[發(fā)明專利]拖曳電源導(dǎo)線式多軸旋翼無人機(jī)滅火裝置及滅火方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710039663.8
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN106828901A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張萬民
• 申請（專利權(quán)）人: 張萬民
• 主分類號(hào): B64C27/08
• 分類號(hào): B64C27/08;B64D1/18;B64F3/02;A62C31/03;A62C3/00
• 代理公司: 河南科技通律師事務(wù)所41123
• 代理人: 張建東,靳錦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高層建筑滅火技術(shù)及裝備領(lǐng)域，是一種利用重荷載多軸旋翼無人機(jī)在室外對高層建筑進(jìn)行有效滅火的拖曳電源導(dǎo)線式多軸旋翼無人機(jī)滅火裝置及滅火方法。

背景技術(shù)

改革開放以來，我國的高層建筑建設(shè)快速發(fā)展，高層建筑的總數(shù)量，尤其是每年新建超高層建筑的數(shù)量連續(xù)多年位居世界第一。高層建筑尤其是超高層建筑的火災(zāi)撲救是世界性難題。目前，世界上舉高消防車的最高高度為中聯(lián)重科2013年5月研制的DG113型登高平臺(tái)消防車，舉高高度為113米。由于受到場地的限制、車輛自身安全考慮，舉高消防車的舉高高度很難實(shí)現(xiàn)明顯的提升。直升機(jī)由于受到高層建筑周圍空間限制，受城市建筑間紊流影響較大，大直徑螺旋槳下側(cè)風(fēng)對火場和施救行為影響較大，以及一旦發(fā)生事故會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的次生災(zāi)害等自身無法解決的原因，目前，世界范圍內(nèi)直升機(jī)除了在高層建筑火災(zāi)中實(shí)施屋頂救人外，還無法對建筑實(shí)施有效滅火。多軸旋翼無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展為高層建筑滅火提供了新的思路和途徑。多軸旋翼無人機(jī)由于反應(yīng)靈敏、控制精準(zhǔn)、可靠性高，技術(shù)日益成熟。但是，由于受電池容量的限制，多軸旋翼無人機(jī)在荷載方面一直沒有大的突破。國內(nèi)無人機(jī)行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先的深圳大疆創(chuàng)新科技有限公司2016年推出的荷載最大的產(chǎn)品MG-1S農(nóng)用植保機(jī)，有效荷載也僅有10kg，其他單位開發(fā)的農(nóng)用植保無人機(jī)有效荷載也不超過20kg，再大荷載的多軸旋翼無人機(jī)目前還未進(jìn)入應(yīng)用市場領(lǐng)域。采用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的多軸旋翼無人機(jī)和無人直升機(jī)，由于相對電動(dòng)多軸旋翼無人機(jī)存在響應(yīng)時(shí)間滯后、控制精準(zhǔn)度不夠等致命問題，目前還無法在高層建筑滅火中運(yùn)用。

有相關(guān)技術(shù)人員曾提出使用無人機(jī)進(jìn)行高空滅火的技術(shù)和相關(guān)裝置的研究。經(jīng)檢索，中國已公開專利申請中，申請?zhí)枮?00210041724.1，名為持續(xù)給水空中滅火救援多用途無人機(jī)平臺(tái)及其施救方法的專利技術(shù)，公開了采用一種滅火藥劑與無人機(jī)分離的技術(shù)方案，以降低無人機(jī)的載荷；申請?zhí)枮?01620202068.2，名為一種高樓消防無人機(jī)的專利技術(shù)，公開了一種無人機(jī)外接噴頭的工作方式；申請?zhí)枮?01620624944.0，名為一種旋翼無人機(jī)滅火系統(tǒng)，公開了一種以旋翼無人機(jī)對高層建筑發(fā)射滅火彈的方式進(jìn)行滅火的方式。

但是，申請人發(fā)現(xiàn)，上述公開的三種技術(shù)方案中，存在著難以實(shí)現(xiàn)或與本發(fā)明方法不同。第三種實(shí)用新型與本發(fā)明在撲救高層火災(zāi)采用的滅火方式不一樣。第一種、第二種方案存在難以實(shí)施的問題。主要原因：1.第一種方案中無人機(jī)選用的是無人直升機(jī)，由于無人直升機(jī)存在直升機(jī)本身無法克服的缺陷，無法在高層建筑滅火中使用。 2.現(xiàn)有多軸旋翼無人機(jī)無法滿足第一、第二兩種方案荷載的需求。在第一種方案中，目前采用電池作動(dòng)力的旋翼無人機(jī)根本無法滿足既攜帶滅火藥劑和壓力泵組，又承擔(dān)空中連接管及管中滅火藥劑載荷的需求。在第二種方案中，顯示的是連接標(biāo)準(zhǔn)的消防水槍和水帶，Φ65的水帶充水狀態(tài)下10米長度僅水的重量就達(dá)33.16kg。3.在第二種外接噴頭的方接案中，多軸旋翼機(jī)在大管徑、高壓力液體沖擊作用下難以保持平衡。4.受電池容量和放電功率的制約，無人機(jī)有效荷載增加難以突破，長時(shí)間空中作業(yè)無法保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是通過解決現(xiàn)有多軸旋翼無人機(jī)有效荷載低、空中作業(yè)時(shí)間短的問題，結(jié)合改進(jìn)后的高壓細(xì)水霧滅火技術(shù)，為專業(yè)消防隊(duì)伍實(shí)施高層建筑滅火提供一種新的快速有效的技術(shù)方法和裝備。

本發(fā)明的具體方案是：

一種拖曳電源導(dǎo)線式多軸旋翼無人機(jī)滅火裝置，包括地面設(shè)備、多軸旋翼式無人機(jī)和與地面設(shè)備相連接以提供高壓電的電源導(dǎo)線，所述無人機(jī)連接有高壓噴液裝置，該高壓噴液裝置的高壓噴頭水平安裝于無人機(jī)下方，通過遙控實(shí)現(xiàn)高壓噴頭與無人機(jī)水平位置的上下空間夾角處于0到22.5°之間。

作為高壓噴液裝置的一個(gè)實(shí)施方式，高壓噴液裝置通過高壓軟管與無人機(jī)相連，高壓軟管的一端安裝有高壓噴頭，近高壓噴頭端掛接于無人機(jī)底部，高壓軟管的另一端與地面設(shè)備上的高壓泵組出口相連接，滅火藥劑液體箱連接有高壓泵組以對其經(jīng)流液體進(jìn)行加壓。

所述地面設(shè)備上設(shè)有連接燃油發(fā)電機(jī)的可調(diào)式輸出電源，電源導(dǎo)線的兩端分別與無人機(jī)和可調(diào)式輸出電源相連接，所述地面設(shè)備上設(shè)有收集高壓軟管和電源導(dǎo)線的卷筒。

作為高壓噴液裝置的另一個(gè)實(shí)施方式，所述高壓噴液裝置安裝于無人機(jī)下方，包括便攜式水箱和對經(jīng)流液體進(jìn)行加壓的便攜式高壓泵或高壓氣瓶，高壓管路連接高壓噴頭。