本發(fā)明屬于無人機(jī)，具體涉及一種基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)滅火方式中，往往存在隨著樓層的提高而滅火效果不斷下降的情況；常見的云梯車受到結(jié)構(gòu)、通行性等影響，越來越不能滿足高樓滅火的需要。車載的消防水帶也受到長(zhǎng)度、水壓等問題的影響，難以滿足高樓層位置的消防滅火的需求。樓內(nèi)自備的消防系統(tǒng)設(shè)施在火災(zāi)真正來臨時(shí)，效果往往并不理想。一般的滅火方法需要耗費(fèi)一定的人力，對(duì)于一些滅火人員不方便到達(dá)的區(qū)域來說，增加了滅火的困難程度。

2、隨著無人機(jī)技術(shù)的日趨成熟，已被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)已有不少消防機(jī)構(gòu)使用無人機(jī)成功進(jìn)行過火場(chǎng)偵查監(jiān)測(cè)、拋投救援物資等嘗試，效果非常明顯。當(dāng)前，我國(guó)消防部隊(duì)面臨著日益復(fù)雜的滅火救援和社會(huì)救助形勢(shì)，對(duì)各類地震救援、抗洪搶險(xiǎn)、山岳救助及大跨度或高層火災(zāi)等情況，傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)偵查手段的局限性已日益凸顯。

3、了解到了無人機(jī)在消防領(lǐng)域的重要性和應(yīng)用，結(jié)合消防部隊(duì)的實(shí)戰(zhàn)需求，無人機(jī)在消防部隊(duì)當(dāng)中可以發(fā)揮許多作用。無人機(jī)憑借其靈活、高效、精準(zhǔn)、成本低等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用至滅火救援、災(zāi)情分析、隱患巡查、醫(yī)療物資保障、求助受困人員等作業(yè)中，能夠有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)消防救援的不足與缺陷。

4、但是，目前市場(chǎng)上存在的高空滅火無人機(jī)，由于負(fù)載重量和續(xù)航有限，當(dāng)高層建筑火勢(shì)較大時(shí)，無人機(jī)需要反復(fù)起降裝載滅火劑、更換電池等，在“時(shí)間就是生命”的救火現(xiàn)場(chǎng)極大制約了滅火效率。

5、針對(duì)這一現(xiàn)狀，迫切需要設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一種能夠具有大負(fù)載重量和長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本方案提供了一種基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

3、一種基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，包括圓環(huán)形的動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)；在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)的上部中心處嵌裝安裝有圓餅狀的燃油油箱；在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)的邊緣處嵌裝有若干渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和若干涵道電機(jī)，所述渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)由燃油油箱供油并為動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)提供豎向的升力，涵道電機(jī)與電源相連并用于動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)的轉(zhuǎn)向和提供升力；

4、在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)上還設(shè)置有若干舵機(jī)，所述舵機(jī)與涵道電機(jī)相連并控制涵道電機(jī)的偏擺動(dòng)作，使涵道電機(jī)的出風(fēng)方向進(jìn)行變化以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)的轉(zhuǎn)向；

5、在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)下方連接有設(shè)備掛載底架，所述設(shè)備掛載底架用于安裝消防滅火器具或/和救援設(shè)備；

6、在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)的上方安裝有飛行控制組件，所述飛行控制組件能夠控制各個(gè)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和各個(gè)涵道電機(jī)的實(shí)時(shí)功率，飛行控制組件還控制舵機(jī)以改變涵道電機(jī)的出風(fēng)方向。

7、作為上述消防無人機(jī)的備選或補(bǔ)充：所述飛行控制組件通過隔離板與燃油油箱隔開。

8、作為上述消防無人機(jī)的備選或補(bǔ)充：所述動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)的上方設(shè)置有無人機(jī)頂蓋，無人機(jī)頂蓋為錐形罩結(jié)構(gòu)，所述無人機(jī)頂蓋的罩口與隔離板相連，所述飛行控制組件安裝于無人機(jī)頂蓋的內(nèi)部。

9、作為上述消防無人機(jī)的備選或補(bǔ)充：消防滅火器具包括水帶、水槍、泡沫槍或破窗機(jī)構(gòu)。

10、作為上述消防無人機(jī)的備選或補(bǔ)充：飛行控制組件包括組合導(dǎo)航控制器和飛控控制器；所述導(dǎo)航控制器連接有用于飛行實(shí)時(shí)狀態(tài)采集的傳感器；所述飛控控制器連接有渦噴控制器、數(shù)據(jù)鏈路、舵機(jī)控制器和涵道電機(jī)，所述渦噴控制器用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的油路控制；所述數(shù)據(jù)鏈路用于數(shù)據(jù)的對(duì)外發(fā)送和接收；所述舵機(jī)控制器用于舵機(jī)的實(shí)時(shí)控制；所述組合導(dǎo)航控制器與飛控控制器通信連接。

11、作為上述消防無人機(jī)的備選或補(bǔ)充：所述傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、三軸磁強(qiáng)計(jì)、壓力傳感器、空速計(jì)、rtk和激光雷達(dá)中的一個(gè)或多個(gè)。

12、作為上述消防無人機(jī)的備選或補(bǔ)充：所述消防無人機(jī)通信連接有消防地面控制平臺(tái)；所述消防地面控制平臺(tái)與監(jiān)測(cè)設(shè)備通信連接，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備通信安裝于火災(zāi)事故監(jiān)控區(qū)域中，并用于獲取火災(zāi)事故數(shù)據(jù)，火災(zāi)事故數(shù)據(jù)包括火災(zāi)事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)及面積。

