CN106741733B - 一种分次抛投救生圈挂载及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分次抛投救生圈挂载及无人机，其中，分次抛投救生圈挂载包括：连接架、安装在连接架上的支撑架、套在支撑架上的救生圈组，连接架的底部设有安装座，安装座上安装有舵机及高清摄像头，舵机的输出齿轮上同轴安装有一绕线轮。安装在绕线轮上的拉绳将二层支撑脚的顶端向内拉动时，二层支撑脚的底端向外转动托起救生圈组的倒数第二层救生圈，底层支撑脚的底端向内转动释放救生圈组的倒数第一层救生圈。本发明可分次抛投救生圈，抛投完毕后可折叠收纳，方便携带和运输保存。

Description

一种分次抛投救生圈挂载及无人机

技术领域

本发明涉及水上救援设备技术领域，尤其涉及一种分次抛投救生圈挂载及无人机。

背景技术

水上救援由于存在复杂性、多变性、突发性和时效性，救援活动都非常紧急迫切，但由于救援力量往往无法及时了解情况并快速赶到现场，因此从空中观察和干预救援是目前最快、最便捷的手段。随着传统手段局限性日益凸显，现有技术中已出现了具备救生圈抛投功能的无人机.

目前市面上的无人机抛投救生圈挂载有很多缺点，其中共有最为突出的是产品体积大，不便于收纳和运输；其次是只能搭载单个救生圈，就算能挂载2到3个救生圈，但是不能按落水人员的位置分布实现单独精准投递；再有就是挂载所使用的动力源多为三个以上舵机，耗电量大、同步率不稳定，影响无人机的续航时间。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种分次抛投救生圈挂载及无人机，该分次抛投救生圈挂载将救生圈堆叠放置，以减小挂载的体积，且能分次抛投救生圈，抛投完毕后可折叠收纳，方便携带和运输保存。

本发明采用的技术方案是，设计一种分次抛投救生圈挂载，包括：连接架、安装在连接架上的支撑架、套在支撑架上的救生圈组，救生圈组由至少两个堆叠放置的救生圈构成，支撑架由多个环绕连接架的中心呈圆周均匀排列的支撑杆组件构成。

连接架的底部设有安装座，安装座上安装有舵机，舵机的输出齿轮上同轴安装有一绕线轮，安装座的底面安装有高清摄像头。

支撑杆组件包括：竖杆、连接在竖杆顶端与连接架之间的主斜杆、铰接在竖杆内的二层支撑脚、铰接在竖杆底端的底层支撑脚、铰接连接在二层支撑脚底部及底层支撑脚顶部的联动杆、安装在竖杆中部的旋转固定座、连接在旋转固定座和安装座之间的连接横杆、穿过连接横杆连接在二层支撑脚顶端和绕线轮之间的拉绳、拉动二层支撑脚复位的拉力弹簧，底层支撑脚的底端设有向外折弯的支撑部，拉力弹簧的一端固定在旋转固定座上、另一端连接在联动杆与底层支撑脚之间的铰接转轴上。

舵机带动绕线轮转动缠绕拉绳，拉绳将二层支撑脚的顶端向内拉动时，二层支撑脚的底端向外转动托住救生圈组的倒数第二层救生圈，底层支撑脚的底端向内转动释放救生圈组的倒数第一层救生圈。

优选的，支撑杆组件还包括一救生圈压杆组件，救生圈压杆组件：通过螺杆轴安装在主斜杆上的压杆转轴座、通过转轴铰接在压杆转轴座上的压杆、套在转轴上的扭簧，救生圈组位于底层支撑脚和压杆之间，扭簧的两端分别连接在压杆和压杆转轴座上，压杆抬起时扭簧扭曲变形。主斜杆的外端设有开口朝上的安装腔，压杆转轴座可转动设于安装腔内，螺杆轴从安装腔底部竖直伸入压杆转轴座内。压杆抬起竖直后，扭簧的回复力是向救生圈压下，将整个救生圈压杆组件在水平面内旋转180°，此时扭簧的回复力是向主斜杆压下，松开压杆后在扭簧的作用下，压杆向主斜杆靠拢，将救生圈套在支撑架上，然后将整个救生圈压杆组件再旋转180°放手，压杆在扭簧的作用下压住救生圈。

