[发明专利]一种充换电模块及其基于无人机的森林火灾监测系统

说明书

本发明公开了一种充换电模块及其基于无人机的森林火灾监测系统，其森林火灾监测系统，包括：服务器；GIS地图；无人机，用于通过GIS地图导航、按照设定路线进行巡逻，并采集巡查区域的空气、图像、热成像图像信息；拖车，用于拖移无人机；机库；监测装置，在遇到火灾时会发出大量浓烟；GIS地图以数据库、软件的形式分别安装在服务器、无人机的机载工控机上，无人机上还分别安装有云台、空气采集装置、机载无线模块、机载定位模块、机载存储器、机载蓝牙，所述云台上安装有摄像头、红外热成像仪，所述摄像头用于获取巡查区域的图像，所述红外热成像仪用于获取巡查区域的热成像图像，并通过热成像图像判断巡查区域是否存在火灾隐患。

技术领域

本发明涉及无人机和火灾监测技术，特别是涉及一种充换电模块及其基于无人机的森林火灾监测系统。

背景技术

全世界范围内几乎每年都会发生数十起森林火灾，造成严重的生态破坏及经济损失。而火灾的起因大多是森林中产生的自燃、雷电造成的燃烧，由于森林中充满可燃物及较高的氧含量，因此一旦产生山火其蔓延速度极快，而且很难扑灭，对人们的生命财产造成极大的威胁。

由于森林面积较大、人烟稀少，因此很难及时发现初始的起火点并进行扑灭，这就造成需要火势达到一定规模后才能被人们发现，此时扑灭会付出较大的代价，而且已经造成了很大的损失。

目前虽然后职业护林人员，其通过周期性巡查可以相对较早地发现起火点，结合无人机的使用可以大大增加巡查效率及巡查面积。但是这种方式对人工的依耐性太大，而且由于无人机的续航时间偏短，因此巡查区域无法做到较大的突破，也就是非常偏远的地区还是无法做到有效的巡查。

对此，发明人设计了一种基于无人机的森林火灾监测系统，其通过对森林建立GIS地图，然后利用无人机根据规划路线进行自动巡查，并利用机库进行充电续航。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种充换电模块及其基于无人机的森林火灾监测系统，其充换电模块能够实现对无人机的充电、电池更换。

为实现上述目的，本发明提供了一种充换电模块，包括充电架，充电架上安装有直充无线充电器，所述直充无线充电器上设置有充电定位孔，充电定位孔可套装在无人机的拆卸柱上，所述直充无线充电器安装在直充升降轴上，直充升降轴顶部穿过直充螺套后装入直充导向管，所述直充导向管安装在切换转盘上，所述直充螺套与直充螺套座可圆周转动且不可轴向移动，所述直充螺套座安装在切换随动盘上，所述直充螺套与直充升降轴通过螺纹旋合装配，直充升降轴与直充导向管可轴向滑动装配；

所述直充螺套上套装有第三充电升降齿，所述第三充电升降齿可与第二充电升降齿啮合传动，所述第二充电升降齿与第一充电升降齿啮合传动，所述第一充电升降齿、第二充电升降齿分别套装在第二充电中间轴、第三充电中间轴上，所述第二充电中间轴、第三充电中间轴分别与充电齿轮架可圆周转动装配，所述充电齿轮架安装在充电架顶板上，充电架顶板安装在充电架上。

本发明还公开了一种基于无人机的森林火灾监测系统，其应用有上述充换电模块。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够通过无人机实现自动巡查，可以实现全自动无人巡查，从而可以及时发现火灾起火点；而利用机库实现无人机的自动充换电续航，从而可以适应于长时间野外巡查作业。

2、本发明的无人机利用图像、热成像图像、空气中的烟雾浓度综合判断火灾隐患或火灾起火点，为后续的火灾预防、火灾扑灭提供精确的指导。

3、本发明的拖车能够对无人机进行定位、拖动，从而在无人机起飞前或降落后能够将无人机拖动至预设位置进行充换电，以实现无人机的自动续航。

4、本发明的充换电模块能够通过直充无线充电器对无人机内置电池进行充电，从而实现续航。同时还能够通过盖板拆装机构拆装电池盖，通过电池装卸机构更换电池，以实现无人机的快速续航，这种设计可以适应于无人机高频巡查的需求。