一种高空无人机灭火装置的制作方法

本实用新型属于无人机灭火技术领域，具体涉及一种高空无人机灭火装置。

背景技术：

随着经济发展，城市高层建筑和高空设备越来越多，随之而来的高层建筑火灾或高空设备火情也逐渐增多，严重危害了人们的生命和财产安全。

目前世界各国已研制出了一些用于高层建筑或高空消防设备，如登高云梯、消防炮、消防直升机、灭火弹等，但由于装备能力有限，往往不能取得理想的效果。比如现有普通云梯消防车的有效工作高度为30m至50m，最高的云梯消防车的有效工作高度为lo0m左右，但因其价格昂贵、维修养护困难，其广泛推广应用较为困难。

基于高空灭火对云梯等消防设备的工作高度限制，以及对其他消防设备的配置成本考虑，无人机灭火技术得到大力发展和应用。无人机技术在现在是相对成熟的技术，其操作灵活、速度快，可以不受地理环境的限制到达指定地点；但现有的无人机灭火装置仍然存在诸多缺陷，如利用无人机携带高压水炮喷头及消防水管飞升至高空着火点并通过喷射水柱进行灭火，该种无人机灭火装置的无人机需要携带高压水炮喷头并拖载消防水管，无人机参与灭火时，需要将消防水管与无人机上的高压水炮喷头进行固定连接，一般采用螺纹连接方式，容易导致消防水管缠绕或扭曲，作业人员难以理顺消防水管，从而妨碍及时灭火；消防水管缠绕或扭曲，影响消防水管输送高压水，甚至容易导致无人机坠机。此外，该种无人机携带高压水炮喷头并拖载消防水管的无人机灭火装置，基于高压水炮喷头、拖载的消防水管以及管道内消防水的重量，其无人机的载荷已经很大，很难在设计飞行高度更高的位置作业，因此在难以预测的灭火现场如需无人机爬升更高位置进行灭火则难以为继。

技术实现要素：

针对现有无人机灭火装置存在的上述技术问题，本实用新型提出一种高空无人机灭火装置，该无人机灭火装置可快速连接安装消防水管，避免消防水管缠绕或扭曲，通过无人机与消防水管之间的连接机构，在灭火现场可临时飞升组合第二个或更多的无人机拖载消防水管，以提升灭火高度应对火情。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高空无人机灭火装置，包括第一无人机、高压水炮喷头、喷头连接器和消防水管；

所述高压水炮喷头稳固安装于第一无人机的底端，高压水炮喷头用于喷水灭火，具体地，高压水炮喷头与第一无人机之间可通过螺栓固定连接；

所述喷头连接器包括管体和设置于管体一端的快装接头；所述管体的另一端与高压水炮喷头固定连接，具体地，可螺纹连接；所述快装接头包括接头本体和环形堵头；所述接头本体的底端设有内螺纹孔，环形堵头插入内螺纹孔与接头本体螺纹连接；所述消防水管上设有t型连接端，消防水管的外壁设有抱箍，且消防水管的t型连接端贯穿环形堵头并插入接头本体的内部；

所述抱箍由两个半圆柱体组成，且两个半圆柱体的一侧铰接，该种结构能便于快速将抱箍安装在消防水管的外壁；

所述环形堵头的内径大于消防水管t型连接端的外径，且小于抱箍的外径，具体地，抱箍外径指抱箍安装在消防水管外壁后的最大外径，也即两个半圆柱体合拢时的外径；所述抱箍的内径小于消防水管t型连接端的外径，且大于消防水管的外径，抱箍内径指两个半圆柱体合拢时的内径；消防水管的t型连接端与接头本体的内壁相抵，抱箍的两端分别与环形堵头和消防水管t型连接端相抵；旋紧环形堵头后，能使消防水管与喷头连接器密封连接；该种结构能快速连接安装消防水管，连接时无需转动消防水管，能避免消防水管缠绕或扭曲；

