一种双发同轴消防用飞行器

文档序号:43156 发布日期:2021-09-28 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种双发同轴消防用飞行器 (Double-engine coaxial aircraft for fire fighting ) 是由 余修建 乔玮 邱红海 黄陈 于 2021-06-10 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种双发同轴消防用飞行器,包括主架、柔性水箱、电机、同轴桨叶、给排水装置和视觉模组,所述主架顶端固定安装有顶壳,顶壳底端中部内壁固定安装有稳定架,稳定架上部转动安装有同轴桨叶,同轴桨叶上部位于顶壳外侧,所述顶壳内部固定安装有左右对置的电机,电机与同轴桨叶之间套设安装有皮带,所述顶壳左端固定安装有进风筒,所述顶壳右端固定安装有风机。本发明在结构上设计合理,高精度的无人驾驶机构搭配自清洁的成像设备,在危险环境中稳定灭火,最大程度的保障救援人员的安全,体积可变的取水装置,保障取水体积的方便操控和行进控制,采用双发同轴的组合,容错率更高,搭配自降温系统,使用更加安全。(The invention discloses a double-engine coaxial fire-fighting aircraft which comprises a main frame, a flexible water tank, a motor, coaxial blades, a water supply and drainage device and a vision module, wherein a top shell is fixedly installed at the top end of the main frame, a stabilizing frame is fixedly installed on the inner wall of the middle part of the bottom end of the top shell, the coaxial blades are rotatably installed on the upper part of the stabilizing frame, the upper parts of the coaxial blades are positioned outside the top shell, the motor which is opposite to the left and the right is fixedly installed in the top shell, a belt is sleeved and installed between the motor and the coaxial blades, an air inlet cylinder is fixedly installed at the left end of the top shell, and a fan is fixedly installed at the right end of the top shell. The self-cleaning type water taking device is reasonable in structural design, high in precision, the unmanned mechanism is matched with self-cleaning imaging equipment, the fire is stably extinguished in a dangerous environment, the safety of rescue workers is guaranteed to the maximum extent, the volume of the water taking device is variable, the water taking volume is convenient to control and advance control, the double-engine coaxial combination is adopted, the fault tolerance rate is higher, the self-cooling system is matched, and the use is safer.)

一种双发同轴消防用飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器领域,具体是一种双发同轴消防用飞行器。

背景技术

山火,是一种发生在林野难以控制的火情。通常是由闪电引起的。其他一些常见的原因有人类的粗心大意和故意纵火。在澳大利亚山火频繁发生在夏季,因为夏季既炎热又干燥,在进行山火扑灭时,消防直升机的运用十分广泛。

但是现有的消防直升机在山火中,受烟雾和气流的影响,驾驶难度大,对驾驶员要求高,容易发生坠毁事故;同时,严重的烟雾和灰尘,会遮挡驾驶员的视界,加上携带灭火物料有限,抛撒不精准,会极大提高灭火难度;且消防直升机的多采用单发中置,一旦因为工作环境恶劣而空中停机,情况会非常危急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双发同轴消防用飞行器,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种双发同轴消防用飞行器,包括主架、柔性水箱、电机、同轴桨叶、给排水装置和视觉模组,所述主架顶端固定安装有顶壳,顶壳底端中部内壁固定安装有稳定架,稳定架上部转动安装有同轴桨叶,同轴桨叶上部位于顶壳外侧,所述顶壳内部固定安装有左右对置的电机,电机与同轴桨叶之间套设安装有皮带,所述顶壳左端固定安装有进风筒,所述顶壳右端固定安装有风机,所述主架内侧上部固定安装有隔板,隔板顶端侧壁与主架顶端内壁之间固定安装有蓄电池,所述主架内侧左部固定安装有控制主机,所述主架底端左部固定安装有视觉模组,所述隔板底端侧壁固定安装有柔性水箱,所述隔板底端位于主架内部固定安装有对称设置的弹簧拉杆,所述柔性水箱底端固定安装有强化连板,所述弹簧拉杆底端与强化连板固定连接,所述柔性水箱内侧下部贯穿固定安装有给排水装置,所述主架右侧固定安装有框架,框架内部固定安装有刚性水箱,刚性水箱左侧下部贯穿固定安装有过水管,过水管左端贯穿固定安装在柔性水箱右侧,所述主架外侧下部固定安装有支撑架,所述框架右侧固定安装有尾舵。

