CN105730689A - 双旋翼高楼逃生飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双旋翼高楼逃生飞行器，包括头盔，与头盔连接的防护服和后背板，连接在防护服下端的安全带和连接在头盔上方的飞行设备；飞行设备包括无刷电机，反向旋转的上齿轮盘和下齿轮盘，与上齿轮盘连接的下方扇叶和与下齿轮盘连接的上方扇叶；上方扇叶还与倾斜盘连接，无刷电机的电机齿轮位于上齿轮盘和下齿轮盘之间，并与上齿轮盘和下齿轮盘啮合，带动上齿轮盘和下齿轮盘反向旋转。本发明的双旋翼高楼逃生飞行器，为工作生活在高层建筑中的人群在遇到火灾、地震等灾害事故时提供了一种新的逃生路径和专用设备，从根本上克服了他救式延误了时间、电动自救式停电无法使用和便携自救式不能远离灾难现场的缺点。

Description

双旋翼高楼逃生飞行器

技术领域

本发明涉及一种逃生工具，具体涉及一种双旋翼高楼逃生飞行器，增加了新的逃生路径选择，同时，一键操作可让飞行器自主智能地选择安全降落地点，途中自动蔽障；为工作生活在高层建筑中的人群在遇到火灾、地震等灾害事故时提供了一种新的逃生路径和专用设备，从根本上克服了他救式延误了时间、电动自救式停电无法使用和便携自救式不能远离灾难现场的缺点。

背景技术

据不完全统计，目前我国共有高层建筑近16万幢，其中100米以上的超高层建筑3千余幢，而各地为争当“第一高楼”仍然暗战不休，这个数字还在不断被刷新。

然而，公共安全专家指出，超高层建筑外表风光，但会引发消防安全隐患、地面沉降以及环境、能源、交通等一系列相关问题，亟待引起高度关注。2011年11月上海静安区一栋高层公寓楼起火，因不能及时有效采取逃生措施，造成58人死亡，71人受伤。2015年12月31日晚，阿拉伯联合酋长国最大城市迪拜市中心世界最高楼迪拜哈利法塔附近阿德里斯酒店突发大火，整个酒店被火苗覆盖，攒起的火苗有300米高，尽管酒店组织得力，楼内人员逃生及时，大火仍造成1人死亡、16人轻伤。

目前市场上的主要应急逃生产品有：高空缓降器、高空逃生气囊、风电高空逃生速降器、火灾逃生梯（适用于低层建筑）等。目前国内外自救式的高楼逃生装置主要有电动固定式和便携式缓降器两种形式，电动固定式由电机提供升降动力，这种逃生器存在体积大、结构复杂、成本高等缺点，不便推广，更重要的是一旦发生火灾等灾害时，常常伴随着停电的现象，因此在火灾等应急情况下往往派不上用场；便携式升降器在突发火灾时，只能逃生到灾难现场下面，不能远离灾难现场，上述两种自救式高楼逃生器由于以上缺点很难推广使用；单旋翼高层逃生设备由于尾杆较长，操作控制不方便。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种双旋翼高楼逃生飞行器。

本发明为解决这一问题，所采取的技术方案是：

一种双旋翼高楼逃生飞行器，包括头盔，与头盔连接的防护服和后背板，连接在防护服下端的安全带和连接在头盔上方的飞行设备；飞行设备包括无刷电机，反向旋转的上齿轮盘和下齿轮盘，与上齿轮盘连接的下方扇叶和与下齿轮盘连接的上方扇叶；上方扇叶还与倾斜盘连接，无刷电机的电机齿轮位于上齿轮盘和下齿轮盘之间，并与上齿轮盘和下齿轮盘啮合，带动上齿轮盘和下齿轮盘反向旋转；后背板上设置有控制飞行的控制主板，为控制主板和飞行设备提供电能的电源模块以及应急用安全气囊；防护服通过连接臂与后背板连接，连接臂前端连接的操控杆基座上设置有操控杆，操控杆与控制主板电连接，操控杆或操控杆基座上设置有自动飞行按钮。