所述消防水管上间隔设有多个拖载连接短接，每个所述拖载连接短接的外侧壁均设有钩扣；

还包括至少一个第二无人机；所述第二无人机的底端固定设有安装框架，安装框架内设有第二电机，安装框架上通过可转动的方式设有绕线辊，且绕线辊上缠绕有线绳，第二电机的转轴与绕线辊传动连接，第二电机能带动绕线辊正转放线或反转收线；所述安装框架上设有电磁铁，所述第二电机和电磁铁均与第二无人机的控制系统电连接，通过第二无人机的控制系统能控制第二电机和电磁铁启停；

所述安装框架的底端设有磁性金属板，磁性金属板与通电的电磁铁磁性吸附；所述磁性金属板的侧壁固定设有支杆，支杆的另一端固定设有吊环，吊环用于与钩扣连接；线绳与支杆相连；

当需要临时控制第二无人机拖载消防水管时，控制第二无人机飞升，通过第二无人机上的摄像头进行视觉定向，并控制第二无人机上的吊环与消防水管上的钩扣相连，并控制电磁铁断电使磁性金属板与电磁铁脱附，控制第二电机带动绕线辊正转放线，第二无人机飞升并通过线绳拖载消防水管，能降低消防水管对第二无人机飞行自由度的影响；

在此需要说明的是，所述第一无人机和第二无人机均为现有技术设备，根据飞行高度和拖载的消防水管重量、水量、水压等因素综合计算考虑并选择适配的具体型号、功率和承载能力的无人机；具体地，无人机的机体上设有的桨叶、起落架、摄像头和控制系统均为公知技术。

进一步限定，所述高压水炮喷头为多功能消防水枪，能减小后坐力，防止后坐力影响第一无人机的飞行平衡。

进一步限定，所述多功能消防水枪包括枪管、喷雾枪头和球阀开关；

所述枪管固定安装于第一无人机的底端，枪管的一端与喷头连接器的管体相连、喷雾枪头与枪管的另一端转动连接，喷雾枪头至少包括直流、喷雾和开花三种喷射模式；

所述喷雾枪头的外侧壁设有环形齿条，所述枪管上固定安装有第一电机，所述第一电机的转轴上固定设有齿轮，齿轮与喷雾枪头外侧壁的环形齿条啮合，所述第一电机与第一无人机的控制系统电相连，第一电机用于驱动喷雾枪头相对枪管转动，从而能调节喷雾枪头的喷射模式；

所述球阀开关安装于枪管上，所述球阀开关为电动球阀，且电动球阀与第一无人机的控制系统电连接，能智能控制电动球阀的开闭状态和流量大小；

该多功能消防水枪通过调节控制电动球阀和喷雾枪头，能选择喷射直流射流、喷射雾状射流或开花状射流，并且几种水流可以互相转换，能降低不必要的后坐力。

进一步限定，所述消防水管的t型连接端与接头本体内螺纹孔的顶壁之间设有环形密封圈，所述抱箍的两个半圆柱体的内侧壁均设有密封橡胶层；环形密封圈能密封消防水管t型连接端与接头本体之间间隙；抱箍内侧壁的密封橡胶层能密封抱箍与消防水管之间的间隙，避免漏水漏压。

进一步限定，所述半圆柱体的截面呈l型，该种结构能提高消防水管与喷头连接器之间的连接稳固性。

进一步限定，所述钩扣包括设有开口的钩体和钩体的开口处设置的锁舌；所述锁舌的一端与钩体铰接，且铰接轴上设有扭簧，扭簧的两端分别与钩体和锁舌相抵；锁舌的另一端与钩体的内侧壁抵接；具体地，钩体的内侧壁设有抵槽，在扭簧作用下，锁舌具有向钩体外侧翻转的趋势，锁舌的另一端于抵槽处与钩体内侧壁相抵，限制锁舌向钩体外侧翻转；当在外力作用下，吊环推动锁舌向钩体内侧翻转，吊环卡入钩体内之后，锁舌回转并封闭钩体的开口。

