CN109539889A - 一种用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，包括主体、炸药箱、平面移动机构和金属探测器，炸药箱内设有投药机构，投药机构包括存药管、复位管、连接管、驱动管和投药管，存药管内设有若干炸药，复位管内设有弹簧和复位块，连接管内设有推块，驱动管内设有驱动单元，平面移动机构包括平移组件、传送带、活动块和两个滑动单元，该用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机通过平面移动机构带动金属探测器进行平面移动，从而加快了探测速度，不仅如此，利用炸药箱中的投药机构实现逐个投放炸药，而后再飞离雷区进行引爆，完成排雷工作，由于无人机无需返回进行机械臂更换操作，从而大幅度提高了排雷的效率和速度。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机。
背景技术
无人驾驶飞机，简称无人机（UAV），是一种处在迅速发展中的新概念武器装备，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点。无人机通过搭载多类传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人机的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。
目前的无人机中，有部分已投入用于军事方面的排雷工作，这些无人机上通常会有三个附件，第一个附件用于绘制扫雷地区的地图，第二个附件是金属探测器，用于探测地雷，并用GPS将地雷位置标出来，当无人机找到地雷所处的位置时，无人机会飞回到操作人员身边，操作人员将金属探测器更换为机械臂，然后在飞往雷区，通过机械臂将网球大小的小型炸药投放，然后退回到安全范围，最后将地雷引爆。在排雷时，需要逐一地探测地雷，并将金属探测器更换后才能进行引爆工作，从而导致整个排雷过程十分麻烦，需要花费较多的时间，不仅如此，在探测地雷时，由于金属探测器固定在无人机上，因此需要依靠无人机飞行带动金属探测器移动进行扫描，实现点到点之间的扫描，从而导致在整个排雷过程中花费过多的时间，使工作效率低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，包括主体、炸药箱、进药管、出药管、平面移动机构、升降单元、金属探测器、两个支脚和若干飞行单元，所述飞行单元周向均匀分布在主体的外周，所述炸药箱固定在主体的上方，所述进药管设置在炸药箱的一侧且与炸药箱连通，所述出药管设置在炸药箱的底端且与炸药箱连通，所述平面移动机构、升降单元、金属探测器和两个支脚均设置在主体的下方，两个所述支脚的顶端分别固定在主体的两端，所述平面移动机构、升降单元和金属探测器从上而下依次设置且位于两个支脚之间，所述平面移动机构与升降单元传动连接，所述升降单元与金属探测器传动连接；
所述炸药箱内设有投药机构，所述投药机构包括存药管、复位管、连接管、驱动管和投药管，所述存药管竖向设置且与进药管连通，所述投药管竖向设置且与出药管连通，所述复位管、连接管和驱动管均水平设置且依次连通，所述复位管设置在存药管底端的一侧且与存药管连通，所述连接管设置在存药管底端的另一侧且与存药管连通，所述投药管的顶端与复位管连通；
所述存药管内设有若干炸药，所述炸药的形状为球形，所述炸药的直径与存药管的内径相等，所述复位管内设有弹簧和复位块，所述复位块通过弹簧与复位管的内壁连接，所述连接管内设有推块，所述驱动管内设有驱动单元，所述驱动单元与滑块传动连接，所述推块的尺寸与复位块的尺寸相同；
所述平面移动机构包括平移组件、传送带、活动块和两个滑动单元，所述平移组件设置在两个滑动单元之间，所述活动块固定在传送带上且与升降单元连接，所述平移组件包括两个平移单元，所述平移单元与滑动单元一一对应，两个所述平移单元中，其中一个平移单元通过传送带与另一个平移单元传动连接。
作为优选，为了根据地形带动金属探测器上下移动，所述升降单元从上而下依次包括气缸、气泵和活塞，所述气缸的顶端固定在活动块上，所述气泵固定在气缸上且与气缸连通，所述活塞的顶端设置在气缸内，所述活塞的底端与金属探测器固定连接。
作为优选，为了驱动推块移动，所述驱动单元包括第二电机、驱动轮、第一连杆和第二连杆，所述第二电机固定在驱动管的内壁上且与驱动轮传动连接，所述第一连杆的一端与驱动轮铰接，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与推块固定连接。
作为优选，为了带动平移组件移动，所述滑动单元包括第三电机、第三缓冲块、第三驱动轴和滑块，所述第三电机和第三缓冲块均固定在主体上，所述第三驱动轴设置在第三电机和第三缓冲块之间，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，所述第三驱动轴的外周设有外螺纹，所述滑块套设在第三驱动轴上且与平移单元连接，所述滑块内设有内螺纹，所述滑块内的内螺纹与第三驱动轴上的外螺纹相匹配。
