多功能植物授粉、农场及森林管理的无人机设备和方法技术

配备有高能定向超声波参量扬声器阵列的第一无人机和配备声扩散加农炮的第二无人机用于扑灭野火。第一无人机远离燃烧的火焰，但靠近火灾目标。两架无人机均由GPS引导，以与远程操作员进行通信。一旦目标被锁定，第一架无人机就会利用调幅超声波轰击目标。当超声波遇到富含带电离子的热焰时，超声波会自解调为低频音频声音。降低的频率声音快速向前和向后推拉火焰远离燃烧源，使燃烧源与火焰断开，从而火焰立即冷却并被扑灭。第二无人机用强大的声音冲击波轰击可燃源，将仍然热的微粒进一步分散，以防止该来源被重新点燃。以防止该来源被重新点燃。以防止该来源被重新点燃。

【技术实现步骤摘要】
多功能植物授粉、农场及森林管理的无人机设备和方法

技术介绍

[0001]扑灭火通常是有风险的，而为了对抗森林火灾，被数千英亩的用于燃烧的可燃燃料所包围，则完全是另一回事了。野火本质上是一种不可预测的自然力。野火可以跨越高速公路，自己产生风，并且可以以比人类奔跑能用的速度更快的速度移动。
[0002]火需要三个要素以使其自身持续：热量-氧气-燃料。缺少这些要素中的任何一个，火自身将会熄灭。空气通常含有21％的氧气。如果存在于空气中的氧气的百分比小于11％，则燃烧过程不能使火灾持续，这是物理原理。灭火器制作成通过抑制氧气、或者将粉末或泡沫层覆盖在火上、或者使可燃燃料冷却来破坏三种要素中的一种或多种。
[0003]然而，在空旷的环境中，野火最常发生在炎热且干燥的夏季，难以获得水的地方。消防车经常无法在荒野中到达其目标，因此任何灭火器、消防车都是无用的。若不处理，野火持续燃烧直至所有可燃燃料耗尽。
[0004]因此，经常召唤空中洒水和阻燃剂以扑灭野火。这是一项非常危险的行动，因为没有空中交通管制员来指导飞行员，而且浓烟布满天空，大大降低了其能见度。
[0005]另一方面，在大多数野火中，将地面消防员派遣到荒野目标附近似乎是自杀任务。本专利技术提供了一种更先进的解决方案来处理野火及通常难以接近的火灾。

