一种无人机挂载式水袋灭火装置的制作方法

本技术涉及消防无人机，尤其涉及一种无人机挂载式水袋灭火装置。

背景技术：

1、一旦发生火灾，仅靠人工扑打和风力灭火机等传统方法灭火，不但效率低下，而且存在严重的安全隐患。在灭火的过程中，扑火人员容易置身险地。此外，在野外灭火作业过程中容易因断木、滚石砸伤而摔伤，或使用灭火弹不当而造成人身伤害事故。

2、随着无人机技术的日趋成熟和航空摄影技术的进一步拓展，民用无人机应用领域日益广泛，主要包括摄影测量、应急救灾、公共安全、资源勘探、环境监测、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、林火病虫害防护与监测等。当前，我国消防部队面临着日益复杂的灭火救援工作，传统的灭火手段已无法满足森林安全灭火需求。针对森林火灾，由于其现场温度高、烟尘大、能见度不高等特点，无人机优势显得格外突出。

3、目前，无人机常用森林灭火方式为不定高投弹，靠投入火焰的袋丸在火焰高温条件下爆炸抛洒灭火剂灭火。无人机投放的定高自爆森林灭火弹主要的实现方案是飞机飞到火焰上空后投弹，采用无线电近炸引信感知距地面高度，当高度达到设定的高度时引信引爆灭火弹，抛洒灭火剂来实现灭火。该技术的主要缺点如下:不定高投弹时，因为飞机震动、风向、火焰大小、弹丸差异等随机因素导致很难将灭火弹投到火焰里，尤其在火焰面积不大时。定高采用近炸引信时，一个近炸引信式灭火弹估计在1000元以上，近炸引信价格比较贵，大大超过林场大量采购使用的承受能力，难以推广应用。由于火焰和森林地形的影响，近炸引信定高的进度难以达到使用要求。现有技术都未充分利用旋翼无人机可以定高定点悬停的优势。

4、此外还有，公布号为cn112274810a的一种用于消防的无人机灭火装置和公布号为cn216970008u的一种用于消防灭火的无人机，上述专利技术方案中具采用无人机携带水源进行喷淋灭火的方式进行救火。然而，喷淋灭火需要无人机距离火源较近，才能起到灭火作用，往往还没有落到火焰深处就被烘烤蒸发，灭火效果差，而且无人机还容易受到烧伤损坏。

5、因此，需要针对上述缺陷开发一种无人机挂载式水袋灭火装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种无人机挂载式水袋灭火装置，采用主框架携带多个水袋投掷灭火，充分利用无人机定点悬停优势精准投掷水袋灭火。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

3、本实用新型一种无人机挂载式水袋灭火装置，安装在旋翼无人机下方，包括主框架、转接板和投掷组件，所述主框架为镂空的对称框架结构，所述转接板居中水平设置在所述主框架的顶面上，所述转接板连接在无人机的支腿内侧法兰板上，多个所述投掷组件对称设置在所述主框架上，所述投掷组件悬挂用于灭火的水袋。

4、进一步的，所述主框架为长方体外形的框架结构，所述框架结构采用铝镁合金的管材排布成型；所述主框架顶部方框内设置有上中横梁，所述主框架底部方框内设置有下中横梁；所述投掷组件安装在所述主框架顶部方框和所述上中横梁上。

5、进一步的，所述水袋的高度大于所述主框架，所述水袋的下部被所述下中横梁限位。

6、进一步的，所述主框架顶部方框和底部方框通过四个角位的竖立柱连接，且两个方框的纵梁中间位置设置有竖中柱进行连接；所述主框架的八个角位均通过至少两个第一补强板进行辅助连接，所述竖中柱的顶端和底端均通过第二补强板进行辅助连接。

7、进一步的，所述第一补强板和所述第二补强板均采用碳纤维复合板且为三角形，所述第一补强板和所述第二补强板通过螺钉安装到所述主框架上。

8、进一步的，还包括瞄准器、相机和航空接头插座，所述瞄准器和相机分别安装在所述转接板底面两端且镜头朝下设置，所述瞄准器、相机和投掷组件电连接到所述航空接头插座，所述航空接头插座通过线缆连接到所述无人机的控制箱，所述航空接头插座设置在所述转接板顶面上。

9、进一步的，所述相机具体采用三光相机，所述三光相机由变焦高清可见光相机、热成像相机和激光雷达组成；通过三光相机能够标定火点和抛投所述水袋位置。

10、进一步的，所述投掷组件包括驱动单元、插销和插装槽口，所述水袋顶部的吊环能够探入到所述插装槽口中，所述插销能够穿过所述插装槽口锁定所述水袋的吊环；所述驱动单元驱动所述插销前后直线往复运动。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

