具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明 作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本 发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域 普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避 免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着： 结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此， 在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不 一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结 构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提 供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或” 包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、 “下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“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 明保护范围的限制。

实施例一

如图1所示，一种无人机专用空中爆开灭火弹，包括：保护壳8；保护壳8的内部对称设置 有无线接收及控制器1，保护壳8的内部还设置有驱动介质6，驱动介质6上设置有用于引爆驱 动介质6的电触发引信5，保护壳8的外壁上设置有电池盒4，电池盒4上设置有电源开关2和指 示灯3；电池盒4供电于无线接收及控制器1，无线接收及控制器1控制电触发引信5，保护壳8 的内部还设置有灭火剂7。对称分布的两个无线接收及控制器，保证能够准确接收到飞行器信 号(主要包括抛投仓打开时间及测距仪测得的距离)，该单元通过接收来自飞行器的信号控制 灭火弹的电触发引信5，从而控制爆开时间；电池盒4，装有可以拆卸的电池，用于提供驱动 灭火弹各部分工作的电力，电池盒4上有电源开关2切断或打开电源，当电源开关2关闭，灭火 弹将无法启动不会爆开，当电源开关2打开，灭火球电路激活，但仍然需要相应控制信号才会 引爆，指示灯3与无线接收及控制器1和电池盒4相连，通过不同闪烁状态指示当前灭火弹的工 作状态；保护壳8用于保护结构内各元件，同时也是灭火剂等的容器；灭火剂7为灭火弹的主 要工作单元，用于灭火，同时也是缓冲剂，保护结构内的各单元，不会因为撞击等爆开。

驱动介质为灭火弹爆开的动力驱动介质，其分布情况由灭火效果决定，可集中放置或均 匀分布于灭火弹内；电触发引信5会依据接收到的信号引爆驱动介质6。保护壳8为球形。

指示灯3同时连接电池盒4和无线接收及控制器1，通过不同的闪烁状态提示灭火弹的 工作状态。

如图2所示，一种无人机专用投放控制装置，该无人机专用投放控制装置可固定在无人 机的机翼下方或者位于无人机的腹部下面，包括云台吊舱模块和抛投仓24，所述云台吊舱模 块包括相机17、相机镜头18和测距仪19；所述抛投仓24内设置有上所述的灭火弹；所述相 机镜头18和测距仪19设置在相机17上。

测距仪19发射激光束到地面，再接收反射信号，依据发射和接收的信号时间差计算测量 位置与无人机的距离S；其中，还包括数据处理模块21、信号接收及发射模块22、无人机的 地面控制端25、如上所述的一种无人机专用空中爆开灭火弹中的无线接收及控制器1和抛投 仓控制板23；数据处理模块21通信连接测距仪19和相机17；数据处理模块21和信号接收 及发射模块22之间通信连接；无人机的地面控制端25与信号接收及发射模块22之间通信连 接；无线接收及控制器1与信号接收及发射模块22之间通信连接；抛投仓控制板23与信号 接收及发射模块22之间通信连接，抛投仓控制板23与抛投仓24之间电连接。

可以理解：灭火弹是在空中爆开的，不会滚动，因此可以精准的消灭火点；灭火弹在空 中爆开，只要精准的控制爆开时间，那么就能够精准的控制灭火范围，且灭火剂分布相对更 加均匀；空中爆开的灭火弹，因为不接触地面，因此地面未被发现的人员会相对比较安全， 不会被灭火弹击中；空中爆开的灭火弹，运输过程中以及使用过程中，不会被引爆，因此非 常安全；本发明能够精准的定位地面目标位置，增加了抛投的准确性，减小了浪费和风险， 增加了救援效率。

还包括减震连接球9和挂载板10；所述减震连接球9均匀设置在挂载板10顶面上，所 述云台吊舱还包括云台稳定器，所述云台稳定器安装在挂载板10底面上。

所述云台稳定器包括：包括减震连接球9、第一连接件111、第二连接件112、第三连接 件113、X轴电机12、Y轴电机13和Z轴电机14，减震连接球9设置在挂载板10顶面的四 个角，挂载板10底面的中部连接连接件11的一侧，第一连接件111远离挂载板10的一侧连 接Z轴电机14的一侧，Z轴电机14的另一侧和X轴电机12的一侧之间通过第二连接件112 连接，X轴电机12的另一侧与Y轴电机13的一侧之间通过第三连接件113连接；相机17 设置在Y轴电机13的下侧。

