CN108010159A - 一种可自动返航的黑匣子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动返航的黑匣子，包括黑匣子本体，所述黑匣子本体上设有发电机构，所述发电机构设有太阳能发电板、磁线圈、蓄电池，所述黑匣子本体上设有旋翼机构，所述旋翼机构设有旋转电机、旋转轴、旋翼翼片，所述黑匣子本体上设有气囊机构，所述气囊机构设有气囊放置箱、高压气罐、电磁阀、气囊，所述黑匣子本体上设有弹射机构，所述弹射机构设有弹射仓、驱动电机、弹簧、推块、直线电机、收缩杆、弹射仓门，所述黑匣子本体上设有障碍物识别机构，所述黑匣子本体内设有黑匣子数据模块，所述黑匣子本体内设有事故判断机构，所述黑匣子内设有定位机构，所述黑匣子本体内设有控制芯片。本发明的有益效果是，结构简单，实用性强。

Description

一种可自动返航的黑匣子

技术领域

本发明涉及飞机黑匣子领域，特别是一种可自动返航的黑匣子。

背景技术

飞机的黑匣子学名叫做“飞行纪录器”，是飞机的座舱话音记录器和飞机数据记录器，其记录了非常重要的数据，每当飞机事故发生使，搜寻黑匣子便成为极其重要的任务，如果坠机只能靠外壳的颜色和发光搜寻，在海底寻找打捞困难极大。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种可自动返航的黑匣子。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种可自动返航的黑匣子，包括黑匣子本体，所述黑匣子本体放置在飞机舱内，所述黑匣子本体上设有发电机构，所述发电机构由固定安装在黑匣子本体四周外表面的太阳能发电板、固定安装在黑匣子本体内部的磁线圈、固定安装在黑匣子本体内部并与太阳能发电板和磁线圈连接的蓄电池共同构成的，所述黑匣子本体上设有旋翼机构，所述旋翼机构由固定安装在黑匣子本体内部四个角且旋转端伸出黑匣子本体内部的旋转电机、固定安装在黑匣子本体上表面四个角且与旋转电机旋转端连接的旋转轴、固定安装在旋转轴上端的旋翼翼片共同构成的，所述黑匣子本体上设有气囊机构，所述气囊机构由固定安装在黑匣子本体下表面的气囊放置箱、固定安装气囊放置箱内上表面的高压气罐、固定安装在高压气罐下表面的电磁阀、固定安装在电磁阀下表面的气囊共同构成的，所述黑匣子本体上设有弹射机构，所述弹射机构由固定安装在飞机舱上表面的弹射仓、固定安装在弹射仓内的驱动电机、固定安装在弹射仓且与驱动电机连接的弹簧、固定安装在弹射仓内且与弹簧连接的推块、固定安装在弹射仓口的直线电机、固定安装在直线电机一侧的收缩杆、固定安装在收缩杆一侧的弹射仓门共同构成的，所述黑匣子本体上设有障碍物识别机构，所述障碍物识别机构由固定安装在黑匣子本体四周和底部的超声波发射器、固定安装在黑匣子本体四周和底部的超声波接收器共同构成的，所述黑匣子本体内设有黑匣子数据模块，所述黑匣子数据模块由固定安装在黑匣子本体内的飞行记录仪、固定安装在黑匣子本体内的语音记录仪共同构成的，所述黑匣子本体内设有事故判断机构，所述事故判断机构由固定安装在黑匣子本体内的震动感应器、固定安装在黑匣子本体内的高度感应器、固定安装在黑匣子本体内的海水感应器共同构成的，所述黑匣子内设有定位机构，所述定位机构由固定安装在黑匣子本体内的的 GPS定位器、固定安装在GPS定位器一侧的电子罗盘、固定安装在电子罗盘一侧的储存器固定构成的，所述黑匣子本体内设有控制芯片。

所述蓄电池和太阳能发电板、磁线圈、旋转电机、电磁阀、驱动电机、直线电机、超声波发射器、超声波接收器、飞行记录仪、语音记录仪、震动感应器、高度感应器、海水感应器、GPS定位器、电子罗盘、控制芯片电性连接。

所述控制芯片分别与飞行记录仪和语音记录仪连接，将所有的飞行记录和语音记录保存在飞行记录仪和语音记录里。

所述控制芯片分别与GPS定位器、电子罗盘、储存器连接，控制芯片在接受到GPS定位器生成的坐标信息、电子罗盘生成方向识别信息后，根据储存器里保存的初始坐标生成控制指令驱动旋转电机，驱动旋翼机构按控制指令的方向飞行。

