[发明专利]一种发射型灾难救援和灭火无人机

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞行器，具体涉及一种发射型灾难救援和灭火无人机。

背景技术

随着无人机行业的火爆发展，各种各样的无人飞行器系统被发明出来，用于实现不同的任务作业。无人飞行器按照外形和飞行原理分类，主要有三种类型：固定翼、直升机、多旋翼。其中固定翼型无人机无法垂直起降和悬停，直升飞机和多旋翼无人机都可以垂直起降和悬停。

多旋翼无人机，又称多轴飞行器，包括4旋翼无人机、6旋翼无人机及8旋翼无人机等，其特征是多个完全一样的旋翼，成对相向旋转，产生升力。同时，不同旋翼之间的速度差，产生无人机对地的倾角，从而产生旋转和向前、向后飞行。因此，多旋翼无人机的操控原理简单，操控器四个摇杆操作对应飞行器的前后、左右、上下和偏航方向的运动。在自动驾驶仪方面，多旋翼无人机自驾仪控制方法简单，控制器参数调节也很简单。多旋翼无人机结构简单，控制简单，易于遥操作。

无人直升机的基本特征是具有一个或一对大型的旋翼，其旋翼的面积远大于多旋翼无人机的旋翼的总面积，因此，其载荷能力和续航能力远大于多旋翼无人机，其效率也高于多旋翼多旋翼无人机。普通直升机可以相对方便地增加旋翼尺寸，直径大，效率高，能实现大载荷和高稳定性。当前直升机载荷最大的可以达到数十吨。但是，直升机的旋翼和轴之间有活动的机械连接部件，从而导致直升机的控制复杂，飞行控制算法复杂，遥操作的难度大。

上述无人飞行器都具有垂直起降的特点，已经广泛地用于各种领域。然而由于无人飞行器的遥操作需要从飞行器的飞控系统到无线通讯、遥操作交互系统、界面等各方面的总体设计，而火灾或其它灾害现场情况复杂，因此目前还没有用于火灾或者其他灾害现场的灾难救援和灭火无人机。

发明内容

本发明的目的是提供一种发射型灾难救援和灭火无人机，包括无人机本体、灭火弹或救援物资发射装置、视觉瞄准、视觉导航及传感装置、宽带无线传输装置以及地面遥操作控制装置等五部分，利用遥操作垂直起降无人飞行器的优势，装载灾难救援物资或灭火弹飞抵灾害现场，通过机载瞄准装置和发射装置，准确地投掷灭火弹实现灭火，或者投掷救援物资实施救援。

所述的垂直起降无人机本体为多旋翼无人机，或无人直升机，提供遥操作灭火和救援飞行器的飞行本体，为发射装置、瞄准装置等提供飞行运载本体；机载的电源为整个飞行系统，以及无人机的飞控子系统、遥操作子系统、发射子系统等提供能够能源。机载的电源一般为能量密度比较高的电源装置，如锂离子电池、氢电堆发动机等。所述的无人机本体上安装有照明和信号灯，其中信号灯以一定的频率闪烁，而照明灯用于夜间飞行，使得遥操作人员及飞行器附近的人员易于观察。

所述的视觉瞄准、视觉导航及传感装置至少包括测距传感器，红外/可见光视觉传感器，温度传感器，风速传感器等多种传感器，并根据实际需要而加装用于对火灾或者灾难现场进行观察和测量的传感器。

所述的宽带无线通讯装置包括机载编码模块和信号发射模块，以及地面的解码模块和接收模块，用于将视觉等传感器信息，经过编码后发送到地面的遥操作控制子系统，使得地面操作人员能够实时掌握现场情况，同时，地面的操作信息也经过加密编码后发送到飞行器，用于操作控制整个飞行器及系统。

所述的地面遥操作控制装置包括用于控制的操纵杆、各种操作开关、一个或多个显示屏用于显示视觉传感器传回来的现场视频，温度、风速等传感器传回来的现场状况，以及飞行器本体传感器所传回来的飞行器姿态、飞行速度、航向、位置、飞行器机载电源状态等信息。所述的地面遥操作控制装置的一种配置方式是安装在专业的车上，其车顶可以为遥操作飞行器提供起飞和降落的场地，从而为遥操作飞行器提供地面运输工具。所述的地面遥操作控制装置的一种配置方式是将遥操作装置和可拆卸电池一起整体集成在一个专业的旅行箱内，从而实现快速运输，在取出电池后，该遥操作装置可以普通的航空托运。

在火灾等灾难发生后，所述的遥操作灾难救援和灭火飞行器系统，通过公路、飞机等运输到灾难或火灾现场附近一个相对安全的地方，展开安装后，先给地面遥操作控制装置上电，自检无误后，再给飞行器上电，等飞行器自检通过，遥操作装置和飞行器建立好联系后，即可以给飞行器加载灾难救援物资或灭火弹等载荷，飞行器进入准备起飞状态，飞行器的警示灯开始闪烁，如果在夜航状态，飞行器标志灯也同时开启。