作为本发明进一步的方案:所述同轴桨叶包括中轴、下叶轮、上叶轮、限位套、导向座、套管和皮带轮,所述中轴顶端固定安装有上叶轮,上叶轮底端固定安装有限位套,所述中轴外侧套设安装有套管,套管上部与限位套转动密封连接,所述限位套外侧中部固定安装有下叶轮,所述套管外侧下部套设安装有导向座,导向座与顶壳贯穿固定连接,所述套管外侧下部和中轴外侧下部分别固定安装有皮带轮,皮带轮通过皮带与电机啮合连接。

作为本发明再进一步的方案:所述给排水装置包括圆筒、双向水泵、电磁铁、过水软筒、励磁柱和内环,所述双向水泵底端固定套设安装有电磁铁,电磁铁底端固定安装有圆筒,圆筒与柔性水箱底端贯穿固定连接,所述圆筒内侧插接安装有过水软筒,过水软筒顶端与双向水泵底端固定连接,所述过水软筒内壁固定安装有等距排列的内环,内环上下侧壁固定安装有励磁柱,所述过水软筒底端固定安装有配重环。

作为本发明再进一步的方案:所述视觉模组包括防护罩、清洗剂壳、泵送器、刮架、装配壳、红外成像相机、相机架、过水套、清洁水管、折架、中空杆、摆动电机和伺服转台,所述清洗剂壳底端内壁固定安装有泵送器,泵送器端部固定安装有清洁水管,所述清洗剂壳底端中部贯穿固定安装有装配壳,装配壳底端固定安装有透明的防护罩,所述装配壳外侧转动安装有刮架,刮架底端中部贯穿固定安装有中空杆,所述挂架靠近防护罩一侧固定安装有胶条,胶条中部设置有过水孔,所述防护罩底端中部贯穿固定安装有过水套,过水套与清洁水管底端贯穿固定连接,所述中空杆与过水套贯穿密封转接,所述中空杆位于过水套内部的侧壁开设有过水圆孔,所述装配壳顶端内壁固定安装有伺服转台,伺服转台底端装配安装有相机架,相机架侧壁固定安装有摆动电机,摆动电机端部固定安装有红外成像相机,红外成像相机与相机架转动连接,所述相机架下部侧壁固定安装有折架,折架底端与中空杆顶端固定连接。

作为本发明再进一步的方案:所述进风筒底端固定导通安装有旁通道管,旁通道管水平设置,所述旁通道管外壁与蓄电池外壁紧密接触,所述旁通道管右端贯穿固定连接顶壳底端中部阶梯处侧壁。

作为本发明再进一步的方案:所述弹簧拉杆采用弹簧式阻尼拉杆,所述弹簧拉杆正常状态为收缩形态,所述弹簧拉杆位于柔性水箱四角处。

作为本发明再进一步的方案:所述控制主机通过线束与风机、尾舵、蓄电池、电机、泵送器、双向水泵、红外成像相机、摆动电机、伺服转台和电磁铁分别电性连接,所述控制主机内置飞行姿态控制模组和图像处理运算模组。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

在使用时,通过控制主机、尾舵、电机和红外成像相机,可以实现无人驾驶,在危险环境中使用,最大程度的保障救援人员的安全,且为提高自动驾驶的环境辨识度,通过红外成像相机进行曲线,可以透过烟雾精准的定位高温区域,即是着火区域,方便进行精准扑火,而为防止受到烟尘的影响,视觉模组带动随动的清洗结构,当红外成像相机发生转动的同时,会通过折架带动外部的刮架转动,搭配清洗剂的喷洒,进而实现防护罩的清洁,保证清洗度;

装置自身的取水装置采用的是伸缩型的给排水装置,需要取水时,悬浮于水源上方,给排水装置内部的电磁铁断电,圆筒在内环和配重环的带动下下探,伸入水中方便双向水泵进行吸水,吸水时会先将柔性水箱装满,柔性水箱装满后会向下伸出一部分,搭配尾部的刚性水箱,可以提高装水体积,移动到火灾位置洒水时,通过双向水泵将水喷出,需要降落时,电磁铁通电,将内环向上吸引,与电磁铁接触的内环会被磁化,搭配励磁柱将下方的内环一一吸引成一个整体,便可以将圆筒收回,同时放完水后,弹簧拉杆会将柔性水箱压回主架内部,缩小体积,方便操控和行进控制,使用更加安全;

同时采用双发同轴的组合,在进行驱动时,两个电机独立工作,一个电机损坏,另一个任带动装置返回,且同轴的这时,使得套管和中轴相互限位和导向,稳定性更好,配合双叶轮的转动,工作更加平稳,可以抵抗火场紊乱气流的吹拂;

