一种发电模块及其基于无人机的森林火灾监测系统的制作方法

本发明涉及无人机和火灾监测技术，特别是涉及一种发电模块及其基于无人机的森林火灾监测系统。

背景技术：

全世界范围内几乎每年都会发生数十起森林火灾，造成严重的生态破坏及经济损失。而火灾的起因大多是森林中产生的自燃、雷电造成的燃烧，由于森林中充满可燃物及较高的氧含量，因此一旦产生山火其蔓延速度极快，而且很难扑灭，对人们的生命财产造成极大的威胁。

由于森林面积较大、人烟稀少，因此很难及时发现初始的起火点并进行扑灭，这就造成需要火势达到一定规模后才能被人们发现，此时扑灭会付出较大的代价，而且已经造成了很大的损失。

目前虽然后职业护林人员，其通过周期性巡查可以相对较早地发现起火点，结合无人机的使用可以大大增加巡查效率及巡查面积。但是这种方式对人工的依耐性太大，而且由于无人机的续航时间偏短，因此巡查区域无法做到较大的突破，也就是非常偏远的地区还是无法做到有效的巡查。

对此，发明人设计了一种基于无人机的森林火灾监测系统，其通过对森林建立gis地图，然后利用无人机根据规划路线进行自动巡查，并利用机库进行充电续航。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种发电模块及其基于无人机的森林火灾监测系统，其发电模块能够在光伏和风力发电之间切换。

为实现上述目的，本发明提供了一种发电模块，包括发电座，发电座安装在机库顶板上，发电座上安装有发电架、发电架上直接或间接安装有发电轴筒，发电轴筒上设置有轴筒轴块、发电轴筒上套装有发电滑套，发电滑套与支杆铰接轴铰接，支杆铰接轴安装在发电支杆一端上，发电支杆另一端通过铰接球与第一板座装配并形成球形铰接，所述第一板座安装在发电板一端上，发电板另一端上安装有第二板座，第二板座通过板座销与轴筒轴块铰接；

所述发电滑套可沿着发电轴筒轴向滑动，所述发电板的两端面上分别贴有光伏板，光伏板用于通过太阳能发电；发电轴筒轴直接或间接与发电机的发电输入轴传动，发电板可在风力驱使下转动，从而带动发电轴筒轴转动，发电轴筒轴转动时可带动发电输入轴转动发电；光伏板、发电机发出的电流均存储在蓄电池中。

本发明还公开了一种基于无人机的森林火灾监测系统，其应用有上述发电模块。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够通过无人机实现自动巡查，可以实现全自动无人巡查，从而可以及时发现火灾起火点；而利用机库实现无人机的自动充换电续航，从而可以适应于长时间野外巡查作业。

2、本发明的机库能够利用机库底板引导无人机起降，还通过遮帘实现降落区的开闭，结合清扫刷的设计可以实现处于降落区的机库底板处于清洁状态，以保证无人机的正常起降。

3、本发明的发电模块能够根据风力大小自动切换太阳能发电、风力发电，既能够最大化利用太阳能、风能从而实现高效的发电量，又能够利用发电板转动时的离心力实现光伏板的自清洁从而确保光伏板的发电效率。

4、本发明的监测装置通过火灾时燃烧的热量直接或间接点燃烟饼，通过烟饼散发大量烟雾，以为无人机的巡查提供指引，从而快速确定火灾位置。这种设计可以有效弥补由于树林遮挡造成无法直接观察到火灾起火的问题，从而可以更快地发现火情，并为后续的扑灭提供精确指引。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图2-图9是机库的结构示意图。

图10-图12是联动门机构、清扫刷的结构示意图。

图13-图15是探测组件处结构示意图。

图16-图26是发电模块的结构示意图。其中图22、图23分别是风轮轴d210轴线所在的两个相互垂直的中心面处剖视图，图24是图23中f4处放大图。

图27-图32是监测装置的结构示意图。其中图29为撑杆g310轴线所在中心面处剖视图，图30是图29中f5处放大图，图31是加注管g320轴线所在中心面处剖视图，图32是监测装置的内部局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的无人机、拖车、充换电模块均记载在与本案同日申报的、名为“一种无人机及其基于无人机的森林火灾监测系统”的中国发明专利申请中，具体可以结合该专利阅读以增进理解。