所述的下齿轮盘通过内转轴与上方扇叶连接，上齿轮盘通过外转轴与下方扇叶连接，内转轴和外转轴为同心转轴。

所述的倾斜盘位于内转轴上方，圆形的倾斜盘上对称地设置有一对支撑杆；内转轴的上端向两侧伸出连接杆，连接杆的端部连接上方扇叶；支撑杆上端与连接杆连接。

所述的头盔的后侧与后背板连接；头盔的前侧设置有护头罩，护头罩上设置有摄像头和探测模块；头盔的上侧设置有用于支撑上方的飞行设备的支撑板，支撑板上设置有用于安放相机和/或手机的相机支座。

所述的头盔为具有虚拟现实功能的VR头盔。

所述的上方扇叶和下方扇叶采用气动折叠扇叶或伸缩扇叶。

所述的电源模块采用充电电池供电。

所述的防护服通过上端的防护服肩部连接在头盔的两侧。

所述的后背板下端连接有伸缩杆，伸缩杆下端连接有可旋转折叠的脚踏板。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的双旋翼高楼逃生飞行器，可以穿过窗户停在平台或房顶，当上、下扇叶同时转动时，抵消自转的扭力，用遥控杆向前推，实现旋转扇叶面向前倾斜，从而向前飞行。利用倾斜盘功能使上、下旋转扇叶在转动时的仰角不一致时，导致上下扇叶间的空气阻力不一致，从而使设备向空气阻力小的方向旋转，实现转向功能。利用飞行器的自动飞行按钮，可一键实现自动飞行并选择安全地点降落，途中自动蔽障；为工作生活在高层建筑中的人群在遇到火灾、地震等灾害事故时提供了一种新的逃生路径和专用设备，从根本上克服了他救式延误了时间、电动自救式停电无法使用和便携自救式不能远离灾难现场的缺点。

附图说明

图1是本发明的双旋翼高楼逃生飞行器的整体结构示意图；

图2是本发明的飞行器的头盔和扇叶的结构示意图；

图3是本发明的飞行器的后背板的结构示意图。

附图中主要部件符号说明：

1：上方扇叶2：支撑杆

3：倾斜盘4：上齿轮盘

5：下齿轮盘6：电机齿轮

7：无刷电机8：摄像头

9：相机支座10：头盔

11：护头罩12：防护服

13：操控杆14：安全带

15：后背板16：控制主板

17：电源模块18：安全气囊

19：伸缩杆20：脚踏板

21：内转轴22：下方扇叶

23：外转轴24：防护服肩部

25：连接臂26：连接杆

27：支撑板。

具体实施方式

以下参照附图和具体实例对本发明的双旋翼高楼逃生飞行器进行详细的说明。下面描述的具体实施例仅是本发明的最佳实施方式，而不能理解为对本发明的限制。

图1是本发明的双旋翼高楼逃生飞行器的整体结构示意图。如图1所示，本发明的双旋翼高楼逃生飞行器，包括头盔10，与头盔10连接的防护服12和后背板15，连接在防护服12下端的安全带14和连接在头盔10上方的飞行设备。安全带绑缚于两腿上，用于设备上升及飞行时，对人体的连接固定；后背板下面连接伸缩杆放在脚下（碳纤板可以旋转折叠）用于双脚的踩踏、支撑体重，减轻安全带对人体的长时间吊坠。

后背板15下端连接有伸缩杆19，伸缩杆19下端连接有可旋转折叠的脚踏板20，该部件用于在空中滞留时间较长时使用，仅用作紧急逃生用途时可以不考虑安装。

图2是本发明的飞行器的头盔和扇叶的结构示意图。如图2所示，飞行设备包括无刷电机7，反向旋转的上齿轮盘4和下齿轮盘5，与上齿轮盘4连接的下方扇叶22和与下齿轮盘5连接的上方扇叶1。上方扇叶1还与倾斜盘3连接，无刷电机7的电机齿轮6位于上齿轮盘4和下齿轮盘5之间，并与上齿轮盘4和下齿轮盘5啮合，带动上齿轮盘4和下齿轮盘5反向旋转。上方扇叶1和下方扇叶22采用气动折叠扇叶或伸缩扇叶，上方扇叶和下方扇叶的旋转直径均在160-180cm之间。上方扇叶1和下方扇叶22共轴设计，每层的扇叶可以是两片或多片。

