基于无人机平台的森林火情监测装置的制作方法

本实用新型属于森林火灾防控遥感技术领域，具体涉及一种基于无人机平台的森林火情监测装置。

背景技术：

由于森林往往具有面积较大、道路崎岖人员难以通行的地形特点，因此，森林防火的难度较大，现有技术常采用无人机平台搭载图像模组进行巡航，实现对森林火情的监控，以实现及时发现火情的目的，以及对过火区域进行实时图像采样的目的；但现有的平台在过火区域上空时，摄像模组往往由于空中上浮的灰尘烟雾等影响，从而造成成像质量差，无法有效对火情蔓延趋势进行监测，因此，急需设计一种基于无人机平台的森林火情监测装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供基于无人机平台的森林火情监测装置，该装置解决了现有无人机平台的成像模组在过火区域容易受到烟尘影响导致成像质量降低，无法有效获取图像，且容易因视野不佳造成撞击事故的问题，具有可有效避障，可自动清洁镜头的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于无人机平台的森林火情监测装置，包括无人机平台，无人机平台四角通过支架连接有电机，电机输出端向下连接旋翼，旋翼外表面设置有环形的防撞壳；无人机平台上表面连接有凸起的连接台，连接台侧表面通过支杆与风速监测系统连接；连接台上表面连接有水箱；连接台内部的设备仓内设置有水泵，水泵与水箱通过软管连接；无人机平台下表面挂载有缓震机构，缓震机构与下方的成像机构连接；无人机平台下表面连接有烟雾传感器和温度传感器。

优选地，防撞壳外表面和无人机平台侧表面连接有多个激光距离传感器；激光距离传感器、烟雾传感器和温度传感器均与无人机平台的控制系统电性连接；激光距离传感器选用di-soric品牌型号为lat51的激光距离传感器；温度传感器温度选用西门子qae2174.010型号的温度传感器。

优选地，风速监测系统包括四台风速风向仪，风速风向仪通过连杆与连接台侧表面的支杆连接；连杆与支杆之间通过内置弹簧的连接管连接。

优选地，缓震机构包括中空的外壳，外壳内壁侧表面连接有弧形的弹性板；弹性板上下两端通过滑槽机构与外壳内壁滑动配合。

优选地，外壳下表面开设有通孔，通孔内穿过有顶杆；通孔两边的内壁连接有弹簧，顶杆上端通过弹簧与外壳内壁连接；顶杆侧表面与弹性板接触配合。

优选地，成像机构包括顶板，顶板上表面与顶杆底端连接；顶板下表面两侧连接有挂板，挂板内壁连接有摄像模组。

优选地，摄像模组包括红外热像仪和高清摄像头；红外热像仪和高清摄像头的镜头朝向相反；红外成像仪选用优利德型号为uti80p的热成像仪。

优选地，挂板内壁连接有步进电机，步进电机输出端连接有转轴，转轴另一端与摄像模组侧表面连接；摄像模组另一端与挂板内壁轴承连接。

优选地，顶板下表面连接有电动推杆，电动推杆伸缩端向下与连接板上表面连接，连接板下表面连接有微型马达和刷头，刷头与摄像模组的镜头接触配合；刷头选用吸水海绵或吸水布等强力吸水的材质。

优选地，顶板上表面开设有通孔，通孔内穿过有喷水管，喷水管一端与水泵连接，另一端为弯管，弯管朝向摄像模组。

本实用新型提供的基于无人机平台的森林火情监测装置的有益效果如下：

（1）在机身外部多点区域设置了激光距离传感器，可以有效对机身周围的树冠等障碍物进行避让，从而保证了飞行过程中不会因旋翼卷入异物导致坠机或撞击事故，在能见度较差的情况下依然可以保证稳定飞行；

（2）装置通过红外热像仪对森林中的起火位置进行及时发现，当发现火情后，可以切换至高清摄像头贴近火区进行图像获取，确定过火区域，并且通过机身下方的烟雾传感器辅助判断火势大小；温度传感器实时测温，当温度升高至威胁飞行安全时，无人机自动避让高温区域，保证机器运转安全；

（3）平台搭载了清洁装置对摄像模组的镜头进行清洁，配合水泵进行喷淋，可以有效清理粘连在镜头表面的烟尘，保证了平台在过火区域上方依然可以保持清晰的成像质量，从而更好地为地面人员传递火区蔓延信息；