减震连接球9与挂载板10柔性固定连接，减少无人机与挂载板之间的震动传递，实现减 震的功能。

云台吊舱还包括电调组15和陀螺仪云台控制板16，陀螺仪云台控制板16发出控制信号 给驱动电调组15；电调组15根据陀螺仪云台控制板16发出控制信号控制Z轴电机14、X轴 电机12和Y轴电机13在Z、X和Y三个轴向三个轴向进行转动并间接的控制相机17和测 距仪19稳定转动，并消除相机17和测距仪19的抖动。云台吊舱还包括图传数传一体模块 20，图传数传一体模块20通信连接相机17和测距仪19，图传数传一体模块20用于把相机17和测距仪19采集的图像和距离信息传输至无人机的地面控制端25。

测距仪19采用激光测距仪，激光测距仪发射激光束到地面，再接收反射信号，依据发射 和接收的信号时间差计算测量位置与无人机的距离S；当测距仪为垂直向下时，此时测得的 距离为无人机与地面的垂直高度H，此时将触发数据处理模块计算当前无人机高度到地面灭 火弹自由落体的爆开时间T1。测距仪发射的激光束会在地面形成光斑，当测距仪垂直向下的 时候，这个光斑即为无人机在地面上的投影，依据这个光斑的位置可以辅助定位无人机在地 面投影的位置，从而使灭火弹投放更加精准。

一种无人机专用空中投放方法，所述一种无人机专用空中投放方法执行以下步骤：

S1：无人机起飞后，相机17和测距仪19开始工作采集图像信息和距离信息S，并利用图 传数传一体模块20将图像信息和距离信息S发回到地面控制端25，供地面人员查阅。无人 机在到达目标物上空后，利用测距仪19垂直向下投影在地面的光斑准确定位地表目标位置， 地面人员通过传回的图像确认目标位置与光斑重叠，此时无人机即已准确到达预订目标位置 上空。测距仪垂直向下时将触发采集高度信息H发送至数据处理模块进行预处理，得到假想 触地爆开时间T1；

S2：数据处理模块21将假想触地爆开时间T1通过信号接收及发射模块22发送至无人机 的地面控制端25；

S3：无人机的地面控制端25根据步骤S1所计算的假想触地爆开时间T1，进行实际需求 判断，即判断是否延迟或加快，得到实际触地爆开时间T2；

S4：在得到实际触地爆开时间T2后，无人机的地面控制端25将打开抛投仓24指令通过 信号接收及发射模块22发送至抛投仓控制板23；

S5：抛投仓控制板23控制抛投仓24进行打开，若打开成功，抛投仓控制板23反馈一个 打开成功信号通过信号接收及发射模块22发送至无线接收及控制器1；若打开失败，抛投仓 控制板23反馈一个打开失败信号通过信号接收及发射模块22发送至无线接收及控制器1。

S6:无线接收及控制器1接收到仓门打开成功的信号，触发自身控制部分开始倒计时T2， 即，将在T2时刻后触发电触发引信5；如果收到仓门打开失败的信号，则不触发倒计时，电 触发引信5不会被触发；

S7：无线接收及控制器1的控制信号触发电触发引信5，电触发引信5引爆驱动介质6， 驱动介质6使得保护壳8破裂并推动灭火剂7均匀撒开覆盖目标位置，消灭火源。

实施例二：

本实施例二应用于实施例一，如图1所示，灭火弹组成结构及功能：

1、对称分布的两个无线接收及控制器，保证能够准确接收到飞行器信号(主要包括抛投 仓打开时间及测距仪测得的距离)，该单元通过接收来自飞行器的信号控制灭火弹的电触发引 信5，从而控制爆开时间；

2、电池盒4，装有可以拆卸的电池，用于提供驱动灭火弹各部分工作的电力，电池盒4 上有开关2切断或打开电源，当开关2关闭，灭火弹将无法启动不会爆开，当开关2打开，灭火球电路激活，但仍然需要相应控制信号才会引爆，指示灯3与无线接收及控制器1和电池盒4相连，通过不同闪烁状态指示当前灭火弹的工作状态；

