[发明专利]一种森林灭火无人机系统

说明书

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种森林灭火无人机系统。

背景技术

我国森林资源较为贫乏，森林覆盖率约为13％左右，人均占有森林面积仅为世界平均值的1/6，但森林大火每年都有发生，如何解决森林防火的问题，又成为林业工作的重中之重。

用无人机进行中低空防火监测，具有机动快速、使用成本低、维护操作简单等技术特点。消防无人机系统日常存放于运载车或固定地面基地中待命，随时准备执行例行巡逻报警或者火灾现场监控任务。但是，传统的防火监测无人机的作用仅限于对起火的侦查与监控。

而森林灭火无人机是专用的森林灭火喷洒设备，其功能是在森林着火时喷洒灭火剂，目前所使用的森林灭火无人机一般不具备火情探知功能，只能被动接受遥控指令，灭火模式单一。同时，灭火弹及其投弹系统的设计不利于高效利用灭火剂，灭火效率低。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出了一种森林灭火无人机系统，采用多种灭火模式，新型灭火弹及其投弹系统的设计方式，实现高效森林灭火目的，以适应大面积突发森林火情的遏制和消弭。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种森林灭火无人机系统，系统包括：无人机机体(1)，防热罩(2)，飞行使用模式选择模块(3)，火情监控装置(4)，灭火弹投弹装置(5)和灭火弹(6)；

所述无人机机体(1)，为共轴双旋翼机的形式，在无人机机体(1)上安装全部监控和灭火部件；

所述防热罩(2)，用来保护飞机的油箱不受到地面失火区域热辐射的影响，同时保护机载的火情监控装置(4)、灭火弹投弹装置(5)和飞行控制系统不会受到地面失火区域热辐射的影响；

所述飞行使用模式选择模块(3)，使无人机在侦察模式和应招模式两种模式中进行切换，侦察模式使无人机在不知是否发生火情的情况下，进行侦察飞行，监测是否发生火灾；应招模式为在确认得知某个区域发生火情而采取的目的明确的灭火飞行模式；

所述火情监控装置(4)，用于探测地面的失火区域的位置、判断火势大小；

所述灭火弹投弹装置(5)，用以安装和固定住灭火弹(6)，使之处于悬挂状态，并且能够在灭火时释放灭火弹(6)，使灭火弹(6)在重力的作用下，向下移动脱离灭火弹投弹装置(5)，完成投放。

其特征在于，所述无人机机体(1)，由轻质复合材料制成，具有耐高温能力，同时由于无人机机体(1)轻，能够增加任务载荷。

其特征在于，所述火情监控装置(4)，由探测云台(17)和火情感知装置(18)组成，火情感知装置(18)检测地面的温度和红外线辐射量，从而判断地面是否处于失火状态，并通过温度和辐射量的计算，判断火势大小；探测云台(17)用于控制火情感知装置在两个维度上进行扫描，从而形成一个探测区域，并随着飞机平台飞行移动形成一个扫描带，探测云台(17)通过扫描，还具有定位失火区域和火势最强区域的功能。

其特征在于，所述灭火弹投弹装置(5)，由挂架(7)和释放装置(8)组成，最多能够安装9枚灭火弹(6)；释放装置(8)安装于挂架(7)的圆型孔洞上部，由释放杆(9)，释放杆支座(10)和释放杆移动器(11)组成，在安装灭火弹(6)时，驱动释放杆移动器(11)，使之移动至释放杆支座(10)右端，此时在释放装置(8)上安装灭火弹(6)，加装灭火弹(6)后，驱动释放杆移动器(11)，使之移动至释放杆支座(10)左端，穿过灭火弹(6)的安装孔，固定住灭火弹(6)，使之处于悬挂状态；投弹时，驱动释放杆移动器(11)，使之移动至释放杆支座(10)右端，释放杆(9)离开灭火弹(6)的安装孔，灭火弹(6)在重力的作用下，向下移动脱离挂架(7)，完成投放。

其特征在于，所述灭火弹(6),由灭火弹壳体(12)、喷洒孔(13)、灭火干粉压力箱(14)、温度传感器(15)和压力释放装置(16)组成，灭火弹壳体(12)由轻质高强度阻燃材料制成，灭火干粉存储于灭火干粉压力箱(14)中，灭火干粉压力箱(14)预存压缩空气，4个喷洒孔(13)分布在灭火弹壳体(12)上，相对于轴线呈90度均匀分布，温度传感器(15)分布在弹体(12)外部，检测灭火弹(6)外部环境温度，当温度超过预设安全温度时，确定灭火弹(6)处于失火区域，此时驱动压力释放装置(16)，通过4个喷洒孔(13)喷洒灭火干粉。