本發明屬于消防器械領域，具體涉及一種消防無人機。

背景技術：

隨著無人機技術的日趨成熟和航空攝影技術的進一步拓展，民用無人機應用領域日益廣泛，包括電力巡線、搶險救災、資源勘探、環境監測、自然災害監測與評估、林火病蟲害防護與監測等。其中森林防火任務日益加重，我國消防部隊面臨著復雜的滅火救援和社會救助形勢，傳統現場偵查手段的局限性已日益凸顯，同時為撲救森林火災也耗費了大量的人力、物力和財力，森林火災對森林資源和生態環境的破壞所造成的損失難以估量。因此，如何將高科技手段應用到森林資源監測，有效實施消防預警和現場偵測，并迅速、準確處置災情已成為森林防火工作的一項迫在眉睫、亟待解決的重大課題。

技術實現要素：

本發明的目的是解決無人機準確處置森林火災的技術問題。

為此，本發明提供了一種消防無人機。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種消防無人機，包括采用鈦合金制作而成的機身、旋翼、動力裝置和控制裝置，所述旋翼通過連桿與所述機身固定連接，所述動力裝置和所述控制裝置連接，還包括設置在機身上的攝像機及消防彈發射裝置，所述攝像機的輸出端與控制裝置的輸入端連接，所述攝像機的輸出端還與指揮中心的指揮系統連接；

所述消防彈發射裝置通過支架固定在機身的頂面，所述消防彈發射裝置包括用于盛放消防彈的錐形套筒、固定在錐形套筒下端的箱體、穿過箱體上壁與錐形套筒下端連接的傳輸通道及通過橫向支架固定的投放倉，所述橫向支架的一端與支架的側壁固定連接，所述橫向支架的另一端與投放倉外壁固定連接；

所述傳輸通道依次穿過箱體、投放倉后與機身的消防彈投放孔固定連接，所述箱體、所述投放倉內均設有用于固定傳輸通道的支撐裝置，所述支撐裝置的一端與傳輸通道的外壁連接，所述支撐裝置的另一端固定在投放倉或箱體的內壁上。

作為本發明的進一步限定，所述傳輸通道包括傾斜設置的中空套管、彎管及與彎管下端固定連接的豎直管，所述中空套管的上端與錐形套筒的下端固定連接，所述中空套管的下端從箱體的側面穿出并進入投放倉內與所述彎管的上端固定連接，所述豎直管的下端穿出投放倉并向下延伸至機身的消防彈投放孔；

所述箱體內設有多個用于固定中空套管的套管支架，所述套管支架的一端固定在箱體的內壁上，所述套管支架的另一端與中空套管的外壁固定連接；

所述彎管的外壁與投放倉的內壁之間設有用于固定彎管的彎管支架，所述豎直管的內壁上相對設有彈性限位件，所述彈性限位件打開的瞬間用于限制一個消防彈通過。

作為本發明的進一步限定，所述中空套管的上端為喇叭狀，所述喇叭狀用于防止消防彈過多的堆積在錐形套筒的下端。

作為本發明的進一步限定，所述中空套管的外壁上設有用于防止消防彈堆積的振動器，所述振動器設置在中空套管上端的外壁上。

作為本發明的進一步限定，所述彈性限位件上設有重力傳感器，所述重力傳感器的輸出端連接a/d轉換器，所述a/d轉換器的輸出端連接控制器，所述控制器用于控制無人機精準投放消防彈。

作為本發明的進一步限定，所述消防彈包括球形殼體，所述球形殼體由上半球形殼體和下半球形殼體組成，所述上半球形殼體和下半球形殼體內填充有干粉滅火劑，所述上半球形殼體與所述下半球形殼體之間設有火藥包，所述火藥包連接有引火線，所述球形殼體的外表面設有多條相互交叉的環形凹槽，所述引火線穿出球形殼體后固定在環形凹槽內；

所述干粉滅火劑與所述火藥包之間均設有隔擋片，所述隔擋片包括上隔擋片和下隔擋片，所述上隔擋片固定在上半球形殼體上，所述下隔擋片固定在下半球形殼體上；

所述球形殼體上設有溫度傳感器、控制器及引爆器，所述溫度傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，所述控制器的輸出端連接引爆器的輸入端，所述引爆器的輸出端與引火線連接。