所述控制器分别与震动感应器、高度感应器、海水感应器连接，飞机受到剧烈晃动急速下降时，震动感应器和高度感应器会判断飞机即将失事，启动弹射机构。

所述控制芯片分别与驱动电机、直线电机连接，在控制芯片发出即将失事信号后，直线电机启动，收缩杆开始收缩打开弹射仓门，驱动电机启动弹簧开始蓄力，将黑匣子本体弹射出弹射仓。

所述控制芯片分别与海水感应器、电磁阀连接，当海水感应器感应到下方是海水时，电磁阀启动，高压气罐快速给气囊充气使黑匣子本体安全降落在海面上。

所述控制芯片分别与超声波发射器和超声波接收器连接，通过向外发射超声波和检测反射回来的超声波来识别飞行方向和降落下方的障碍物，将信息反馈给控制芯片，控制芯片形成控制指令控制黑匣子飞行状态躲避障碍物。

所述控制芯片和旋转电机连接，当黑匣子本体被弹射出弹射仓后，控制芯片发出控制指令旋转电机启动，旋翼机构启动开始飞行。

所述发电机构一方面由太阳能发电板将光能转化为电能储存到蓄电池，另一方面利用降落在海面上，利用降落在海面上利用晃动磁线圈发电存储到蓄电池。

利用本发明的技术方案制作的可自动返航的黑匣子，在飞机失事时，可自动把黑匣子弹射出机舱，利于自身的发电机构供电，利用旋翼机构、障碍物识别机构和定位机构实现自动返航，简化了人们搜寻黑匣子的工作量，节省了大量人力物力。

