一種地面供電的空中消防機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地面供電的空中消防機器人，使用地面電源為其提供能源，是一種能攜帶消防龍頭和消防液的空中消防機器人。本發(fā)明使用旋翼式飛行平臺，可以自由攜帶消防龍頭和消防液從空中到消防員無法快速達到的火險位置。該消防機器人可以將消防龍頭拉升至數(shù)百米高度的地方，對高樓起火實施滅火，也可以帶著消防龍頭越過房屋、墻壁、樹木、弄堂、壕溝、水面等障礙物，把消防管道拉至起火位置進行滅火，為高樓、狹窄街巷、高山森林等情況復雜地區(qū)的滅火工作提供了有效的解決方案。
【專利說明】 一種地面供電的空中消防機器人
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地面供電的電動空中消防機器人，該消防機器人能夠快速地對人力無法及時到達的區(qū)域進行有效的滅火，避免損失進一步擴大，同時保護消防人員的安全。
【背景技術(shù)】
[0002]2011年11月15日，位于上海靜安區(qū)的一棟高層住宅突發(fā)火情，起火點位于10_12層之間，由于大樓外立面采用了聚合物材料進行裝修，因此火情快速蔓延，不久，整棟樓都被大火包圍。但遺憾的是，由于消防噴射龍頭不能抵達樓層高度，所以無法實施有效滅火。最終發(fā)生了這幕58人死亡，70余人受傷的慘劇。痛定思痛，如果，消防反應能夠更加快速和有效，如果消防設施可以達到足夠的高度進行滅火，那么是否能夠在今后很大程度上減少甚至避免此類火災帶來的人間慘劇。
[0003]對于城市和小鎮(zhèn)以及一些背街小巷，弄堂眾多，由于道路狹窄，消防車難以進入，而常常耽誤了滅火的良機。
[0004]對農(nóng)村來說，突發(fā)的野火山火更是常常威脅著村莊里百姓的生命安全，一些陡峭的山地著火，消防人員無法快速實施搶險，往往會使火情擴大而難以控制。
[0005]2010年12月5日，四川省甘孜州道孚縣草原發(fā)生火災，當?shù)亟M織干部群眾撲救草原火災，由于山勢陡峭，突起大風，火勢反撲，導致參與撲救人員無法及時撤離，最終有23名消防戰(zhàn)士和干部群眾遇難。
[0006]我國是一個多山國家，據(jù)統(tǒng)計，山地、丘陵和高原的面積占全國土地總面積的69%。對于一些森林和山地的滅火，特別是險峻山林的火災搶險，難度往往是比較大。人員送達困難，救險過程中消防員的生命安全也沒有足夠的保障。就拿建國至今最為慘重大興安嶺大火來說，這場災難造成了難以估量的損失，僅有戶籍之人死亡即達210人，燒傷者達266人、I萬余戶、5萬余人流離失所，這還不算失蹤人員和林區(qū)大量的外來流動人口。暫且撇除自然風力原因和人為疏漏不論，如果能夠在火情前期就使之得到有效控制，那么斷然不會出現(xiàn)這樣的人間慘劇。
[0007]針對以上的這些情況，人們急需一種可以不受地形條件和障礙物影響，而能夠在火情發(fā)生后快速對火場施救以控制火情，保護人民生命財產(chǎn)安全的新型滅火工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種地面供電的電動空中消防機器人。該電動空中消防機器人可以攜帶一根消防水管從空中快速達到消防人員難以及時進行搶險地區(qū)展開滅火施救，因此大大延伸了滅火范圍、提高了救火效率。同時，這種消防機器人也避免消防人員出現(xiàn)在最為危險的火災現(xiàn)場，保障了消防人員的安全。
[0009]現(xiàn)對本發(fā)明的【具體實施方式】做一詳細敘述。這種電動空中消防機器人的組成部分包括:(I)旋翼式飛行平臺，(2)消防水管，(3)消防龍頭，(4)輸電線，(5)攝像頭，(6)控制臺。[0010]本發(fā)明主要原理如下所述:空中消防機器人的主體，是一架由消防人員遙控的旋翼式飛行平臺(1)，可以裝載到消防車或其它運輸車輛上，它可以根據(jù)需要而采用多旋翼或普通旋翼式飛行平臺，該旋翼式飛行平臺為電力驅(qū)動，自身攜帶一根長度為數(shù)百至數(shù)千米的輸電線(4)，其功率要足夠攜帶消防水管(2)與其中的消防液做較遠距離的飛行并實施滅火。該旋翼式飛行平臺前段安裝有消防龍頭(3)，該消防龍頭為旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，具有180度的轉(zhuǎn)角，以便對準著火點進行噴射。該多旋翼飛行平臺的旋翼可有一定范圍的傾斜角度，用于保持直升機平穩(wěn)，同時，為直升機所帶龍頭噴射消防液時保持機身平衡提供足夠動力。多旋翼飛行平臺(I)在運動中和在實施噴射滅火中維持機身平衡，由其內(nèi)部的飛行控制裝置自動進行，一般采用陀螺儀獲知飛行狀態(tài)，進而由飛控計算機控制每個旋翼的旋轉(zhuǎn)速度升力和傾斜方向，從而自動維持平衡。