作為本發明的進一步限定，所述上半球形殼體的底部外壁上設有外螺紋，所述下半球形殼體的頂部內壁上設有內螺紋，所述上半球形殼體和所述下半球形殼體通過內外螺紋固定連接。

作為本發明的進一步限定，所述下半球形殼體頂部開有定位槽，所述上半球形殼體底部端面上設有定位塊，所述定位塊插入定位槽內，將上半球形殼體與下半球形殼體固定連接。

作為本發明的進一步限定，還包括密封條，所述密封條固定在上半球形殼體與下半球形殼體的連接處。

作為本發明的進一步限定，所述上半球形殼體外表面設置兩個第一半環形凹槽，兩個所述第一半環形凹槽在上半球形殼體的頂部相交，所述下半球形殼體外表面設置兩個第二半環形凹槽，兩個所述第二半環形凹槽在下半球形殼體的頂部相交，當上半球形殼體和下半球形殼體固定連接時，兩個第一半環形凹槽、兩個第二半環形凹槽組成兩個環形凹槽。

本發明的有益效果：

1.本發明的發射裝置，將消防彈放入錐形套筒內，消防彈從錐形套筒落入中空套管，在振動器的振動下，中空套管內的消防彈沿著中空套管管壁向彎管內腔滑移，滑入彎管內的消防彈在重力作用下向豎直管空腔移動，控制器發送投射指令后，彈性限位件緩慢收縮，使得最前端的消防彈滑入無人機機身的消防彈投放孔，待最前端的消防彈通過后，彈性限位件快速擴張，阻止下一個消防彈通過。因此，本發明結構簡單、操作方便、應用范圍廣、能夠控制消防彈精準投射。

2.本發明的消防彈選用球形結構，當消防彈受到撞擊、投射或跌落地面時，該球形結構可以均勻的將力分解在球面上，不會使得消防彈球體破裂；上半球形殼體與下半球形殼體固定連接后通過密封條密封，保證其密封性好；本發明采用引火線引爆火藥包，火藥包爆炸的瞬間將干粉滅火劑噴射到四周，具有滅火速度快和滅火效率高的效果；本發明的球形外殼選用碳纖維復合材料或eps材料，使得消防彈具有密度小，質量輕的特點，當消防彈爆破時，其碎片不會傷害周圍物體、人體。

以下將結合附圖及實施例對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是消防無人機的俯視圖。

圖2是消防無人機的a-a剖視圖。

圖3是消防彈的結構示意圖。

圖4是上半球形殼體的結構示意圖。

圖5是下半球形殼體的結構示意圖。

圖中：10.錐形套筒；20.箱體；21.套管支架；22.振動器；30.中空套管；40.彎管；50.豎直管；51.彈性限位件；60.投放倉；61.彎管支架；3.支架；3-1.橫向支架；100.機身；101.旋翼；102.連桿；103.攝像機；104.消防彈投放孔；210.上半球形殼體；211.第一半環形凹槽；212.引火線穿出孔；220.下半球形殼體；221.第二半環形凹槽。

具體實施方式

為進一步闡述本發明達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及實施例對本發明的具體實施方式、結構特征及其功效，詳細說明如下。

特別指出，本發明的術語“上”、“下”、“左”、“右”、“頂面”、“底面”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

參照圖1-圖5，本實施例公開了一種消防無人機，包括采用鈦合金制作而成的機身100、旋翼101、動力裝置和控制裝置，旋翼101通過連桿102與機身100固定連接，動力裝置和控制裝置連接，還包括設置在機身100上的攝像機103及消防彈發射裝置，攝像機103的輸出端與控制裝置的輸入端連接，攝像機103的輸出端還與指揮中心的指揮系統連接；

消防彈發射裝置通過支架固定在機身100的頂面，消防彈發射裝置包括用于盛放消防彈的錐形套筒10、固定在錐形套筒10下端的箱體20、穿過箱體20上壁與錐形套筒10下端連接的傳輸通道及通過橫向支架3-1固定的投放倉60，橫向支架3-1的一端與支架的側壁固定連接，橫向支架3-1的另一端與投放倉60外壁固定連接；

傳輸通道依次穿過箱體20、投放倉60后與機身100的消防彈投放孔104固定連接，箱體20、投放倉60內均設有用于固定傳輸通道的支撐裝置，支撐裝置的一端與傳輸通道的外壁連接，支撐裝置的另一端固定在投放倉60或箱體20的內壁上。