附图说明

图1是本发明所述一种可自动返航的黑匣子的结构示意图；

图2是本发明所述一种可自动返航的黑匣子的局部示意图；

图3是本发明所述弹射机构的结构示意图；

图4是本发明所述旋翼机构的结构示意图；

图5是本发明所述磁线圈的结构示意图；

图中，1、黑匣子本体；2、太阳能发电板；3、磁线圈；4、蓄电池；5、旋转电机；6、旋转轴；7、旋翼翼片；8、气囊放置箱；9、高压气罐；10、电磁阀；11、气囊；12、弹射仓；13、驱动电机；14、弹簧；15、推块；16、弹射仓口；17、直线电机；18、收缩杆；19、弹射仓门；20、超声波发射器；21、超声波接收器；22、飞行记录仪；23、语音记录仪；24、震动感应器；25、高度感应器；26、海水感应器；27、GPS定位器；28、电子罗盘；29、储存器；30、控制芯片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-5所示，一种可自动返航的黑匣子，包括黑匣子本体1，所述黑匣子本体1放置在飞机舱内，所述黑匣子本体1上设有发电机构，所述发电机构由固定安装在黑匣子本体1四周外表面的太阳能发电板2、固定安装在黑匣子本体1内部的磁线圈3、固定安装在黑匣子本体1内部并与太阳能发电板2和磁线圈3连接的蓄电池4共同构成的，所述黑匣子本体1上设有旋翼机构，所述旋翼机构由固定安装在黑匣子本体1内部四个角且旋转端伸出黑匣子本体1内部的旋转电机5、固定安装在黑匣子本体1上表面四个角且与旋转电机5旋转端连接的旋转轴6、固定安装在旋转轴6上端的旋翼翼片7共同构成的，所述黑匣子本体1上设有气囊机构，所述气囊机构由固定安装在黑匣子本体1下表面的气囊放置箱8、固定安装气囊放置箱8内上表面的高压气罐9、固定安装在高压气罐9下表面的电磁阀10、固定安装在电磁阀10下表面的气囊11共同构成的，所述黑匣子本体1上设有弹射机构，所述弹射机构由固定安装在飞机舱上表面的弹射仓12、固定安装在弹射仓12内的驱动电机13、固定安装在弹射仓12且与驱动电机13连接的弹簧14、固定安装在弹射仓12内且与弹簧14连接的推块15、固定安装在弹射仓口16的直线电机17、固定安装在直线电机17一侧的收缩杆18、固定安装在收缩杆18一侧的弹射仓门19共同构成的，所述黑匣子本体1上设有障碍物识别机构，所述障碍物识别机构由固定安装在黑匣子本体1四周和底部的超声波发射器20、固定安装在黑匣子本体1四周和底部的超声波接收器21共同构成的，所述黑匣子本体1内设有黑匣子数据模块，所述黑匣子数据模块由固定安装在黑匣子本体1内的飞行记录仪22、固定安装在黑匣子本体1内的语音记录仪23共同构成的，所述黑匣子本体1内设有事故判断机构，所述事故判断机构由固定安装在黑匣子本体1内的震动感应器24、固定安装在黑匣子本体1内的高度感应器25、固定安装在黑匣子本体1内的海水感应器26共同构成的，所述黑匣子内设有定位机构，所述定位机构由固定安装在黑匣子本体1内的的 GPS定位器27、固定安装在GPS定位器27一侧的电子罗盘28、固定安装在电子罗盘28一侧的储存器29固定构成的，所述黑匣子本体1内设有控制芯片30；所述蓄电池4和太阳能发电板2、磁线圈3、旋转电机5、电磁阀10、驱动电机13、直线电机17、超声波发射器20、超声波接收器21、飞行记录仪22、语音记录仪23、震动感应器24、高度感应器25、海水感应器26、GPS定位器27、电子罗盘28、控制芯片30电性连接；所述控制芯片30分别与飞行记录仪22和语音记录仪23连接，将所有的飞行记录和语音记录保存在飞行记录仪22和语音记录里；所述控制芯片30分别与GPS定位器27、电子罗盘28、储存器29连接，控制芯片30在接受到GPS定位器27生成的坐标信息、电子罗盘28生成方向识别信息后，根据储存器29里保存的初始坐标生成控制指令驱动旋转电机5，驱动旋翼机构按控制指令的方向飞行；所述控制器分别与震动感应器24、高度感应器25、海水感应器26连接，飞机受到剧烈晃动急速下降时，震动感应器24和高度感应器25会判断飞机即将失事，启动弹射机构；所述控制芯片30分别与驱动电机13、直线电机17连接，在控制芯片30发出即将失事信号后，直线电机17启动，收缩杆18开始收缩打开弹射仓门19，驱动电机13启动弹簧14开始蓄力，将黑匣子本体1弹射出弹射仓12；所述控制芯片30分别与海水感应器26、电磁阀10连接，当海水感应器26感应到下方是海水时，电磁阀10启动，高压气罐9快速给气囊11充气使黑匣子本体1安全降落在海面上；所述控制芯片30分别与超声波发射器20和超声波接收器21连接，通过向外发射超声波和检测反射回来的超声波来识别飞行方向和降落下方的障碍物，将信息反馈给控制芯片30，控制芯片30形成控制指令控制黑匣子飞行状态躲避障碍物；所述控制芯片30和旋转电机5连接，当黑匣子本体1被弹射出弹射仓12后，控制芯片30发出控制指令旋转电机5启动，旋翼机构启动开始飞行；所述发电机构一方面由太阳能发电板2将光能转化为电能储存到蓄电池4，另一方面利用降落在海面上，利用降落在海面上利用晃动磁线圈3发电存储到蓄电池4。

本实施方案的特点为，黑匣子本体放置在飞机舱内，黑匣子本体上设有发电机构，发电机构由固定安装在黑匣子本体四周外表面的太阳能发电板、固定安装在黑匣子本体内部的磁线圈、固定安装在黑匣子本体内部并与太阳能发电板和磁线圈连接的蓄电池共同构成的，黑匣子本体上设有旋翼机构，旋翼机构由固定安装在黑匣子本体内部四个角且旋转端伸出黑匣子本体内部的旋转电机、固定安装在黑匣子本体上表面四个角且与旋转电机旋转端连接的旋转轴、固定安装在旋转轴上端的旋翼翼片共同构成的，黑匣子本体上设有气囊机构，气囊机构由固定安装在黑匣子本体下表面的气囊放置箱、固定安装气囊放置箱内上表面的高压气罐、固定安装在高压气罐下表面的电磁阀、固定安装在电磁阀下表面的气囊共同构成的，黑匣子本体上设有弹射机构，弹射机构由固定安装在飞机舱上表面的弹射仓、固定安装在弹射仓内的驱动电机、固定安装在弹射仓且与驱动电机连接的弹簧、固定安装在弹射仓内且与弹簧连接的推块、固定安装在弹射仓口的直线电机、固定安装在直线电机一侧的收缩杆、固定安装在收缩杆一侧的弹射仓门共同构成的，黑匣子本体上设有障碍物识别机构，障碍物识别机构由固定安装在黑匣子本体四周和底部的超声波发射器、固定安装在黑匣子本体四周和底部的超声波接收器共同构成的，黑匣子本体内设有黑匣子数据模块，黑匣子数据模块由固定安装在黑匣子本体内的飞行记录仪、固定安装在黑匣子本体内的语音记录仪共同构成的，黑匣子本体内设有事故判断机构，事故判断机构由固定安装在黑匣子本体内的震动感应器、固定安装在黑匣子本体内的高度感应器、固定安装在黑匣子本体内的海水感应器共同构成的，黑匣子内设有定位机构，定位机构由固定安装在黑匣子本体内的的GPS定位器、固定安装在GPS定位器一侧的电子罗盘、固定安装在电子罗盘一侧的储存器固定构成的，黑匣子本体内设有控制芯片，在飞机失事时，可自动把黑匣子弹射出机舱，利于自身的发电机构供电，利用旋翼机构、障碍物识别机构和定位机构实现自动返航，简化了人们搜寻黑匣子的工作量，节省了大量人力物力。

