CN105720649A - 一种基于物联网的智能搜救无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的智能搜救无人机，包括主体、太阳能发电板、驱动机构、支撑架和摄像头，所述主体的下方还设有角度调节机构，所述角度调节机构与摄像头传动连接，该基于物联网的智能搜救无人机中，通过无线通讯模块能够保证工作人员对无人机进行远程操控，从而提高了无人机的智能化；通过主动活塞控制制动轮缸的动作，再由轮缸活塞控制制动蹄上的摩擦片与制动鼓发生摩擦，从而实现了无人机的快速减速；不仅如此，充电保护电路中，通过第一二极管对过电压进行监测，使得过充电流通过第一二极管和第四电阻的串联支路流过，该电路采用了常规的元器件，在保证了充电保护的同时，还降低了生产成本，提高了无人机的市场竞争力。

Description

一种基于物联网的智能搜救无人机
技术领域
本发明涉及一种基于物联网的智能搜救无人机。
背景技术
在我国，随着科学技术水平的不断提高，各种先进的智能化设备不断的出现。无人机就是其中的一个代表作。
在现有的无人机应用中，无人机被应用于农业灌溉、地质勘探、营救搜救等场合。无人机在应用于搜救行动时，需要对其飞行制动要求很高，一般采用的飞行制动都是通过电机进行桨叶旋转，随后控制飞行速度。这种方式虽然能够实现减速，但是，当需要进行紧急减速时，无人机无法满足其要求；不仅如此，无人机都是通过自带蓄电池来保证其飞行的持续性，而在充电过程中，需要对电量和电压进行实时监测，由于目前的充电监测电路结构复杂，从而大大提高了生产成本，降低了无人机的市场竞争力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术紧急减速效果差其充电监测电路结构复杂、生产成本高的不足，提供一种基于物联网的智能搜救无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的智能搜救无人机，包括主体、设置在主体上方的太阳能发电板、驱动机构和设置在主体下方的支撑架和摄像头，所述主体的下方还设有角度调节机构，所述角度调节机构与摄像头传动连接；
所述驱动机构包括位于主体两侧的驱动组件，所述驱动组件包括支架，所述支架的一端固定在主体上，所述支架的另一端固定有两个驱动单元，两个驱动单元位于支架的上下两侧，所述驱动单元包括竖向设置的驱动电机、驱动轴和若干桨叶，各桨叶沿着驱动轴的外周周向均匀分布，所述驱动电机通过驱动轴驱动桨叶旋转；
所述驱动轴的内部为中空结构，所述支架中设有刹车机构，所述刹车机构控制驱动轴的减速，所述刹车机构包括控制组件和位于驱动轴内部的制动组件，所述控制组件包括主动活塞和制动主缸，所述主动活塞与制动主缸传动连接，所述制动组件包括制动鼓、位于制动鼓内部的制动轮缸和位于制动轮缸两侧的制动单元，所述制动鼓设置在驱动轴的内壁，所述制动主缸与制动轮缸连通，所述制动单元包括轮缸活塞、制动蹄和摩擦片，所述制动轮缸通过轮缸活塞与制动蹄传动连接，所述制动蹄的竖向截面为弧形，所述弧形的半径等于制动鼓的内径，所述弧形的圆心位于制动鼓的内部，所述摩擦片设置在制动蹄上且位于制动蹄和制动鼓之间；
所述主体内设有无线通讯模块和工作电源模块，所述工作电源模块包括充电保护电路，所述充电保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、电容、发光二极管、第一二极管、第二二极管、第一晶闸管、第二晶闸管和三极管，所述第一电阻和发光二极管组成的串联电路与第三电阻、第一二极管和第四电阻组成的串联电路并联，所述三极管的发射极分别与第一电阻和第三电阻连接，所述三极管的基极通过第二电阻分别与第一二极管的阳极和第四电阻连接，所述三极管的基极通过第二二极管与第一晶闸管的触发端连接，所述三极管的基极与第二二极管的阳极连接，所述三极管的集电极通过电容与第二晶闸管的触发端连接，所述第二晶闸管的阳极通过第四电阻与第一二极管的阳极连接，所述第二晶闸管的阴极与发光二极管的阴极连接，所述三极管的集电极与第一晶闸管的阳极连接，所述三极管的集电极通过第一晶闸管与发光二极管的阴极连接。
作为优选，为了保证无人机无线信号接收的可靠性，所述主体上设有信号接收窗口。