傳輸通道依次穿過箱體20、投放倉60后與機身100的消防彈投放孔104固定連接，箱體20、投放倉60內均設有用于固定傳輸通道的支撐裝置，支撐裝置的一端與傳輸通道的外壁連接，支撐裝置的另一端固定在投放倉60或箱體20的內壁上。

本實施例的消防無人機搭載攝像機在執行火場偵查任務，能夠快速獲取火災損毀評估實時圖像，對重點區域獲取非常詳細的圖像數據，對于可疑點或區域，地面人員通過遙控指令可改變無人機飛行航線及飛行高度進行詳查。詳查圖像通過無線電路傳回地面，第一時間提供火場地理坐標、過火面積、火場蔓延趨勢等火場態勢信息。無人機配備紅外探測任務設備，在過火地區進行紅外探測，紅外探測設備可穿透煙霧敏感到地表的溫度情況，獲取森林火場區域完整的地面溫度分布狀態圖像，可使指揮部及時了解滅火效果，及時調配地面人員對森林火場區域進行撲救。

本實施例的發射裝置，通過支架固定在消防無人機的機身100上，該發射裝置用于發射具有球形外殼的消防彈，該發射裝置采用的發射原理是通過傳輸通道與消防彈外殼的作用力，使消防彈沿著傳輸通道的管壁滑移，繼而將消防彈推動至無人機機身100的消防彈投放孔104，消防彈進入消防彈投放口后，豎直設置的消防彈投放口引導消防彈做自由落體運動，以此將消防彈精準投射到火災區。

具體地，本實施例公開了一種消防無人機用發射裝置，包括錐形套筒10、箱體20、中空套管30、投放倉60、豎直管50、彎管40，錐形套筒10用于盛放消防彈，錐形套筒10固定在箱體20的上端，箱體20通過支架固定在無人機的頂面，支架的側壁上固設一用于固定投放倉60的橫向支架3-1；其中，本實施例在錐形套筒10與支架之間設置箱體20的目的是一方面為了便于將中空套管30的固定安裝，另一方面是為了便于支架、中空套管30與錐形套筒10的固定連接；要說明的是，本實施例中提到的錐形套管，指的是大端在上、小端在下的倒錐形套管，該錐形套管的上下端均開口，在使用時，從錐形套管的上端（大端）放入消防彈，消防彈會從錐形套管的小端滑入中空套管30內。需指出，本實施例的豎直管50的內腔大于一個消防彈的外徑小于兩個消防彈的外徑，這樣設置的目的是每次只允許一個消防彈落下，在實際應用中，優選豎直管50的內徑略大于一個消防彈的外徑。

箱體20內設有供消防彈滑過的中空套管30，中空套管30的一端穿過箱體20的頂壁并與錐形套筒10的下端固定連接，中空套管30的另一端從箱體20的側面穿出并進入投放倉60內，中空套管30的上端與錐形套筒10的下端固定連接；具體地，中空套管30的一端與錐形套筒10的小端固定連接，中空套管30的另一端從箱體20左側壁的下端穿出，位于箱體20內的中空套管30具有弧形結構，弧形的上端固定在箱體20的頂壁正中位置，弧形的下端固定在箱體20左側壁的下端，設置弧形結構的目的是為了利于消防彈快速滑過。同樣為了便于消防彈快速滑過，優選裸露在外部的中空套管30傾斜設置，這就要求箱體20的下端高于投放倉60的上端，優選裸露在外部的中空套管30與水平方向的夾角為10°-30°。

中空套管30的下端還與彎管40固定連接，優選中空套管30的下端穿過投放倉60右側的外壁后與設置在投放倉60內的彎管40固定連接；投放倉60內設有彎管40和豎直管50，彎管40的一端與中空套管30的另一端固定連接，彎管40的另一端與豎直管50的上端固定連接，豎直管50的下端穿出投放倉60并向下延伸；本實施例設置彎管40的目的是為了將傾斜放置的中空套管30與豎直管50光滑連接，連接后的中空套管30、彎管40和豎直管50形成光滑的供消防彈滑過的輸送通道，有利于消防彈從輸送通道的內壁滑入無人機機身100的消防彈投放孔104。

優選中空套管30的上端為喇叭狀，喇叭狀用于防止消防彈過多的堆積在錐形套筒10的下端。設置喇叭狀的目的是方便錐形套筒10內的消防彈快速落入運輸通道，避免消防彈的堵塞。同樣，本實施例還采用在中空套管30的外壁上設置振動器22的方式避免消防彈的擁堵，為了保證無人機的平穩飛行，本實施例的振動器22振動幅度不能影響無人機的正常航行。優選振動器22設置在中空套管30上端的外壁上，振動器22設置在外壁上的目的是為了便于振動，并且合理利用箱體20內的空間。

