一种无人机挂载的灭火弹投射装置

技术领域

本发明涉及消防设备技术领域，特别是一种无人机挂载的灭火弹投射装置。

背景技术

旋翼无人机是微机电系统集成的产物，以其能够垂直起降、自由悬停、控制灵活和环境适应能力强等优点，光放应用于多种领域，常见的旋翼无人机在消防中可以作为投放设备，用于灭火弹的投放。

现有的用于投放灭火弹的消防无人机，大多采用悬挂灭火弹的方式进行抛投灭火弹，需对弹体进行固定，并且由于现有城市中楼房较多，着火点大多是室内，自上而下的抛投方式显然不适用，且投放准确度不高。

现有的无人机灭火弹投放机构不能够实现对前后两个灭火弹之间的自动投放频率进行控制，在面对不同程度的火情时，固定频率的灭火弹投放，会造成资源的浪费。

为此，需要对无人机挂载的灭火弹投射装置进行进一步的研究和设计，增强无人机灭火装置的环境适应能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够控制灭火弹投放频率的、装弹效率高的、投射更准确的、装弹更便捷的无人机用灭火弹投射机构。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种无人机挂载的灭火弹投射装置，包括无人机体、灭火弹储存装置、灭火弹发射装置、连接装置、摄像头和探测系统；

所述无人机体的底部固定有灭火弹储存装置，所述灭火弹储存装置的上表面固定有摄像头和探测系统；所述灭火弹储存装置的底部设置有可拆卸的灭火弹发射装置，通过连接装置进行灭火弹发射装置的安装和拆卸；

所述无人机体，用于将灭火弹投射装置运送至所需位置；

所述灭火弹储存装置，用于灭火弹的储存和间隔运送；

所述灭火弹发射装置，用于灭火弹的投放；

所述连接装置，用于进行灭火弹发射装置的安装和拆卸；

所述摄像头和探测系统，用于对火场的实时反馈。

进一步地，所述灭火弹储存装置包括存弹箱、进弹口、储弹平台、储弹凹槽、凸起挡块、轨道、固定座板、第一输出轴、第一电机、主动转臂、固定销、固定轴、槽轮、圆盘、拨动杆；

所述存弹箱上表面设置进弹口，内部底端设置储弹平台，储弹平台的一端固定在存弹箱内壁上；储弹平台上设置储弹凹槽，储弹凹槽上中间位置设置有凸起挡块；储弹平台的另一端设置轨道，轨道和储弹凹槽平滑连接；轨道的另一端与存弹箱内部底板连接，连接处开有通孔；

所述存弹箱内部底端储弹平台侧面设置固定座板，固定座板上设置第一电机，第一电机的输出轴为第一输出轴，第一输出轴上固定连接主动转臂，主动转臂的另一端固定连接固定销；第一电机和储弹平台之间的固定座板上设置固定轴，固定轴和固定座板转动连接；固定轴上中部位置设置槽轮，槽轮上设置径向槽；固定轴上顶部位置设置圆盘，圆盘侧面均匀固定连接四组拨动杆。

所述进弹口与储弹平台上的储弹凹槽连通，使灭火弹在凸起挡块前依次排列储存。

所述储弹平台上的储弹凹槽为储弹区域，凸起挡块对灭火弹进行限位，轨道为灭火弹运送至发射位置提供通道；运送灭火弹时，第一电机驱动主动转臂逆时针旋转，通过固定销与槽轮上的径向槽的配合，使槽轮顺时针间歇性旋转，进而带动拨动杆向前拨动灭火弹，使之越过凸起挡块，进入轨道的后段，以完成灭火弹间隔运送。

进一步地，所述灭火弹发射装置包括发射箱、第二电机、第二输出轴、间歇齿轮、齿条、推射器、连接板、滑块、复位弹簧、滑槽、出弹筒、连接管、限位板、延伸舱；

所述发射箱的一端固定有出弹筒，另一端固接有延伸舱；

所述出弹筒一端的两侧位置对称设置有一组限位板，限位板固定连接于发射箱的底部内壁；所述出弹筒在发射箱内部的顶端贯通连接有连接管，连接管与存弹箱中的轨道末端的通孔连接；

