CN105259799A

CN105259799A - 救援无人机载物资投放箱及工作方法

Info

Publication number: CN105259799A
Application number: CN201510538638.5A
Authority: CN
Inventors: 李志新
Original assignee: HARBIN MENGYING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HARBIN MENGYING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: CN105259799B

Abstract

救援无人机载物资投放箱及工作方法。随着无人机技术的推广和普及，越来越多的应用方向都在考虑使用无人机应用来替代传统行业的操作方式，本投放箱即应用于救援型无人机的投放作业。一种救援无人机载物资投放箱，其组成包括：投放箱（5），投放箱具有前后板（3），前后板与侧板（2）连接，侧板、前后板分别与上板（1）连接，上板具有无人机载固定片和减速伞，侧板的内侧部位具有声光报警装置（4），投放箱的外部具有安全气囊，投放箱的内部具有隔板，投放箱的满载重量为5kg，安全系数为1.8，悬挂两点设计，机载悬挂结构选型为2023SPK型电磁铁，固定片为D20*3镀铬铁片。本发明应用于救援无人机载物资投放装置。

Description

救援无人机载物资投放箱及工作方法

技术领域：

本发明涉及一种救援无人机载物资投放箱及工作方法。

背景技术：

随着无人机技术的推广和普及，越来越多的应用方向都在考虑使用无人机应用来替代传统行业的操作方式，本投放箱即应用于救援型无人机的投放作业。

发明内容：

本发明的目的是提供一种救援无人机载物资投放箱及工作方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种救援无人机载物资投放箱，其组成包括：投放箱，所述的投放箱具有前后板，所述的前后板与侧板连接，所述的侧板、所述的前后板分别与上板连接，所述的上板具有无人机载固定片和减速伞，所述的侧板的内侧部位具有声光报警装置，所述的投放箱的外部具有安全气囊，所述的投放箱的内部具有隔板，所述的投放箱的满载重量为5kg，安全系数为1.8，悬挂两点设计，机载悬挂结构选型为2023SPK型电磁铁，所述的固定片为D20*3镀铬铁片。

所述的救援无人机载物资投放箱，所述的声光报警装置具有电源电路、光电检测电路、MCU电路、声光报警电路，所述的电源电路与MCU电路、声光报警电路、光电检测电路连接，所述的电源电路为各个部件提供稳定的+3.3V电压，所述的MCU电路配置成输入的I/O端口与所述的光电检测电路连接，读取光电传感器的状态信息，所述的MCU电路配置成输出的I/O端口与所述的声光报警电路连接，所述的声光报警电路驱动蜂鸣器和发光二极管进行报警。

所述的救援无人机载物资投放箱，所述的电源电路采用两只200mAH锂电池供电，所述的MCU电路采用STM32F103VCT6芯片，所述的光电检测电路采用槽型光电开关管，所述的槽型光电开关管由红外线发射管和红外线接收管组合而成。

所述的救援无人机载物资投放箱，所述的投放箱的箱板均可拆卸独立搭建箱体，所述的投放箱外部尺寸为225×235×155mm，

所述的救援无人机载物资投放箱的工作方法，该方法包括如下步骤：

投放箱在上板减速伞的作用下，降落到地面，其中声光报警装置一旦脱离无人机即开始工作，系统运行时，传感器采集到光电开关信号之后，单片机通过蜂鸣器和发光二极管进行声光报警，使地面辅助被救援人员及时发现投放箱。

本发明的有益效果：

1.本发明可在无人机载荷范围内随意装配抛投内容物，包括食物、饮用水、手电、通讯器等；投放箱外置减速伞，可保证内容物在地平面以上150米～200米范围内非自由落体降落，并结构完好；本投放箱外部含有声光报警，可示意地面人员搜索；本投放箱外部包裹气囊，除能够有效减振之外还可以进行水上抛投，使投放箱体浮在水面上。

本发明采用分体设计，可根据负载物体尺寸自行组合，内部隔断可根据需要自行设计添加。其能够装载5kg以内救援设备，包括食品或电子产品等，箱体内部密封防水并可保证从地面以上150米～200米距离内投放后缓速着陆，如投放在在水上可确保箱体漂浮于，并有声光示意被救人员便于搜索。这种救援箱可回收并多次使用，为无人机救援业务增加了另一种新的手段。

本发明电源部分采用两只200mAH锂电池供电。锂电池与其他电池相比较具有体积小、重量轻、同等体积容量大。由于蜂鸣器和发光二极管的功耗相对较小，工作时间较短，因此采用两只200mAH的锂电池完全满足需求。

部分采用ST公司生产的STM32F103VCT6芯片。该芯片具有运算速度快、功耗低、成本低、外围电路简单、片上资源丰富等，能够满足一般复杂系统的设计。单片机采集前端光电传感器的信号，判断储物箱数否脱落。当储物箱脱落时，开始声光报警。若不满足报警条件，进入低功耗模式，降低系统功耗。光电检测部分采用槽型光电开关管。槽型光电开关其实是对射式光电开关的一种，又被叫做U型光电开关，是一款红外线感应光电产品，由红外线发射管和红外线接收管组合而成，而槽宽则就决定了感应接收型号的强弱与接收信号的距离，以光为媒介，由发光体与受光体间的红外光进行接收与转换，检测物体的位置。槽型光电开关于接近开关同样是无接触式的，受检测体的制约少，应用非常的广泛。