进一步限定，所述锁舌上固定设有磁铁，所述吊环由磁性金属材料制成，当吊环靠拢锁舌时，锁舌上的磁铁吸附吊环，能避免电磁铁断电或绕线辊放线绳时吊环与锁舌脱附，确保第二无人机飞升和放线绳时，吊环能推动锁舌挤压扭簧并打开钩体的开口，使吊环卡入钩体内；具体地，第二无人机提升时，同时放线绳，在消防水管的重力作和线绳的拉扯作用下，吊环能推动锁舌挤压扭簧并打开钩体的开口，最终使吊环卡入钩体内，吊环与锁舌上的磁铁脱附后，锁舌封闭钩体的开口。

进一步限定，所述安装框架上设有引线环，所述支杆上间隔设有多个引线环；所述线绳从绕线辊依次穿过多个引线环，并与靠近吊环处的引线环固定连接；该种结构能使线绳辅助支撑支杆，确保吊环能顺利卡入钩体内。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种高空无人机灭火装置，有益效果在于：该无人机灭火装置参与高空灭火时，将消防水管快速连接至第一无人机上的喷头连接器上，控制第一无人机飞升至火情高度进行灭火；消防水管与喷头连接器之间能快速连接，能有效缩短准备时间确保及时灭火，能避免消防水管缠绕或扭曲防止无人机坠机；在灭火现场，如遇灭火高度提升，可临时控制至少一个第二无人机飞升，通过控制第二无人机上搭载的吊环与消防水管上设置的钩扣相连，并控制电磁铁断电使磁性金属板与电磁铁脱附，控制第二电机带动绕线辊正转放线，第二无人机提升并通过线绳拖载消防水管，能降低第一无人机的载重，使第一无人机能携带高压水炮喷头飞行至更高的高度进行灭火，第二无人机通过线绳拖载消防水管能降低消防水管对第二无人机飞行自由度的影响；该无人机灭火装置的灭火高度范围广，能及时控制飞升第二无人机拖载消防水管，进而增大第一无人机上高压水炮喷头的灭火高度，避免火情高度对装置灭火的限制，能有效缩短准备时间并确保及时灭火。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的第二无人机连接消防水管的示意图。

图2为本实用新型的多无人机拖载消防水管的结构示意图。

图3为图2中a处局部结构示意图。

图4为图3中b处局部结构示意图。

图5为图4中c-c方向剖面图。

图6为图1中d处局部结构示意图。

附图中：1-第一无人机，11-摄像头，12-桨叶，13-起落架，2-高压水炮喷头，21-枪管，22-喷雾枪头，23-球阀开关，24-环形齿条，25-第一电机，26-齿轮，3-喷头连接器，31-管体，32-接头本体，33-环形堵头，34-抱箍，35-半圆柱体，36-环形密封圈，37-密封橡胶层，4-消防水管，41-t型连接端，51-安装框架，52-第二电机，53-绕线辊，54-线绳，55-电磁铁，56-磁性金属板，57-支杆，58-吊环，59-引线环，6-拖载连接短接，7-钩扣，71-钩体，72-锁舌，8-第二无人机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图6所示，一种高空无人机灭火装置，包括第一无人机1、高压水炮喷头2、喷头连接器3、消防水管4和至少一个第二无人机8；

所述高压水炮喷头2稳固安装于第一无人机1的底端，高压水炮喷头2用于喷水灭火，具体地，高压水炮喷头2与第一无人机1之间可通过螺栓固定连接；

所述高压水炮喷头2为多功能消防水枪，能减小后坐力，防止后坐力影响第一无人机1的飞行平衡；所述多功能消防水枪包括枪管21、喷雾枪头22和球阀开关23；

所述枪管21固定安装于第一无人机1的底端，枪管21的一端与喷头连接器3的管体31相连、喷雾枪头22与枪管21的另一端转动连接，喷雾枪头22至少包括直流、喷雾和开花三种喷射模式；

所述喷雾枪头22的外侧壁设有环形齿条24，所述枪管21上固定安装有第一电机25，所述第一电机25的转轴上固定设有齿轮26，齿轮26与喷雾枪头22外侧壁的环形齿条24啮合，所述第一电机25与第一无人机1的控制系统电相连，第一电机25用于驱动喷雾枪头22相对枪管21转动，从而能调节喷雾枪头22的喷射模式；