同时带有风机对内部的电机进行散热降温,并会通过旁通道管使得空气流经蓄电池对其进行降温,保证装置在高温情况下的工作稳定性。

本发明在结构上设计合理,高精度的无人驾驶机构搭配自清洁的成像设备,在危险环境中稳定灭火,最大程度的保障救援人员的安全,体积可变的取水装置,保障取水体积的方便操控和行进控制,采用双发同轴的组合,容错率更高,搭配自降温系统,使用更加安全。

附图说明

图1为双发同轴消防用飞行器的结构示意图。

图2为双发同轴消防用飞行器内部的剖视示意图。

图3为双发同轴消防用飞行器中弹簧拉杆、柔性水箱和刚性水箱之间的结构示意图。

图4为双发同轴消防用飞行器中视觉模组和主架之间的位置示意图。

图5为双发同轴消防用飞行器中视觉模组的左视示意图。

图6为双发同轴消防用飞行器中视觉模组的仰视示意图。

图7为双发同轴消防用飞行器中给排水装置和柔性水箱之间的主视示意图。

图8为双发同轴消防用飞行器中同轴桨叶的放大示意图。

图中:主架1、风机2、框架3、尾舵4、中轴5、圆筒6、防护罩7、清洗剂壳8、下叶轮9、上叶轮10、进风筒11、顶壳12、限位套13、蓄电池14、隔板15、柔性水箱16、导向座17、过水管18、弹簧拉杆19、刚性水箱20、稳定架21、旁通道管22、电机23、控制主机24、泵送器25、双向水泵26、刮架27、装配壳28、红外成像相机29、相机架30、过水套31、清洁水管32、折架33、中空杆34、摆动电机35、伺服转台36、电磁铁37、套管38、皮带轮39、皮带40、过水软筒41、励磁柱42、内环43。

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,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定相连、设置,也可以是可拆卸连接、设置,或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1~8,本发明实施例中,一种双发同轴消防用飞行器,包括主架1、柔性水箱16、电机23、同轴桨叶、给排水装置和视觉模组,所述主架1顶端固定安装有顶壳12,顶壳12底端中部内壁固定安装有稳定架21,稳定架21上部转动安装有同轴桨叶,同轴桨叶上部位于顶壳12外侧,所述顶壳12内部固定安装有左右对置的电机23,电机23与同轴桨叶之间套设安装有皮带40,所述顶壳12左端固定安装有进风筒11,所述顶壳12右端固定安装有风机2,所述主架1内侧上部固定安装有隔板15,隔板15顶端侧壁与主架1顶端内壁之间固定安装有蓄电池14,所述主架1内侧左部固定安装有控制主机24,所述主架1底端左部固定安装有视觉模组,所述隔板15底端侧壁固定安装有柔性水箱16,所述隔板15底端位于主架1内部固定安装有对称设置的弹簧拉杆19,所述柔性水箱16底端固定安装有强化连板,所述弹簧拉杆19底端与强化连板固定连接,所述柔性水箱16内侧下部贯穿固定安装有给排水装置,所述主架1右侧固定安装有框架3,框架3内部固定安装有刚性水箱20,刚性水箱20左侧下部贯穿固定安装有过水管18,过水管18左端贯穿固定安装在柔性水箱16右侧,所述主架1外侧下部固定安装有支撑架,所述框架3右侧固定安装有尾舵4。

所述同轴桨叶包括中轴5、下叶轮9、上叶轮10、限位套13、导向座17、套管38和皮带轮39,所述中轴5顶端固定安装有上叶轮10,上叶轮10底端固定安装有限位套13,所述中轴5外侧套设安装有套管38,套管38上部与限位套13转动密封连接,所述限位套13外侧中部固定安装有下叶轮9,所述套管38外侧下部套设安装有导向座17,导向座17与顶壳12贯穿固定连接,所述套管38外侧下部和中轴5外侧下部分别固定安装有皮带轮39,皮带轮39通过皮带40与电机23啮合连接。

所述给排水装置包括圆筒6、双向水泵26、电磁铁37、过水软筒41、励磁柱42和内环43,所述双向水泵26底端固定套设安装有电磁铁37,电磁铁37底端固定安装有圆筒6,圆筒6与柔性水箱16底端贯穿固定连接,所述圆筒6内侧插接安装有过水软筒41,过水软筒41顶端与双向水泵26底端固定连接,所述过水软筒41内壁固定安装有等距排列的内环43,内环43上下侧壁固定安装有励磁柱42,所述过水软筒41底端固定安装有配重环。