3、保护壳8用于保护结构内各元件，同时也是灭火剂等的容器；

4、灭火剂7为灭火弹的主要工作单元，用于灭火，同时也是缓冲剂，保护结构内的各单 元，不会因为撞击等爆开；

5、驱动介质为灭火弹爆开的动力驱动介质，其分布情况由灭火效果决定，可集中放置或 均匀分布于灭火弹内；

6、电触发引信5会依据接收到的信号引爆驱动介质6。

如图2所示，控制系统各部分功能：

减震连接球9：一般为四颗，分别位于挂载板10的四个角，将无人机载机与挂载板10 柔性连接，连接球之间距离可调，适配不同的连接距离，同时减少震动传递。

挂载板10：用于挂载其他设备元件。

连接件11：用于连接各个部件，可依据连接的部件外观改变材料和形状。

X轴电机12、Y轴电机13及Z轴电机14：根据驱动控制信号，精准的在X、Y、Z三个轴向进行转动，使得下方的相机17可以精准的转向和控制角度。

电调15(电调组)：根据控制信号，驱动电机转动(实际上是三个电调，分别与电机12、 电机13和电机14对应，一个电调控制一个电机的转速与转向)。

陀螺仪云台控制板16：该设备主要集成了陀螺仪以及相关补偿算法的电路，陀螺仪实时 获取控制系统姿态，并计算出姿态补偿命令，该命令转化为控制信号控制驱动电调15。

相机17及镜头18：用于采集图像并传出图像给图传数传一体模块20。

激光测距仪19：测距仪会发射激光束到地面，再接收反射信号，依据发射和接收的信号 时间差计算测量位置与飞行器的距离S(当测距仪垂直向下时，测取的是飞行器与地表的垂 直高度H)。测距仪发射的激光束还会在地表产生一个可见光斑，这个光斑即测量距离的目标 点。当相机17与激光测距仪垂直向下的时候，这个光斑可以定位无人机垂直投影到地表后的 实际位置，以帮助判断灭火弹投掷位置是否精准。

图传数传一体模块20：用于将相机采集的图像传回地面，供无人机驾驶员及相关人员查 看。

数据处理模块21：用于处理和计算，当相机17和测距仪19垂直向下的时候，会触发该 模块启用。此时该模块会获取激光测距仪测取的地表与飞行器的垂直高度H，再依据重力加 速度的计算公式H＝(1/2)gt² ，获得准确的触地爆开时间t。如果是在空中爆开，假设爆开 位置与地表的垂直高度为h，则空中爆开的时间t₁，依据计算公式(H-h)＝(1/2)g(t₁)² 求取。环境中，可能存在诸多因素影响，如空气阻力，风，湿度等等，导致t₁有一定误差， 此时用户可以在远端APP或控制终端上，对t₁进行加减，从而实现不同高度的爆炸或延迟爆炸，以达到最佳效果。

信号接收/发射模块22：主要包含两个方面的功能：①用于获取地面控制端的远程控制 信号，包括仓门打开的控制信号、T2时间等；②用于发射控制信号，控制抛投仓的开合，以 及给灭火弹无线信号接收器1发送爆开时间T2等控制信号。

抛投仓控制板23：用于控制抛投仓的开合，抛投仓打开后，反馈一个成功打开的信号给 数据处理模块，打开失败，反馈失败信息，防止灭火弹误爆。

工作原理级流程：将灭火弹放置进入无人机抛投仓前，先打开灭火弹电池盒开关2，此 时指示灯红灯闪烁(或其他状态设定)。打开飞行器及灭火弹的控制系统，此时灭火弹的无线 信号接收及控制器1与灭火弹控制系统的信号接收/发射模块22连接正常，信号接收/发射模 块22与地面控制端连接正常，此时指示灯3为绿灯常亮(或其他状态设定)。此时，可以将 灭火弹放入抛投仓并关闭抛投仓。

通过减震连接球9将控制系统与无人机柔性相连，减震连接球会减少震动传递，帮助下 方的云台姿态更稳定。

无人机起飞后，陀螺仪控制板16开始采集系统姿态，并输出信号给电调15，从而驱动 电机12、13、14。控制系统的相机17和测距仪19在三轴电机12、13、14的作用下始终处 于用户需要的稳定的姿态下，并开始获取图像及距离信息，图传20会实时把图像信息和距离信息传回地面控制端显示屏上供地面人员观看，测距仪19测取的距离信息交由数据处理模块 21进行判断，处理后通过信号接收/发射模块22传回地面控制端供地面人员读取。

当无人机到达目标物上空后，可将相机17和测距仪19垂直向下，此时触发数据处理模 块21计算触地爆开的时间t，地面用户根据实际需求及灭火效果加快或者推迟爆开，获得实 际爆开时间t₁。测距仪在地面投射的光斑与目标物重叠时，表示无人机在目标物正上方，可 以精准投放。

无线接收机控制器1收到飞行器成功打开抛投仓的信号以及爆开时间t₁后，灭火弹从抛 投仓落下。在t₁时刻时，无线接收机控制器1的控制信号触发电触发引信5，从而引爆驱动 介质6，驱动介质推动灭火剂7散开及保护壳8破裂，灭火剂7在空中或地面分散落下，覆 盖目标物，消灭火源。

可以理解：该发明使得无人机抛投的灭火弹可以在想要的高度(空中)或地面爆开，覆 盖目标区域实现灭火。

该发明采用激光光斑重叠定位，使得抛投的定位更加精准，以免错投。解决了灭火弹滚 动导致灭火不精准的难题。空中爆开可以使得灭火剂分散更加均匀，灭火效果更好。空中爆 开可以一定程度增加有效灭火范围。空中爆开的灭火弹，不会对地面人员造成风险。灭火弹 需要人工开启并获得控制信号才会爆开，运输使用更加安全。精准投放可以减少灭火弹浪费。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。