参见图1，本实施例的森林火灾监测系统，包括：

服务器，用于和无人机、机库通讯，并根据获取的信息判断无人机巡查区域是否存在火灾隐患；

gis地图，通过对巡查区域进行勘测后获得的地图信息，用于为无人机的巡查提供导向、定位；

无人机a，用于通过gis地图导航、按照设定路线进行巡逻，并采集巡查区域的空气、图像、热成像图像信息；

拖车b，用于将停放在机库内的无人机输送至预设位置以进行充电或换电；

机库c，用于为无人机提供庇护，同时对无人机进行充换电以实现无人机的自动续航；

监测装置，安装在火灾容易发生的位置，通过火灾燃烧时的温度启动以发出浓烟，从而为无人机的观察提供显眼的标志、定位。

gis地图以数据库、软件的形式分别安装在服务器、无人机的机载工控机上，无人机上还分别安装有云台、空气采集装置、机载无线模块、机载定位模块、机载存储器、机载蓝牙，所述云台上安装有摄像头、红外热成像仪，所述摄像头用于获取巡查区域的图像，所述红外热成像仪用于获取巡查区域的热成像图像，并通过热成像图像判断巡查区域是否存在火灾隐患。所述空气采集装置用于获取巡查区域的空气样本，然后通过分析空气样本中的可燃气体、烟雾浓度就能判断空气采集点是否存在火灾隐患。机载无线模块用于和服务器、机库无线模块无线通信，从而可以实现在服务器端远程操控无人机，无人机将采集的信息输送、存储在机库无线模块上。本实施例的机载无线模块可以选用5g模块、gprs模块等。机载定位模块用于无人机的定位，本实施例可以选用北斗定位模块、gps定位模块等。机载存储器用于存储无人机采集的数据，本实施例可选用硬盘、sd卡、tf卡等。机载蓝牙用于可机库蓝牙无线通信，从而可以实现无人机与机库之间快速传输数据。机载工控机分别与摄像头、红外热成像仪、机载无线模块、机载定位模块、机载存储器、机载蓝牙通信连接，摄像头、红外热成像仪、机载无线模块、机载定位模块获取的数据实时存放在机载存储器内。

机库内安装有：

机库无线模块，用于和服务器、机载无线模块无线通信，从而实现数据传输；

机库蓝牙，用于和机载蓝牙无线通信。由于在巡查区域覆盖的网络速度较慢，因此不能直接采用机载无线模块和机库无线模块传输数据。而采用机库蓝牙可以大大增加传输效率，从而将无人机的数据快速输送至机库存储器存储，机库无线模块通过网络将数据解析、压缩后打包输送至服务器即可。

机库工控机，用于收发、解析指令并进行参数计算和程序运行，同时控制机库的电气设备；

机库存储器，用于存储数据；

流量计，用于探测空气样本的流量；

烟雾传感器，用于探测空气样本的烟雾浓度；

可燃气体传感器，用于探测空气样本的可燃气体浓度；

充换电模块，用于对无人机进行充电续航或更换无人机电池以实现续航。

所述机库工控机分别与机库无线模块、机库蓝牙、机库存储器、流量计、烟雾传感器、可燃气体传感器、充换电模块通信连接。优选地，为了降低机库无线模块箱服务器发送数据的压力，可以在机库工控机内内置用于识别巡查图像、巡查热成像图像的软件，从而结合无人机采集的空气样本信息判断无人机巡查区域是否存在火灾隐患，并将达到预警阈值的信息打包输送至服务器，从而大大降低机库向服务器传输的数据量。这种方式也能大大增加整个系统的准确性和稳定性。所述监测装置在遇到火灾时会发出大量浓烟，无人机巡查时通过采集大量浓烟的图像即可确定起火位置，为后续的火灾扑灭提供精确定位。

使用时，摄像头采集的图像可以直接观察到起火、浓烟位置，而热成像图像携带有起火处的温度信息，从而可以判断起火区域的大小。空气样本的可燃气体浓度可以直接反应火灾容易起火的程度，从而起到火灾预警的效果。而烟雾浓度可以反应是否存在火灾，从而在起火点被遮挡造成热成像图像未采集到温度数据时作为辅助证据，也作为起火位置、火势大小的判断证据之一。而监测装置通过内置的烟饼发出大量浓烟，这部分浓烟通过无人机采集或观察到也能起到准确的定位效果。通过准确的定位可以为后续的扑灭工作提供指导，从而可以有效防止火势蔓延以及提高扑灭效率。

参见图2-图15，所述机库c包括库房c110、机库顶板c120，所述库房c110内部设置有顶部开口的降落区c111，降落区c111用于无人机的起降。所述库房c110位于降落区c111顶部开口的两端上分别安装有第一收卷轴板c131、第二收卷轴板c132，所述降落区c111两侧分别安装有一块机库侧板c140，所述机库侧板c140上安装有导轨座c740，导轨座c740上安装有遮帘导轨c741，所述遮帘导轨c741与遮帘滑块c750卡合、可滑动装配，遮帘滑块c750与遮帘硬条c221装配，遮帘硬条c221与遮帘c220一端装配，遮帘c220另一端安装、收卷在第一遮帘轴c310上，所述第一遮帘轴c310与第一收卷轴板c131可圆周转动装配，且第一遮帘轴c310上还安装有第二遮帘带轮c212；

所述遮帘滑块c750还与遮帘钢索c230一端装配，遮帘钢索c230另一端绕过导向轮c321后与钢索轮c331连接、缠绕，所述导向轮c321、钢索轮c331分别安装在第二遮帘轴c320、第三遮帘轴c330上，所述第二遮帘轴c320、第三遮帘轴c330分别与第二收卷轴板c132可圆周转动装配，且第三遮帘轴c330上安装有第一遮帘带轮c211；遮帘皮带c210分别绕过第二遮帘带轮c212、第一遮帘带轮c211、第三遮帘带轮c213并构成带传动机构，所述第三遮帘带轮c213套装在遮帘电机轴c911上，所述遮帘电机轴c911一端装入遮帘电机c910内，遮帘电机c910安装在遮帘电机架c180上。

