一種多旋翼無人機及快速響應消防系統和滅火方法與流程

本發明涉及消防，更具體地說是一種多旋翼無人機及快速響應消防系統和滅火方法。

背景技術：

1、隨著社會的進步，城市中高層建筑越來多，而高層建筑的火災也日益頻繁，由于高層建筑的特點，一旦發生火災，火勢發展迅速，使惡性事故時有發生，給社會與家庭造成巨大損失。目前高層建筑發生火災時還依靠出動消防車進行救火，但消防車救火的局限性很大，由于其反應速度趕不上高層建筑火災漫延速度，待消防車到達，火勢已過了易控制的初期，施救效果不如人意。而對于高層建筑，例如樓房，尤其是樓房超高層起火時，云梯和消防水槍噴水的高度不能達到需要的高度，會出現無法救援的情況，造成重大財產損失和人員傷亡，如果消防員進入到樓房內進行救人或救火，則會危及到消防員的生命安全，另外救助速度緩慢。也有用無人機進行消防，但由于無人機的起重能力不足，使其不能提供連續且持續水流，滅火效果不好。

2、例如中國專利公開號為cn205168931u公開了一種基于救助裝置的消防無人機，包括頂翼、信號收發器、攝像監控器、防護裝置、救助裝置、濃度檢測器和物料倉開口，所述頂翼的下側通過螺釘設置有信號收發器，所述信號收發器的一側通過螺栓設置有攝像監控器，所述攝像監控器的下側通過連接軸設置有防護裝置，所述防護裝置的內部中端設置有濃度檢測器，所述防護裝置的下側設置有救助裝置。該基于救助裝置的消防無人機，通過防護裝置的設置，具備了防爆防撞擊裝置，提高了安全保護性和多功能性；通過救助裝置的設計，實現了對被困人員的及時救助，降低了人員傷亡率；通過濃度檢測器設計實現了對多種有毒有害氣體的濃度檢測，提高了災情分析的準確性。但其不具有消滅火源的作用。現有存在的具有噴水功能的無人機，通常是從地面接水管進行高空噴水，含有水的水管較重，對于較高的樓層這樣無人機的能力受到限制，控制也不夠方便。

技術實現思路

1、1.發明要解決的技術問題

2、針對現有消防技術對于較高的樓層消防能力有限的問題，本發明提供了一種多旋翼無人機及快速響應消防系統和滅火方法，通過多旋翼無人機機身固定連接的豎向管連接樓房頂部水源，由上及下輸送水源至火源，無人機負載較小，靈活機動，能達到及時滅火的目的。

3、2.技術方案

4、為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

5、本技術方案創造性的重新定位了無人機的功能、水管的功能，以充分發揚各自的優勢。系統中通過盤管設備的收放，使軟管從建筑物頂部垂放下的長度實現有效控制無人機的高度，本發明的系統中創造性的賦與不間斷供水的功能的同時，還用于控制無人機的起降高度，使無人機升降不再由無人機旋翼提供動力，解決了給高層建筑滅火時，水源無法達到需要的高度難題，實現對高層建筑有效消防。軟管上還綁定布置有安全導線，用于給無人機提供電力，使無人機不再需要電池供電，減少了無人機的重量。本發明的系統給無人機的功能定位是其旋翼動力只用于控制無人機的水平移動，以及水平角度變化，實現水流指向可控。

6、本技術方案中的一種多旋翼無人機，包括機身，機身的周向通過連桿連接有軸向為豎向的旋翼，還包括豎向管和水平管，豎向管在機身中部，豎向管頂端連接有管接，用以外接上部持續供給水源的軟管；豎向管的底端與水平管連接并連通；豎向管與水平管的管路上設有電控水閥，用以控制水平管的水流與水壓，控制水流開關與流速。豎向管外接上部持續水源后，盤管設備控制軟管在建筑物外垂下長度，從而控制連接軟管的無人機高度，升降到火源處高度，無人機旋翼控制無人機水平移動到火源處，無人機旋翼控制無人機變化水平角度，使噴水口指向火源，并通過水平管對準火源噴水，進而達到及時滅火的效果。