所述球阀开关23安装于枪管21上，所述球阀开关23为电动球阀，且电动球阀与第一无人机1的控制系统电连接，能智能控制电动球阀的开闭状态和流量大小；

该多功能消防水枪通过调节控制电动球阀和喷雾枪头22，能选择喷射直流射流、喷射雾状射流或开花状射流，并且几种水流可以互相转换，能降低不必要的后坐力；

所述喷头连接器3包括管体31和设置于管体31一端的快装接头；所述管体31的另一端与高压水炮喷头2固定连接，具体地，可螺纹连接；所述快装接头包括接头本体32和环形堵头33；所述接头本体32的底端设有内螺纹孔，环形堵头33插入内螺纹孔与接头本体32螺纹连接；所述消防水管4上设有t型连接端41，消防水管4的外壁设有抱箍34，且消防水管4的t型连接端41贯穿环形堵头33并插入接头本体32的内部；具体地，消防水管4由消防管材制成，耐高压、具有柔韧性、便于吊运；

所述抱箍34由两个半圆柱体35组成，且两个半圆柱体35的一侧铰接，该种结构能便于快速将抱箍34安装在消防水管4的外壁；

所述环形堵头33的内径大于消防水管4t型连接端41的外径，且小于抱箍34的外径，具体地，抱箍34外径指抱箍34安装在消防水管4外壁后的最大外径，也即两个半圆柱体35合拢时的外径；所述抱箍34的内径小于消防水管4t型连接端41的外径，且大于消防水管4的外径，抱箍34内径指两个半圆柱体35合拢时的内径；消防水管4的t型连接端41与接头本体32的内壁相抵，抱箍34的两端分别与环形堵头33和消防水管4t型连接端41相抵；旋紧环形堵头33后，能使消防水管4与喷头连接器3密封连接；该种结构能快速连接安装消防水管4，连接时无需转动消防水管4，能避免消防水管4缠绕或扭曲；

所述消防水管4上间隔设有多个拖载连接短接6，每个所述拖载连接短接6的外侧壁均设有钩扣7；所述钩扣7包括设有开口的钩体71和钩体71的开口处设置的锁舌72；所述锁舌72的一端与钩体71铰接，且铰接轴上设有扭簧，扭簧的两端分别与钩体71和锁舌72相抵；锁舌72的另一端与钩体71的内侧壁抵接；具体地，钩体71的内侧壁设有抵槽，在扭簧作用下，锁舌72具有向钩体71外侧翻转的趋势，锁舌72的另一端于抵槽处与钩体71内侧壁相抵，限制锁舌72向钩体71外侧翻转；

所述第二无人机8的底端固定设有安装框架51，安装框架51内设有第二电机52，安装框架51上通过可转动的方式设有绕线辊53，且绕线辊53上缠绕有线绳54，第二电机52的转轴与绕线辊53传动连接，第二电机52能带动绕线辊53正转放线或反转收线；所述安装框架51上设有电磁铁55，所述第二电机52和电磁铁55均与第二无人机8的控制系统电连接，通过第二无人机8的控制系统能控制第二电机52和电磁铁55启停；

所述安装框架51的底端设有磁性金属板56，磁性金属板56与通电的电磁铁55磁性吸附；所述磁性金属板56的侧壁固定设有支杆57，支杆57的另一端固定设有吊环58，吊环58用于与钩扣7连接；所述安装框架51上设有引线环59，所述支杆57上间隔设有多个引线环59；所述线绳54从绕线辊53依次穿过多个引线环59，并与靠近吊环58处的引线环59固定连接；该种结构能使线绳54辅助支撑支杆57，确保吊环58能顺利卡入钩体71内；

