CN105416603B - 一种无人机及其落水上浮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于无人机技术领域，提供了一种无人机，包括落水上浮装置、防水壳、飞行动力组件以及机翼。其中，落水上浮装置包括溶液瓶及气球，溶液瓶具有瓶口，气球具有进气口，瓶口与进气口密封对接。溶液瓶内容置有相互分隔的第一、第二反应物，当溶液瓶倾斜一定角度时，第一、第二反应物相互接触，并且产生气体。本发明的无人机将飞行动力组件这些电器元件设置于防水壳内，提供了防水性能，另外，当无人机意外落水后，落水上浮装置发生倾斜，溶液瓶里的第一、第二反应物接触，产生气体令气球膨胀，带动无人机上浮露出水面，从而被人们发现，及时打捞，避免无人机长时间泡水损坏或者因沉没水底，难以被人发现，导致其丢失的问题。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机及其落水上浮装置。
背景技术
现有的市场上存在一款无人机，具有以下特性：
1.操作简单，不再需要使用复杂的操控台或者app进行起飞操作，只需要将它抛向空中，它就可以进行自我稳定和飞行。
2.跟踪拍摄，该款无人机配有一个小型GPS定位器，用户只要将其携带在手腕上或放置在口袋中，无人机就可以对用户进行自动跟踪拍摄。使用该款无人机的计算机视觉技术可以让它在场景中识别用户，通过算法进行更精确地拍摄。GPS定位器内置了小型麦克风，可以在无人机拍摄时自动收录声音而不受旋翼的噪音干扰，从而能够与视频进行更好地结合，真实还原现场效果。此外，当定位器感知到用户的快速运动或者缓慢运动时，传感数据可以自动触发无人机的“缓慢拍摄”或者“快速拍摄”模式。而通过app或者定位器设置，该款无人机还可以从跟随拍摄模式切换成360度自拍模式。内置相机可以实现每秒60帧的1080P高清录像，并支持1200万像素静态照片拍摄。
3.硬件性能，无人机将照相机内置在无人机内部，省掉了云台和照相机支架。外壳采用的是聚碳酸酯材料(polycarbonate)，从而能够抵御猛烈碰撞或者硬着陆，额定防水等级达到了IP67。
此外，市面上还有另一款无人机，它的框架由ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers)这类热塑性聚合物制成，内置5.8ghz600mw视频发射机，防水常平架，每小时能飞25英里。目前在盐水和淡水中测试，都还稳定。是完全防水的四引擎直升机，拥有多个功能，能降落漂浮在水面上，或者利用内部的电动装置在水面滑行，还能从水面上起飞。
然而，上述两款无人机均无法在跌下水后能自动浮出水面，不容易被人在短时间发现，若无人机在水中泡浸时间过长，其内部的电子电路必然会受到影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种无人机及其落水上浮装置，旨在解决现有技术中的无人机在落水后，不能自动浮出水面，从而不易被人发现的问题。
本发明是这样实现的，一种用于无人机的落水上浮装置，包括溶液瓶及气球，所述溶液瓶具有瓶口，所述气球具有进气口，所述瓶口与所述进气口密封对接；所述溶液瓶内容置有相互分隔的第一反应物以及第二反应物，当所述溶液瓶倾斜一定角度时，所述第一、第二反应物相互接触，并且产生气体。
进一步地，所述第一反应物为Al2(SO4)3·18H2O晶体，所述第二反应物为NaHCO3溶液。
进一步地，所述落水上浮装置还包括网架，所述网架上开设有若干小孔，所述网架固定在所述溶液瓶顶部附近的位置，所述第一反应物放置于所述网架上。
本发明为解决上述技术问题，还提供了一种无人机，包括上述的落水上浮装置、防水壳、飞行动力组件以及机翼，所述防水壳上开设有若干通孔，所述飞行动力组件设置于所述防水壳内部，所述机翼的一端穿入所述防水壳的通孔，并与所述飞行动力组件传动连接，所述落水上浮装置与所述防水壳固定连接。
进一步地，所述无人机还包括用于支撑所述防水壳的脚架，所述脚架的一端与所述防水壳固定连接。
进一步地，所述落水上浮装置固定安装于所述脚架上。
进一步地，所述机翼与所述防水壳通孔之间的缝隙填充有防水胶或嵌套有密封圈。
进一步地，所述无人机还包括加速度传感器、降落伞以及控制系统，所述降落伞具有可控制其开启的电控开关，所述控制系统与所述加速度传感器、电控开关电连接，当所述加速度传感器读数发生变化时，所述控制系统控制所述电控开关打开所述降落伞。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的无人机，其将飞行动力组件这些电器元件设置于防水壳内，提供了防水性能，另外，当无人机意外落水后，落水上浮装置发生倾斜，溶液瓶里的第一、第二反应物接触，产生气体令气球膨胀，气球的浮力增加，带动无人机上浮露出水面，从而被人们发现，及时打捞，避免无人机长时间泡水损坏或者因沉没水底，难以被人发现，导致其丢失的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种无人机的结构示意图。
图2a是图1中的防水壳的立体结构示意图。
图2b是图2a中的防水壳的分解结构示意图。
图3是图1中的落水上浮装置的的纵向剖视示意图。
图4是图1中的无人机在空中不慎下跌至浮出水面整个过程的流程图。
图5是图1中的加速度传感器与降落伞之间的具体传输途径示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图4所示，为本发明的一较佳实施例，一种无人机，包括防水壳1、机翼2、飞行动力组件(图中未示出)、飞控板3、用于支撑防水壳1的脚架4、落水上浮装置5、加速度传感器6以及降落伞7。其中，飞控板3内设置有控制飞行动力组件、飞控板3以及降落伞7工作的控制系统。优化地，为了增加无人机的功能，可在无人机上安装摄像头、麦克风以及GPS定位模块等功能模块(图中均未示出)。