13、作為上述消防無人機(jī)的備選或補(bǔ)充：在發(fā)生火災(zāi)時(shí)的消防方法包括如下步驟：

14、s1：在火災(zāi)事故監(jiān)控區(qū)域發(fā)生火災(zāi)事故后，由監(jiān)測(cè)設(shè)備采集并上傳火災(zāi)事故數(shù)據(jù)至消防地面控制平臺(tái)；

15、s2：消防地面控制平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)火災(zāi)事故數(shù)據(jù)至消防部隊(duì)的消防管理設(shè)備上；

16、s3：消防部隊(duì)根據(jù)上傳的火災(zāi)事故數(shù)據(jù)，并趕赴火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)；

17、s4：消防部隊(duì)人員通過監(jiān)測(cè)設(shè)備觀察火災(zāi)事故，并確認(rèn)和完善火災(zāi)事故數(shù)據(jù)；消防部隊(duì)人員根據(jù)新的火災(zāi)事故數(shù)據(jù)，在消防無人機(jī)上安裝對(duì)應(yīng)的消防滅火器具或/和救援設(shè)備；

18、s5：消防地面控制平臺(tái)控制消防無人機(jī)移動(dòng)到發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，進(jìn)行高空滅火，并同時(shí)監(jiān)控火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)有無被困人員；

19、s6：消防地面控制平臺(tái)根據(jù)消防無人機(jī)回傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)消防無人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度和指揮；消防地面控制平臺(tái)由人工進(jìn)行操作或者按照?qǐng)?zhí)行預(yù)設(shè)方案。

20、本發(fā)明的有益效果為：本方案中的消防無人機(jī)，采用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，相比于單純的旋翼式無人機(jī)，具有更大的載重量，最大載荷可達(dá)到200kg以上；上升速度快，能夠更快的到達(dá)火災(zāi)位置進(jìn)行滅火；不需要搭載較大重量的電池，同時(shí)隨著燃油油箱的消耗，消防無人機(jī)的重量，將會(huì)不斷降低，從而延長(zhǎng)飛行的續(xù)航時(shí)間。

技術(shù)特征：

1.一種基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，其特征在于：包括圓環(huán)形的動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)(7)；在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)(7)的上部中心處嵌裝安裝有圓餅狀的燃油油箱(4)；在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)(7)的邊緣處嵌裝有若干渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)(5)和若干涵道電機(jī)(6)，所述渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)(5)由燃油油箱(4)供油并為動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)(7)提供豎向的升力，涵道電機(jī)(6)與電源相連并用于動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)(7)的轉(zhuǎn)向和提供升力；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，其特征在于：所述飛行控制組件(2)通過隔離板(3)與燃油油箱(4)隔開。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，其特征在于：所述動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)(7)的上方設(shè)置有無人機(jī)頂蓋(1)，無人機(jī)頂蓋(1)為錐形罩結(jié)構(gòu)，所述無人機(jī)頂蓋(1)的罩口與隔離板(3)相連，所述飛行控制組件(2)安裝于無人機(jī)頂蓋(1)的內(nèi)部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，其特征在于：消防滅火器具包括水帶、水槍、泡沫槍或破窗機(jī)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，其特征在于：飛行控制組件(2)包括組合導(dǎo)航控制器和飛控控制器；所述導(dǎo)航控制器連接有用于飛行實(shí)時(shí)狀態(tài)采集的傳感器；所述飛控控制器連接有渦噴控制器、數(shù)據(jù)鏈路、舵機(jī)(9)控制器和涵道電機(jī)(6)，所述渦噴控制器用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)(5)的油路控制；所述數(shù)據(jù)鏈路用于數(shù)據(jù)的對(duì)外發(fā)送和接收；所述舵機(jī)(9)控制器用于舵機(jī)(9)的實(shí)時(shí)控制；所述組合導(dǎo)航控制器與飛控控制器通信連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，其特征在于：所述傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、三軸磁強(qiáng)計(jì)、壓力傳感器、空速計(jì)、rtk和激光雷達(dá)中的一個(gè)或多個(gè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，其特征在于：所述消防無人機(jī)通信連接有消防地面控制平臺(tái)；所述消防地面控制平臺(tái)與監(jiān)測(cè)設(shè)備通信連接，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備通信安裝于火災(zāi)事故監(jiān)控區(qū)域中，并用于獲取火災(zāi)事故數(shù)據(jù)，火災(zāi)事故數(shù)據(jù)包括火災(zāi)事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)及面積。

8.據(jù)權(quán)利要求5所述的基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，其特征在于：在發(fā)生火災(zāi)時(shí)的消防方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的消防無人機(jī)，包括圓環(huán)形的動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)；在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)上安裝有燃油油箱、若干渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、若干涵道電機(jī)、舵機(jī)，渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)提供豎向的升力，涵道電機(jī)用于轉(zhuǎn)向和提供升力；舵機(jī)用于控制轉(zhuǎn)向；在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)下方的設(shè)備掛載底架用于安裝消防滅火器具或/和救援設(shè)備；在動(dòng)力系統(tǒng)安裝平臺(tái)的上方安裝有飛行控制組件，所述飛行控制組件能夠控制各個(gè)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和各個(gè)涵道電機(jī)的實(shí)時(shí)功率，飛行控制組件還控制舵機(jī)以改變涵道電機(jī)的出風(fēng)方向。本方案中的消防無人機(jī)具有更大的載重量；上升速度快，能夠更快的到達(dá)火災(zāi)位置進(jìn)行滅火；具有更長(zhǎng)的飛行續(xù)航時(shí)間。

技術(shù)研發(fā)人員：周秀田,張虹,王凱迪,于明豐,金書
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連海星電機(jī)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21