作为优选，为了带动活动块移动，所述平移单元包括第四电机、第四缓冲块、第四驱动轴、驱动齿轮和两个连接块，所述第四电机通过其中一个连接块固定在滑块的下方，所述第四缓冲块通过另一个连接块固定在滑块的下方，所述第四驱动轴设置在第四电机和第四缓冲块之间，所述第四电机与第四驱动轴传动连接，所述驱动齿轮套设在第四驱动轴上，所述传送带的内侧设有若干从动齿，所述从动齿均匀分布在传送带的内侧且与驱动齿轮啮合。
作为优选，为了使推块移动时，存药管内的炸药能逐个下落，所述推块的长度大于存药管的内径。
作为优选，为了保证炸药在投药管能落下，所述投药管的内径大于存药管的内径。
作为优选，为了实现无人机的飞行能力，所述飞行单元包括侧杆、第一电机、第一驱动轴和若干旋翼，所述第一电机通过侧杆与主体固定连接，所述旋翼周向均匀分布在第一驱动轴的外周，所述第一电机通过第一驱动轴与旋翼传动连接。
作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。
作为优选，为了利用太阳能发电提高设备的续航能力，所述炸药箱的上方设有太阳能板。
为了提高该无人机的排雷效率，在排雷时，首先由升降单元中的气泵改变气缸内气压，通过活塞带动金属探测器靠近地面，而后由平面移动机构带动金属探测器在平面范围内移动，对地面进行检测，平面移动机构中，滑动单元内的第三电机带动第三驱动轴转动，使套设在第三驱动轴的滑块滑动，带动平移单元移动，平移单元带动活动块沿垂直于第三驱动轴方向移动，平移单元内，第四电机带动驱动齿轮转动，通过驱动齿轮与传送带内的从动齿啮合，使活动块移动，从而使活动块和活动块下方的金属探测器做平面移动，对一个区域进行检测，当发现有地雷时，炸药箱中的投药机构运行，通过驱动管内驱动单元中的第二电机带动驱动轮转动一周，转动过程中，通过第一连杆和第二连杆带动推块移动，推块首先向复位管移动，压缩弹簧，而后反方向移动，此时推块和复位块之间的炸药从投药管掉落，经过出药管投放地面上，而后推块移动到连接管内，存药管中的炸药下落，压缩的弹簧带动复位块向连接管移动，从而使复位块和推块夹住炸药便于下一次的投放。在投放完成后，无人机飞离检测的雷区，对炸药进行遥控引爆，从而完成排雷工作。
本发明的有益效果是，该用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机通过平面移动机构带动金属探测器进行平面移动，从而加快了探测速度，不仅如此，在探测到地雷后，利用炸药箱中的投药机构实现逐个投放炸药，而后再飞离雷区进行引爆，完成排雷工作，由于无人机无需返回进行机械臂更换操作，从而大幅度提高了排雷的效率和速度。
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是本发明的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机的结构示意图；
图2是本发明的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机的投药机构的结构示意图；
图3是本发明的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机的平面移动机构的结构示意图；
图4是本发明的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机的平移单元的结构示意图；
图中：1.主体，2.炸药箱，3.太阳能板，4.报警器，5.进药管，6.出药管，7.侧杆，8.第一电机，9.第一驱动轴，10.旋翼，11.平面移动机构，12.支脚，13.第四电机，14.第四缓冲块，15.第四驱动轴，16.驱动齿轮，17.气泵，18.气缸，19.金属探测器，20.存药管，21.复位管，22.连接管，23.驱动管，24.投药管，25.连接块，26.炸药，27.弹簧，28.复位块，29.推块，30.第二电机，31.驱动轮，32.第一连杆，33.第二连杆，34.第三电机，35.第三缓冲块，36.第三驱动轴，37.滑块，38.平移单元，39.传送带，40.活动块，41.活塞。
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4所示，一种用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，包括主体1、炸药箱2、进药管5、出药管6、平面移动机构11、升降单元、金属探测器19、两个支脚12和若干飞行单元，所述飞行单元周向均匀分布在主体1的外周，所述炸药箱2固定在主体1的上方，所述进药管5设置在炸药箱2的一侧且与炸药箱2连通，所述出药管6设置在炸药箱2的底端且与炸药箱2连通，所述平面移动机构11、升降单元、金属探测器19和两个支脚12均设置在主体1的下方，两个所述支脚12的顶端分别固定在主体1的两端，所述平面移动机构11、升降单元和金属探测器19从上而下依次设置且位于两个支脚12之间，所述平面移动机构11与升降单元传动连接，所述升降单元与金属探测器19传动连接；