為了將輸送通道安全、牢靠的固定在箱體20與投放倉60之間，避免消防彈在投放的瞬間壓塌輸送通道，優選箱體20內設有多個用于固定中空套管30的套管支架21，套管支架21的一端固定在箱體20的內壁上，套管支架21的另一端與中空套管30的外壁固定連接；優選彎管40的外壁與投放倉60的內壁之間設有用于固定彎管40的彎管40支架。

為了控制消防彈一顆一顆落下，不至于造成扎堆滑落，造成消防彈不必要的浪費，本實施例在豎直管50的內壁上相對設有彈性限位件51，彈性限位件51打開的瞬間用于限制一個消防彈通過。該彈性限位件51優選彈性支撐柱，控制器向無人機發送投放指令后，彈性支撐柱緩慢收縮，消防彈的外壁與彈性支撐柱的自由端接觸，彈性支撐柱繞著消防彈的外壁自由伸縮，當待落下的消防彈脫離彈性支撐柱的瞬間，彈性支撐柱恢復原始狀態，阻止后續的消防彈落入無人機機身100的消防彈投放孔104。該彈性限位件51也可以是彈性擋板，該彈性擋板與豎直管50的內壁通過銷軸連接，彈性擋板與銷軸之間設有復位彈簧，銷軸還與電機連接。電機通電后驅動銷軸旋轉，彈性擋板在銷軸的帶動下向下翻轉，最下方的消防彈沿著彈性擋板滑出豎直管50后，彈性擋板在復位彈簧的引導下恢復到初始位置，有效地阻止了下一個消防彈的落下。

采用純機械的結構不能長時間精確控制消防彈每次只滑落一個，本發明在彈性限位件51上設有重力傳感器，重力傳感器的輸出端連接a/d轉換器，a/d轉換器的輸出端連接控制器，控制器用于控制無人機精準投放消防彈。重力傳感器采集承接在彈性限位件51上的作用力，并將該作用力經模數轉換器轉換后發送給控制器，控制器便能精確得到消防彈滑落的狀態，當第一顆消防彈落下后，控制器第一時間控制彈性限位件51閉合，阻止后續的消防彈滑落，以此達到精準控制的目的。

本實施例的發射裝置，將消防彈放入錐形套筒10內，消防彈從錐形套筒10落入中空套管30，在振動器22的振動下，中空套管30內的消防彈沿著中空套管30管壁向彎管40內腔滑移，滑入彎管40內的消防彈在重力作用下向豎直管50空腔移動，控制器發送投射指令后，彈性限位件51緩慢收縮，使得最前端的消防彈滑入無人機機身100的消防彈投放孔104，待最前端的消防彈通過后，彈性限位件51快速擴張，阻止下一個消防彈通過。因此，本發明結構簡單、操作方便、應用范圍廣、能夠控制消防彈精準投射。

本實施例的消防彈，包括球形殼體，球形殼體由上半球形殼體210和下半球形殼體220組成，上半球形殼體210和下半球形殼體220內填充有干粉滅火劑，上半球形殼體210與下半球形殼體220的之間設有火藥包，火藥包連接有引火線，球形殼體的外表面設有兩條相互交叉的環形凹槽，球形殼體上設有供引火線穿過的引火線穿出孔212，引火線從引火線穿出孔212穿出球形殼體后固定在環形凹槽內。具體地，本實施例的消防彈選用球形殼體的目的是為了使消防彈在無人機的運輸通道內隨意滾動，減少消防彈外殼與運輸通道內壁的摩擦力，并且球形殼體沿著彎曲的運輸通道內壁滑動，可以隨時改變球形殼體的運動方向，最終使消防彈在豎直通道內滑入無人機機身100的消防彈投放孔104內，消防彈在慣性的作用下做自由落體運動。當消防彈落入森林火災區后，森林火災區的明火從球形外殼四個方向的任一方向沿引火線的纏繞路徑引燃火藥包，火藥包在明火下將發生爆炸，從而使得填充干粉滅火劑的上半球形殼體210和下半球形殼體220炸裂，干粉滅火劑瞬間便從球形殼體內噴出，短時間內即可將消防彈周邊的明火熄滅，達到滅火的目的。優選球形外殼上設有多條相交的環形凹槽，多條環形凹槽內纏繞有引火線，設置多條環形凹槽的目的是為了增大引火線與火源接觸的概率，以便進行有效的滅火。