所述第一收卷轴板c131上还安装有遮帘刷c240，遮帘刷c240面向遮帘c220的一端上安装有遮帘刷毛c241，遮帘刷毛c241压紧在遮帘c220上，遮帘c220移动时遮帘刷毛c241会刷洗遮帘c220，从而清洁遮帘c220。

在降落区c111不需要使用时，为了避免异物进入降落区c111污染机库底板c170，需要将遮帘拉开以封闭降落区c111顶部的开口。此时遮帘电机c910启动，从而驱动第一遮帘轴c310、第三遮帘轴c330同步转动，第一遮帘轴c310释放收卷的遮帘，第三遮帘轴c330收卷遮帘钢索c230从而将遮帘c220向第二遮帘轴c320拉动直到封闭降落区c111顶部的开口即可。需要打开降落区c111顶部的开口时，只需要遮帘电机c910反转即可。

所述遮帘电机轴c911上还设置有遮帘蜗杆部分c531，遮帘蜗杆部分c531与遮帘蜗轮c532啮合传动，遮帘蜗轮c532套装在清扫动力轴c380上，清扫动力轴c380与两块遮帘电机架侧板c183可圆周转动装配，所述清扫动力轴c380上还套装有清扫动力带轮c251，清扫动力带轮c251通过清扫动力皮带c250与另一清扫动力带轮c251连接并构成带传动机构，另一清扫动力带轮c251套装在清扫螺杆轴c360上，所述清扫螺杆轴c360与两块遮帘电机架侧板c183可圆周转动、不可轴向移动装配；所述清扫螺杆轴c360上套装有清扫滑块c540，清扫滑块c540与清扫螺杆轴c360通过螺纹旋合装配，所述清扫滑块c540与清扫滑轨c550卡合、可滑动装配，所述清扫滑轨c550安装在延长底板c113上，延长底板c113安装在库房c110上。所述清扫滑块c540通过第一清洗销c354与第二伸缩杆c562一端铰接，所述第二伸缩杆c562的中间部分通过第二清洗销c355与第一伸缩杆c561的中间铰接，所述第一伸缩杆c561一端通过第三清洗销c356与遮帘电机架c180铰接；所述第二伸缩杆c562另一端通过另一第一清洗销c354与下一第二伸缩杆c562一端铰接，如此往复；所述第一伸缩杆c561另一端通过另一第三清洗销c356与下一第一伸缩杆c561一端铰接，如此往复。最远离清扫螺杆轴c360一端的第一伸缩杆c561、第二伸缩杆c562分别通过第四清洗销c358、第五清洗销c357与清洗让位块c610、清扫刷c580铰接，所述清洗让位块c610与清洗让位滑槽c591卡合、可滑动装配，所述清洗让位滑槽c591设置在清洗让位座c590上，清洗让位座c590安装在清扫刷c580上，所述清扫刷c580面向机库底板c170的一端面上安装有数根清扫刷毛c581，清扫刷毛c581压紧在机库底板c170上，清扫刷c580移动时可以带动清扫刷毛c581刷洗机库底板c170，以实现清洁机库底板c170的目的。

所述机库底板c170与机库侧板c140之间设置有排渣槽c112，所述清扫刷c580从机库底板c170上刷起的杂物会通过排渣槽c112排出机库底板c170。考虑到本发明的使用环境为人迹罕至的森林里，为了避免排渣槽c112常开造成小型动物通过排渣槽c112进入机库内影响无人机起降，发明人还设计了联动门机构，所述联动门机构包括联动门c460，联动门c460上分别安装有第一联动销c353、第二联动销c352，所述第一联动销c353分别与其两侧的机库框板c150、门轴板c161铰接，所述机库框板c150、门轴板c161上分别设置有第一引导弧槽c151、第二引导弧槽c162，所述第二联动销c352分别装入第一引导弧槽c151、第二引导弧槽c162且与之卡合、可滑动装配；所述库框板c150安装在库房c110上，所述门轴板c161安装在机库端板c160上，机库端板c160用于封闭降落区c111远离充换电模块一端，机库端板c160安装在库房c110上。

所述第二联动销c352安装在联动连杆c450一端上，所述联动连杆c450另一端通过第三联动销c351与联动滑块c420装配，所述联动滑块c420可轴向滑动地套装在联动滑轴c390上，联动滑轴c390两端分别与两块联动轴板c163装配，联动轴板c163安装在机库端板c160上；所述机库端板c160上还安装有两块联动限位板c164，所述联动滑轴c390穿过两块联动限位板c164。所述联动滑轴c390位于每块相邻的联动轴板c163、联动限位板c164之间的部分上分别套装有联动滑块c420、联动弹簧c440，所述联动弹簧c440用于将联动滑块c420向联动限位板c164推动，联动限位板c164用于限制联动滑块c420的最大滑动位移。所述机库端板c160上还安装有联动滑座c410，联动滑座c410上设置有联动滑槽c411，所述联动滑槽c411与联动导向块c431卡合、可滑动装配，所述联动导向块c431设置在联动动力块c430上，联动动力块c430套装在联动螺杆c340上且与之通过螺纹旋合装配，所述联动螺杆c340分别与两块联动轴板c163可圆周转动、不可轴向移动装配，所述联动螺杆c340一端穿过第一遮帘电机架轴板c181后与第一副联动伞齿轮c512装配，所述第一副联动伞齿轮c512与第一联动伞齿轮c511啮合传动，所述第一联动伞齿轮c511套装在联动中间轴c370上，联动中间轴c370与第二遮帘电机架轴板c182可圆周转动装配，所述第一遮帘电机架轴板c181、第二遮帘电机架轴板c182分别安装在遮帘电机架c180上。所述联动中间轴c370上还安装有第二联动伞齿轮c521，所述第二联动伞齿轮c521与第二副联动伞齿轮c522啮合传动，所述第二副联动伞齿轮c522套装在清扫螺杆轴c360上。