技术实现思路

[0006]无人驾驶飞行器无人机(UAVD)包括声波发生器，该声波发生器被配置为直接将声波引导到火焰来源上以通过压缩波和稀疏波来扑灭火焰，该压缩波和稀疏波被配置为推拉所述火焰比可燃来源能够维持火焰相互接触更要快。UAVD另外包括声波控制器，该声波控制器被配置为控制声波发生器产生用于灭火的一种频率，通过振动使植物授粉的谐波频率，用于干扰冰雹形成的谐波频率，用于干扰害虫、啮齿动物和地下害虫的谐波频率。UAVD还包括控制和通信模块，该控制和通信模块包括电子中央处理单元(CPU)、无线通信单元、电子相机和音频A/V单元以及被配置为使所有无人机模块互连的总线。UAVD还包括导航模块，该导航模块包括成组的360度障碍物规避传感器和定位单元(GPS)，成组的360度障碍物规避传感器和定位单元(GPS)被配置为自主地引导处于飞行中的无人机以避开障碍物。
[0007]无人驾驶飞行器无人机(UAVD)方法包括通过声波发生器将声波引导到燃烧源上以通过压缩波和稀疏波来扑灭火焰，该压缩波和稀疏波被配置为推拉火焰比可燃来源能够维持火焰相互接触更要快。该方法还包括通过声波控制器控制声波，该声波控制器被配置为产生用于灭火的一种频率，通过振动使植物授粉的谐波频率，用于干扰冰雹形成的谐波频率，用于干扰害虫、啮齿动物和地下害虫的谐波频率。该方法另外包括通过控制和通信模块控制UAVD的通信，该控制和通信模块包括电子中央处理单元(CPU)、无线通信单元、电子相机和音频A/V单元以及被配置为使所有无人机模块互连的总线。该方法还包括通过导航模块为UAVD导航，该导航模块包括成组的360度障碍物规避传感器和定位单元(GPS)，成组的360度障碍物规避传感器和定位单元(GPS)被配置为自主地引导处于飞行中的无人机以避开障碍物。
[0008]结合附图，通过以下的详细描述，本公开的实施例的其他方面和优点将变得显而易见，附图通过本文公开的原理示例的方式示出。
附图说明
[0009]图1为根据本公开的实施例的消防无人机系统的图示，该消防无人机系统包括定向参量超声波扬声器阵列和声音冲击波环形涡旋声扩散加农炮，以从远距离灭火。
[0010]图1A为根据本公开的实施例的使两个超声波混合以产生外差效果的合成音频波。
[0011]图1B为根据本公开的实施例的音频信号的超声波频率调制。
[0012]图1C为根据本公开的实施例的超声波载波频率。
[0013]图1D为根据本公开的实施例的用作便携式灭火器的消防无人机系统。
[0014]图1E为根据本公开的实施例的使用可安装在无人机上的普通音频喇叭的可替换的消防无人机系统。
[0015]图2为根据本公开的实施例的消防双无人机系统，消防双无人机系统以推拉式桥配置运行，并且两个自解制音频波异相调谐以提高火灾控制效果。
[0016]图2A为根据本公开的实施例的调幅超声波。
[0017]图2B为根据本公开的实施例的脉冲宽度经调制的超声波。
[0018]图2C为根据本公开的实施例的将火焰推向右侧的左无人机及正相压缩波的图解说明。
[0019]图2D为根据本公开的实施例的将火焰推向左侧的右无人机及正相压缩波的图解说明，火焰振荡过快且燃烧源无法赶上火焰运动而使火熄灭。
[0020]图2E为根据本公开的实施例的用于聆听音乐或在骚乱期间用于人群控制的传统参量扬声器。
[0021]图3为根据本公开的实施例的无人机系统，该无人机系统包括用于压缩空气的空气喇叭和用于产生高压平面声波的电磁扬声器喇叭。
[0022]图3A为根据本公开的实施例的压缩空气驱动的平面声波喇叭，该平面声波喇叭用于将害虫从植物驱除并近距离扑灭小型火灾。
[0023]图3B为根据本公开的实施例的音圈驱动的电磁平面波扬声器喇叭，该电磁平面波扬声器喇叭用于将害虫从植物驱除并近距离扑灭小型火灾。
[0024]图4为根据本公开的实施例的次声波无人机，该次声波无人机可通过调节高压螺旋桨和下冲气流以产生用于驱逐地下农业害虫的次声波来运行。
[0025]图4A为传统的次声波产生机。
[0026]图4B示出了根据本公开的实施例的在风扇旋转时通过调节风扇叶片上的桨距角来产生次声波的方法。
[0027]图5为根据本公开的实施例的植物授粉器无人机，该植物授粉器无人机通过由扫过植物的叶片制成的振动帘，来模仿来访的蜜蜂以使植物释放其花粉。