作为优选，为了提高摄像头监测的范围，所述角度调节机构包括竖直向下设置在主体下方的转向电机和转向轴，所述摄像头固定在转向轴的下端，所述转向电机通过转向轴与摄像头传动连接。
作为优选，为了进一步提高摄像头监测的范围，所述摄像头为广角高清摄像头。
作为优选，为了保证两个制动蹄制动以后自动回复原位，提高制动的可靠性，所述制动组件中还设有回位弹簧，两个制动蹄通过回位弹簧连接，所述回位弹簧位于靠近制动轮缸的一侧。
作为优选，为了保证两个制动蹄制动时能够按照设定轨道移动，防止发生偏移，影响制动效果，所述制动蹄的弧形的长度小于弧形所在圆形的周长的一半，两个制动蹄对应的一端连接有支承销。
作为优选，所述第一二极管为稳压二极管，所述第一二极管的额定电压为12V。
作为优选，所述三极管为PNP三极管。
本发明的有益效果是，该基于物联网的智能搜救无人机中，通过无线通讯模块能够保证工作人员对无人机进行远程操控，从而提高了无人机的智能化；通过主动活塞控制制动轮缸的动作，再由轮缸活塞控制制动蹄上的摩擦片与制动鼓发生摩擦，从而实现了对驱动轴的快速减速，实现了无人机的快速减速；不仅如此，充电保护电路中，通过第一二极管对过电压进行监测，使得过充电流通过第一二极管和第四电阻的串联支路流过，保证了充电保护，该电路采用了常规的元器件，在保证了充电保护的同时，还降低了生产成本，提高了无人机的市场竞争力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于物联网的智能搜救无人机的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的智能搜救无人机的刹车机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的智能搜救无人机的充电保护电路的电路原理图；
图中：1.太阳能发电板，2.支架，3.驱动轴，4.桨叶，5.驱动电机，6.摄像头，7.信号接收窗口，8.主体，9.支撑架，10.转向电机，11.转向轴，12.主动活塞，13.制动主缸，14.制动轮缸，15.轮缸活塞，16.回位弹簧，17.制动蹄，18.支承销，19.摩擦片，20.制动鼓，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，C1.电容，LED1.发光二极管，D1.第一二极管，D2.第二二极管，N1.第一晶闸管，N2.第二晶闸管，Q1.三极管。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图3所示，一种基于物联网的智能搜救无人机，包括主体8、设置在主体8上方的太阳能发电板1、驱动机构和设置在主体8下方的支撑架9和摄像头6，所述主体8的下方还设有角度调节机构，所述角度调节机构与摄像头6传动连接；
所述驱动机构包括位于主体8两侧的驱动组件，所述驱动组件包括支架2，所述支架2的一端固定在主体8上，所述支架2的另一端固定有两个驱动单元，两个驱动单元位于支架2的上下两侧，所述驱动单元包括竖向设置的驱动电机5、驱动轴3和若干桨叶4，各桨叶4沿着驱动轴3的外周周向均匀分布，所述驱动电机5通过驱动轴3驱动桨叶4旋转；
所述驱动轴3的内部为中空结构，所述支架2中设有刹车机构，所述刹车机构控制驱动轴3的减速，所述刹车机构包括控制组件和位于驱动轴3内部的制动组件，所述控制组件包括主动活塞12和制动主缸13，所述主动活塞12与制动主缸13传动连接，所述制动组件包括制动鼓20、位于制动鼓20内部的制动轮缸14和位于制动轮缸14两侧的制动单元，所述制动鼓20设置在驱动轴3的内壁，所述制动主缸13与制动轮缸14连通，所述制动单元包括轮缸活塞15、制动蹄17和摩擦片19，所述制动轮缸14通过轮缸活塞15与制动蹄17传动连接，所述制动蹄17的竖向截面为弧形，所述弧形的半径等于制动鼓20的内径，所述弧形的圆心位于制动鼓20的内部，所述摩擦片19设置在制动蹄17上且位于制动蹄17和制动鼓20之间；
