,将储水箱70的内部空间分隔成若干的等体积的储存空间74,而每层储存空间74又是通过流通孔731相连通的,这样层与层之间的液体就存在流动,存在晃动的空间就非常小,能够保证无人机在飞行和作业过程中的稳定性。

更具体地,储水箱70顶部一侧设有报警器74,储水箱70内部一侧设有穿过流通孔731和报警器74的触动杆75,触动杆75顶端设有配合报警器74使用的触动开关751,触动杆75底端设有浮块752,储水箱70内存有液体时,触动杆75在底端浮块752作用上滑,进而触动开关751不与报警器74接触;反之,触动开关751不与报警器74接触,用于当灭火剂用完时会实时报警作用,提醒操作人员及时添加水或灭火剂。

在作业时,本发明通过在无人机上搭载热红外摄像头54来实时监测和感应森林地下火,当热红外摄像头54监测和感应森林地下火后会通过gps定位装置11进行精确定位,而后控制器250启动喷雾泵80和自动收放卷管器100,自动收放卷管器100会将软管90放到地下火上方的合适位置,喷雾泵80抽取储水箱70内的高效灭火剂对地下火进行清理、机制性好,有效扑救了森林地下火。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明,不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明保护的范围。

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