本發(fā)明涉及消防，更具體地說是一種多旋翼無人機及快速響應(yīng)消防系統(tǒng)和滅火方法。

背景技術(shù)：

1、隨著社會的進(jìn)步，城市中高層建筑越來多，而高層建筑的火災(zāi)也日益頻繁，由于高層建筑的特點，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢發(fā)展迅速，使惡性事故時有發(fā)生，給社會與家庭造成巨大損失。目前高層建筑發(fā)生火災(zāi)時還依靠出動消防車進(jìn)行救火，但消防車救火的局限性很大，由于其反應(yīng)速度趕不上高層建筑火災(zāi)漫延速度，待消防車到達(dá)，火勢已過了易控制的初期，施救效果不如人意。而對于高層建筑，例如樓房，尤其是樓房超高層起火時，云梯和消防水槍噴水的高度不能達(dá)到需要的高度，會出現(xiàn)無法救援的情況，造成重大財產(chǎn)損失和人員傷亡，如果消防員進(jìn)入到樓房內(nèi)進(jìn)行救人或救火，則會危及到消防員的生命安全，另外救助速度緩慢。也有用無人機進(jìn)行消防，但由于無人機的起重能力不足，使其不能提供連續(xù)且持續(xù)水流，滅火效果不好。

2、例如中國專利公開號為cn205168931u公開了一種基于救助裝置的消防無人機，包括頂翼、信號收發(fā)器、攝像監(jiān)控器、防護裝置、救助裝置、濃度檢測器和物料倉開口，所述頂翼的下側(cè)通過螺釘設(shè)置有信號收發(fā)器，所述信號收發(fā)器的一側(cè)通過螺栓設(shè)置有攝像監(jiān)控器，所述攝像監(jiān)控器的下側(cè)通過連接軸設(shè)置有防護裝置，所述防護裝置的內(nèi)部中端設(shè)置有濃度檢測器，所述防護裝置的下側(cè)設(shè)置有救助裝置。該基于救助裝置的消防無人機，通過防護裝置的設(shè)置，具備了防爆防撞擊裝置，提高了安全保護性和多功能性；通過救助裝置的設(shè)計，實現(xiàn)了對被困人員的及時救助，降低了人員傷亡率；通過濃度檢測器設(shè)計實現(xiàn)了對多種有毒有害氣體的濃度檢測，提高了災(zāi)情分析的準(zhǔn)確性。但其不具有消滅火源的作用。現(xiàn)有存在的具有噴水功能的無人機，通常是從地面接水管進(jìn)行高空噴水，含有水的水管較重，對于較高的樓層這樣無人機的能力受到限制，控制也不夠方便。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有消防技術(shù)對于較高的樓層消防能力有限的問題，本發(fā)明提供了一種多旋翼無人機及快速響應(yīng)消防系統(tǒng)和滅火方法，通過多旋翼無人機機身固定連接的豎向管連接樓房頂部水源，由上及下輸送水源至火源，無人機負(fù)載較小，靈活機動，能達(dá)到及時滅火的目的。

3、2.技術(shù)方案

4、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

5、本技術(shù)方案創(chuàng)造性的重新定位了無人機的功能、水管的功能，以充分發(fā)揚各自的優(yōu)勢。系統(tǒng)中通過盤管設(shè)備的收放，使軟管從建筑物頂部垂放下的長度實現(xiàn)有效控制無人機的高度，本發(fā)明的系統(tǒng)中創(chuàng)造性的賦與不間斷供水的功能的同時，還用于控制無人機的起降高度，使無人機升降不再由無人機旋翼提供動力，解決了給高層建筑滅火時，水源無法達(dá)到需要的高度難題，實現(xiàn)對高層建筑有效消防。軟管上還綁定布置有安全導(dǎo)線，用于給無人機提供電力，使無人機不再需要電池供電，減少了無人機的重量。本發(fā)明的系統(tǒng)給無人機的功能定位是其旋翼動力只用于控制無人機的水平移動，以及水平角度變化，實現(xiàn)水流指向可控。

6、本技術(shù)方案中的一種多旋翼無人機，包括機身，機身的周向通過連桿連接有軸向為豎向的旋翼，還包括豎向管和水平管，豎向管在機身中部，豎向管頂端連接有管接，用以外接上部持續(xù)供給水源的軟管；豎向管的底端與水平管連接并連通；豎向管與水平管的管路上設(shè)有電控水閥，用以控制水平管的水流與水壓，控制水流開關(guān)與流速。豎向管外接上部持續(xù)水源后，盤管設(shè)備控制軟管在建筑物外垂下長度，從而控制連接軟管的無人機高度，升降到火源處高度，無人機旋翼控制無人機水平移動到火源處，無人機旋翼控制無人機變化水平角度，使噴水口指向火源，并通過水平管對準(zhǔn)火源噴水，進(jìn)而達(dá)到及時滅火的效果。

7、本技術(shù)方案設(shè)施可以處于常備狀態(tài)，消防反應(yīng)迅速及時。

8、進(jìn)一步的技術(shù)方案，在水平管方向的后部，設(shè)多個水平軸向旋翼，其產(chǎn)生的推力用于補償水平管噴水后產(chǎn)生的后坐力，以穩(wěn)定無人機的飛行，穩(wěn)定飛向火源，使噴水達(dá)到著火點。

