折叠弹翼滑翔式灭火弹的制作方法

1.本实用新型涉及无人机消防领域，尤其是一种折叠弹翼滑翔式灭火弹。


背景技术：

2.对于高楼、森林、化工厂等危险场所的起火点，使用无人机等航空器进行投弹灭火具有反应速度快、精度高、消防人员安全和可处理远距离火情的优点。对于消防无人机，需要携带干粉等灭火剂投放到火场中。为适合无人机的投放，这些灭火剂往往被包装成特制的灭火弹。常见的灭火弹有以下几种形式：
3.（一）灭火弹抛投器：将常见的球形或者仿锤形灭火弹安装在无人机的挂架上，在无人机飞越或者悬停于火场上方时以自由落体方式投放到火场中。灭火弹抛投器采取无控制方式投放，其命中精度不理想，除非是较大的火场，否则很大可能性使投下的灭火弹错过火场。且无人机投放灭火弹前需要飞掠或悬停在起火点上空，此时火势导致的上升热气流对无人机的影响较大，容易发生飞行事故，且起火点上方的烟尘对投弹精度影响也比较大。
4.（二）消防火箭弹：将灭火弹作为弹头安装到无控火箭弹中，使用时由无人机或地面发射，利用该火箭弹将灭火弹发射入火场中。消防火箭弹使用火工品（固体推进剂）作为飞行推进的动力，对存储、使用方的条件和资质有很高的要求，并显著的超出了常见消防部门的实际条件；火箭弹里未燃烧完的推进剂可能在命中后产生二次燃烧，影响灭火效果；火箭弹为无控飞行，命中精度堪忧，实际中多以多发火箭弹投送到较大过火面积的火场中，对于较小的起火点或新发生的起火点效果不佳。
5.（三）消防导弹：将灭火弹作为弹头安装到有动力和导引头的导弹上，由导弹将灭火弹发射入火场中。灭火导弹无论采用电动（一般采取锂电池）或油动（甲醇或汽油等），本身仍然携带了一些易燃易爆组件，仍可能在命中后产生二次燃烧，影响灭火效果，且动力总成（发动机/电动机及燃油/电池等）的成本和重量较高，影响了灭火弹的携带重量，而且也增加了用户的使用成本。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型提出一种无动力滑行，命中精度高的折叠弹翼滑翔式灭火弹。
7.本实用新型采用如下技术方案：
8.一种折叠弹翼滑翔式灭火弹，包括灭火弹以及用于装载灭火弹的飞机载体，飞机载体包括机身、机翼，尾翼以及舵机，机身上设置有转轴，转轴通过弹性体与机翼连接；灭火弹上设置有图像采集单元，机身内部设置有控制单元，控制单元分别与图像采集单元和舵机连接。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
10.本实用新型结构简单，制作成本低，而且具有可控性，投放命中率高，而且整体无易燃品，不会产生二次燃烧，利用无人机或者其他飞行平台在远离火场的地方投放。
11.进一步的，本实用新型采用的优选方案是：
12.机身的上表面对应弹性体下半部的安装位置设置有下限位槽，机翼的下表面对应弹性体上半部的安装位置设置有上限位槽，弹性体嵌装在上限位槽和下限位槽之间。
13.弹性件为扭簧。
14.机身的上表面设置有高、低两个转轴，一个机翼安装在高转轴上，一个机翼安装在低转轴上，高转轴高于低转轴一个机翼的厚度。
15.图像采集单元为红外摄像头。
16.尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼上设置有升降舵，水平尾翼的两侧对称设置有垂直尾翼，垂直尾翼上末端分别设置有方向舵。
17.机身上方设置有盖板，盖板与转轴之间通过螺钉连接。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为去掉盖板后的结构示意图；
20.图3为图2的俯视图；
21.图4为机翼折叠后的结构示意图；
22.图5为机身的机构示意图；
23.图6为机翼下表面的结构示意图；
24.图7为扭簧的结构示意图；
25.图8为本实用新型的控制流程图；
26.图中：机身1；固定座101；机翼2；副翼201；灭火弹3；导引头301；尾翼4；水平尾翼401；垂直尾翼402；方向舵403；升降舵404；转轴5；螺纹孔501；低转轴502；高转轴503；盖板6；扭簧7；上端头701；下端头702；绑带8；上限位槽9；上凹槽901；下限位槽10；下凹槽1001；红外摄像头11。
具体实施方式
27.以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
