用于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的防火無人機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及飛行設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種無人機(jī)，特別涉及用于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的防火無人機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前發(fā)生火災(zāi)時(shí)都是出動(dòng)消防車進(jìn)行救火，但消防車救火的局限性很大，例如樓房的高層起火，而云梯和消防水槍噴水的高度都有限，會(huì)出現(xiàn)無法救援的情況，造成重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，如果消防員進(jìn)入到樓房內(nèi)進(jìn)行救人或救火，則會(huì)危及到消防員的生命安全，另外救助速度慢。再例如一些城市的老城區(qū)，巷道狹窄，交通堵塞，經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防車進(jìn)不去，無法及時(shí)抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況。
[0003]隨著科技的發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)日趨成熟，無人機(jī)以其速度快、操作靈活的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，并被引入到消防滅火領(lǐng)域。如中國專利申請(qǐng)?zhí)?201410259474.8，實(shí)用新型創(chuàng)造名稱為:高樓警用滅火無人機(jī)，該申請(qǐng)案公開了一種高樓警用滅火無人機(jī)，包括無人機(jī)和地面站兩部分，無人機(jī)包括無人機(jī)主體、三軸云臺(tái)、滅火彈發(fā)射筒和瞄具，無人機(jī)主體內(nèi)裝有GPS定位裝置和雷達(dá)避讓裝置，地面站可以控制三軸云臺(tái)的方向，使得瞄具對(duì)準(zhǔn)火源，之后滅火彈發(fā)射筒發(fā)射滅火彈，撲滅火源。
[0004]上述高樓警用滅火無人機(jī)還存在以下缺陷:1)該無人機(jī)只是針對(duì)高樓滅火使用，而且這種結(jié)構(gòu)的無人機(jī)根本無法進(jìn)入火場(chǎng)，只是單純升高至對(duì)應(yīng)的樓層外面后，然后對(duì)準(zhǔn)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)后再發(fā)射滅火彈，其不能夠進(jìn)入火場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行勘測(cè)，也不能夠傳輸任何實(shí)時(shí)參數(shù)，對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的勘測(cè)沒有任何作用，最終還是需要消防員進(jìn)入到樓房內(nèi)進(jìn)行救人或救火；2)該無人機(jī)沒有設(shè)置任何防火結(jié)構(gòu)，無法進(jìn)入到火場(chǎng)，同時(shí)也沒有設(shè)置任何能夠有效對(duì)電子調(diào)速器進(jìn)行降溫的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行滅火過程中，無人機(jī)溫度會(huì)劇增，而且無人機(jī)內(nèi)部的熱量會(huì)慢慢積聚，不能夠?qū)ν馍l(fā)任何熱量，當(dāng)無人機(jī)的電子調(diào)速器的溫度達(dá)到最大額定溫度后，該無人機(jī)則不能夠繼續(xù)進(jìn)行飛行作業(yè)，其作業(yè)時(shí)間非常短，影響滅火進(jìn)度；3)該無人機(jī)只能夠上升至對(duì)應(yīng)的樓層外面進(jìn)行滅火，當(dāng)進(jìn)入至樓層內(nèi)時(shí)，無人機(jī)則會(huì)受到墻壁等阻隔物的影響，不能夠正常傳輸控制信號(hào)，導(dǎo)致無人機(jī)失控。