所述视觉模组包括防护罩7、清洗剂壳8、泵送器25、刮架27、装配壳28、红外成像相机29、相机架30、过水套31、清洁水管32、折架33、中空杆34、摆动电机35和伺服转台36,所述清洗剂壳8底端内壁固定安装有泵送器25,泵送器25端部固定安装有清洁水管32,所述清洗剂壳8底端中部贯穿固定安装有装配壳28,装配壳28底端固定安装有透明的防护罩7,所述装配壳28外侧转动安装有刮架27,刮架27底端中部贯穿固定安装有中空杆34,所述挂架27靠近防护罩7一侧固定安装有胶条,胶条中部设置有过水孔,所述防护罩7底端中部贯穿固定安装有过水套31,过水套31与清洁水管32底端贯穿固定连接,所述中空杆34与过水套31贯穿密封转接,所述中空杆34位于过水套31内部的侧壁开设有过水圆孔,所述装配壳28顶端内壁固定安装有伺服转台36,伺服转台36底端装配安装有相机架30,相机架30侧壁固定安装有摆动电机35,摆动电机35端部固定安装有红外成像相机29,红外成像相机29与相机架30转动连接,所述相机架30下部侧壁固定安装有折架33,折架33底端与中空杆34顶端固定连接。

所述进风筒11底端固定导通安装有旁通道管22,旁通道管22水平设置,所述旁通道管22外壁与蓄电池14外壁紧密接触,所述旁通道管22右端贯穿固定连接顶壳12底端中部阶梯处侧壁。

所述弹簧拉杆19采用弹簧式阻尼拉杆,所述弹簧拉杆19正常状态为收缩形态,所述弹簧拉杆19位于柔性水箱16四角处。

所述控制主机24通过线束与风机2、尾舵4、蓄电池14、电机23、泵送器25、双向水泵26、红外成像相机29、摆动电机35、伺服转台36和电磁铁37分别电性连接,所述控制主机24内置飞行姿态控制模组和图像处理运算模组。

本发明的工作原理是:

本发明涉及一种双发同轴消防用飞行器,在使用时,通过控制主机24、尾舵4、电机23和红外成像相机29,可以实现无人驾驶,在危险环境中使用,最大程度的保障救援人员的安全,且为提高自动驾驶的环境辨识度,通过红外成像相机29进行曲线,可以透过烟雾精准的定位高温区域,即是着火区域,方便进行精准扑火,而为防止受到烟尘的影响,视觉模组带动随动的清洗结构,当红外成像相机29发生转动的同时,会通过折架带动外部的刮架27转动,搭配清洗剂的喷洒,进而实现防护罩7的清洁,保证清洗度;

装置自身的取水装置采用的是伸缩型的给排水装置,需要取水时,悬浮于水源上方,给排水装置内部的电磁铁37断电,圆筒6在内环43和配重环的带动下下探,伸入水中方便双向水泵26进行吸水,吸水时会先将柔性水箱16装满,柔性水箱16装满后会向下伸出一部分,搭配尾部的刚性水箱20,可以提高装水体积,移动到火灾位置洒水时,通过双向水泵26将水喷出,需要降落时,电磁铁37通电,将内环43向上吸引,与电磁铁37接触的内环43会被磁化,搭配励磁柱42将下方的内环43一一吸引成一个整体,便可以将圆筒6收回,同时放完水后,弹簧拉杆19会将柔性水箱16压回主架1内部,缩小体积,方便操控和行进控制,使用更加安全;

同时采用双发同轴的组合,在进行驱动时,两个电机23独立工作,一个电机23损坏,另一个任带动装置返回,且同轴的这时,使得套管38和中轴5相互限位和导向,稳定性更好,配合双叶轮的转动,工作更加平稳,可以抵抗火场紊乱气流的吹拂;

同时带有风机2对内部的电机23进行散热降温,并会通过旁通道管22使得空气流经蓄电池14对其进行降温,保证装置在高温情况下的工作稳定性。

本发明在结构上设计合理,高精度的无人驾驶机构搭配自清洁的成像设备,在危险环境中稳定灭火,最大程度的保障救援人员的安全,体积可变的取水装置,保障取水体积的方便操控和行进控制,采用双发同轴的组合,容错率更高,搭配自降温系统,使用更加安全。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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