12、本实用新型一种无人机挂载式水袋灭火装置，利用悬疑无人机的定点悬停，能够在火场上方对水袋式灭火弹进行精准投放，整袋水落下相对于喷淋方式更能够精准灭火，同时挂载低成本的水袋式灭火弹相对于森林火灾使用的传统定高自爆森林灭火，解决了成本高的问题，尤其适用于扑救初期火灾。

13、此外，通过采用轻质材料制作长方体外形镂空结构的主框架，自身质量轻，能够多负载水袋，也便于安装悬挂水袋的投掷组件，同时采用上中横梁和下中横梁对顶部方框和底部方框进行分隔形成分格结构，能够对加注水后的水袋进行限位，降低其晃动，无人机飞行平稳。通过第一补强板和第二补强板对主框架的连接处进行辅助连接，能够增加主框架的强度；第一补强板和第二补强板均采用三角形的碳纤维复合板，强度大，质量轻。通过在转接板底面两端设置瞄准器和相机，便于获得无人机的悬停投掷位置，并且能够通过带有显示器的遥控器直观的观察火场情况，对于灭火决策有着重要的参考作用。通过插销式锁定水袋的吊环进行悬挂，连接强度足够，自锁性好不会发生误落袋情况，同时动作灵敏，也不会发生落袋失效的情况。

技术特征：

1.一种无人机挂载式水袋灭火装置，安装在旋翼无人机下方，其特征在于，包括主框架(1)、转接板(2)和投掷组件(3)，所述主框架(1)为镂空的对称框架结构，所述转接板(2)居中水平设置在所述主框架(1)的顶面上，所述转接板(2)连接在无人机的支腿内侧法兰板上，多个所述投掷组件(3)对称设置在所述主框架(1)上，所述投掷组件(3)悬挂用于灭火的水袋。

2.根据权利要求1所述的无人机挂载式水袋灭火装置，其特征在于：所述主框架(1)为长方体外形的框架结构，所述框架结构采用铝镁合金的管材排布成型；所述主框架(1)顶部方框内设置有上中横梁(101)，所述主框架(1)底部方框内设置有下中横梁(102)；所述投掷组件(3)安装在所述主框架(1)顶部方框和所述上中横梁(101)上。

3.根据权利要求2所述的无人机挂载式水袋灭火装置，其特征在于：所述水袋的高度大于所述主框架(1)，所述水袋的下部被所述下中横梁(102)限位。

4.根据权利要求2所述的无人机挂载式水袋灭火装置，其特征在于：所述主框架(1)顶部方框和底部方框通过四个角位的竖立柱连接，且两个方框的纵梁中间位置设置有竖中柱(103)进行连接；所述主框架(1)的八个角位均通过至少两个第一补强板(104)进行辅助连接，所述竖中柱(103)的顶端和底端均通过第二补强板(105)进行辅助连接。

5.根据权利要求4所述的无人机挂载式水袋灭火装置，其特征在于：所述第一补强板(104)和所述第二补强板(105)均采用碳纤维复合板且为三角形，所述第一补强板(104)和所述第二补强板(105)通过螺钉安装到所述主框架(1)上。

6.根据权利要求1所述的无人机挂载式水袋灭火装置，其特征在于：还包括瞄准器(4)、相机(5)和航空接头插座(6)，所述瞄准器(4)和相机(5)分别安装在所述转接板(2)底面两端且镜头朝下设置，所述瞄准器(4)、相机(5)和投掷组件(3)电连接到所述航空接头插座(6)，所述航空接头插座(6)通过线缆连接到所述无人机的控制箱，所述航空接头插座(6)设置在所述转接板(2)顶面上。

7.根据权利要求6所述的无人机挂载式水袋灭火装置，其特征在于：所述相机(5)具体采用三光相机，所述三光相机由变焦高清可见光相机、热成像相机和激光雷达组成；通过三光相机能够标定火点和抛投所述水袋位置。

8.根据权利要求1所述的无人机挂载式水袋灭火装置，其特征在于：所述投掷组件(3)包括驱动单元(301)、插销(302)和插装槽口(303)，所述水袋顶部的吊环能够探入到所述插装槽口(303)中，所述插销(302)能够穿过所述插装槽口(303)锁定所述水袋的吊环；所述驱动单元(301)驱动所述插销(302)前后直线往复运动。

技术总结本技术公开了一种无人机挂载式水袋灭火装置，安装在旋翼无人机下方，包括主框架、转接板和投掷组件，所述主框架为镂空的对称框架结构，所述转接板居中水平设置在所述主框架的顶面上，所述转接板连接在无人机的支腿内侧法兰板上，多个所述投掷组件对称设置在所述主框架上，所述投掷组件悬挂用于灭火的水袋。本技术无人机挂载式水袋灭火装置，采用主框架携带多个水袋投掷灭火，充分利用无人机定点悬停优势精准投掷水袋灭火。技术研发人员：张自强,陈涛,张明受保护的技术使用者：河北数字星球科技有限公司技术研发日：20230829技术公布日：2024/4/24