[发明专利]一种基于飞轮电池的高层消防无人机

权利要求书

1.一种基于飞轮电池的高层消防无人机，其特征在于，包括包含飞轮电池的动力能源系统、灭火装置和应急保护装置；

所述动力能源系统由动力源、传动机构、电池管理系统组成，所述动力源由飞轮电池、蓄电池协同供电，对应有软启动和硬启动两种启动方式，所述软启动方式为飞轮电池产生电能，通过变压器和电子电力转换装置进行电压调节，为四个与旋翼相连的小电动机供电，进而带动变速器转动，实现旋翼的快速旋转，所述硬启动方式为蓄电池直接连接到电子电力转换装置上，使电动机带动螺旋桨旋翼旋转，此种启动方式作为备选；

所述飞轮电池由飞轮、轴、轴承、电动机/发电机、真空容器和电力电子变换器组成，所述飞轮采用碳纤维材料，位于推力轴承左侧，轴中央，通过平键和定位轴肩固定，所述轴承采用主动磁悬浮轴承和推力轴承，主动磁悬浮轴承置于轴两侧末端，推力轴承置于两磁悬浮轴承右侧1/3处，所述真空容器内部设有压力传感器，实时监测真空容器内的气压。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述灭火装置由灭火胶囊、灭火胶囊发射筒、真空室、气体发生剂、卡扣和机械手组成，所述灭火胶囊由半圆壳头和圆柱体身构成，通过卡扣嵌在灭火装置外壳上，所述灭火胶囊半圆壳头内有碰撞感应器，在到达火区的碰撞瞬间会随及爆炸，干粉灭火剂和红磷阻燃剂均匀释放，覆盖火源，进行灭火。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述灭火胶囊采用微胶囊技术，其表面是具有网状结构的聚硅氧烷有机膜，其内有湿度传感器，检测灭火胶囊湿度，保证灭火的有效性，所述灭火胶囊嵌在发射筒内部通过卡扣锁紧，所述真空室位于灭火胶囊后部，所述气体发生剂位于装置尾部，所述机械手夹持装置由1/3圆铁环、松紧弹簧、压力感应器构成，位于灭火装置前端。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述应急保护装置安装在无人机尾部，主要由减速伞、伞舱与弹射系统、机械开伞系统、减速伞控制器与供电系统四部分构成，所述应急保护装置在减速伞控制器接收到传感器采集的飞行器高度和无人机加速度突变数值时才会开启。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述伞舱由伞舱主体、底部弹射弹簧与弹簧压板组成，所述机械开伞系统由舵机、舵机座、连杆、锁销、U型杠杆、传动销组成，安装于伞舱顶部，所述减速伞控制器与供电系统由低压电池、接收机、压力传感器组成。