CN107672815A - 一种无人机落水救援装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人机落水救援装置及其方法，包括一无人机，无人机包括机体、若干个旋翼、起落架和落水救援装置，机体设置在旋翼和起落架的上方，落水救援装置包括救生圈、气管、二氧化碳气瓶和入水自动充气阀，救生圈绕机体中心一周设置在各个旋翼的下方，救生圈通过气管连接入水自动充气阀，入水自动充气阀连接二氧化碳气瓶出气口，二氧化碳气瓶固定在救生圈上。本发明能对无人机落水进行提前预警；可在无人机落水后确保无人机自动展开有效自救；且方便远程地面控制装置实施搜索定位救援；有利于降低无人机落水的损失；提高无人机落水的搜救效率。

Description

一种无人机落水救援装置及其方法

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机落水救援装置及其方法。

背景技术

目前，无人机技术发展不断加速，无人机的应用范围和应用领域正在快速扩张。无人机的普及与频繁使用，使无人机安全越来越受到关注。无人机包括无人机搭载的载荷价值一般较高。如果无人机出现落水意外，不能及时有效地回收无人机，则会造成较大的经济损失。一些带有精密监测传感器的无人机的失落还会导致信息泄露。因此，对即将落水或已经落水的无人机进行回收救援非常必要。

专利一种无人机及其落水上浮装置(公告日2016.4.27，公告号 CN205186505U)公开了一种无人机及其落水上浮装置，包括落水上浮装置、防水壳、飞机动力组件以及机翼。该实用新型通过溶液瓶倾斜一定角度，使溶液瓶内分隔的第一反应物和第二反应物接触产生气体令气球膨胀带动无人机浮出水面。但是无人机飞行过程中由于气流等原因极为容易导致脚架上设置的溶液瓶颠簸倾斜，提前充气。而且两脚架设置的两个溶液瓶无法确保同时反应，则入水后两脚架浮力不平衡，反而容易导致无人机翻覆。该实用新型不能够有效保证无人机入水后浮于水面，且需携带的溶液瓶、反应物质量过大，加大了无人机的飞行载荷。

因此急需一种结构简单、安装方便、设计合理、增加的载荷轻便，可有效展开无人机落水自救和回收的无人机落水救援装置及其方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无人机落水救援装置及其方法，该系统及其方法不仅能对无人机落水进行提前预警，也能够在无人机落水后确保无人机自动展开有效自救、且方便远程地面控制装置实施搜索定位救援，有利于降低无人机落水的损失、提高无人机落水的搜救效率。

本发明提供了如下的技术方案：

一种无人机落水救援装置，包括一无人机，无人机包括机体、若干个旋翼、起落架和落水救援装置，机体设置在旋翼和起落架的上方，落水救援装置包括救生圈、气管、二氧化碳气瓶和入水自动充气阀，救生圈绕机体中心一周设置在各个旋翼的下方，救生圈通过气管连接入水自动充气阀，入水自动充气阀连接二氧化碳气瓶出气口，二氧化碳气瓶固定在救生圈上。

优选的，无人机还包括控制器、无线通信装置、水浸传感器和地面控制装置；控制器和无线通信装置设置在机体内；无线通信装置、水浸传感器与控制器电连接；控制器通过无线通信装置与地面控制装置连接；地面控制装置用于遥控无人机；水浸传感器设置在起落架上；水浸传感器用于监测浸水情况并向控制器提供浸水信息；控制器控制无线通信装置将浸水信息发送给地面控制装置；控制器或地面控制装置根据接收的浸水信息控制调整无人机的飞行。

优选的，无人机还包括无线气压计，无线气压计设置在救生圈内，无线气压计将监测的救生圈内的气压信息发送给控制器，控制器控制无线通信装置将气压信息发送给地面控制装置。

优选的，机体内还设有定位器，定位器包含北斗定位器、GPS定位器、 Galileo定位器、GLONASS定位器和室内定位器中的一种或多种，定位器与控制器连接，控制器接收定位器的定位信息，控制器控制无线通信装置将定位信息发送给地面控制装置。

优选的，各个旋翼包括连接机体的翼杆，救生圈与各个翼杆连接。

优选的，救生圈上设有若干金属垫片，金属垫片上设有柔性绑带，救生圈通过柔性绑带固定在各个翼杆的下方。

优选的，救生圈上设有若干金属垫片，翼杆上套接有柔性杆套，柔性杆套连接金属垫片。

优选的，旋翼数量为6个。

一种无人机落水救援方法，包括以下步骤：

S1：当监测无人机起落架位置浸水情况的水浸传感器监测到发生浸水情况时，水浸传感器向控制器发送浸水信息，控制器接收浸水信息并通过无线通信装置发送给地面控制装置，控制器或地面控制装置控制调整无人机的飞行，提升无人机的飞行高度；

S2：若S1中的控制器或地面控制装置未能提升无人机的飞行高度、无人机落入水中，水进入机体和旋翼下方的入水自动充气阀使入水自动充气阀阀门打开，则二氧化碳气瓶与救生圈导通，二氧化碳气瓶迅速完成对救生圈的充气，救生圈充满气后使救生圈上方的无人机机体、旋翼浮于水面上，同时救生圈内无线气压计监测救生圈内的气压信息；