在本实施方案中，在飞机即将失事时，飞机会产生剧烈的波动，飞机急速下降，黑匣子里震动感应器和高度感应器会发信号给控制芯片，控制芯片发出指令启动弹射机构，直线电机启动，收缩杆开始收缩打开弹射仓门，驱动电机启动弹簧开始蓄力，待仓门完全打开将黑匣子弹射出机舱，弹射出机舱后控制芯片发出指令，启动旋翼机构，旋转电机转动带动旋翼翼片，待黑匣子起飞后，超声波发射器和超声波接收器启动，通过向外发射超声波和检测反射回来的超声波来识别飞行方向和降落下方的障碍物，将信息反馈给控制芯片，控制芯片形成控制指令控制黑匣子飞行状态躲避障碍物，控制芯片在接受到GPS定位器生成的坐标信息、电子罗盘生成方向识别信息后，根据储存器里保存的初始坐标生成控制指令驱动旋转电机，驱动旋翼机构按控制指令的方向飞行，在蓄电池里电量快用完时，控制芯片发出降落指令，降落在地面上利用太阳能发电板将光能转化为电能储存到蓄电池里，如果要降落在海上，海水感应器发出信号给控制芯片，控制芯片发出指令给气囊机构，电磁阀启动，高压气罐快速给气囊充气使黑匣子本体安全降落在海面上，利用海水的波动磁线圈发电存储到蓄电池。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可自动返航的黑匣子，包括黑匣子本体（1），其特征在于，所述黑匣子本体（1）放置在飞机舱内，所述黑匣子本体（1）上设有发电机构，所述发电机构由固定安装在黑匣子本体（1）四周外表面的太阳能发电板（2）、固定安装在黑匣子本体（1）内部的磁线圈（3）、固定安装在黑匣子本体（1）内部并与太阳能发电板（2）和磁线圈（3）连接的蓄电池（4）共同构成的，所述黑匣子本体（1）上设有旋翼机构，所述旋翼机构由固定安装在黑匣子本体（1）内部四个角且旋转端伸出黑匣子本体（1）内部的旋转电机（5）、固定安装在黑匣子本体（1）上表面四个角且与旋转电机（5）旋转端连接的旋转轴（6）、固定安装在旋转轴（6）上端的旋翼翼片（7）共同构成的，所述黑匣子本体（1）上设有气囊机构，所述气囊机构由固定安装在黑匣子本体（1）下表面的气囊放置箱（8）、固定安装气囊放置箱（8）内上表面的高压气罐（9）、固定安装在高压气罐（9）下表面的电磁阀（10）、固定安装在电磁阀（10）下表面的气囊（11）共同构成的，所述黑匣子本体（1）上设有弹射机构，所述弹射机构由固定安装在飞机舱上表面的弹射仓（12）、固定安装在弹射仓（12）内的驱动电机（13）、固定安装在弹射仓（12）且与驱动电机（13）连接的弹簧（14）、固定安装在弹射仓（12）内且与弹簧（14）连接的推块（15）、固定安装在弹射仓口（16）的直线电机（17）、固定安装在直线电机（17）一侧的收缩杆（18）、固定安装在收缩杆（18）一侧的弹射仓门（19）共同构成的，所述黑匣子本体（1）上设有障碍物识别机构，所述障碍物识别机构由固定安装在黑匣子本体（1）四周和底部的超声波发射器（20）、固定安装在黑匣子本体（1）四周和底部的超声波接收器（21）共同构成的，所述黑匣子本体（1）内设有黑匣子数据模块，所述黑匣子数据模块由固定安装在黑匣子本体（1）内的飞行记录仪（22）、固定安装在黑匣子本体（1）内的语音记录仪（23）共同构成的，所述黑匣子本体（1）内设有事故判断机构，所述事故判断机构由固定安装在黑匣子本体（1）内的震动感应器（24）、固定安装在黑匣子本体（1）内的高度感应器（25）、固定安装在黑匣子本体（1）内的海水感应器（26）共同构成的，所述黑匣子内设有定位机构，所述定位机构由固定安装在黑匣子本体（1）内的的 GPS定位器（27）、固定安装在GPS定位器（27）一侧的电子罗盘（28）、固定安装在电子罗盘（28）一侧的储存器（29）固定构成的，所述黑匣子本体（1）内设有控制芯片（30）。