扇叶也可以设计为伸缩设计，将每片扇叶推到原来的1/3长度，当需要飞行时，扇叶的长度全部弹伸出来，实现扇叶的旋转。

上齿轮盘，用于控制下方扇叶的旋转方向，下齿轮盘，用于控制另上方扇叶的旋转方向，与下方扇叶的旋转方向相反。电机齿轮，用于给上下齿轮的动力传动。电机，用于把电能转化为动力的设备，可采用单电机或多电机提供动力，用双电机提供动力冗余，即一个电机出现故障时，另一个电机可以继续工作，保障设备的正常飞行。可以放在头上，也可以放在肩上利用皮带或传动杆提供动力。

电机通过电力使电机轴旋转，电机轴连接齿轮分别转动给上、下齿轮盘，使上下齿轮盘反向旋转，上下齿轮盘分别转动同心轴的内、外轴，内、外轴分别连接上、下组扇叶，从而形成扇叶反向旋转。

下齿轮盘5通过内转轴21与上方扇叶1连接，上齿轮盘4通过外转轴23与下方扇叶22连接，内转轴21和外转轴23为同心转轴。

倾斜盘3位于内转轴21上方，圆形的倾斜盘3上对称地设置有一对支撑杆2。内转轴21的上端向两侧伸出连接杆26，连接杆26的端部连接上方扇叶1，支撑杆2上端与连接杆26连接。

支撑杆2与倾斜盘3配合实现设备的转弯与前后左右运动。倾斜盘，通过操作杆遥控，倾斜盘做相应的倾斜动作；倾斜盘向前后左右倾斜，倾斜盘带动支撑杆上下运动，从而造成扇叶旋转平面做倾斜旋转，促使设备实现前后左右飞行。

倾斜盘3也可以实现上下扇叶旋转的角度差（即上下扇叶在反向旋转时，上下扇叶的仰角不一致），从而造成上下扇叶的阻力不一致，当上面扇叶的旋转阻力大于下面扇叶的旋转阻力，实现设备向下面扇叶旋转方向转弯，反之亦然。

头盔10为具有虚拟现实功能的VR头盔。头盔10的后侧与后背板15连接。头盔10的前侧设置有护头罩11，护头罩11上设置有摄像头8和探测模块。VR头盔用来显示设备的相关信息，如通过摄像头和探测模块获取前后左右方向距离信息、当前高度，湿度，风力，导航，电池电量等信息。利用飞控系统实时探测周边环境，自动躲避障碍物，智能选择安全着陆区域。

摄像头和探测模块，用来获取方向距离信息，然后通过VR（虚拟现实）设备传递到VR（虚拟现实）屏幕，使用者可以通过通道开关或按键观看不同的摄像头摄录信息或同时观看所有摄像头摄录信息和其他相关信息等，同时摄像头和探测模块信息也被传送到主板的处理单元，用于自动蔽障飞行。主板的飞行控制系统对设备的外界干扰进行纠正、平衡修正补偿及主要飞行控制计算等，可以对风力突变进行及时的调整，保障设备的平稳飞行。

头盔10的上侧设置有用于支撑上方的飞行设备的支撑板27，支撑板27上设置有用于安放相机和/或手机的相机支座9，用于实现设备在悬停时进行拍照。

图3是本发明的飞行器的后背板的结构示意图。如图3所示，后背板15上设置有控制飞行的控制主板16，为控制主板和飞行设备提供电能的电源模块17以及应急用安全气囊18，增加系统设备的安全系数。电源模块17采用充电电池供电。

防护服12通过上端的防护服肩部24连接在头盔10的两侧，防护服12通过连接臂25与后背板15连接，连接臂25前端连接的操控杆基座上设置有操控杆13，操控杆13与控制主板16连接，操控杆13或操控杆基座上设置有自动飞行按钮，自动飞行控制或手动摇杆操控倾斜盘组实现设备的前后左右及旋转飞行。还设置有其他按钮，用于对设备的整体控制，如电源开关，电灯开关等一些功能开关或功能按钮、相机拍照开关等。

设备通过电池供电给电机，使连接到电机上的齿轮旋转，从而带动上、下齿轮盘组，通过同心轴将力传到到上下扇叶组，使扇叶旋转，从而达到起飞的目的，可以用操作杆通过倾斜盘对飞行方向进行控制，也可以利用一键操作功能让设备自主选择安全降落地点。