初始状态时，联动门c460将排渣槽c112封闭。清扫电机启动后会驱动清扫螺杆轴c360圆周转动，清扫螺杆轴c360驱动清扫滑块c540沿着其轴向移动，从而驱动清扫刷c580沿着机库底板c170移动以对机库进行清扫，且清扫刷c580移动的终点为排渣槽c112，从而将掉落在机库底板c170上的杂物推入排渣槽c112。而清扫螺杆轴c360转动时会带动联动螺杆c340同步转动，联动螺杆c340会驱动联动动力块c430沿着其轴向和清扫刷c580同向移动。联动动力块c430移动的过程中会与清扫刷移动方向上的联动滑块c420贴紧并推动联动滑块c420压缩联动弹簧c440，在此过程中，联动滑块c420通过联动连杆c450推动第二联动销c352沿着第一引导弧槽c151、第二引导弧槽c162滑动，从而使得联动门c460以第一联动销c353为中心向下转动打开，以解除对排渣槽c112的封闭，此时清扫刷c580将杂物推入排渣槽c112，从而使得杂物从排渣槽c112排出。然后遮帘电机反转，驱动清扫刷向另一端的排渣口移动，被压缩的联动弹簧驱动与之对应的联动滑块复位，也就带动与之对应的联动门关闭即可。

所述机库底板c170靠近充换电模块e的一端上安装有探测组件，所述探测组件包括探测安装台c174、两块探测定位板c177，两块探测定位板c177分别与机载支架外侧贴合以实现对无人机的定位，两块探测定位板c177、探测安装台c174均安装在机库底板c170上。两块探测定位板c177靠近探测安装台c174一端上安装有探测安装板c720，所述探测安装板c720上安装有行程开关c960，探测安装板c720还与探测滑轴c730可轴向滑动装配，所述探测滑轴c730一端与探测触发板c710装配、另一端与探测螺母c731装配，所述探测滑轴c730位于探测触发板c710、探测安装板c720之间的部分上套装有探测弹簧c740，所述探测弹簧c740用于对探测触发板c710施加阻碍其向探测安装板c720移动的弹力，从而使得初始状态时探测触发板c710不与行程开关c960接触，此时行程开关为未触发状态。使用时，机载支架进入两块探测定位板c177之间实现侧边定位，然后向探测触发板c710移动，直到推动探测触发板c710向行程开关c960移动直到触发行程开关c960即可，行程开关的触发端正对探测触发板c710。所述探测安装台c174上还安装有探测升降座c175，探测升降座c175上设置有探测滑槽c1751，所述探测滑槽c1751与探测滑块c1761卡合、可滑动装配，所述探测滑块c1761安装在探测升降板c176上，所述探测升降板c176安装在探测电缸轴c921上，所述探测电缸轴c921一端装入探测电缸c920内，探测电缸c920启动后能够驱动探测电缸轴c921轴向伸缩。所述探测电缸c920安装在探测升降座c175上，所述探测升降板c176上还安装有密封罩c830，密封罩c830内部中空且与引出气管c820一端连通，引出气管c820另一端接入流量计c930的进口，流量计c930的出口与烟雾传感器c940的进口连通，烟雾传感器c940的出口与可燃气体传感器c950的进口连通，可燃气体传感器c950的出口与排气管c810连通。

使用时，在行程开关c960被触发后，拖车停止运行，此时密封罩c830位于采样孔的正下方；启动探测电缸c920，探测电缸c920驱动探测升降板c176上移从而带动密封罩c830上移直到密封罩与采样孔周围压紧、密封。引导插接管插入需要引出空气样本的采样气囊内从而将引出气管c820与此采样气囊内部连通。采样电机反转，从而将采样气囊内的空气样本向引出气管c820抽出，空气样本依次经过流量计c930、烟雾传感器c940、可燃气体传感器c950分别探测流量、烟雾浓度、可燃气体浓度，然后分别将探测流量、烟雾浓度、可燃气体浓度数据输入机库工控机。无人机进入机库后机载蓝牙与机库蓝牙连通，无人机将采集的数据输送至机库存储器内，机库工控机提取此数据并利用预设软件判断是否存在火灾或火灾隐患。采样气囊需要切换时，需要将引导插接管退出上一个采样气囊，转动采样盒直到需要的采样气囊与引导插接管正对后即可开始切换。

所述机库底板c170靠近探测安装板c720处安装有拖车无线充电发射器c970，在无人机完成定位后，拖车的拖车无线充电接收器正好位于拖车无线充电发射器c970上方，此时拖车无线充电发射器c970对拖车无线充电接收器发射充电磁场以进行无线充电，从而实现对拖车的充电续航。