优选的，主斜杆的一端铰接在连接架上、另一端铰接在竖杆的顶端，连接横杆的两端分别铰接在旋转固定座和安装座上。主斜杆的底端设有向下伸出的折弯部，竖杆的顶端铰接在折弯部内，且竖杆的顶端内侧设有向上伸出的下锁定座，折弯部内设有上锁定座，下锁定座内设有一锁紧螺栓。折弯部与竖杆位于同一直线时，锁紧螺栓穿过下锁定座和上锁定座进行锁定。

优选的，绕线轮安装在安装座内，安装座的侧面设有用于拉绳穿过的缺口，绕线轮的旋转轴与连接架的中心轴处于同一直线上。

优选的，连接架的顶面设有环绕其中心均匀排布的卡扣，卡扣的顶部设有向外伸出的扣舌，至少有一个卡扣上设有螺孔。

本发明还提供了一种具有上述分次抛投救生圈挂载的无人机，包括：机身，机身底部固定有安装架，安装架的底部设有空腔，该空腔的侧面均匀设有卡槽，卡槽的数量与卡扣相同，卡槽的一端为可容纳扣舌插入的敞口，至少有一个卡槽上设有穿透安装座侧壁的固定孔，扣舌可分别旋转插入对应的卡槽中，螺孔可旋转至与固定孔对齐。

与现有技术相比，本发明将救生圈由上至下堆叠放置，通过环绕安装在连接架上的支撑杆组件支撑定位在连接架的下方，救生圈的投放动作由一个舵机控制，舵机正向旋转时带动拉绳收紧，倒数第一层救生圈被释放，舵机反向旋转时拉绳放松，拉力弹簧带动底层支撑脚及二层支撑脚复位，倒数第二层救生圈下落至倒数第一层救生圈的位置，等待下一次投放，本发明可将救生圈分次投放，且能通过高清摄像头拍摄图像并传送至地面站的显示屏上显示，以观察环境状况，实现单次精准投递。同时，本发明采用一个舵机，耗电量小。更优异的是，本发明的支撑杆组件采用折叠式结构，需要支撑救生圈进行抛投工作时，支撑杆组件可展开固定，不需要进行抛投工作时，支撑杆组件可向中心折叠收拢，减小挂载的体积，便于收纳和运输。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中整机的结构示意图；

图2是本发明中支撑杆组件的第一结构示意图；

图3是本发明中支撑杆组件的第二结构示意图；

图4是本发明中整机的剖面示意图；

图5是本发明中连接架顶部快拆结构的放大示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的分次抛投救生圈挂载，包括：连接架1、安装在连接架1上的支撑架2、套在支撑架2上的救生圈组，救生圈组由至少两个堆叠放置的救生圈构成，支撑架2由多个环绕连接架1的中心呈圆周排列的支撑杆组件21构成。连接架1的底部设有安装座3，安装座3上安装有一个舵机4，舵机4的输出轴传动连接有一绕线轮5，图1示出的绕线轮5、高清摄像头6处于拆分状态。

如图1所示，在本实施例中，支撑架2由三个支撑杆组件21构成，以最少的支撑杆组件21达到最稳定的支撑效果。如图2至图4所示，支撑杆组件21包括：竖杆210、主斜杆211、二层支撑脚212、底层支撑脚213、联动杆214、旋转固定座215、连接横杆216、拉绳217及拉力弹簧218，主斜杆211的一端安装在连接架1上、另一端连接在竖杆210的顶端上，竖杆210的中部内还设有贯通其内外两侧的空腔，该空腔内设有竖直放置的二层支撑脚212，竖杆210的底端铰接有底层支撑脚213，底层支撑脚213的底端设有向外折弯的支撑部，通过支撑部托起救生圈组，底层支撑脚213的顶端通过铰接转轴与联动杆214底端连接，联动杆214的顶端与二层支撑脚212的底部铰接。旋转固定座215固定安装在竖杆210的中部内侧，连接横杆216的两端分别连接在旋转固定座215和安装座3上，拉绳217穿过连接横杆216连接在二层支撑脚212顶端和绕线轮5之间，绕线轮5安装在安装座3内，安装座3的侧面设有用于拉绳217穿过的缺口，绕线轮5的旋转轴与连接架1的中心轴处于同一直线上。拉力弹簧218的一端固定在旋转固定座215上、另一端连接在联动杆214与底层支撑脚213之间的铰接转轴上。