7、本技術方案設施可以處于常備狀態，消防反應迅速及時。

8、進一步的技術方案，在水平管方向的后部，設多個水平軸向旋翼，其產生的推力用于補償水平管噴水后產生的后坐力，以穩定無人機的飛行，穩定飛向火源，使噴水達到著火點。

9、進一步的技術方案，豎向管和/或水平管上設置有電控水閥，以控制噴水開關與水流速度。

10、水平管設有俯仰機構，水平管可小幅度俯仰動作，一方面增加噴水覆蓋面，另一方面使水流精確到達著火點，提高滅火效率。

11、進一步的消防系統，還包括固定于建筑物頂部的支架；支架呈倒l形，支架的上部水平段可以伸出于建筑物頂部，支架的豎向支架柱轉動連接于樓房頂部的支臺上，設有隨支臺旋轉的功能，水平段優選有可伸縮功能的伸縮段，一方面使整個系統的消防覆蓋面增大，另一方面當系統處于備用狀態時，整個系統處于建筑物界限以內，以便于維護管理。

12、支架用以支撐軟管，并設有支撐軟管設備，比如拐角處設定滑輪，使軟管在其上順暢移動，以實現收放軟管，保障無人機順利升、降。綁定有軟線纜的軟管一端被盤在盤管設備中的圓盤里，圓盤有驅動設備，可以繞中心旋轉，一個方向把軟管盤入圓盤以收回軟管，一個方向放出軟管。軟管與水源相連，同時軟線纜在絕緣狀態下接入電源。軟管的另一端與無人機豎向管連接，同時軟線纜與無人機受電柱電連接，將建筑頂部水源與無人機連通起來，并由盤管設備控制無人機起降，并由上及下提供持續的水源供多旋翼無人機持續滅火，從而極大的減少了無人機機身的負載和旋翼的升力配置要求。

13、進一步的消防系統，還包括樓房頂部的電源，通過軟管中的軟線纜向無人機身供電，機身無需負載過重的電池，用電主要來自外部電源提供的電力，使之具有持續的續航能力，并進一步減少了無人機自身負載配置要求。

14、一種上述快速響應消防系統的滅火方法，步驟為：

15、s1、旋轉支架，使水平段伸出建筑物，調節水平段伸出長度，使水平段的頂部在水平方向離火源較近，給軟管充水，使其處于高壓供水狀態，圓盤旋轉，放長軟管，無人機下降到近火源高度，打開閥門，無人機水平管開始噴水，無人機到達火源高度后，盤管設備中的圓盤停止旋轉，盤管停止釋放軟管，無人機高度保持，無人機水平移動到火源處，通過旋翼和調節旋翼使水平管對準火源噴水。

16、s2、滅火后，啟動盤管設備將軟管回收，閥門關閉，軟管牽引多旋翼無人機上升至建筑物頂部，支架水平段收回，支架柱旋轉，使無人機處于原始位置。

17、3.有益效果

18、采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

19、(1)本發明的基于多旋翼無人機的快速響應消防系統，尤其適用于超高樓層，可連通超高樓層火警系統，及時響應火警后，靈活機動，能及時起降至起火點撒水，及時在火勢尚且小時進行撒水，從而避免火勢的漫延，達到及時滅火的效果；

20、(2)本發明的基于多旋翼無人機的快速響應消防系統，無人機無需配置電池，用電主要來自外部電源提供的電力，使之具有長續航能力的效果，解決了無人機電池電量小造成的續航時間不足的問題，并減少無人機自身重量，提高其機動性；

21、(3)本發明的基于多旋翼無人機的快速響應消防系統，無人機上下升降運動的動力，無需由無人機旋翼做功實現，而改由盤管設備的收放來實現，從而不再因為上升與下降或懸停而消耗電能，降低了無人機對起重能力的要求；這種創造性方法，使滅火不再受建筑物高度限制；調節旋翼主要用于控制無人機的姿態與方向，只對水平水管的指向進行控制，以控制水平角度，從而能夠控制其排出水流的方向與角度，使水流指向可以控制，實現多角度消防目的；

22、(4)本發明的基于多旋翼無人機的快速響應消防系統，水平水管的后部，設軸向與水平水管一致的調節旋翼，可與閥門開關同步配合，使無人機水平水管噴水時產生的其后坐力得到補償，使無人機運行更穩定，更易于控制噴水的方向，使水流噴射距離遠而能保證無人機穩定可控。