S3：控制器接收S1中水浸传感器的水浸信息、S2中无线气压计的气压信息，并获取定位器的定位信息，控制器通过无线通信装置将上述信息发送给地面控制装置，地面控制装置根据上述信息遥控或搜索打捞无人机。

本发明的有益效果是：

1、本发明结构简单，安装方便，设计合理，增加的载荷质量轻、尺寸小。

2、本发明通过水浸传感器监测无人机起落架位置浸水情况，当水浸传感器监测到浸水情况时，控制器或地面控制装置可在无人机未落水前提前控制调整无人机的飞行姿态，提升无人机的飞行高度，避免无人机落水。通过水浸传感器的浸水监测提前预警落水，再采用无人机自带的控制器与远程的地面控制装置双重调整飞行，以最大化地减小无人机损失。

3、本发明在无人机落水后，水进入入水自动充气阀使入水自动充气阀阀门自动打开，使二氧化碳气瓶迅速完成对救生圈的充气，从而确保救生圈上的无人机机体、旋翼部分浮于水面上，也就是无人机最有价值的部分浮于水面。采用入水自动充气阀门可以浸水自动打开，无需人工控制，方便快捷。二氧化碳气瓶成本低廉，且安全无害，不会因为意外泄漏影响无人机飞行安全。采用救生圈绕无人机机体一圈，在充气和未充气状态下都能够确保无人机整体的力量平衡，可在未充气时不影响无人机飞行，在充气后防侧翻。救生圈一般采用醒目的颜色如黄色，便于搜索发现无人机。

4、本发明控制器接收水浸传感器的水浸信息、定位器的定位信息、救生圈内无线气压计的气压信息并通过无线通信装置发送给地面控制装置，地面控制装置根据水浸信息、定位信息和气压信息遥控或搜索打捞无人机。其中水浸信息可以提供无人机入水情况，定位信息提供无人机地理位置、气压信息提供救生圈是否良好充气、是否漏气等信息。这些信息可以让地面控制人员或装置综合判断和决策有效救援的时间、地点和采取的措施，提高无人机落水的搜救效率。

5、本发明救生圈上设有若干金属垫片，通过金属垫片连接柔性绑带或柔性杆套到翼杆上，将救生圈固定在旋翼下，设计简便，且不容易因外力割破救生圈，确保无人机可在落水后顺利使用救生圈。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明无人机的结构示意图；

图2是本发明功能模块结构示意图。

图中标记为：1、无人机；2、机体；3、旋翼；4、起落架；5、落水救援装置；51、救生圈；52、二氧化碳气瓶；53、入水自动充气阀；54、气管；55、金属垫片；56、柔性绑带；6、翼杆；7、控制器；8、无线通信装置；9、水浸传感器；10、地面控制装置；11、无线气压计；12、定位器。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的优选实施方式。

如图1、图2所示，一种无人机落水救援装置，包括一无人机1，无人机1包括机体2、若干个旋翼3、起落架4和落水救援装置5，机体2设置在旋翼3和起落架4的上方，落水救援装置5包括救生圈51、二氧化碳气瓶52、入水自动充气阀53和气管54，救生圈51绕机体2中心一周设置在各个旋翼3的下方，救生圈51通过气管54连接入水自动充气阀53，入水自动充气阀53连接二氧化碳气瓶52出气口，二氧化碳气瓶52固定在救生圈51上。

具体的，无人机1设有6个旋翼3。各个旋翼3包括连接机体2的翼杆 6。

具体的，救生圈51与旋翼3的连接方式可采用以下方案连接：救生圈 51上设有若干金属垫片55，金属垫片55上设有柔性绑带56，救生圈51通过柔性绑带56固定在各个翼杆6的下方。

具体的，救生圈51与旋翼3的连接方式也可采用以下方案连接(图中未示出)：救生圈上51设有若干金属垫片55，翼杆6上套接有柔性杆套，柔性杆套连接金属垫片55。

具体的，无人机1还包括控制器7、无线通信装置8、水浸传感器9和地面控制装置10。控制器7和无线通信装置8设置在机体2内。无线通信装置8、水浸传感器9与控制器7电连接。控制器7通过无线通信装置8与地面控制装置10连接。地面控制装置10用于遥控无人机1。水浸传感器9 设置在起落架4上。水浸传感器9用于监测浸水情况并向控制器7提供浸水信息。控制器7控制无线通信装置8将浸水信息发送给地面控制装置10。控制器7或地面控制装置10根据接收的浸水信息控制调整无人机1的飞行。

具体的，无人机1还包括无线气压计11，无线气压计11设置在救生圈 51内，无线气压计11将监测的救生圈51内的气压信息发送给控制器7，控制器7控制无线通信装置8将气压信息发送给地面控制装置10。

具体的，机体内还设有定位器12，定位器12包含北斗定位器、GPS定位器、Galileo定位器、GLONASS定位器和室内定位器中的一种或多种。定位器12与控制器7连接，控制器7接收定位器12的定位信息，控制器7 控制无线通信装置8将定位信息发送给地面控制装置10。