所述主体8内设有无线通讯模块和工作电源模块，所述工作电源模块包括充电保护电路，所述充电保护电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、电容C1、发光二极管LED1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一晶闸管N1、第二晶闸管N2和三极管Q1，所述第一电阻R1和发光二极管LED1组成的串联电路与第三电阻R3、第一二极管D1和第四电阻R4组成的串联电路并联，所述三极管Q1的发射极分别与第一电阻R1和第三电阻R3连接，所述三极管Q1的基极通过第二电阻R2分别与第一二极管D1的阳极和第四电阻R4连接，所述三极管Q1的基极通过第二二极管D2与第一晶闸管N1的触发端连接，所述三极管Q1的基极与第二二极管D2的阳极连接，所述三极管Q1的集电极通过电容C1与第二晶闸管N2的触发端连接，所述第二晶闸管N2的阳极通过第四电阻R4与第一二极管D1的阳极连接，所述第二晶闸管N2的阴极与发光二极管LED1的阴极连接，所述三极管Q1的集电极与第一晶闸管N1的阳极连接，所述三极管Q1的集电极通过第一晶闸管N1与发光二极管LED1的阴极连接。
作为优选，为了保证无人机无线信号接收的可靠性，所述主体8上设有信号接收窗口7。
作为优选，为了提高摄像头6监测的范围，所述角度调节机构包括竖直向下设置在主体8下方的转向电机10和转向轴11，所述摄像头6固定在转向轴11的下端，所述转向电机10通过转向轴11与摄像头6传动连接。
作为优选，为了进一步提高摄像头6监测的范围，所述摄像头6为广角高清摄像头。
作为优选，为了保证两个制动蹄17制动以后自动回复原位，提高制动的可靠性，所述制动组件中还设有回位弹簧16，两个制动蹄17通过回位弹簧16连接，所述回位弹簧16位于靠近制动轮缸14的一侧。
作为优选，为了保证两个制动蹄17制动时能够按照设定轨道移动，防止发生偏移，影响制动效果，所述制动蹄17的弧形的长度小于弧形所在圆形的周长的一半，两个制动蹄17对应的一端连接有支承销18。
作为优选，所述第一二极管D1为稳压二极管，所述第一二极管D1的额定电压为12V。
作为优选，所述三极管Q1为PNP三极管。
该基于物联网的智能搜救无人机中：太阳能发电板1用于进行太阳能发电，提高了无人机的可持续工作能力；支撑架9保证了无人机的安全着落；摄像头6用于进行搜救，保证无人机的搜救的可靠性和效率；驱动电机5通过驱动轴3驱动各桨叶4旋转，从而实现了无人机的飞行；无线通讯模块用于能够保证工作人员对无人机进行远程操控，从而提高了无人机的智能化；工作电源模块用于保证给无人机各个模块进行供电和对无人机的蓄电池进行充电，保证了无人机的可靠性。其中，为了实现无人机的快速减速，首先通过主动活塞12推动制动主缸13，随后制动主缸13控制制动轮缸14，则制动轮缸14两侧的轮缸活塞15就会向外移动，随后轮缸活塞15推动制动蹄17向制动鼓20靠近，由制动蹄17上的摩擦片19与制动鼓20发生摩擦，从而实现了对驱动轴3的快速减速，实现了无人机的快速减速，提高了其可靠性。
该基于物联网的智能搜救无人机的充电保护电路中，当蓄电池的电压达到12V时，则第一二极管D1就会导通，随后触发三极管Q1的导通，则三极管Q1触发第二晶闸管N2导通，此时电流就会通过第一二极管D1和第四电阻R4的串联支路流过，不会继续对蓄电池进行充电。其中，第一电阻R1和发光二极管LED1的串联支路用来显示充电的状态，从而进一步提高了充电的可靠性。该电路采用了常规的元器件，在保证了充电保护的同时，还降低了生产成本，提高了无人机的市场竞争力。
与现有技术相比，该基于物联网的智能搜救无人机中，通过无线通讯模块能够保证工作人员对无人机进行远程操控，从而提高了无人机的智能化；通过主动活塞12控制制动轮缸14的动作，再由轮缸活塞15控制制动蹄17上的摩擦片19与制动鼓20发生摩擦，从而实现了对驱动轴3的快速减速，实现了无人机的快速减速；不仅如此，充电保护电路中，通过第一二极管D1对过电压进行监测，使得过充电流通过第一二极管D1和第四电阻R4的串联支路流过，保证了充电保护，该电路采用了常规的元器件，在保证了充电保护的同时，还降低了生产成本，提高了无人机的市场竞争力。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网的智能搜救无人机，其特征在于，包括主体(8)、设置在主体(8)上方的太阳能发电板(1)、驱动机构和设置在主体(8)下方的支撑架(9)和摄像头(6)，所述主体(8)的下方还设有角度调节机构，所述角度调节机构与摄像头(6)传动连接；