所述机库底板c170上还分别设置有行走引导线c173、降落方向线c172、降落圈线c171，所述降落圈线c171用于指定无人机起降区域，无人机进入降落圈线c171后才起降。所述降落方向线c172位于降落圈线c171靠近充换电模块e一端，用于为无人机的起降提供朝向指导，也就是无人机设置有采样气孔一端需要朝向降落方向线c172，以为后续的抽气提供基础。所述行走引导线c173用于引导拖车向探测安装板c720行走并为拖车的行走方向提供指导以为后续无人机的定位提供基础。无人机降落时需要通过其摄像头识别降落圈线c171、降落方向线c172，从而调整姿态、位置以便于成功降落。

参见图16-图26，由于在森林中采用电网供电是十分麻烦且成本高昂的，因此机库最好具有发电功能，从而可以实现任一位置安装，以满足实际的监测需求。对此发明人设计了发电模块d，所述发电模块d包括发电座d110，发电座d110安装在机库顶板c120上，发电座d110上安装有发电架d120、发电架d120上直接或间接安装有发电轴筒d220，发电轴筒d220上设置有轴筒轴块d221、发电轴筒d220上套装有发电滑套d222，发电滑套d222与支杆铰接轴d231铰接，支杆铰接轴d231安装在发电支杆d230一端上，发电支杆d230另一端通过铰接球与第一板座d521装配并形成球形铰接，所述第一板座d521安装在发电板d520一端上，发电板d520另一端上安装有第二板座d522，第二板座d522通过板座销d523与轴筒轴块d221铰接。所述发电滑套d222可沿着发电轴筒d220轴向滑动，且发电滑套d222轴向移动时可以通过发电支杆d230驱动发电板d520以板座销d523为中心转动，从而调节发电板d520相对于地面的倾角，以便于发电板d520上的光伏板更好地被太阳照射，从而发出更多的电。所述发电板d520的两端面上分别贴有光伏板，光伏板用于通过太阳能发电。所述发电支杆d230内部可圆周转动地安装有风轮轴d210，风轮轴d210顶部穿出发电轴筒d220后与第一电滑环d541的转子装配，第一电滑环d541的定子安装在发电轴筒d220上，且第一电滑环d541的转子与导电条d560一端导电连接，导电条d560安装在风轮轴d210内且其另一端与第二电滑环d542的转子电连接，第二电滑环d542的转子套装在风轮轴d210上且其定子安装在机库顶板c120上。第一电滑环d541的定子与光伏板的出电端导电连接，第二电滑环d542的定子与蓄电箱d590的充电接入端导电连接，蓄电箱d590内安装有充电放电模块、蓄电池，充电放电模块用于将外部电流调整后输入蓄电池存储或将蓄电池的电调节后输出至外部设备使用。使用时，通过光伏板产生的电能存储在蓄电池中，用于为整个机库供电以及为无人机、拖车充电续航。发电架d120穿过发电座滑槽d113且与之卡合、可滑动装配，发电座滑槽d113设置在发电座上且贯穿发电座。

由于通过光伏板发电的发电量十分有限（只能日照相对充足时使用），而且一旦光伏板上覆盖有灰尘等杂物就会导致其发电性能大打折扣，加上森林中风能其实十分丰富，因此发明人将发电板设计为可以利用风能发电的结构，具体如下：所述风轮轴d210穿出第一电滑环d541的一端上套装有风轮d530，风轮530可以通过风力驱使转动，所述风轮轴d210与机库顶板c120可圆周转动、不可轴向移动装配；所述发电轴筒d220底部装入联动内筒d260内且通过连接轴环d272与联动内筒d260装配，所述联动内筒d260的外部套装有联动外筒d250，联动内筒d260底部与发电座d110可圆周转动且不可轴向移动装配，所述联动外筒d250套装固定在联动内筒d260上，且联动外筒d250与联动开关座d140可圆周转动、不可轴向移动装配，所述联动开关座d140通过开关座板d141安装在发电座d110上，所述联动外筒d250的内侧设置有气流通道d252、导流环槽d253，所述气流通道d252的顶部、底部分别与联动气孔d261、导流环槽d253连通，所述联动气孔d261贯穿联动内筒d260，所述联动内筒d260的内侧顶部通过内筒顶盖d264封闭，所述联动内筒d260的内侧、位于联动气孔d261下方处设置有联动限位环d265，所述联动限位环d265用于限制联动滑环d271上移的最大位置。所述联动滑环d271在联动内筒d260内密封、可轴向滑动装配，所述联动滑环d271与联动拉杆d240一端装配、联动拉杆d240另一端穿出联动内筒d260后与发电滑套d222装配，所述发电滑套d222底部安装有滑套压板d223，滑套压板d223底部可球形滚动地安装有压板滚珠d224。所述联动滑环d271密封、可轴向滑动地套装在发电轴筒d220上，所述发电轴筒d220位于联动滑环d271和连接轴环d272之间的部分上套装有联动弹簧d340，联动弹簧d340用于对联动滑环d271施加阻碍其下移的弹力，从而使得初始状态时联动滑环d271处于最上方位移点。