2.根据权利要求1所述的一种可自动返航的黑匣子，其特征在于，所述蓄电池（4）和太阳能发电板（2）、磁线圈（3）、旋转电机（5）、电磁阀（10）、驱动电机（13）、直线电机（17）、超声波发射器（20）、超声波接收器（21）、飞行记录仪（22）、语音记录仪（23）、震动感应器（24）、高度感应器（25）、海水感应器（26）、GPS定位器（27）、电子罗盘（28）、控制芯片（30）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种可自动返航的黑匣子，其特征在于，所述控制芯片（30）分别与飞行记录仪（22）和语音记录仪（23）连接，将所有的飞行记录和语音记录保存在飞行记录仪（22）和语音记录里。

4.根据权利要求1所述的一种可自动返航的黑匣子，其特征在于，所述控制芯片（30）分别与GPS定位器（27）、电子罗盘（28）、储存器（29）连接，控制芯片（30）在接受到GPS定位器（27）生成的坐标信息、电子罗盘（28）生成方向识别信息后，根据储存器（29）里保存的初始坐标生成控制指令驱动旋转电机（5），驱动旋翼机构按控制指令的方向飞行。

5.根据权利要求1所述的一种可自动返航的黑匣子，其特征在于，所述控制器分别与震动感应器（24）、高度感应器（25）、海水感应器（26）连接，飞机受到剧烈晃动急速下降时，震动感应器（24）和高度感应器（25）会判断飞机即将失事，启动弹射机构。

6.根据权利要求1所述的一种可自动返航的黑匣子，其特征在于，所述控制芯片（30）分别与驱动电机（13）、直线电机（17）连接，在控制芯片（30）发出即将失事信号后，直线电机（17）启动，收缩杆（18）开始收缩打开弹射仓门（19），驱动电机（13）启动弹簧（14）开始蓄力，将黑匣子本体（1）弹射出弹射仓（12）。

7.根据权利要求1所述的一种可自动返航的黑匣子，其特征在于，所述控制芯片（30）分别与海水感应器（26）、电磁阀（10）连接，当海水感应器（26）感应到下方是海水时，电磁阀（10）启动，高压气罐（9）快速给气囊（11）充气使黑匣子本体（1）安全降落在海面上。

8.根据权利要求1所述的一种可自动返航的黑匣子，其特征在于，所述控制芯片（30）分别与超声波发射器（20）和超声波接收器（21）连接，通过向外发射超声波和检测反射回来的超声波来识别飞行方向和降落下方的障碍物，将信息反馈给控制芯片（30），控制芯片（30）形成控制指令控制黑匣子飞行状态躲避障碍物。

9.根据权利要求1所述的一种可自动返航的黑匣子，其特征在于，所述控制芯片（30）和旋转电机（5）连接，当黑匣子本体（1）被弹射出弹射仓（12）后，控制芯片（30）发出控制指令旋转电机（5）启动，旋翼机构启动开始飞行。

10.根据权利要求1所述的一种可自动返航的黑匣子，其特征在于，所述发电机构一方面由太阳能发电板（2）将光能转化为电能储存到蓄电池（4），另一方面利用降落在海面上，利用降落在海面上利用晃动磁线圈（3）发电存储到蓄电池（4）。