[0005]另外，專利公開號(hào)為“ CNl02514715A”的國內(nèi)實(shí)用新型專利，其公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻通道，包括無機(jī)人機(jī)身和冷卻通道，在無人機(jī)機(jī)身上制有與發(fā)動(dòng)機(jī)連通的冷卻通道，利用空氣的“虹吸效應(yīng)”加強(qiáng)氣流流動(dòng)更助于發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱，加速熱量排出。然而，在現(xiàn)實(shí)的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中，參與滅火的無人機(jī)很少會(huì)制作成帶發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，均采用旋翼升降結(jié)構(gòu)，帶發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的無人機(jī)適用于比較寬闊的環(huán)境，而且其體積較大，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，內(nèi)部空間極為狹窄，而且，假設(shè)旋翼升降結(jié)構(gòu)的無人機(jī)也采用冷卻通道的方式進(jìn)行冷卻，這種冷卻方式在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)是不可能能夠達(dá)到冷卻效果的，因?yàn)榛馂?zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的溫度極高，現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)充滿高溫?zé)釟?，通過這種風(fēng)冷方式的氣流均為熱風(fēng)，熱風(fēng)在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)對(duì)無人機(jī)沒有起到任何的冷卻作用，同時(shí)，火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的氣流不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響無人機(jī)的正常運(yùn)行。
[0006]專利公開號(hào)為“CN103017391A”的國內(nèi)實(shí)用新型專利，其公開了一種大過載條件下容積式壓縮機(jī)機(jī)載蒸發(fā)循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的蒸發(fā)循環(huán)制冷是利用制冷劑液體在氣化時(shí)產(chǎn)生的吸熱效應(yīng)，達(dá)到制冷的目的，這種制冷方式能夠起到良好的制冷效果，而且制冷過程源源不斷，確保無人機(jī)能夠持續(xù)運(yùn)作，然而，這種制冷結(jié)構(gòu)的整體體積較大，需要配備完整的一套制冷系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、冷卻器、熱交換器、蒸發(fā)器、氣液分離器等，同時(shí)制冷系統(tǒng)工作時(shí)還需要消耗大量的電能，浪費(fèi)更多的能源；但是，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)根本容納不了體積較大的無人機(jī)，特別是不清楚火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部環(huán)境時(shí)，會(huì)影響其飛行操作，另外，制冷系統(tǒng)會(huì)消耗大量的電能，特別是在高溫的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，消耗的電能會(huì)更大，無人機(jī)的電源同時(shí)還需要給各種攝像頭等電子設(shè)備供電，因此，配置這種制冷系統(tǒng)的無人機(jī)雖然制冷效果良好，但是不能夠保證持續(xù)巡航時(shí)間，根本達(dá)不到勘測(cè)目的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是解決以上缺陷，提供用于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的防火無人機(jī)系統(tǒng)，其具有防火耐高溫功能，可長時(shí)間停留在火場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行勘測(cè)。
[0008]本實(shí)用新型的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:
[0009]用于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的防火無人機(jī)系統(tǒng)，包括無人機(jī)和與無人機(jī)進(jìn)行無線通訊控制的精密控制器，無人機(jī)包括骨架本體及設(shè)置于骨架本體上的電路控制系統(tǒng)，該骨架本體的中端設(shè)有用于安裝電路控制系統(tǒng)的飛控中心板，骨架本體的末端往外延伸形成四根以上的機(jī)臂，每根機(jī)臂的末端均安裝有帶旋翼的馬達(dá)組件，該電路控制系統(tǒng)包括主控板、飛行控制器、攝像頭組件、供電電池和GPS，飛行控制器、攝像頭組件、供電電池、GPS和馬達(dá)組件均與主控板連接。