如图1、4所示，分次抛投的过程是通过控制舵机4正向旋转，带动固定在舵机4上的绕线轮5旋转，从而使固定在绕线轮5上的拉绳217缠绕到绕线轮5上，通过拉绳217的收缩拉动二层支撑脚212顶端向内摆动，因二层支撑脚212中部过铰接轴固定在竖杆210上，则二层支撑脚212下端绕铰接轴旋转向外伸出，托住倒数第二层救生圈；在二层支撑脚212向外伸出的同时，联动杆214会拉动底层支撑脚213的顶端向外侧摆动，而底层支撑脚213的底端会绕铰接轴向内摆动，从而投放倒数第一层救生圈。然后控制舵机4反向旋转，在复位拉力弹簧218的作用下，拉动底层支撑脚213顶端向内摆动，底层支撑脚213底端向外摆动，同时联动杆214带动二层支撑脚212的底端向内摆动，二层救生圈失去支撑，掉落到底层支撑脚213上完成一个救生圈的抛投，第二个救生圈以此类推，从而达到按照溺水人员的具体位置，分次抛投救生圈。本发明仅使用一个舵机作为动力源，不但减轻了整体产品的重量，减小了耗电量，从而延长了无人机的续航时间。

较优的，如图4所示，支撑杆组件21还包括一救生圈压杆组件，救生圈压杆组件：通过螺杆轴221安装在主斜杆211上的压杆转轴座222、通过转轴铰接在压杆转轴座222上的压杆219、套在转轴上的扭簧223，救生圈组位于底层支撑脚213和压杆219之间，扭簧223的两端分别连接在压杆219和压杆转轴座222上，压杆219抬起时扭簧223扭曲变形。主斜杆211的外端设有开口朝上的安装腔，压杆转轴座222活动放置在安装腔内，螺杆轴221从安装腔底部竖直伸入压杆转轴座222内，压杆转轴座222能够以螺杆轴221为转轴在水平面内转动。

压杆219的具体使用过程如下，压杆219抬起竖直后，扭簧的回复力是向救生圈压下，将整个救生圈压杆组件在水平面内旋转180°，此时扭簧的回复力是向主斜杆211压下，松开压杆219后在扭簧的作用下，压杆219向主斜杆211靠拢，为了便于收纳压杆219，主斜杆211的顶面设置有容纳槽。当所有救生圈组件的压杆219都抬起靠拢在各自对应的主斜杆211上，将救生圈从支撑架2顶部向下依次套入，最后将整个救生圈压杆组件再旋转180°放手，压杆219在扭簧的作用下压住救生圈组。

进一步的，如图1、2、4所示，主斜杆211的一端铰接在连接架1上、另一端铰接在竖杆210的顶端，连接横杆216两端分别铰接在旋转固定座215和安装座3上。主斜杆211的底端设有向下伸出的折弯部，竖杆210的顶端铰接在折弯部内，且竖杆210的顶端内侧设有向上伸出的下锁定座，折弯部内设有上锁定座，下锁定座内设有一锁紧螺栓220。支撑杆组件21展开正常工作时，将主斜杆211和竖杆210向外拉开至折弯部与竖杆210位于同一直线，锁紧螺栓220穿过下锁定座和上锁定座进行锁定，完成三颗锁紧螺栓220固定后，整个支撑架2牢固可靠。支撑杆组件21不需要使用时，松开三颗锁紧螺栓220，将主斜杆211和竖杆210向内转动收拢，三个支撑杆组件21呈伞状向内收缩，既能既能节约2/3存放空间，方便携带和运输保存，同时由于收拢后产品更小，能有效的保护产品不被划伤损坏。

如图1、4所示，安装座3的底面还固定有高清摄像头6，能通过无人机飞控和图传系统，在地面站的显示屏上形成实时影像，搜寻溺水人员位置，通过显示屏十字星对溺水人员进形定位，从而精准的将救生圈实时地投放到溺水人员身上，达到一人一圈，提高救援效率。

再进一步的，如图5所示，连接架1上设有快拆结构，连接架1的顶面设有环绕其中心均匀排布的卡扣11，卡扣11的顶部设有向外伸出的扣舌，至少有一个卡扣上设有螺孔12。连接架1内设有安装腔，该安装腔内可安装电池、电路板等元件，连接架1的外侧设有数据连接接口等。

如图1所示，本发明还提供了一种具有上述分次抛投救生圈挂载的无人机，包括：机身和主板，主板与舵机4和高清摄像头6连接，主板上设有与地面站进行数据交互的无线收发模块，高清摄像头6拍摄到的影像通过主板发送至地面站，地面站向主板发出飞行指令及抛投指令，主板接收抛投指令后控制舵机4的旋转抛投。