[0011]如上所述的一架旋翼式飛行平臺由一個控制臺(6)所控制，前置的攝像頭(5)獲取的火場影像并通過通信裝置發(fā)送給控制臺，消防人員可根據(jù)控制臺上顯示的影像來了解火場的實時信息，并根據(jù)此信息來發(fā)送行動指令。行動指令主要包括機體運動方向，噴射水量，噴射水壓大小，龍頭方向等。
[0012]如上所述的消防水管(2)由質(zhì)輕但結(jié)構(gòu)牢固的材料制成，管徑在2-10cm，根據(jù)多旋翼飛行平臺(I)的升力大小而定，消防水管一端連接直升機上的消防龍頭，另一端為入水口，可以連接消防水箱、消防栓、水泵、消防車等。
[0013]因此，總結(jié)而言，本發(fā)明提供了一種可快速反應并機動靈活的新型空中滅火機器人。該發(fā)明的有益效果是:1.能夠?qū)馂膮^(qū)域提供快速的施救，將火情控制甚至消滅在初始階段，避免蔓延帶來進一步的損失；2.對于高樓、窄巷、山林等消防車和消防人員難以有效實施撲救的區(qū)域，該空中滅火機器人提供了有效的解決方案；3.本發(fā)明的施救過程由消防人員遠距離操控，減少了消防人員直接近距離接近火場的必要性，使消防人員的傷害可能大大降低。
[0014]
【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明主體工作原理示意圖；
圖中:(I)旋翼式飛行平臺，(2)消防水管，(3)消防龍頭，(4)輸電線，(5)攝像頭 圖2是一架四旋翼空中滅火機器人的俯視圖.圖3是控制臺，(6)是其標號 【具體實施方式】:
下面對本發(fā)明的實施例做詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下實施，給出了詳細的實施方式，但實施方式本不限制本發(fā)明的范圍?；诒景l(fā)明所進行的其他使用和改進都應視為本發(fā)明的合理推衍。
[0015]實施例1
本實施例為最典型的采用四旋翼飛行平臺的的空中滅火機器人，四旋翼滅火平臺可通過旋翼的傾角和螺旋槳方向控制飛行姿態(tài)和方向。各機翼直徑為2m，轉(zhuǎn)速12轉(zhuǎn)/秒，升力為41250N，最大可攜帶IOcm的裝滿水的消防水管升高至500米高度。
[0016]例如，某高層居民樓發(fā)生火險，火線位置位于第二十五層，僅憑云梯高度無法將消防龍頭輸送到相近高度進行滅火，故而采用空中滅火機器人進行緊急撲救以求控制火情。[0017]由消防車搭載運送兩架四旋翼滅火無人機至高樓旁，根據(jù)火情大小選用直徑為IOcm的消防水管，將消防水管連接到滅火機器人和消防車水箱中，通過控制臺啟動消防機器人升空，到達二十六層高度后，開始對消防液加壓，輸送至消防龍頭處，通過攝像頭所獲取的影像觀察火情位置，對準目標后噴射消防液，同時開大后旋翼功率，抵消噴射所造成的向后的動量，保持機身平穩(wěn)。在空中滅火機器人滅火的過程中，消防人員也同時抵達失火樓層展開救援。若干分鐘后，由于內(nèi)外部結(jié)合，及時、得當?shù)膿尵裙ぷ鳎痣U被撲滅，避免了過大的損失。
[0018]
實施例2
采用雙旋翼飛行平臺的滅火機器人，雙旋翼滅火平臺相貌類似于電影《阿凡達》中的戰(zhàn)斗直升機，機身左右各有一個旋翼，該平臺可通過旋翼的傾角控制前進后退。各旋翼直徑為4m,轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/秒,升力超過18160N,機身最大可以攜帶直徑為IOcm的消防水管升高最高達到200米高度進行滅火。
[0019]同時，也適合在障礙物較多的場地攜帶消防水管滅火，例如某四合院突發(fā)火情，但周圍消防設備簡陋，且街巷狹窄，消防車無法進入，因此無法及時滅火，周圍房屋毗鄰而建，又多為簡易磚木結(jié)構(gòu)，情形十分危急，故而采用空中滅火機器人進行緊急撲救以求控制火情。