[0028]图5A为根据本公开的实施例的振动帘组件的侧视图。
[0029]图5B为根据本公开的实施例的在通电运动时使叶片振动的帘杆。
[0030]图5C示出了根据本公开的实施例的授粉器无人机移动并将振动传递到植物。
[0031]图5D为根据本公开的实施例的振动器模块，该振动器模块类似于扬声器通过音圈
由音频信号驱动。
[0032]图6为根据本公开的实施例的冰雹加农炮无人机，该冰雹加农炮无人机配备有可燃气体，通过强大的声音冲击波驱动加农炮，该声音冲击波破坏云体的形成以防止冰雹。
[0033]图6A为根据本公开的实施例的冲击波连同涡旋环的形成的示意图的图解。
[0034]图6B为根据本公开的实施例的以每小时200英里(330km)的速度行进的移动涡旋环的侧视图。
[0035]图7为根据本公开的实施例的本公开执行的各种功能的示意图。
[0036]在整个说明书中，类似和相同的附图标记可用于标识若干实施例和附图中的相似和相同的元件。尽管已经说明了本专利技术的特定实施例，但是本专利技术不限于如此描述和说明的部件的特定形式或布置。本专利技术的范围将由所附权利要求及其等同物限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶飞行器无人机(UAVD)，包括：声波发生器，其被配置为引导来自至少一个平面振膜扬声器和波导的声波以在火焰源上产生定向参量声波，从而通过压缩波和稀疏波来扑灭火焰，所述压缩波和所述稀疏波被配置为推拉所述火焰比可燃来源能够维持火焰相互接触更要快；声波控制器模块，其被设置为控制所述声波发生器以产生用于灭火的一种频率，通过振动使植物授粉的谐波频率，用于干扰冰雹形成的谐波频率，用于干扰害虫、啮齿动物和地下害虫的谐波频率；控制和通信模块，其包括电子中央处理单元(CPU)、无线通信单元、电子摄像机和音频A/V单元；导航模块，包括成组的360度障碍物规避传感器和定位单元(GPS)，所述成组的360度障碍物规避传感器和定位单元(GPS)被配置为自主地引导处于飞行中的无人机以避开障碍物；及总线，其被配置为使所述声波控制器模块、所述控制和通信模块以及所述导航模块互连。2.根据权利要求1所述的无人驾驶的UAVD，其特征在于，还包括两个无人驾驶的UAVD，所述UAVD被配置为以桥接模式推拉方式将来自相反方向的经调制的超声波束悬停、分离和轰击于相同的火焰目标上以快速扑灭火焰。3.根据权利要求1所述的无人驾驶的UAVD，其特征在于，还包括多个无人驾驶的UAVD的队列和阵列，所述UAVD悬停且间隔开，按照推拉方式以经调制的超声波波束协同地对多个火灾目标进行协调轰击，以扑灭所述多个火灾目标。4.根据权利要求1所述的无人驾驶的UAVD，其特征在于，还包括多个无人驾驶的UAVDS，所述多个UAVDS悬停且间隔开比声音冲击波的波长更远的距离，以避免同一火焰目标上的以桥接模式推拉方式的衍射极限，从而扑灭火焰。5.根据权利要求1所述的无人驾驶的UAVD，其特征在于，所述声波控制器模块被配置为由多个声波生成新的自解制的频率降低的音频波。6.根据权利要求1所述的无人驾驶的UAVD，其特征在于，所述声波发生器和所述声波控制器模块是模块化的并且是可拆卸的，且能够配置成盒形式，并且在机电对接端口中与所述UAVD连接。7.根据权利要求1所述的无人驾驶的UAVD，其特征在于，所述声波控制器模块被配置为在非线性和被动解制的产生外差效果的空气阻抗的基础上，驱动所述声波发生器从不可闻声音中产生可闻声音。8.根据权利要求1所述的无人驾驶的UAVD，其特征在于，还包括声扩散加农炮模块，所述声扩散加农炮模块包括可燃气体的燃料箱，所述可燃气体被配置为引爆并产生声音冲击波并且扑灭火。9.根据权利要求1所述的无人驾驶的UAVD，其特征在于，还包括平面波空气喇叭和电磁平面波扬声器喇叭，所述平面波空气喇叭和所述电磁平面波扬声器喇叭被配置为将害虫从植物驱除和扑灭火。10.根据权利要求1所述的无人驾驶的UAVD，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：余绍炽，
申请(专利权)人：余绍炽，
类型：发明
国别省市：