上述的飞行动力组件、飞控板3、加速度传感器6、GPS定位模块等功能模块均设置于防水壳1内。防水壳1上开设有若干通孔11及通孔12，多个机翼2的一端穿入防水壳1周缘的通孔11，并与飞行动力组件传动连接，组成多旋翼无人机。落水上浮装置5与防水壳1固定连接，于本实施例中，脚架4的一端穿入防水壳1的通孔12，从而与防水壳1固定连接，落水上浮装置5固定安装于脚架4上。
防水壳可采用ABS或PLA(聚乳酸的英文简写，polylactic acid)材料制成，其中PLA为生物可降解材料。为了加强防水性能，机翼2与防水壳1通孔11之间的缝隙填充有防水胶或嵌套有密封圈(图中未示出)。
降落伞7具有可控制其开启的电控开关，控制系统与加速度传感器6、电控开关电连接。请参见图4，当无人机遇到意外，在空中跌落时，加速度传感器6读数发生变化，从而控制系统控制电控开关打开降落伞7，以减小无人机下落的速度，防止无人机被摔坏。
落水上浮装置5包括溶液瓶51、气球52以及网架53。溶液瓶51具有瓶口，气球52具有进气口，瓶口与进气口密封对接。溶液瓶51内容置有相互分隔的第一反应物511以及第二反应物512。当溶液瓶51倾斜一定角度时，第一、第二反应物511、512相互接触，并且产生气体。
本实施例中，第一反应物511为Al2(SO4)3·18H2O晶体，第二反应物512为NaHCO3溶液。当然，也可以采用其他的反应物来代替Al2(SO4)3·18H2O晶体以及NaHCO3溶液。
网架53上开设有若干小孔531，网架53固定在溶液瓶51顶部附近的位置，第一反应物511放置于网架53上。请参见图5，若无人机不慎跌落水中，溶液瓶51会发生倾斜，NaHCO3溶液通过小孔531与Al2(SO4)3·18H2O晶体接触，并发生化学反应，产生气体令气球52膨胀，气球52的浮力增加，带动无人机上浮露出水面，从而被人们发现，及时打捞，避免无人机长时间泡水损坏或者因沉没水底，难以被人发现，导致其丢失的问题。本实施例的无人机，尤其适合于船载无人机等在水面上工作的场合。
上述第一、第二反应物511、512的化学反应的具体计算：Al2(SO4)3+6NaHCO3＝＝3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑已知：Al2(SO4)3的摩尔质量是342g/mol，NaHCO3的摩尔质量是84g/mol，CO2的摩尔质量是44g/mol。在25℃，1.01×10^5Pa时气体摩尔的体积约为24.5L/mol。可采用10英寸(25.4厘米)或12英寸(30.48厘米)的气球52，体积分别为8.58L和14.83L，分别产生的浮力为(根据F浮＝ρ水V排g)84N和145.3N。而多旋翼无人机一般为4千克，在理论上足以使多旋翼无人机浮起来。为产生8.58L(约为0.35mol)的CO2，需要0.0583mol(19.95g)的Al2(SO4)3以及0.35mol(29.4g)的NaHCO3。
为产生8.58L的CO2，一次需要Al2(SO4)3.18H2O(摩尔质量为666g/mol)晶体38.8g。NaHCO3溶液在20℃时溶解度为96g/1000g水,即1.143mol/L，需要0.31L溶液，约为339.4g。故总的反应物在500g以内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于无人机的落水上浮装置，其特征在于，包括溶液瓶及气球，所述溶液瓶具有瓶口，所述气球具有进气口，所述瓶口与所述进气口密封对接；所述溶液瓶内容置有相互分隔的第一反应物以及第二反应物，当所述溶液瓶倾斜一定角度时，所述第一、第二反应物相互接触，并且产生气体；所述落水上浮装置还包括网架，所述网架上开设有若干小孔，所述网架固定在所述溶液瓶顶部附近的位置，所述第一反应物放置于所述网架上。
2.如权利要求1所述的用于无人机的落水上浮装置，其特征在于，所述第一反应物为Al2(SO4)3·18H2O晶体，所述第二反应物为NaHCO3溶液。
3.一种无人机，其特征在于，包括权利要求1或2所述的落水上浮装置、防水壳、飞行动力组件以及机翼，所述防水壳上开设有若干通孔，所述飞行动力组件设置于所述防水壳内部，所述机翼的一端穿入所述防水壳的通孔，并与所述飞行动力组件传动连接，所述落水上浮装置与所述防水壳固定连接。
4.如权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括用于支撑所述防水壳的脚架，所述脚架的一端与所述防水壳固定连接。
5.如权利要求4所述的无人机，其特征在于，所述落水上浮装置固定安装于所述脚架上。
6.如权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述机翼与所述防水壳通孔之间的缝隙填充有防水胶或嵌套有密封圈。
7.如权利要求3至6任意一项所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括加速度传感器、降落伞以及控制系统，所述降落伞具有可控制其开启的电控开关，所述控制系统与所述加速度传感器、电控开关电连接，当所述加速度传感器读数发生变化时，所述控制系统控制所述电控开关打开所述降落伞。
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