所述联动内筒d260与导流环槽d253对应处设置有贯穿的内筒贯穿孔d262，内筒贯穿孔d262贯穿联动内筒d260且与联动内筒d260内部的抽吸腔d266连通，所述抽吸腔d266内安装有单向隔板d273，单向隔板d273与风轮轴d210可圆周转动、不可轴向移动、密封装配，所述风轮轴d210穿过发电座d110、机库顶板c120后与第二发电伞齿轮d622装配，所述单向隔板d273上设置有隔板阀孔d2731，隔板阀孔d2731内安装有隔板单向阀片d350，隔板单向阀片d350具有弹性且初始状态时将隔板阀孔d2731封闭，在隔板阀孔d2731内有由下往上的气流时，气流推开隔板单向阀片d350，然后进入单向隔板d273上方。所述风轮轴d210位于单向隔板d273下方、联动内筒d260内的部分上套装有叶轮d640，叶轮d640上设置有数块叶轮叶片d641，所述叶轮d640转动时能够驱动叶轮叶片d641转动，从而产生由下至上的抽吸力。所述联动内筒d260与位于叶轮d640下方或附近的部分上设置有贯穿的抽吸槽d263，抽吸槽d263与进风环槽d114连通，进风环槽d114与进风通道d111一端连通，所述进风通道d111另一端贯穿发电座d110，所述进风环槽d114、进风通道d111均设置在发电座d110内。

所述风轮轴d210位于发电座d110和机库顶板c120之间的部分上套装有离合轴套d280，离合轴套d280与风轮轴d210不可相对圆周转动、轴向移动装配装配，离合轴套d280安装在联动内筒d260底部，所述离合轴套d280与离合滑板d150可圆周转动、不可轴向移动装配，所述离合轴套d280位于离合滑板d150下方的部分上套装有第一离合盘d331；所述风轮轴d210位于第一离合盘d331的下方处套装固定有第二离合盘d332，所述第一离合盘d331、第二离合盘d332压紧时可相互咬合从而同步转动。所述风轮轴d210靠近机库顶板c120的部分与风轮轴座d170可圆周转动装配，所述风轮轴座d170安装在机库顶板c120上。初始状态时，第一离合盘d331、第二离合盘d332相互分离（不接触）。

所述离合滑板d150分别与离合架d120、离合传动板d160装配，所述离合架d120顶部安装有离合架顶板d122，离合架顶板d122内侧设置有贯穿的离合贯穿孔d123，所述联动外筒d250穿过离合贯穿孔d123，所述滑套压板d223不能穿过离合贯穿孔d123，在滑套压板d223下移后，压板滚珠d224会与离合架顶板d122压紧，从而驱动离合架d120下移。所述离合滑板d150与机库顶板c120之间安装有离合弹簧d310，离合弹簧d310用于对离合滑板d150施加阻碍其下移的弹力。所述离合传动板d160一端穿过第二顶板滑槽c122后与传动轴架d161装配，传动轴架d161上可圆周转动地安装有第二传动轴d202，第二传动轴d202上安装有第一传动齿d611、第一发电伞齿轮d621，所述第一传动齿d611、第一发电伞齿轮d621分别可与第二传动齿d612、第二发电伞齿轮d622啮合传动，初始状态时，第一传动齿d611、第一发电伞齿轮d621分别位于第二传动齿d612、第二发电伞齿轮d622上方且不与之啮合传动。所述第二传动齿d612可圆周转动地套装在第一传动轴d201上，第一传动轴d201安装在第一发电支板d131上，第一发电支板d131安装在机库顶板上，所述第二传动齿d612与第三传动齿d613啮合传动，第三传动齿d613套装在发电机d510的发电输入轴d511上。使用时，风轮d530通过风力驱使转动，从而带动风轮轴d210同步转动，风轮轴d210带动叶轮d640转动，叶轮将外部空气抽送至联动内筒d260内、联动限位环d265处，随着气流压强的增加，气压推动联动滑环d271克服联动弹簧d340的弹力下移，从而拉动发电滑套d222下移，以将发电板d520下拉，发电板d520以板座销d523为中心向下转动，从而增加其受风面积。在此过程中发电滑套d222带动滑套压板d223下移，滑套压板d223驱动离合架d120克服离合弹簧的弹力下移，离合架分别驱动第一离合盘d331、离合传动板d160下移，直到第一离合盘d331与第二离合盘压紧传动，第一传动齿d611、第一发电伞齿轮d621分别与第二传动齿d612、第二发电伞齿轮d622啮合传动，此时发电板切换至风能发电模式，风力驱动发电板转动，发电板带动发电轴筒d220、联动外筒d250同步转动，第一离合盘d331带动第二离合盘d332转动，从而实现风轮轴d210的高扭矩转动输出，风轮轴d210通过第二发电伞齿轮d622带动第一发电伞齿轮d621圆周转动，从而带动发电输入轴d511圆周转动，发电输入轴d511带动发电机d510转动发电，发电机发出的电流输入充放电模块中对蓄电池进行充电。这种设计通过风力大小自动实现太阳能发电和风力发电，从而利用能源优选的设计实现发电量的最大化，可以大大增加发电量。

优选地，内筒顶盖d264上还设置有单向排气孔d2641，所述单向排气孔d2641内安装有单向气嘴，单向气嘴用于将联动内筒d260内的气流排出。本实施例中通过单向气嘴缓慢排出联动内筒d260内的气流，有利于联动滑环的复位，从而便于风力与太阳能发电的切换。