本发明还提供了一种无人机落水救援方法，包括以下步骤：

S1：水浸传感器9监测无人机1起落架4位置浸水情况，当水浸传感器9监测到发生浸水情况时，水浸传感器9向控制器7发送浸水信息，控制器7接收浸水信息并通过无线通信装置8发送给地面控制装置10，控制器7或地面控制装置10控制调整无人机1的飞行，提升无人机1的飞行高度；

S2：若S1中的控制器7或地面控制装置10未能提升无人机1的飞行高度，无人机1落入水中，水进入进入机体2和旋翼3下方的入水自动充气阀53使入水自动充气阀53阀门打开，则二氧化碳气瓶52与救生圈51 导通，二氧化碳气瓶52迅速完成对救生圈51的充气，救生圈51充满气后使救生圈51上方的无人机1机体2、旋翼3部分浮于水面上，同时救生圈 51内无线气压计11监测救生圈51内的气压信息；

S3：控制器7接收S1中水浸传感器9的水浸信息、S2中无线气压计11的气压信息，并获取定位器12的定位信息，控制器7通过无线通信装置 8将上述信息发送给地面控制装置10，地面控制装置10根据上述信息遥控或搜索打捞无人机1。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无人机落水救援装置，其特征在于，包括一无人机，所述无人机包括机体、若干个旋翼、起落架和落水救援装置，所述机体设置在所述旋翼和所述起落架的上方，所述落水救援装置包括救生圈、气管、二氧化碳气瓶和入水自动充气阀，所述救生圈绕所述机体中心一周设置在各个所述旋翼的下方，所述救生圈通过所述气管连接所述入水自动充气阀，所述入水自动充气阀连接所述二氧化碳气瓶出气口，所述二氧化碳气瓶固定在所述救生圈上。

2.根据权利要求1所述的无人机落水救援装置，其特征在于，

所述无人机还包括控制器、无线通信装置、水浸传感器和地面控制装置；

所述控制器和所述无线通信装置设置在所述机体内；

所述无线通信装置、所述水浸传感器与所述控制器电连接；

所述控制器通过所述无线通信装置与所述地面控制装置连接；

所述地面控制装置用于遥控所述无人机；

所述水浸传感器设置在所述起落架上；

所述水浸传感器用于监测浸水情况并向所述控制器提供浸水信息；

所述控制器控制所述无线通信装置将所述浸水信息发送给所述地面控制装置；

所述控制器或所述地面控制装置根据接收的浸水信息控制调整无人机的飞行。

3.根据权利要求2所述的无人机落水救援装置，其特征在于，所述无人机还包括无线气压计，所述无线气压计设置在所述救生圈内，所述无线气压计将监测的所述救生圈内的气压信息发送给所述控制器，所述控制器控制所述无线通信装置将所述气压信息发送给所述地面控制装置。

4.根据权利要求3所述的无人机落水救援装置，其特征在于，所述机体内还设有定位器，所述定位器包含北斗定位器、GPS定位器、Galileo定位器、GLONASS定位器和室内定位器中的一种或多种，所述定位器与所述控制器连接，所述控制器接收所述定位器的定位信息，所述控制器控制所述无线通信装置将所述定位信息发送给所述地面控制装置。

5.根据权利要求1所述的无人机落水救援装置，其特征在于，各个所述旋翼包括连接所述机体的翼杆，所述救生圈与各个所述翼杆连接。

6.根据权利要求5所述的无人机落水救援装置，其特征在于，所述救生圈上设有若干金属垫片，所述金属垫片上设有柔性绑带，所述救生圈通过所述柔性绑带固定在各个所述翼杆的下方。

7.根据权利要求5所述的无人机落水救援装置，其特征在于，所述救生圈上设有若干金属垫片，所述翼杆上套接有柔性杆套，所述柔性杆套连接所述金属垫片。

8.根据权利要求1至7任一项所述的无人机落水救援装置，其特征在于，所述旋翼数量为6个。

9.一种无人机落水救援方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：当监测无人机起落架位置浸水情况的水浸传感器监测到发生浸水情况时，水浸传感器向控制器发送浸水信息，控制器接收浸水信息并通过无线通信装置发送给地面控制装置，控制器或地面控制装置控制调整无人机的飞行，提升无人机的飞行高度；

S2：若S1中所述的控制器或地面控制装置未能提升无人机的飞行高度、无人机落入水中，水进入机体和旋翼下方的入水自动充气阀使入水自动充气阀阀门打开，则二氧化碳气瓶与救生圈导通，二氧化碳气瓶迅速完成对救生圈的充气，救生圈充满气后使救生圈上方的无人机机体、旋翼浮于水面上，同时救生圈内无线气压计监测救生圈内的气压信息；

S3：控制器接收S1中水浸传感器的水浸信息、S2中无线气压计的气压信息，并获取定位器的定位信息，控制器通过无线通信装置将上述信息发送给地面控制装置，地面控制装置根据上述信息遥控或搜索打捞无人机。