机身底部固定有安装架，安装架的底部设有空腔，该空腔的侧面均匀设有卡槽，卡槽的数量与卡扣11相同，卡槽的一端为可容纳扣舌插入的敞口，至少有一个卡槽上设有穿透安装架侧壁的固定孔，当卡扣11旋转插入卡槽中时，螺孔12与固定孔对齐，再采用螺钉锁入固定孔和螺孔12，即将连接架1和安装架稳定的固定在一起，这种结构使得连接架与安装架的拆装更方便。

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 (6)

1.一种分次抛投救生圈挂载，包括：连接架、安装在所述连接架上的支撑架、套在所述支撑架上的救生圈组，所述救生圈组由至少两个堆叠放置的救生圈构成，所述支撑架由多个环绕所述连接架的中心呈圆周均匀排列的支撑杆组件构成；

其特征在于，所述连接架的底部设有安装座，所述安装座上安装有舵机，所述舵机的输出齿轮上同轴安装有一绕线轮，所述安装座的底面安装有高清摄像头；

所述支撑杆组件包括：竖杆、连接在所述竖杆顶端与所述连接架之间的主斜杆、铰接在所述竖杆内的二层支撑脚、铰接在所述竖杆底端的底层支撑脚、铰接连接在所述二层支撑脚底部及所述底层支撑脚顶部的联动杆、安装在所述竖杆中部的旋转固定座、连接在所述旋转固定座和所述安装座之间的连接横杆、穿过所述连接横杆连接在所述二层支撑脚顶端和绕线轮之间的拉绳、拉动所述二层支撑脚复位的拉力弹簧，所述底层支撑脚的底端设有向外折弯的支撑部，所述拉力弹簧的一端固定在所述旋转固定座上、另一端连接在所述联动杆与底层支撑脚之间的铰接转轴上；

所述舵机带动绕线轮转动缠绕拉绳，拉绳将所述二层支撑脚的顶端向内拉动时，所述二层支撑脚的底端向外转动托住所述救生圈组的倒数第二层救生圈，所述底层支撑脚的底端向内转动释放所述救生圈组的倒数第一层救生圈。

2.如权利要求1所述的分次抛投救生圈挂载，其特征在于，所述支撑杆组件还包括一救生圈压杆组件，所述救生圈压杆组件：通过螺杆轴安装在所述主斜杆上的压杆转轴座、通过转轴铰接在所述压杆转轴座上的压杆、套在所述转轴上的扭簧，所述救生圈组位于所述底层支撑脚和压杆之间，所述扭簧的两端分别连接在所述压杆和压杆转轴座上，所述压杆抬起时所述扭簧扭曲变形；

所述主斜杆的外端设有开口朝上的安装腔，所述压杆转轴座可转动设于所述安装腔内，所述螺杆轴从安装腔底部竖直伸入所述压杆转轴座内，所述压杆抬起后整个所述救生圈压杆组件可在水平面内旋转。

3.如权利要求1或2所述的分次抛投救生圈挂载，其特征在于，所述主斜杆的一端铰接在所述连接架上、另一端铰接在所述竖杆的顶端，所述连接横杆的两端分别铰接在所述旋转固定座和所述安装座上；

所述主斜杆的底端设有向下伸出的折弯部，所述竖杆的顶端铰接在所述折弯部内，且所述竖杆的顶端内侧设有向上伸出的下锁定座，所述折弯部内设有上锁定座，所述下锁定座内设有一锁紧螺栓；

所述折弯部与所述竖杆位于同一直线时，所述锁紧螺栓穿过所述下锁定座和上锁定座进行锁定。

4.如权利要求1或2所述的分次抛投救生圈挂载，其特征在于，所述绕线轮安装在所述安装座内，所述安装座的侧面设有用于所述拉绳穿过的缺口，所述绕线轮的旋转轴与所述连接架的中心轴处于同一直线上。

5.如权利要求1或2所述的分次抛投救生圈挂载，其特征在于，所述连接架的顶面设有环绕其中心均匀排布的卡扣，卡扣的顶部设有向外伸出的扣舌，至少有一个所述卡扣上设有螺孔。

6.一种具有如权利要求5所述分次抛投救生圈挂载的无人机，包括：机身，其特征在于，所述机身底部固定有安装架，所述安装架的底部设有空腔，该空腔的侧面均匀设有卡槽，所述卡槽的数量与所述卡扣相同，所述卡槽的一端为可容纳扣舌插入的敞口，至少有一个所述卡槽上设有穿透所述安装座侧壁的固定孔，所述扣舌可分别旋转插入对应的卡槽中，所述螺孔可旋转至与所述固定孔对齐。