优选地，为了避免异物进入联动内筒d260内，所述进风通道d111上还安装有孔网d570，所述孔网d570上设置有数个细小的网孔d571，所述网孔d571用于使气流通过但是过滤大颗粒杂质。

优选地，为了避免孔网d570堵塞，发明人还设计了用于刷洗孔网的孔网刷d580，所述孔网刷d580上设置有柔软的孔网刷毛d581，所述孔网刷毛d581压紧在孔网d570上，孔网刷d580安装在孔网刷杆d410一端上，孔网刷杆d410另一端穿过刷杆滑槽c121后与刷子驱动杆d420一端铰接，所述刷子驱动杆d420另一端与刷子偏心轮d430偏心铰接（非圆心处铰接），所述刷子偏心轮d430套装在第三传动轴d203上，所述第三传动轴d203可圆周转动地安装在第二发电支板d132上，所述第二发电支板d132安装在机库顶板c120上，且所述第三传动轴d203上还套装有第三发电伞齿轮d623，所述第三发电伞齿轮d623与第二发电伞齿轮d622啮合传动。在风轮轴d210转动时可以驱动刷子偏心轮d430圆周转动，从而带动孔网刷d580沿着孔网d570上下移动以将网孔上吸附的杂物刷落，刷落的杂物掉落至孔网附近的输出槽d112，从而避免再次污染孔网，输出轴d112设置在充电座d110上且贯穿充电座底部。所述孔网刷杆d410上还设置有弹簧支块d411，弹簧支块d411与刷杆弹簧d320一端装配，刷杆弹簧d320另一端安装在机库顶板c120上且用于对孔网刷杆d410施加阻碍其下移的弹力。在孔网刷d580下移后会通过刷杆弹簧d320的辅助上移从而降低被卡死的概率。

所述叶轮d530设置在发电板d520的上方，使用时，叶轮容易转动，从而可以起到驱赶鸟类的作用，防止鸟类在发电板上停息、排泄，也就降低了发电板被污染的概率。另外发电板可以转动，在转动时通过离心力可以有效地将其表面吸附的异物甩出，从而确保太阳能发电的效率。特别是在下雨时，通过雨水的冲刷能够进一步清洁光伏板的表面。

优选地，为了防止在进行太阳能发电时发电板d520发生转动严重影响发电效率，发明人还进行了如下改进：在联动外筒d250上设置联动锁孔d251，所述联动锁孔d251与联动锁杆d710一端插接装配，从而使得联动外筒d250无法转动，所述联动锁杆d710上设置有联动锁环d711，所述联动锁环d711与联动滑孔d142卡合、可滑动装配，所述联动滑孔d142设置在联动开关座d140上，所述联动锁杆d710位于联动滑孔d142封闭端和联动锁环d711之间的部分上套装有锁杆弹簧d330，锁杆弹簧d330用于对联动锁杆d710施加向联动锁孔d251推动的弹力，所述联动锁杆d710一端穿出联动开关座d140、联动让位槽d121后与联动解锁块d450装配，所述联动让位槽d121设置在发电架d120上且贯穿发电架d120，所述联动解锁块d450上设置有由上至下逐渐靠近联动开关座d140的第一联动斜面d451，所述第一联动斜面d451可与第二联动斜面d441贴合，所述第二联动斜面d441设置在联动解锁条d440上，所述联动解锁条d440安装在发电架d120上。在发电架d120下移时会带动联动解锁条d440下移，从而驱动联动锁杆d710克服锁杆弹簧d330的弹力退出联动锁孔d251即可。

参见图27-图32，所述监测装置包括监测外壳g110、监测盖g120，所述监测盖g120底部开口且罩在监测外壳g110顶部，所述监测外壳g110上分别设置有烟饼腔g112、安装腔g113，所述烟饼腔g112内放置有烟饼g410，烟饼g410燃烧时会产生大量浓烟，从而可以指示火灾位置。所述烟饼腔g113底部安装有烟饼放置环g710，烟饼放置环g710用于放置烟饼g410。所述烟饼腔g113底部设置有燃烧腔g115，燃烧腔g115设置在监测外壳g110上且燃烧腔g115由上至下依次安装有点火器g810、燃气管g330、点火转盘g740、抽吸轮g730、燃烧隔板g130、动力叶轮g720，所述点火转盘g740、抽吸轮g730、动力叶轮g720套装在燃气管g330上，燃气管g330内部为中空的燃气内管g332；所述燃烧隔板g130与燃烧腔g115的内壁装配固定、密封，所述点火器g810安装在燃烧腔g115的内壁上，且点火器g810的点火针g811伸入燃气内管g332顶部开口处；点火器g810的开关处受压会释放高压，高压在点火针g811处会形成放电火花，从而点燃可燃气体，其原理与现有的电子打火机一样。所述点火转盘g740顶面上、与点火器g810的开关对应处设置有点火凸起g741，点火凸起g741进入点火器g810的开关下方时会触压点火器g810的开关，从而使得点火器g810向点火针放电以点燃乙炔气体。监测外壳在燃烧腔g115与抽吸轮g730对应处设置有贯穿的抽吸气孔g117，抽吸轮g730转动时，抽吸气孔g117用于将外部空气吸入燃烧腔g115内以便于乙炔的燃烧。抽吸气孔g117与抽吸管g210一端连通，抽吸管g210另一端引出至监测外壳g110外部。