9、進(jìn)一步的技術(shù)方案，豎向管和/或水平管上設(shè)置有電控水閥，以控制噴水開關(guān)與水流速度。

10、水平管設(shè)有俯仰機構(gòu)，水平管可小幅度俯仰動作，一方面增加噴水覆蓋面，另一方面使水流精確到達(dá)著火點，提高滅火效率。

11、進(jìn)一步的消防系統(tǒng)，還包括固定于建筑物頂部的支架；支架呈倒l形，支架的上部水平段可以伸出于建筑物頂部，支架的豎向支架柱轉(zhuǎn)動連接于樓房頂部的支臺上，設(shè)有隨支臺旋轉(zhuǎn)的功能，水平段優(yōu)選有可伸縮功能的伸縮段，一方面使整個系統(tǒng)的消防覆蓋面增大，另一方面當(dāng)系統(tǒng)處于備用狀態(tài)時，整個系統(tǒng)處于建筑物界限以內(nèi)，以便于維護管理。

12、支架用以支撐軟管，并設(shè)有支撐軟管設(shè)備，比如拐角處設(shè)定滑輪，使軟管在其上順暢移動，以實現(xiàn)收放軟管，保障無人機順利升、降。綁定有軟線纜的軟管一端被盤在盤管設(shè)備中的圓盤里，圓盤有驅(qū)動設(shè)備，可以繞中心旋轉(zhuǎn)，一個方向把軟管盤入圓盤以收回軟管，一個方向放出軟管。軟管與水源相連，同時軟線纜在絕緣狀態(tài)下接入電源。軟管的另一端與無人機豎向管連接，同時軟線纜與無人機受電柱電連接，將建筑頂部水源與無人機連通起來，并由盤管設(shè)備控制無人機起降，并由上及下提供持續(xù)的水源供多旋翼無人機持續(xù)滅火，從而極大的減少了無人機機身的負(fù)載和旋翼的升力配置要求。

13、進(jìn)一步的消防系統(tǒng)，還包括樓房頂部的電源，通過軟管中的軟線纜向無人機身供電，機身無需負(fù)載過重的電池，用電主要來自外部電源提供的電力，使之具有持續(xù)的續(xù)航能力，并進(jìn)一步減少了無人機自身負(fù)載配置要求。

14、一種上述快速響應(yīng)消防系統(tǒng)的滅火方法，步驟為：

15、s1、旋轉(zhuǎn)支架，使水平段伸出建筑物，調(diào)節(jié)水平段伸出長度，使水平段的頂部在水平方向離火源較近，給軟管充水，使其處于高壓供水狀態(tài)，圓盤旋轉(zhuǎn)，放長軟管，無人機下降到近火源高度，打開閥門，無人機水平管開始噴水，無人機到達(dá)火源高度后，盤管設(shè)備中的圓盤停止旋轉(zhuǎn)，盤管停止釋放軟管，無人機高度保持，無人機水平移動到火源處，通過旋翼和調(diào)節(jié)旋翼使水平管對準(zhǔn)火源噴水。

16、s2、滅火后，啟動盤管設(shè)備將軟管回收，閥門關(guān)閉，軟管牽引多旋翼無人機上升至建筑物頂部，支架水平段收回，支架柱旋轉(zhuǎn)，使無人機處于原始位置。

17、3.有益效果

18、采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

19、(1)本發(fā)明的基于多旋翼無人機的快速響應(yīng)消防系統(tǒng)，尤其適用于超高樓層，可連通超高樓層火警系統(tǒng)，及時響應(yīng)火警后，靈活機動，能及時起降至起火點撒水，及時在火勢尚且小時進(jìn)行撒水，從而避免火勢的漫延，達(dá)到及時滅火的效果；

20、(2)本發(fā)明的基于多旋翼無人機的快速響應(yīng)消防系統(tǒng)，無人機無需配置電池，用電主要來自外部電源提供的電力，使之具有長續(xù)航能力的效果，解決了無人機電池電量小造成的續(xù)航時間不足的問題，并減少無人機自身重量，提高其機動性；

21、(3)本發(fā)明的基于多旋翼無人機的快速響應(yīng)消防系統(tǒng)，無人機上下升降運動的動力，無需由無人機旋翼做功實現(xiàn)，而改由盤管設(shè)備的收放來實現(xiàn)，從而不再因為上升與下降或懸停而消耗電能，降低了無人機對起重能力的要求；這種創(chuàng)造性方法，使滅火不再受建筑物高度限制；調(diào)節(jié)旋翼主要用于控制無人機的姿態(tài)與方向，只對水平水管的指向進(jìn)行控制，以控制水平角度，從而能夠控制其排出水流的方向與角度，使水流指向可以控制，實現(xiàn)多角度消防目的；

22、(4)本發(fā)明的基于多旋翼無人機的快速響應(yīng)消防系統(tǒng)，水平水管的后部，設(shè)軸向與水平水管一致的調(diào)節(jié)旋翼，可與閥門開關(guān)同步配合，使無人機水平水管噴水時產(chǎn)生的其后坐力得到補償，使無人機運行更穩(wěn)定，更易于控制噴水的方向，使水流噴射距離遠(yuǎn)而能保證無人機穩(wěn)定可控。