所述驱动机构包括位于主体(8)两侧的驱动组件，所述驱动组件包括支架(2)，所述支架(2)的一端固定在主体(8)上，所述支架(2)的另一端固定有两个驱动单元，两个驱动单元位于支架(2)的上下两侧，所述驱动单元包括竖向设置的驱动电机(5)、驱动轴(3)和若干桨叶(4)，各桨叶(4)沿着驱动轴(3)的外周周向均匀分布，所述驱动电机(5)通过驱动轴(3)驱动桨叶(4)旋转；
所述驱动轴(3)的内部为中空结构，所述支架(2)中设有刹车机构，所述刹车机构控制驱动轴(3)的减速，所述刹车机构包括控制组件和位于驱动轴(3)内部的制动组件，所述控制组件包括主动活塞(12)和制动主缸(13)，所述主动活塞(12)与制动主缸(13)传动连接，所述制动组件包括制动鼓(20)、位于制动鼓(20)内部的制动轮缸(14)和位于制动轮缸(14)两侧的制动单元，所述制动鼓(20)设置在驱动轴(3)的内壁，所述制动主缸(13)与制动轮缸(14)连通，所述制动单元包括轮缸活塞(15)、制动蹄(17)和摩擦片(19)，所述制动轮缸(14)通过轮缸活塞(15)与制动蹄(17)传动连接，所述制动蹄(17)的竖向截面为弧形，所述弧形的半径等于制动鼓(20)的内径，所述弧形的圆心位于制动鼓(20)的内部，所述摩擦片(19)设置在制动蹄(17)上且位于制动蹄(17)和制动鼓(20)之间；
所述主体(8)内设有无线通讯模块和工作电源模块，所述工作电源模块包括充电保护电路，所述充电保护电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、电容(C1)、发光二极管(LED1)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一晶闸管(N1)、第二晶闸管(N2)和三极管(Q1)，所述第一电阻(R1)和发光二极管(LED1)组成的串联电路与第三电阻(R3)、第一二极管(D1)和第四电阻(R4)组成的串联电路并联，所述三极管(Q1)的发射极分别与第一电阻(R1)和第三电阻(R3)连接，所述三极管(Q1)的基极通过第二电阻(R2)分别与第一二极管(D1)的阳极和第四电阻(R4)连接，所述三极管(Q1)的基极通过第二二极管(D2)与第一晶闸管(N1)的触发端连接，所述三极管(Q1)的基极与第二二极管(D2)的阳极连接，所述三极管(Q1)的集电极通过电容(C1)与第二晶闸管(N2)的触发端连接，所述第二晶闸管(N2)的阳极通过第四电阻(R4)与第一二极管(D1)的阳极连接，所述第二晶闸管(N2)的阴极与发光二极管(LED1)的阴极连接，所述三极管(Q1)的集电极与第一晶闸管(N1)的阳极连接，所述三极管(Q1)的集电极通过第一晶闸管(N1)与发光二极管(LED1)的阴极连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的智能搜救无人机，其特征在于，所述主体(8)上设有信号接收窗口(7)。
3.如权利要求1所述的基于物联网的智能搜救无人机，其特征在于，所述角度调节机构包括竖直向下设置在主体(8)下方的转向电机(10)和转向轴(11)，所述摄像头(6)固定在转向轴(11)的下端，所述转向电机(10)通过转向轴(11)与摄像头(6)传动连接。
4.如权利要求1所述的基于物联网的智能搜救无人机，其特征在于，所述摄像头(6)为广角高清摄像头。
5.如权利要求1所述的基于物联网的智能搜救无人机，其特征在于，所述制动组件中还设有回位弹簧(16)，两个制动蹄(17)通过回位弹簧(16)连接，所述回位弹簧(16)位于靠近制动轮缸(14)的一侧。
6.如权利要求1所述的基于物联网的智能搜救无人机，其特征在于，所述制动蹄(17)的弧形的长度小于弧形所在圆形的周长的一半，两个制动蹄(17)对应的一端连接有支承销(18)。
7.如权利要求1所述的基于物联网的智能搜救无人机，其特征在于，所述第一二极管(D1)为稳压二极管，所述第一二极管(D1)的额定电压为12V。
8.如权利要求1所述的基于物联网的智能搜救无人机，其特征在于，所述三极管(Q1)为PNP三极管。
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