所述燃气管g330内部中空，且燃气管g330的底部设置有贯穿的燃气排气孔g331，燃气排气孔g331与燃气引流通道g116一端连通，燃气引流通道g116另一端与燃烧腔g115底部连通，燃烧腔g115安装有动力叶轮g720的部分上还通过送气通道g114与反应腔g422顶部连通，反应腔g422设置在反应罐g420底部，反应罐g420安装在安装腔g113内，反应罐g420内部通过反应隔板g430分割为底部的反应腔g422、顶部的存水腔g421，所述反应隔板g430上设置有注水锥孔g431，注水锥孔g431与注水锥头g324贴合、密封，所述注水锥头g324安装在加注管g320底部，加注管g320内部为中空的加注通道g321，加注通道g321的底部、顶部分别设置有贯穿的加注进气孔g322、加注出水孔g323，所述加注管g320顶部穿出反应罐g420后装入定位套管g230内且与之不可相对轴向移动装配（通过螺纹旋合），定位套管g230顶部穿出监测盖g120后与端盖g220密封装配。所述反应腔g422内存放有电石，所述存水腔g421内存放有盐水。使用时，将加注管g320向上拉动，使得注水锥头g324与注水锥孔g431分离，此时存水腔g421内的盐水从注水锥孔g431滴落至反应腔的电石上，电石遇水迅速产生大量的乙炔气体和热量，气体通过送气通道g114引入燃烧腔g115内然后吹动动力叶轮g720旋转，穿过动力叶轮g720后的气流从燃气引流通道g116进入燃气内管g332，然后向烟饼腔g115喷出；动力叶轮g720转动时能够带动燃气管g330圆周转动，燃气管g330带动点火转盘g740、抽吸轮g730圆周转动，点火转盘g740通过点火凸起g741带动点火器，乙炔气体点燃烟饼，从而使得烟饼发出大量浓烟。

优选地，为了控制电石的反应速度，所述反应腔g422内还由上至下安装有多层螺旋的引水绳g440，引水绳g440采用高吸水性材料制成，在盐水滴落至引水绳g440上后，引水绳g440将水输送至粉状电石内，电石反应时的热量会烘干引水绳g440，从而可以有效控制反应速度。

优选地，所述监测外壳g110顶部设置有卡扣槽g111，所述卡扣槽g111可与卡扣头g621，卡扣头g621安装在卡扣板g620一端上，卡扣板g620另一端安装在卡扣安装板g610上，卡扣板g620具有弹性其用于对卡扣头g621施加向卡扣槽g111推动的弹力，从而使得卡扣头g621、卡扣槽g111保持卡合状态。所述卡扣板g620、卡扣安装板g610均安装在卡扣安装槽g121内，卡扣安装槽g121设置在监测盖g120上。

所述监测外壳g110上还设置有热感孔g101，热感孔g101内由下至上依次安装有记忆弹簧g510、监测解锁套g520、撑杆g310，所述监测解锁套g520内部设置有顶部开口、底部封闭的解锁盲孔g521，解锁盲孔g521与撑杆g310可轴向滑动装配，所述撑杆g310顶部穿出监测外壳g110后与监测盖g120内侧顶紧。在火灾发生时，燃烧产生的热量直接作用在监测外壳g110上，监测外壳g110受热，从而将热量传递到记忆弹簧g510，记忆弹簧g510在120℃以上伸长、在100℃以下回缩，从而在火灾发生时加热记忆弹簧g510，记忆弹簧伸长，从而驱动监测解锁套g520上移，监直到解锁盲孔g521与撑杆g310底面贴紧后，监测解锁套g520驱动撑杆g310上移以顶开监测盖，从而为后续烟雾的排出提供基础。撑杆g310穿出监测外壳g110的部分上设置有撑杆环g311，撑杆环g311用于限制撑杆g310下移的最大位移量。

优选地，所述卡扣槽g111与卡扣头g621对应处卡合、可滑动地安装有卡扣推板g630，卡扣推板g630与卡扣解锁块g640一端装配，卡扣解锁块g640另一端穿过卡扣受力板g660后进入热感孔g101内，且卡扣解锁块g640进入热感孔g101的部分上设置有第一卡扣斜面g641，所述监测解锁套g520顶面上设置有第二卡扣斜面g522；所述卡扣解锁块g640上设置有弹簧受力环g642，所述卡扣解锁块g640位于弹簧受力环g642和卡扣受力板g660之间的部分上套装有卡扣弹簧g650，卡扣弹簧g650用于对卡扣解锁块g640施加向热感孔推动的弹力，所述卡扣受力板g660安装在卡扣槽g111上。

在记忆弹簧g510受热后会驱动监测解锁套g520上移，监测解锁套g520上移过程中会使得第一卡扣斜面g641与第二卡扣斜面g522贴合从而驱动卡扣解锁块g640克服卡扣弹簧g650的弹力向卡扣受力板g660移动，从而驱动卡扣推板g630箱卡扣头移动直到将卡扣头推出卡扣槽即可，此时监测盖g120与监测外壳g110分离，随着记忆弹簧的伸长可以继续推动监测盖上移，从而使得监测盖底部与监测外壳顶部分离，这样产生的烟雾可以快速排出。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。