[0020]由消防車搭載運送兩架雙旋翼滅火無人機至最近的街道，根據(jù)火情大小選用直徑為5cm的消防水管，將消防水管連接到滅火機器人和消防車水箱中，通過控制臺啟動消防機器人升空，到達20米高度后，開始對消防液加壓，輸送至消防龍頭處，通過攝像頭所獲取的影像觀察火情位置，對準目標后噴射消防液，同時旋翼略微向前傾斜，抵消噴射所造成的向后的動量，保持機身平穩(wěn)。在空中滅火機器人滅火的過程中，消防人員也快速進入失火部位展開救援。雙管齊下，快速遏制了火情蔓延，若干分鐘后，由于及時、得當?shù)膿尵裙ぷ?，火險被撲滅，避免了過大的損失。
[0021]
實施例3
采用六旋翼飛行平臺的的空中滅火機器人，六旋翼滅火平臺的機身左右各有三個旋翼，左右位于中間的旋翼不可傾斜，用于產(chǎn)生升力，前后各一對旋翼，可以傾斜以控制飛行姿態(tài)和方向。各機翼直徑為3m，轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/秒，升力為151000N，最大可攜帶IOcm的裝滿水的消防水管升高至1900米高度。
[0022]某山頂發(fā)生森林火災，山勢險峻，消防人員無法快速施救，附近也無道路供消防車駛?cè)?，而山勢較高，需要較大動力將水管帶到上上滅火，故而采取若干架六旋翼空中滅火機器人進行緊急作業(yè)以求撲滅火險。
[0023]選取周圍某村莊作為搶險指揮中心，快速連接好消防水管和增壓式抽水泵，將水泵安置到水潭中，將消防水管另一頭連接到滅火機器人龍頭處，通過控制臺啟動消防機器人升空，到達山火區(qū)域，打開抽水泵并輸送溪水滅火。通過攝像頭所獲取的影像對山火進行快速撲救。同時，消防人員沿著消防機器人所開辟的路線展開進一步的滅火工作。若干時間后，山火被撲滅，消防人員對林區(qū)展開隱患排查，確認無殘火余火后撤離。此過程中，山火得到了快速的撲救，參與撲救人員無任何損傷。
【權(quán)利要求】
1.一種地面供電的空中消防機器人，其組成部分包括:(1)旋翼式飛行平臺，(2)消防水管，(3)消防龍頭，(4)輸電線，(5)攝像頭以及獨立的(6)控制臺。
2.如權(quán)利要求書I所述的一種地面供電的空中消防機器人，其特征在于:該空中消防機器人的主體結(jié)構(gòu)是一架可遙控的多旋翼飛行平臺(I )，機身主要采取耐高溫金屬制成，該直升機外形結(jié)構(gòu)根據(jù)其作業(yè)場合而具體確定，可采用雙旋翼、四旋翼、六旋翼等，采用電動機提供動力來源。
3.如權(quán)利要求書2所述的多旋翼飛行平臺，其特征在于:飛行平臺通過陀螺儀和飛控計算機自動調(diào)節(jié)維持飛行平衡。
4.如權(quán)利要求書2所述的多旋翼飛行平臺，其特征在于:旋翼可傾斜，并通過旋翼傾斜使得平臺可以多方向自由運動，并在平臺滅火、噴射消防液時自動調(diào)節(jié)旋翼方向以維持機身平衡。
5.如權(quán)利要求書I所述的一種地面供電的空中消防機器人，其特征在于:該空中消防機器人的控制臺是一臺計算機，該計算機可通過攝像頭(5)獲取火場影像，并由消防員通過控制臺發(fā)送指令對火場進行滅火。
6.如權(quán)利要求書I所述的一種地面供電的空中消防機器人，其特征在于:該空中消防機器人攜帶一根消防水管(2)，該消防水管由質(zhì)輕但強度高的材料制成，它的的地面端可連接消防水箱、消防栓、水泵、消防車等。
7.如權(quán)利要求書I所述的一種地面供電的空中消防機器人，其特征在于:該空中消防機器人攜帶一個消防龍頭(3)，該消防龍頭可進行一定角度的旋轉(zhuǎn)，以便對準火點噴射，由控制臺控制。
8.如權(quán)利要求書I所述的一種地面供電的空中消防機器人，其特征在于:該電動空中消防機器人攜帶一根輸電線(4)，該輸電線連接地面供電裝置，可以是普通電源，或?qū)Ｓ霉╇娤涞取?br> 9.如權(quán)利要求書I所述的一種地面供電的空中消防機器人，其特征在于:該空中消防機器人的機身上裝載一個攝像頭(5)用于獲取火場影像，以幫助消防人員查看和分析火場狀況。
【文檔編號】B64D1/18GK103661945SQ201210357668
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月25日
【發(fā)明者】唐輝 申請人:唐輝