在飞行中可以利用VR功能通过摄像头和探测模块对各个方向距离进行图像观察；也可以在悬停时（用按钮开关开启一键悬停模式），利用头顶的相机、手机固定座上的相机、手机进行拍照，图像摄录。

本发明的双旋翼高楼逃生飞行器，以电池为能源给无刷电机供电，用遥控杆控制电机转速和方向，当电机转速产生的升力大于设备和人的重力时，人开始升起，利用设备的一键功能起飞后自动选择安全地点降落。当上、下桨叶同时转动时，抵消自转的扭力，用遥控杆向前推，实现旋转扇叶面向前倾斜，从而向前飞行。同理，实现其他方向的飞行。利用倾斜盘功能使上、下旋转扇叶在转动时的仰角不一致时，导致上下扇叶间的空气阻力不一致，从而使设备向空气阻力小的方向旋转---实现转向功能。利用本专利的双旋翼高楼逃生飞行器设备，一键操作让设备自主选择安全地点降落，途中自动蔽障；为工作生活在高层建筑中的人群在遇到火灾、地震等灾害事故时提供了一种新的逃生路径和专用设备，从根本上克服了他救式延误了时间、电动自救式停电无法使用和便携自救式不能远离灾难现场的缺点。

以上对本发明所提供的双旋翼高楼逃生飞行器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本方面进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种双旋翼高楼逃生飞行器，其特征在于：该飞行器包括头盔（10），与头盔（10）连接的防护服（12）和后背板（15），连接在防护服（12）下端的安全带（14）和连接在头盔（10）上方的飞行设备；飞行设备包括无刷电机（7），反向旋转的上齿轮盘（4）和下齿轮盘（5），与上齿轮盘（4）连接的下方扇叶（22）和与下齿轮盘（5）连接的上方扇叶（1）；上方扇叶（1）还与倾斜盘（3）连接，无刷电机（7）的电机齿轮（6）位于上齿轮盘（4）和下齿轮盘（5）之间，并与上齿轮盘和下齿轮盘啮合，带动上齿轮盘和下齿轮盘反向旋转；后背板（15）上设置有控制飞行的控制主板（16），为控制主板和飞行设备提供电能的电源模块（17）以及应急用安全气囊（18）；防护服（12）通过连接臂（25）与后背板连接，连接臂（25）前端连接的操控杆基座上设置有操控杆（13），操控杆（13）与控制主板（16）连接，操控杆（13）或操控杆基座上设置有自动飞行按钮。

2.根据权利要求1所述的一种双旋翼高楼逃生飞行器，其特征在于：下齿轮盘（5）通过内转轴（21）与上方扇叶（1）连接，上齿轮盘（4）通过外转轴（23）与下方扇叶（22）连接，内转轴（21）和外转轴（23）为同心转轴。

3.根据权利要求2所述的一种双旋翼高楼逃生飞行器，其特征在于：倾斜盘（3）位于内转轴（21）上方，圆形的倾斜盘上对称地设置有一对支撑杆（2）；内转轴（21）的上端向两侧伸出连接杆（26），连接杆（26）的端部连接上方扇叶（1）；支撑杆（2）上端与连接杆（26）连接。

4.根据权利要求1所述的一种双旋翼高楼逃生飞行器，其特征在于：头盔（10）的后侧与后背板（15）连接；头盔（10）的前侧设置有护头罩（11），护头罩（11）上设置有摄像头（8）和探测模块；头盔（10）的上侧设置有用于支撑上方的飞行设备的支撑板（27），支撑板（27）上设置有用于安放相机和/或手机的相机支座（9）。

5.根据权利要求1所述的一种双旋翼高楼逃生飞行器，其特征在于：头盔（10）为具有虚拟现实功能的VR头盔。

6.根据权利要求1所述的一种双旋翼高楼逃生飞行器，其特征在于：上方扇叶（1）和下方扇叶（22）采用气动折叠扇叶或伸缩扇叶。

7.根据权利要求1所述的一种双旋翼高楼逃生飞行器，其特征在于：电源模块（17）采用充电电池供电。

8.根据权利要求1所述的一种双旋翼高楼逃生飞行器，其特征在于：防护服（12）通过上端的防护服肩部（24）连接在头盔（10）的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种双旋翼高楼逃生飞行器，其特征在于：后背板（15）下端连接有伸缩杆（19），伸缩杆（19）下端连接有可旋转折叠的脚踏板（20）。