28.一种折叠弹翼滑翔式灭火弹，由灭火弹3和用于装载灭火弹的飞机载体组成。飞机载体主要由机身1、机翼2、尾翼4以及分别控制机翼2和尾翼4的舵机组成。机身1前端的固定座101上表面设置有两个转轴5，每个转轴5上分别套装有一个扭簧7，机翼2通过扭簧7与转轴5连接。
29.固定座101的上表面对应扭簧7的安装位置设置有环形的下限位槽10，下限位槽10对应扭簧7的下端头延伸出一个下凹槽1001，下凹槽1001与固定座101中心线平行设置；机翼2端部的下表面对应机翼2的安装位置设置有环形的上限位槽9，上限位槽9对应扭簧7的上端头延伸出一个上凹槽901，机翼2展开时，上凹槽901与下凹槽1001夹角为90
°
。扭簧7整体嵌装在上限位槽9和下限位槽10之间，上凹槽901对扭簧7的上端头701起到限位作用，下凹槽1001对扭簧7的下端头702起限位作用。
30.为了使两个机翼2能够折叠，固定座101上的两个转轴5分别设置成一个高转轴503，一个低转轴502，高转轴503高于低转轴502至少一个机翼2的高度，使两个机翼2折叠
时，安装在高转轴503上的机翼2置于安装在低转轴502上的机翼2上方，两个机翼2折叠时互不影响。
31.机身1的上方设置有一个盖板6，每个转轴5的中心分别设置有一个螺纹孔501，盖板6与转轴503之间通过螺钉固定连接。盖板6的两侧与机身1之间留有一定的间隙，满足机翼2能够在机身1与盖板6之间折叠和展开。
32.机翼2的后稍安装有副翼201，机身1内部设置有控制副翼201的副翼舵机，机身1的尾翼4由带升降舵404的水平尾翼401和带方向舵403的垂直尾翼402组成，尾翼4上设置有一个控制升降舵404和方向舵403的尾翼舵机，通过副翼舵机和尾翼舵机控制飞机载体在空中飞行的姿态，实现飞机的俯仰、偏航等运动。
33.灭火弹3通过绑带8或者螺栓固定在机身固定座的下方（本实施例中，灭火弹3通过绑带8固定在固定座101的下方），灭火弹3内部填充灭火剂，灭火弹3的头部设置有导引头301，导引头301上安装有红外摄像头11，红外摄像头11与机身1内部的控制单元连接，控制单元分别与副翼舵机和尾翼舵机连接。
34.通过导引头301上的红外摄像头11（型号为pixy，版本为2.0）不断自动获取自身周围环境以及起火点，将实时拍摄的图像信息传输至控制单元（本实施例中，控制单元为飞行控制器，飞行控制器为 ardupilot型飞控，版本为4.0）），控制单元根据图像信息始终发出指令控制尾翼舵机和副翼舵机（舵机型号为mg996，厂家为辉盛），不断调整飞机载体在空中的飞行姿态，直到灭火弹3击中灭火点。
35.升降舵404是水平尾翼401操纵的翼面部分，其作用是对飞机进行俯仰操纵，飞机上升时，升降舵404向上偏转，此时升降舵404所受的动力产生一个抬头的力矩，反之升降舵404向下偏转，飞机载体在力矩作用下低头；方向舵403用来修正航向和小角度航向，在垂直尾翼402上为实现航向操纵的可活动翼面部分，飞机载体的方向舵403安装在垂直尾翼402上，飞机载体需要左转时，方向舵403会产生一个使机头向左偏转的力矩，飞机载体的航向也会发生改变，反之，方向舵403产生一个使机头向右偏转的力矩，飞机载体的航向也会相应改变；副翼201是机翼2外侧后缘一块比较狭而长的可动翼面。它的主要功能是控制机身1围绕纵轴旋转,实现水平方向上的转弯。
36.当火灾发生时，折叠弹翼滑翔式灭火弹的飞机载体机翼2折叠，然后夹在无人机上载机起飞，无人机到达指定区域上空时，投放折叠弹翼滑翔式灭火弹，折叠弹翼滑翔式灭火弹的飞机载体的机翼2迅速弹开，飞机载体在空中滑翔，飞行过程中，由灭火弹3上的红外摄像头11实时采集周围环境以及灭火点信息，并将图像信息输送至飞行控制器，飞行控制器根据图形信息发出指令，使副翼舵机和尾翼舵机不断调整飞机载体的飞行姿态，直到击中灭火点，灭火弹3通过碰撞会人工起爆或投撒的方式释放。
37.灭火剂为灭火干粉、灭火剂、消防水、消防沙缝可用于灭火的材质。
38.本实施例中机身1以及机翼2分别采用轻质材料，例如阻燃的尼龙碳纤维。飞机载体在飞行过程中，可以通过飞行控制器自动调节飞机载体的飞行姿态，还可以通过手动遥控控制飞机载体的飞行姿态，使灭火弹3命中指定目标。
39.以上仅为本实用新型的具体实施方式，但对本实用新型的保护并不局限于此，所有涉及本技术领域技术人员所能想到的对本技术方案技术特征提出的等效变化或替换，都包含在本实用新型的保护范围之内。