本发明外部尺寸设计为225×235×155（mm），许用载荷为5kg，故满载时箱体密度为 ，小于水的密度1g/cm3。气囊设计为每个面积32×48，充气为0.3～0.5atm。全箱气囊128个，除去紧固带和固定片等配置，共计116个。该气囊可有效减振，并使投放箱能够浮于水面之上。

本发明投放箱6片均可拆卸，并装配附属设备，尺寸可以根据需要任意设计，附件有内部隔板，可分隔内容物，起到将其稳定装载，并固定投放箱的重心之作用。此救援设备投放箱可配合无人机载投放系统。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的电路结构示意图。

附图3是电源电路的原理图。

附图4是光电检测电路的原理图。

附图5是MCU电路第一部分的电路原理图。

附图6是MCU电路第二部分的电路原理图。

附图7是MCU电路第三部分的电路原理图。

附图8是声光报警电路的原理图。

具体实施方式：

实施例1：

一种救援无人机载物资投放箱，其组成包括：投放箱5，所述的投放箱具有前后板3，所述的前后板与侧板2连接，所述的侧板、所述的前后板分别与上板1连接，所述的上板具有无人机载固定片和减速伞，所述的侧板的内侧部位具有声光报警装置4，所述的投放箱的外部具有安全气囊，所述的投放箱的内部具有隔板，所述的投放箱的满载重量为5kg，安全系数为1.8，悬挂两点设计，机载悬挂结构选型为2023SPK型电磁铁，所述的固定片为D20*3镀铬铁片。

实施例2：

根据实施例1所述的救援无人机载物资投放箱，所述的声光报警装置具有电源电路6、光电检测电路7、MCU电路8、声光报警电路9，所述的电源电路与所述的MCU电路、所述的声光报警电路、所述的光电检测电路连接，所述的电源电路为各个部件提供稳定的+3.3V电压，所述的MCU电路配置成输入的I/O端口与所述的光电检测电路连接，读取光电传感器的状态信息，所述的MCU电路配置成输出的I/O端口与所述的声光报警电路连接，所述的声光报警电路驱动蜂鸣器和发光二极管进行报警。

实施例3：

根据实施例1或2所述的救援无人机载物资投放箱，所述的电源电路采用两只200mAH锂电池供电，所述的MCU电路采用STM32F103VCT6芯片，所述的光电检测电路采用槽型光电开关管，所述的槽型光电开关管由红外线发射管和红外线接收管组合而成。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的救援无人机载物资投放箱，所述的投放箱的箱板均可拆卸独立搭建箱体，所述的投放箱外部尺寸为225×235×155（mm），

实施例5：

一种权利要求1—4之一所述的救援无人机载物资投放箱的工作方法，该方法包括如下步骤：

实施例6：

减速伞大小的确定：

减速伞设计公式： ，其中 为拉力； （空气密度） ；。

由 ，重力为m，重力加速度为g=9.81m/s ² ；和 得出，降落伞直径 。

故，设计风阻系数C _d =2.4，负载5kg，期望下降速度为7m/s的减速伞直径D约为0.9m ² 。

Claims

1.一种救援无人机载物资投放箱，其组成包括：投放箱，其特征是：所述的投放箱具有前后板，所述的前后板与侧板连接，所述的侧板、所述的前后板分别与上板连接，所述的上板具有无人机载固定片和减速伞，所述的侧板的内侧部位具有声光报警装置，所述的投放箱的外部具有安全气囊，所述的投放箱的内部具有隔板，所述的投放箱的满载重量为5kg，安全系数为1.8，悬挂两点设计，机载悬挂结构选型为2023SPK型电磁铁，所述的固定片为D20*3镀铬铁片。

2.根据权利要求1所述的救援无人机载物资投放箱，其特征是：所述的声光报警装置具有电源电路、光电检测电路、MCU电路、声光报警电路，所述的电源电路分别与所述的MCU电路、所述的声光报警电路、所述的光电检测电路连接，所述的电源电路为各个部件提供稳定的+3.3V电压，所述的MCU电路配置成输入的I/O端口与所述的光电检测电路连接，读取光电传感器的状态信息，所述的MCU电路配置成输出的I/O端口与所述的声光报警电路连接，所述的声光报警电路驱动蜂鸣器和发光二极管进行报警。

3.根据权利要求1或2所述的救援无人机载物资投放箱，其特征是：所述的电源电路采用两只200mAH锂电池供电，所述的MCU电路采用STM32F103VCT6芯片，所述的光电检测电路采用槽型光电开关管，所述的槽型光电开关管由红外线发射管和红外线接收管组合而成。

4.根据权利要求1或2或3所述的救援无人机载物资投放箱，其特征是：所述的投放箱的箱板均可拆卸独立搭建箱体，所述的投放箱外部尺寸为225×235×155mm。

5.一种权利要求1—4之一所述的救援无人机载物资投放箱的工作方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

投放箱在上板减速伞的作用下，降落到地面，其中声光报警装置一旦脱离无人机即开始工作，系统运行时，传感器采集到光电开关信号之后，单片机通过蜂鸣器和发光二极管进行声光报警，辅助地面被救援人员及时发现投放箱。