当需要临时控制第二无人机8拖载消防水管4时，控制第二无人机8飞升，通过第二无人机8上的摄像头11进行视觉定向，并控制第二无人机8上的吊环58与消防水管4上的钩扣7相连，控制电磁铁55断电使磁性金属板56与电磁铁55脱附，控制第二电机52带动绕线辊53正转放线，第二无人机8飞升并通过线绳54拖载消防水管4，能降低消防水管4对第二无人机8飞行自由度的影响；具体地，在外力作用下，吊环58推动锁舌72向钩体71内侧翻转，吊环58卡入钩体71内之后，锁舌72回转并封闭钩体71的开口；

在此需要说明的是，所述第一无人机1和第二无人机8均为现有技术设备，根据飞行高度和拖载的消防水管4重量、水量、水压等因素综合计算考虑并选择适配的具体型号、功率和承载能力的无人机；具体地，无人机的机体上设有的桨叶12、起落架13、摄像头11和控制系统均为公知技术。

本实施例中，所述消防水管4的t型连接端41与接头本体32内螺纹孔的顶壁之间设有环形密封圈36，所述抱箍34的两个半圆柱体35的内侧壁均设有密封橡胶层37；环形密封圈36能密封消防水管4t型连接端41与接头本体32之间间隙；抱箍34内侧壁的密封橡胶层37能密封抱箍34与消防水管4之间的间隙，避免漏水漏压。

本实施例中，所述半圆柱体35的截面呈l型，该种结构能提高消防水管4与喷头连接器3之间的连接稳固性。

本实施例中，所述锁舌72上固定设有磁铁（图中未示出），所述吊环58由磁性金属材料制成，当吊环58靠拢锁舌72时，锁舌72上的磁铁吸附吊环58，能避免电磁铁55断电或绕线辊53放线绳54时吊环58与锁舌72脱附，确保第二无人机8飞升和放线绳54时，吊环58能推动锁舌72挤压扭簧并打开钩体71的开口，使吊环58卡入钩体71内；具体地，第二无人机8提升时，同时放线绳54，在消防水管4的重力作和线绳54的拉扯作用下，吊环58能推动锁舌72挤压扭簧并打开钩体71的开口，最终使吊环58卡入钩体71内，吊环58与锁舌72上的磁铁脱附后，锁舌72封闭钩体71的开口。

本实施例的工作原理：该无人机灭火装置参与高空灭火时，将消防水管4快速连接至第一无人机1上的喷头连接器3上，控制第一无人机1飞升至火情高度进行灭火；消防水管4与喷头连接器3之间能快速连接，能有效缩短准备时间确保及时灭火，能避免消防水管4缠绕或扭曲防止无人机坠机；通过调节控制多功能消防水枪的电动球阀和喷雾枪头22，能选择喷射直流射流、喷射雾状射流或开花状射流，并且几种水流可以互相转换，能降低不必要的后坐力；在灭火现场，如遇灭火高度提升，可临时控制至少一个第二无人机8飞升，通过控制第二无人机8上搭载的吊环58与消防水管4上设置的钩扣7相连，并控制电磁铁55断电使磁性金属板56与电磁铁55脱附，控制第二电机52带动绕线辊53正转放线，第二无人机8提升并通过线绳54拖载消防水管4，能降低第一无人机1的载重，使第一无人机1能携带高压水炮喷头2飞行至更高的高度进行灭火，第二无人机8通过线绳54拖载消防水管4能降低消防水管4对第二无人机8飞行自由度的影响；具体地，当吊环58靠拢锁舌72时，锁舌72上的磁铁吸附吊环58，能避免电磁铁55断电或绕线辊53放线绳54时吊环58与锁舌72脱附，确保第二无人机8飞升和放线绳54时，吊环58能推动锁舌72挤压扭簧并打开钩体71的开口，使吊环58卡入钩体71内；具体地，第二无人机8提升时，同时放线绳54，在消防水管4的重力作和线绳54的拉扯作用下，吊环58能推动锁舌72挤压扭簧并打开钩体71的开口，最终使吊环58卡入钩体71内，吊环58与锁舌72上的磁铁脱附后，锁舌72封闭钩体71的开口。该无人机灭火装置的灭火高度范围广，能及时增大灭火高度，避免火情高度对装置灭火的限制，能有效缩短准备时间并确保及时灭火。