用于林业火灾扑救作业的重型旋翼无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机应用技术领域，具体是一种用于林业火灾扑救作业的重型旋翼无人机。

背景技术：

我国具有广袤的林业面积，对于发生林业火警险情后火灾的扑救工作往往异常艰难。林业火灾不仅蔓延速度极快，扑救工作耗费大量的人力和物力，火灾过后还往往造成极大的财产损失。传统的林业火灾扑救作业救援设备对于崎岖坎坷、树木密植的林场力有不逮，而救援人员历经接到火情、设备物资准备、到达救援地点的过程较为缓慢，这增加了人力、设备成本和工作时间，降低了火灾救援效果，亟需一种火灾扑灭效果好、反应迅速、能够节省人工及设备成本的扑救方式。

将无人机用于林业火灾的扑救在当前极高的应用前景。无人机在用于林业火灾的扑救作业时，能够快速反应、具有高度优势，并能够在单位时间扑救更多的火源面积。在我国，专门应用于林业火灾扑救作业的无人机几乎为空白，市场上无人机产品型号单一、质量参差不齐，最主要的是无人机的续航能力较差、携带灭火弹的数量太少。因此，有必要专门设计一款应用于林业火灾扑救作业的无人机，以求实现人力减负和高效的火灾扑救。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种用于林业火灾扑救作业的重型旋翼无人机，可以解决传统林业火灾扑救工作对于人力、设备资源消耗过大、利用率不高的问题，并可以长时间、大面积的工作，同时该火灾扑救重型无人机还具有承载能力强、携带灭火弹数量高的优点。

本实用新型包括机体框架和安装在机架上的旋翼系统、中央控制及通讯系统、寻的瞄准系统、灭火系统、电源系统，所述电源系统通过电线连接到中央控制及通讯系统并通过中央控制及通讯系统集中供电，中央控制及通讯系统与旋翼系统、寻的瞄准系统以及灭火系统相连，保持机器的正常运转、和地面的通讯以及控制灭火弹的发射，所述旋翼系统采用电机驱动四套共轴旋翼的方式作业，所述寻的瞄准系统接受中央控制及通讯系统的命令寻找火源并将信息反馈回中央控制及通讯系统，所述的灭火系统在确定目标后接受控制指令将灭火弹发射到指定位置。

进一步改进，所述的机体框架为四边形框架结构，机架材料为复合材料空心圆管,各结构的供电线路内埋在空心圆管内。

进一步改进，所述的旋翼系统为在无人机的四边形机体框架的四个角上分别布置的共轴式旋翼，每套旋翼的上下两个旋翼的旋转方向相反以抵消反扭矩。

进一步改进，所述的灭火系统安置在无人机上重心较低的载荷平台上，十六个灭火弹水平装填在灭火弹发射箱内，根据中央控制及通讯系统的指令，灭火系统依次将灭火弹发射至火源位置。

进一步改进，所述的电源系统由左右两边各自两个蓄电池箱对称安装组成。

本实用新型有益效果在于：

1、该林业火灾扑救无人机充分考虑了林业火灾燃烧区域大、蔓延速度快的特点，在地面的机动能力强，灭火作业准备时间得到有效缩短。相对于传统的人工地面作业，该无人机具有高度优势，能够短时间升到火源上空并立即开始工作，有效降低了人工成本并缩短了工作时间。

2、该林业火灾扑救无人机采用了有效的承载结构及高效的气动布局。考虑到同类型多旋翼无人机大多数为轻型的劣势，该实用新型一方面通过减重设计并采用复合材料机架使得无人机的承载能力得到提高，有效灭火载荷和能够携带的驱动能源设备数目得到显著提高。另一方面该实用新型采用了共轴双旋翼设计，在显著增大升力的同时也使得无人机保持了紧凑的结构和简单的布局，避免机体结构对灭火弹的发射造成干扰。

3、该林业火灾扑救无人机载重效率相对于同类型产品得到了显著的提升，其有效载荷如灭火系统和电源系统在整个旋翼无人机的重量中占据了极高的比例。通过合理利用载荷平台，在平台上携带了多组电池箱，有效提升了飞行时间和航程，使得无人机单位时间内能够高效率地巡查监视更广的火源面积。

4、有别于传统的由无人机携带灭火弹到指定位置投放的简单作业方式，该林业火灾扑救无人机强化了中央控制系统、寻的瞄准系统、灭火系统在工作周期内的密切配合。寻的瞄准系统实时为中央控制系统提供火源信息，中央控制系统控制灭火弹的发射次序及每次发射的数目。

附图说明

图1是林业火灾扑救无人机的等轴测视图。

图2是林业火灾扑救无人机的正视图。

图3是林业火灾扑救无人机的俯视图。

图4是林业火灾扑救无人机的左视图。

图5是林业火灾扑救无人机的有效载荷的等轴测视图。

图中：1.机体框架，2.灭火系统，3.电源系统，4.寻的瞄准系统，5.中央控制及通讯系统，6.旋翼系统，7.旋翼，8.承重圆杆，9.蓄电池箱，10.驱动电机，11.载荷平台，12.雪橇式起落架，13.灭火弹，14.灭火弹发射箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型一种具体实施方式如图1-5所示，包括林业火灾扑救无人机的等轴测图（图1）、三视图（图2-4）和有效载荷的等轴测视图（图5），包括机体框架1以及固定在机体承重圆杆8上的旋翼系统6、寻的瞄准系统4、灭火系统2、中央控制及通讯系统5和电源系统3，所述电源系统3通过电线连接到中央控制及通讯系统5并通过中央控制及通讯系统5集中供电，中央控制及通讯系统5与旋翼系统6、寻的瞄准系统4以及灭火系统2相连，保持机器的正常运转、和地面的通讯以及控制灭火弹13的发射，所述旋翼系统6采用驱动电机10驱动四套共轴旋翼7的方式作业，所述寻的瞄准系统4接受中央控制及通讯系统5的命令寻找火源并将信息反馈回中央控制及通讯系统5，所述的灭火系统2在确定目标后接受控制指令将灭火弹13发射到指定位置。

所述的机体框架1为四边形框架结构，机架材料为复合材料空心圆管,各结构的供电线路内埋在空心圆管内。所述的旋翼系统6为在无人机的四边形机体框架的四个角上分别布置的共轴式旋翼，每套旋翼的上下两个旋翼的旋转方向相反以抵消反扭矩。所述的灭火系统2安置在无人机上重心较低的载荷平台11上，十六个灭火弹水平装填在灭火弹发射箱内，根据中央控制及通讯系统5的指令，灭火系统2依次将灭火弹发射至火源位置。所述的电源系统3由左右两边各自两个蓄电池箱9对称安装组成。

该林业火灾扑救无人机在平时停放在特定地点，由雪橇式起落架12承重。当火灾发生时，中央控制及通讯系统5根据地面操作人员的指令通过开启旋翼系统6获得升力，使得无人机起飞并在短时间内快速爬升至指定高度。中央控制及通讯系统5一方面通过调整旋翼7在机体框架1的不同位置的不同转速实现姿态调整，另一方面打开寻的瞄准系统4锁定火源并在同一时间给予灭火系统2指令发射灭火弹13。灭火弹13相对于机体水平装填在灭火弹发射箱14内，其发射次序及每次发射任务中发射的数目由操作人员根据具体情况通过给予中央控制及通讯系统5不同指令实现。在需要返航重新装填灭火弹或者完成任务返航时，由操作人员发出指令实现该无人机的返航下降。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。