所述延伸舱一端设置推射器，推射器的外侧壁设置有齿条；所述推射器一侧的发射箱的内壁固定有第二电机，第二电机的输出轴为第二输出轴，第二输出轴上固定连接与齿条相匹配的间歇齿轮；所述推射器另一侧的发射箱底部内壁开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动安装有滑块，所述滑块呈T型状；所述滑块的外侧壁与复位弹簧的一端固定连接，复位弹簧的另一端与发射箱的内壁固定连接；所述滑块的上表面固定有连接板，连接板的另一端与推射器的外侧壁固定连接。

所述延伸舱、出弹筒和推射器的中心线在同一条直线上，所述延伸舱的径向尺寸大于推射器的径向尺寸。

所述出弹筒的内部前后固定放置两个O型圈，用于对到达发射位置的灭火弹体进行限位， O型圈的内径等于灭火弹弹体直径。

所述第二电机带动间歇齿轮转动，利用间歇齿轮与齿条之间的啮合，使齿条带动推射器对复位弹簧进行压缩，当间歇齿轮与齿条脱离时，推射器在复位弹簧的带动下复位，实现灭火弹的投放。

进一步地，所述连接装置包括凸台、T型滑槽、上连接板、拉簧、T型滑块、下连接板、上挂钩、下挂钩；

所述存弹箱的左右两内侧壁均开设有对称放置的两组凸台，凸台均开有T型滑槽，所述T型滑块分别与T型滑槽滑动配合；两个T型滑块之间固定连接下连接板，下连接板与上挂钩固定连接；下连接板固定连接拉簧，拉簧的另一端固定连接上连接板，上连接板固定连接到存弹箱的内壁；所述发射箱的左右两外侧壁分别转动安装有一组下挂钩，下挂钩与上挂钩进行对应卡接。

安装发射箱时，拉簧保持复位趋势，保证了上挂钩和下挂钩卡接的牢固，T型滑槽与T型滑块则限制了上挂钩的复位方向，通过下挂钩与上挂钩之间的卡接，实现发射箱与存弹箱的安装；当需要拆卸发射箱时，将下挂钩与上挂钩脱离，将发射箱从存弹箱上拆卸下来。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：（1）通过电机带动间歇齿轮的转动，利用间歇齿轮与齿条之间的啮合关系，实现推射器对复位弹簧进行压缩与释放，从而实现灭火弹的投射，可以对灭火弹投射方向和初速度进行调控，提高了投射精度；（2）通过调节电机转动的频率可以控制复位弹簧被压缩的频率次数，从而实现对灭火弹投放频率的控制，可以针对不同程度的火情进行投放频率调节，节约了资源；（3）通过上挂钩与下挂钩之间的连接，能够实现存弹箱与发射箱的便捷拆装，方便对发射箱内部进行维修；（4）加弹口连通储弹槽，由槽轮组成的灭火弹运送机构实现灭火弹从储弹槽到发射区域的运送，免去挂载灭火弹方式中需要对灭火弹进行固定等操作，提高了装弹效率，便于紧急情况快速使用；（5）以机械结构为主，可靠性强，结构简单，易于操控。

附图说明

图1为本发明一种无人机挂载的灭火弹投射装置的结构示意图。

图2为本发明中灭火弹储存装置的结构示意图。

图3为本发明中灭火弹发射装置的结构示意图。

图4为本发明中灭火弹发射装置中推射器部件的结构示意图。

图5为本发明中连接装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

结合图1，本发明一种无人机挂载的灭火弹投射装置，包括无人机体1、灭火弹储存装置2、灭火弹发射装置3、连接装置4、摄像头5和探测系统6；

所述无人机体1的底部固定有灭火弹储存装置2，所述灭火弹储存装置2的上表面固定有摄像头5和探测系统6；所述灭火弹储存装置2的底部设置有可拆卸的灭火弹发射装置3，通过连接装置4进行灭火弹发射装置3的安装和拆卸；