本實施例的環形凹槽是這樣形成的：上半球形殼體210外表面設置兩個第一半環形凹槽211，兩個第一半環形凹槽211在上半球形殼體210的頂部相交，下半球形殼體220外表面設置兩個第二半環形凹槽221221，兩個第二半環形凹槽221221在下半球形殼體220的頂部相交，當上半球形殼體210和下半球形殼體220固定連接時，兩個第一半環形凹槽211、兩個第二半環形凹槽221221組成兩個環形凹槽。

本實施例中，優選干粉滅火劑與火藥包之間均設有隔擋片，隔擋片包括上隔擋片和下隔擋片，上隔擋片固定在上半球形殼體210上，下隔擋片固定在下半球形殼體220上。上半球形殼體210、下半球形殼體220內壁固定上隔擋片和下隔擋片的目的是為了將火藥包與干粉滅火劑隔離，起到安全防護的作用。為了使火藥包在引燃的瞬間爆炸力最大，優選上隔擋片和下隔擋片采用易碎、易破的脆性材料制成，火藥包爆炸的威力越大，干粉滅火劑噴射出去的半徑越大，干粉覆蓋范圍越廣，單個滅火彈滅火的面積也就更大。

由于森林火災的火勢旺盛、涉及范圍較廣，優選消防彈的球形殼體上設有溫度傳感器、控制器及引爆器，溫度傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端連接引爆器的輸入端，引爆器的輸出端與引火線連接，當消防彈落入火災區后，消防人員按下引爆器，引火線瞬間將火藥包引燃，因此，本實施例滅火速度快。

本實施例中上半球形殼體210與下半球形殼體220的連接可以是內外螺紋配合，也可以是卡扣連接。當采用內外螺紋配合連接時，優選上半球形殼體210的底部外壁上設有外螺紋，下半球形殼體220的頂部內壁上設有內螺紋，內外螺紋配合后將上半球形殼體210和下半球形殼體220固定為一個整體。當采用卡扣連接時，下半球形殼體220頂部開有定位槽，上半球形殼體210底部端面上設有定位塊，定位塊插入定位槽內，將上半球形殼體210與下半球形殼體220扣合為一體。為了使上半球形殼體210與下半球形殼體220固定牢靠，投放消防彈時不至于破裂，優選上半球形殼體210與下半球形殼體220的連接處通過密封條固定。

本實施例優選引火線的外壁上設有由abs材料制成的引火線包覆層，由abs材料制成的引火線包覆層接觸火焰后快速燃燒，離開火焰后繼續燃燒，燃燒時出現黃亮火焰并伴有黑煙，該引火線包覆層燃燒時先軟化再燒焦?；蛘撸鹁€的外壁上設有由麻纖維或棉纖維制成的引火線包覆層。由麻纖維或棉纖維制成的引火線包覆層靠近火焰時不縮不熔，一旦接觸火焰將迅速燃燒；離開火焰后繼續燃燒；燃燒時有燒紙的氣味;燃燒后的殘留物為少量灰黑或灰白色灰燼。本實施例設置引火線包覆層的目的是為了將引火線包覆在引火線包覆層內，起到安全的作用，避免了消防人員對消防彈的誤操作。當消防彈投入火災區后，明火先引燃易燃的引火線包覆層，將引火線暴露到外邊后，明火再引燃引火線，繼而引火線引燃火藥包進行滅火。

本實施例的球形殼體的材質優選碳纖維復合材料或eps材料。碳纖維復合材料或eps材料使得消防彈具有密度小，質量輕的特點。當消防彈爆破時，其碎片不會傷害周圍物體、人體；當消防彈受到撞擊、投射或跌落地面時，球形外殼結構可以均勻的將力分解在球面上，不會使得消防彈球體破裂。消防彈在封裝時，本發明選用pet材質進行兩次十字交叉熱塑封裝，保證其密封性；消防彈在燃燒的過程中，碳纖維復合材料或eps材料的球形殼體不會釋放有害氣體，具有環保無污染的特點。

上述可知，本實施例的消防無人機機動靈活、視野全面、成本低廉、操作簡單并且安全可靠。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。