（4）机身搭载了风速风向仪，可以实时监测火区附近的气流情况，为地面灭火人员提供火势蔓延的趋势预测，从而保证灭火作业的安全进行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的主视示意图。

图3为本实用新型中成像机构的结构示意图。

图4为本实用新型中成像机构与缓震机构的主视示意图。

图中附图标记为：无人机平台1，电机11，旋翼12，防撞壳13，连接台14，支杆15，激光距离传感器16，水箱2，设备仓21，水泵22，缓震机构3，外壳31，弹性板32，弹簧33，顶杆34，成像机构4，顶板41，挂板42，步进电机43，转轴44，风速风向仪51，连杆52，连接管53，摄像模组6，红外热像仪61，高清摄像头62，电动推杆7，连接板71，微型马达72，刷头73，喷水管74，烟雾传感器8，温度传感器9。

具体实施方式

如图1~图4中，一种基于无人机平台的森林火情监测装置，包括无人机平台1，无人机平台1通过支架连接有电机11，电机11输出端向下连接旋翼12，旋翼12外表面设置有环形的防撞壳13；无人机平台1上表面连接有凸起的连接台14，连接台14侧表面通过支杆15与风速监测系统连接；连接台14上表面连接有水箱2；连接台14内部的设备仓21内设置有水泵22，水泵22与水箱2通过软管连接；无人机平台1下表面挂载有缓震机构3，缓震机构3与下方的成像机构4连接；无人机平台1下表面连接有烟雾传感器8和温度传感器9。

优选地，防撞壳13外表面和无人机平台1侧表面连接有多个激光距离传感器16；激光距离传感器16、烟雾传感器8和温度传感器9均与无人机平台1的控制系统电性连接；激光距离传感器16选用di-soric品牌型号为lat51的激光距离传感器16；温度传感器9温度选用西门子qae2174.010型号的温度传感器9。

优选地，风速监测系统包括四台风速风向仪51，风速风向仪51通过连杆52与连接台14侧表面的支杆15连接；连杆52与支杆15之间通过内置弹簧的连接管53连接。

优选地，缓震机构3包括中空的外壳31，外壳31内壁侧表面连接有弧形的弹性板32；弹性板32上下两端通过滑槽机构与外壳31内壁滑动配合。

优选地，外壳31下表面开设有通孔，通孔内穿过有顶杆34；通孔两边的内壁连接有弹簧33，顶杆34上端通过弹簧33与外壳31内壁连接；顶杆34侧表面与弹性板32接触配合。

优选地，成像机构4包括顶板41，顶板41上表面与顶杆34底端连接；顶板41下表面两侧连接有挂板42，挂板42内壁连接有摄像模组6。

优选地，摄像模组6包括红外热像仪61和高清摄像头62；红外热像仪61和高清摄像头62的镜头朝向相反；红外成像仪选用优利德型号为uti80p的热成像仪。

优选地，挂板42内壁连接有步进电机43，步进电机43输出端连接有转轴44，转轴44另一端与摄像模组6侧表面连接；摄像模组6另一端与挂板42内壁轴承连接。

优选地，顶板41下表面连接有电动推杆7，电动推杆7伸缩端向下与连接板71上表面连接，连接板71下表面连接有微型马达72和刷头73，刷头73与摄像模组6的镜头接触配合；刷头73选用吸水海绵或吸水布等强力吸水的材质。

优选地，顶板41上表面开设有通孔，通孔内穿过有喷水管74，喷水管74一端与水泵22连接，另一端为弯管，弯管朝向摄像模组6。

上述基于无人机平台的森林火情监测装置的工作原理如下：

机身外部的激光距离传感器16对机身周围的树冠等障碍物进行距离监测，保证了飞行过程中不会因旋翼12卷入异物导致坠机或撞击事故；红外热像仪61对森林中的起火位置进行及时发现，当发现火情后，切换至高清摄像头62贴近火区进行图像获取；机身下方的烟雾传感器8辅助判断火势大小；温度传感器9实时测温，当温度升高至威胁飞行安全时，无人机自动避让高温区域；微型马达72与刷头73的组合对摄像模组6的镜头进行清洁，配合水泵22和喷水管74进行喷淋，清理粘连在镜头表面的烟尘；风速风向仪51实时监测火区附近的气流情况，为地面灭火人员提供火势蔓延的趋势预测，从而保证灭火作业的安全进行。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。