所述无人机体1，用于将灭火弹投射装置运送至所需位置；

所述灭火弹储存装置2，用于灭火弹的储存和间隔运送；

所述灭火弹发射装置3，用于灭火弹的投放；

所述连接装置4，用于进行灭火弹发射装置3的安装和拆卸；

所述摄像头5和探测系统6，用于对火场的实时反馈。

进一步地，结合图2，所述灭火弹储存装置2包括存弹箱2-1、进弹口2-2、储弹平台2-3、储弹凹槽2-4、凸起挡块2-5、轨道2-6、固定座板2-7、第一输出轴2-8、第一电机2-9、主动转臂2-10、固定销2-11、固定轴2-12、槽轮2-13、圆盘2-14、拨动杆2-15；

所述存弹箱2-1上表面设置进弹口2-2，内部底端设置储弹平台2-3，储弹平台2-3的一端固定在存弹箱2-1内壁上；储弹平台2-3上设置储弹凹槽2-4，储弹凹槽2-4上中间位置设置有凸起挡块2-5；储弹平台2-3的另一端设置轨道2-6，轨道2-6和储弹凹槽2-4平滑连接；轨道2-6的另一端与存弹箱2-1内部底板连接，连接处开有通孔；

所述存弹箱2-1内部底端储弹平台2-3侧面设置固定座板2-7，固定座板2-7上设置第一电机2-9，第一电机2-9的输出轴为第一输出轴2-8，第一输出轴2-8上固定连接主动转臂2-10，主动转臂2-10的另一端固定连接固定销2-11；第一电机2-9和储弹平台2-3之间的固定座板2-7上设置固定轴2-12，固定轴2-12和固定座板2-7转动连接；固定轴2-12上中部位置设置槽轮2-13，槽轮2-13上设置径向槽；固定轴2-12上顶部位置设置圆盘2-14，圆盘2-14侧面均匀固定连接四组拨动杆2-15。

所述进弹口2-2与储弹平台2-3上的储弹凹槽2-4连通，使灭火弹在凸起挡块2-5前依次排列储存。

所述储弹平台2-3上的储弹凹槽2-4为储弹区域，凸起挡块2-5对灭火弹进行限位，轨道2-6为灭火弹运送至发射位置提供通道；运送灭火弹时，第一电机2-9驱动主动转臂2-10逆时针旋转，通过固定销2-11与槽轮2-13上的径向槽的配合，使槽轮2-13顺时针间歇性旋转，进而带动拨动杆2-15向前拨动灭火弹，使之越过凸起挡块2-5，进入轨道2-6的后段，以完成灭火弹间隔运送。

进一步地，结合图3、图4，所述灭火弹发射装置3包括发射箱3-1、第二电机3-2、第二输出轴3-3、间歇齿轮3-4、齿条3-5、推射器3-6、连接板3-7、滑块3-8、复位弹簧3-9、滑槽3-10、出弹筒3-11、连接管3-12、限位板3-13、延伸舱3-14；

所述发射箱3-1的一端固定有出弹筒3-11，另一端固接有延伸舱3-14；

所述出弹筒3-11一端的两侧位置对称设置有一组限位板3-13，限位板3-13固定连接于发射箱3-1的底部内壁；所述出弹筒3-11在发射箱3-1内部的顶端贯通连接有连接管3-12，连接管3-12与存弹箱2-1中的轨道2-6末端的通孔连接；

所述延伸舱3-14一端设置推射器3-6，推射器3-6的外侧壁设置有齿条3-5；所述推射器3-6一侧的发射箱3-1的内壁固定有第二电机3-2，第二电机3-2的输出轴为第二输出轴3-3，第二输出轴3-3上固定连接与齿条3-5相匹配的间歇齿轮3-4；所述推射器3-6另一侧的发射箱3-1底部内壁开设有滑槽3-10，所述滑槽3-10的内壁滑动安装有滑块3-8，所述滑块3-8呈T型状；所述滑块3-8的外侧壁与复位弹簧3-9的一端固定连接，复位弹簧3-9的另一端与发射箱3-1的内壁固定连接；所述滑块3-8的上表面固定有连接板3-7，连接板3-7的另一端与推射器3-6的外侧壁固定连接。