[0010]主控板還連接有數(shù)據(jù)傳輸器和電子調(diào)速器，飛行控制器與數(shù)據(jù)傳輸器均與精密控制器進(jìn)行無線通訊，每個(gè)馬達(dá)組件均連接有用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的電子調(diào)速器，每個(gè)電子調(diào)速器分別安裝在對(duì)應(yīng)的每根機(jī)臂上，并在每個(gè)電子調(diào)速器與每根機(jī)臂之間設(shè)有半導(dǎo)體制冷片，半導(dǎo)體制冷片的一面為制冷面，半導(dǎo)體制冷片的另一面為發(fā)熱面，發(fā)熱面通過導(dǎo)熱膠貼緊固定在機(jī)臂的表面，制冷面通過導(dǎo)熱膠貼緊固定在電子調(diào)速器的表面，并在每根機(jī)臂上設(shè)有用于密封包裹住每個(gè)電子調(diào)速器的防火隔熱層，防火隔熱層主要是用來包裹住不耐火的電子調(diào)速器及半導(dǎo)體制冷片，而且要保證機(jī)臂的另外一面為裸露狀態(tài)，同時(shí)在電路控制系統(tǒng)的外圍也設(shè)有防火隔熱層，使電路控制系統(tǒng)可密封防火，骨架本體與機(jī)臂均由耐高溫輕質(zhì)金屬材料構(gòu)成，馬達(dá)組件的旋翼由耐高溫金屬材料構(gòu)成。
[0011]半導(dǎo)體制冷片主要應(yīng)用在一些空間受限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場(chǎng)合，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實(shí)現(xiàn)制冷的目的，它是一種產(chǎn)生負(fù)熱阻的制冷技術(shù)，其特點(diǎn)是無運(yùn)動(dòng)部件，可靠性比較高。
[0012]本實(shí)用新型利用半導(dǎo)體制冷片的這一特性，將半導(dǎo)體制冷片運(yùn)用到無人機(jī)領(lǐng)域，無人機(jī)的散熱問題也是本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直渴望解決的問題，本實(shí)用新型中通過半導(dǎo)體制冷片來對(duì)無機(jī)機(jī)進(jìn)行散熱的方式屬于技術(shù)首創(chuàng)，對(duì)無人機(jī)的散熱起顯著的作用，在本實(shí)用新型的制冷散熱結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體制冷片的制冷面緊貼著電子調(diào)速器，半導(dǎo)體制冷片的發(fā)熱面緊貼著機(jī)臂的內(nèi)側(cè)面，通過這種貼合方式來實(shí)現(xiàn)熱交換，整體熱交換過程中，電子調(diào)速器產(chǎn)生的熱量均通過熱交換的方式從半導(dǎo)體制冷片的制冷面進(jìn)行吸收，同時(shí)半導(dǎo)體制冷片的發(fā)熱面會(huì)把吸收到的熱量進(jìn)行散發(fā)，同樣是通過熱交換的方式把發(fā)熱面的熱量傳遞至機(jī)臂上，同時(shí)機(jī)臂的表面是處于裸露狀態(tài)，機(jī)臂再將熱量散發(fā)至開來，機(jī)臂能夠長時(shí)間承受火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的高溫，抗熱效果好，從而能夠全面地將電子調(diào)速器所產(chǎn)生的所有熱量均散發(fā)開來，確保電子調(diào)速器能夠持續(xù)工作，由于電子調(diào)速器影響著無人機(jī)的持續(xù)巡航時(shí)間，當(dāng)電子調(diào)速器積聚的熱量過高時(shí)，將會(huì)影響無人機(jī)正常工作，因此，通過半導(dǎo)體制冷片以熱交換的方式將電子調(diào)速器積聚的熱量完全散發(fā)后，可確保無人機(jī)在進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)后能夠進(jìn)行長時(shí)間的勘測(cè)工作，而且無人機(jī)抗熱效果良好。
[0013]本實(shí)用新型的所有導(dǎo)線均為防火導(dǎo)線，其具有止燃及耐高溫的作用，防火隔熱層分別包裹在一些易燃及不耐高溫的零部件上，如電子調(diào)速器或者電路控制系統(tǒng)等，導(dǎo)熱膠具有良好的導(dǎo)熱效果，確保安裝后使半導(dǎo)體制冷片的制冷面可對(duì)電子調(diào)速器進(jìn)行快速降溫，同時(shí)能夠迅速將熱量傳遞至機(jī)臂上進(jìn)行均勻散熱，不積聚任何熱量。
[0014]上述說明中，作為優(yōu)選擇的方案，防火無人機(jī)系統(tǒng)還包括兩個(gè)以上獨(dú)立設(shè)置且用于進(jìn)行相互橋接的信號(hào)橋接裝置，信號(hào)橋接裝置為無線通信連接設(shè)備，可采用多種無線連接結(jié)構(gòu)，每