[發明專利]空中無人滅火機器人系統

在審

• 申請號: 201910561641.7
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110124228A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 張蘭勇;劉雷;張雷
• 申請（專利權）人: 張蘭勇;劉雷
• 主分類號: A62C3/02
• 分類號: A62C3/02;A62C27/00;A62C31/00;A62C37/00;B64C39/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發明是空中無人滅火機器人系統。包括中央處理器(1)、傳感器模塊(2)、能源系統(3)、穩壓模塊(4)、避障模塊(5)、PWM模塊(6)、驅動模塊(7)、多旋翼電機(8)、移動通信模塊(9)、無線視頻發射模塊(10)、攝像頭(11)、和滅火系統(12)。本發明取代人力滅火，完成對火災點或潛在火災點及時滅火工作。空中無人滅火機器人系統有效代替人類完成森林火災滅火工作,提高林業機械裝備的自動化與智能化水平,減少消防人員的工作量,提高工作效率,彌補人力滅火防的缺陷,最大限度的保護日益稀缺的森林資源。

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，是一種空中無人滅火機器人系統。

背景技術

在我國近些年森林火災頻發的背景下，針對如何更有效在森林火災發生初期就對火災迅速及時撲滅的問題給出解決辦法。在森林滅火的過程中，由于復雜地形的限制，人工不可能完成對所有火災點進行有效撲滅。而且通常人力攜帶滅火設備抵達與準備需要大量時間，這在滅火前期是非常重要的時間段。一但在初期不能有效撲滅，將會導致范圍擴大，造成重大經濟影響。而我們的空中無人滅火機器人，可以在面對復雜地形時，能以高機動性，攜帶自身已經搭載好的滅火彈，能夠完成有效撲滅，而且通過服務器終端的路徑控制，和其自身的姿態調節控制，可以以最快時間到達火災點，同時采用空中投放方式，可以避免飛行帶來的安全隱患。為此結合自動控制技術和計算機技術，設計空中無人滅火機器人系統，有效提升對森林火災處理能力。

發明內容

本發明針對現有森林火災初期滅火難，多臺的同時使用成本高的問題,提供了一種空中無人滅火機器人系統，本發明提供了以下技術方案：

一種空中無人滅火機器人系統，包括中央處理器1、傳感器模塊2、能源系統3、穩壓模塊4、避障模塊5、PWM模塊6、驅動模塊7、多旋翼電機8、移動通信模塊9、無線視頻發射模塊10、攝像頭11、和滅火系統12；

所述傳感器模塊2信號輸出端與中央處理器1信號輸入端連接，避障模塊5的信號輸出端與中央處理器1的信號輸入端連接；所述中央處理器1與移動通信模塊9數據交互式連接；

所述中央處理器1的控制信號輸出端連接PWM模塊6的控制信號輸入端，中央處理器1的控制信號輸出端連接無線視頻發射模塊10的控制信號輸入端，無線視頻發射模塊10的數據信號輸出端連接中央處理器1的數據信號輸入端，所述中央處理器1的控制信號輸出端連接滅火系統12的控制信號輸入端；

所述PWM模塊6的控制信號輸出端連接驅動模塊7的控制信號輸入端，所述驅動模塊7的控制信號輸出端連接多旋翼電機8控制信號輸入端；

所述能源系統3能源輸出端分別連接中央處理器1和穩壓模塊4的能源輸入端，穩壓模塊4的穩壓信號輸出端連接驅動模塊7的穩壓信號輸入端；

所述傳感器模塊2包括三軸加速度計2-1、三軸陀螺儀2-2、氣壓高度計2-3和北斗定位系統2-4。

優選地，所述滅火系統12采用滅火彈進行精準投彈。

優選地，所述中央處理器1選用STM32F407，所述中央處理器1采用IIC總線連接接收傳感器模塊2的位置信息，使用串口獲得位置導航信息。

優選地，通過中央處理器1控制PWM模塊6產生控制信號至驅動模塊7，驅動模塊7控制多旋翼電機8的轉速。

優選地，通過所述攝像頭11采集視頻圖像信息傳輸至無線視頻發射模塊10，無線視頻發射模塊10將視頻圖像信息發送至中央處理器1。

優選地，采用通信模塊9接收滅火路徑控制命令傳輸至中央處理器1，中央處理器1根據傳感器模塊2傳輸的位置信息，判斷是否到達滅火地點，當到達滅火地點后，通過通信模塊9發出到達滅火地點的信號，再通過通信模塊9接收滅火彈的投放命令，當沒有到達滅火地點時，驅動多旋翼電機8進行位置調整。

優選地，通過避障模塊5對森林中障礙物進行躲避。