所述延伸舱3-14、出弹筒3-11和推射器3-6的中心线在同一条直线上，所述延伸舱3-14的径向尺寸大于推射器3-6的径向尺寸。

所述出弹筒3-11的内部前后固定放置两个O型圈，用于对到达发射位置的灭火弹体进行限位， O型圈的内径等于或略小于灭火弹弹体直径。

所述第二电机3-2带动间歇齿轮3-4转动，利用间歇齿轮3-4与齿条3-5之间的啮合，使齿条3-5带动推射器3-6对复位弹簧3-9进行压缩，当间歇齿轮3-4与齿条3-5脱离时，推射器3-6在复位弹簧3-9的带动下快速复位，实现灭火弹的投放。

进一步地，结合图5，所述连接装置4包括凸台4-1、T型滑槽4-2、上连接板4-3、拉簧4-4、T型滑块4-5、下连接板4-6、上挂钩4-7、下挂钩4-8；

所述存弹箱2-1的左右两内侧壁均开设有对称放置的两组凸台4-1，凸台4-1均开有T型滑槽4-2，所述T型滑块4-5分别与T型滑槽4-2滑动配合；两个T型滑块4-5之间固定连接下连接板4-6，下连接板4-6与上挂钩4-7固定连接；下连接板固定连接拉簧4-4，拉簧4-4的另一端固定连接上连接板4-3，上连接板4-3固定连接到存弹箱2-1的内壁；所述发射箱3-1的左右两外侧壁分别转动安装有一组下挂钩4-8，下挂钩4-8与上挂钩4-7进行对应卡接。

安装发射箱3-1时，拉簧4-4保持复位趋势，保证了上挂钩4-7和下挂钩4-8卡接的牢固，T型滑槽4-2与T型滑块4-5则限制了上挂钩4-7的复位方向，通过下挂钩4-8与上挂钩4-7之间的卡接，实现发射箱3-1与存弹箱2-1的便捷安装；当需要拆卸发射箱3-1时，将下挂钩4-8与上挂钩4-7脱离，即可将发射箱3-1从存弹箱2-1上拆卸下来。

本发明无人机挂载的灭火弹投射装置的工作流程如下：首先灭火弹由进弹口2-2装入储弹平台2-3上的凹槽2-4，通过第一电机2-9驱动主动转臂2-10逆时针旋转，进而带动槽轮2-13顺时针间歇性旋转，进而使拨动杆2-15向前拨动灭火弹，使之进入轨道2-6的后段，以完成对灭火弹的间隔运送；然后通过第二电机3-2带动间歇齿轮3-4逆时针转动，利用间歇齿轮3-4与齿条3-5之间的啮合，使齿条3-5带动推射器3-6对复位弹簧3-9进行压缩，当间歇齿轮3-4与齿条3-5退出啮合时，复位弹簧3-9能够使推射器3-6复位，实现灭火弹的快速投射；当间歇齿轮3-4旋转一周再次与齿条3-5啮合时，进入下一发射循环；根据摄像头5和探测系统6对火场的实时反馈，控制第二电机3-2转动的频率可以控制复位弹簧3-9被压缩的频率次数，从而有针对性的实现对灭火弹自动连续投放的频率和数量的控制，因此对于不同程度的火情能够节约资源。通过上挂钩4-7与下挂钩4-8之间的卡接，能够实现存弹箱2-1与发射箱3-1的安装，当需要拆卸存弹箱2-1与发射箱3-1时，只需要将上挂钩4-7与下挂钩4-8即可，从而方便对发射箱3-1内部的维修。进弹口2-2与储弹凹槽2-4的通连，使灭火弹在半圆弧形的凸起挡块2-5前依次排列储存，便于运送装置对灭火弹分隔运送，装弹直接从进弹口2-2装入即可，无需固定操作，极大提高了装弹效率。

以上各实施例仅为本发明的技术方案的一种实现方式，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域技术人员依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，均在本发明的权利范围内。