所述炸药箱2内设有投药机构，所述投药机构包括存药管20、复位管28、连接管22、驱动管23和投药管24，所述存药管20竖向设置且与进药管5连通，所述投药管24竖向设置且与出药管6连通，所述复位管28、连接管22和驱动管23均水平设置且依次连通，所述复位管28设置在存药管20底端的一侧且与存药管20连通，所述连接管22设置在存药管20底端的另一侧且与存药管20连通，所述投药管24的顶端与复位管28连通；
所述存药管20内设有若干炸药26，所述炸药26的形状为球形，所述炸药26的直径与存药管20的内径相等，所述复位管21内设有弹簧27和复位块28，所述复位块28通过弹簧27与复位管21的内壁连接，所述连接管22内设有推块29，所述驱动管23内设有驱动单元，所述驱动单元与滑块29传动连接，所述推块29的尺寸与复位块28的尺寸相同；
所述平面移动机构11包括平移组件、传送带39、活动块40和两个滑动单元，所述平移组件设置在两个滑动单元之间，所述活动块40固定在传送带39上且与升降单元连接，所述平移组件包括两个平移单元38，所述平移单元38与滑动单元一一对应，两个所述平移单元38中，其中一个平移单元38通过传送带39与另一个平移单元38传动连接。
作为优选，为了根据地形带动金属探测器19上下移动，所述升降单元从上而下依次包括气缸18、气泵17和活塞41，所述气缸18的顶端固定在活动块40上，所述气泵17固定在气缸18上且与气缸18连通，所述活塞41的顶端设置在气缸18内，所述活塞41的底端与金属探测器19固定连接。
作为优选，为了驱动推块29移动，所述驱动单元包括第二电机30、驱动轮31、第一连杆32和第二连杆33，所述第二电机30固定在驱动管23的内壁上且与驱动轮31传动连接，所述第一连杆32的一端与驱动轮31铰接，所述第一连杆32的另一端与第二连杆33的一端铰接，所述第二连杆33的另一端与推块29固定连接。
作为优选，为了带动平移组件移动，所述滑动单元包括第三电机34、第三缓冲块35、第三驱动轴36和滑块37，所述第三电机34和第三缓冲块35均固定在主体1上，所述第三驱动轴36设置在第三电机34和第三缓冲块35之间，所述第三电机34与第三驱动轴36传动连接，所述第三驱动轴36的外周设有外螺纹，所述滑块37套设在第三驱动轴36上且与平移单元38连接，所述滑块37内设有内螺纹，所述滑块37内的内螺纹与第三驱动轴36上的外螺纹相匹配。
作为优选，为了带动活动块40移动，所述平移单元38包括第四电机13、第四缓冲块14、第四驱动轴15、驱动齿轮16和两个连接块25，所述第四电机13通过其中一个连接块25固定在滑块37的下方，所述第四缓冲块14通过另一个连接块25固定在滑块37的下方，所述第四驱动轴15设置在第四电机13和第四缓冲块14之间，所述第四电机13与第四驱动轴15传动连接，所述驱动齿轮16套设在第四驱动轴15上，所述传送带39的内侧设有若干从动齿，所述从动齿均匀分布在传送带39的内侧且与驱动齿轮16啮合。
作为优选，为了使推块29移动时，存药管20内的炸药26能逐个下落，所述推块29的长度大于存药管20的内径。
作为优选，为了保证炸药26在投药管24能落下，所述投药管24的内径大于存药管20的内径。
作为优选，为了实现无人机的飞行能力，所述飞行单元包括侧杆7、第一电机8、第一驱动轴9和若干旋翼10，所述第一电机8通过侧杆7与主体1固定连接，所述旋翼10周向均匀分布在第一驱动轴9的外周，所述第一电机8通过第一驱动轴9与旋翼10传动连接。
作为优选，为了保证第一电机8的驱动力，所述第一电机8为直流伺服电机。
作为优选，为了利用太阳能发电提高设备的续航能力，所述炸药箱2的上方设有太阳能板3。
为了提高该无人机的排雷效率，在排雷时，首先由升降单元中的气泵17改变气缸18内气压，通过活塞41带动金属探测器19靠近地面，而后由平面移动机构11带动金属探测器19在平面范围内移动，对地面进行检测，平面移动机构11中，滑动单元内的第三电机34带动第三驱动轴36转动，使套设在第三驱动轴36的滑块37滑动，带动平移单元38移动，平移单元38带动活动块40沿垂直于第三驱动轴36方向移动，平移单元38内，第四电机13带动驱动齿轮16转动，通过驱动齿轮16与传送带39内的从动齿啮合，使活动块40移动，从而使活动块40和活动块40下方的金属探测器19做平面移动，对一个区域进行检测，当发现有地雷时，炸药箱2中的投药机构运行，通过驱动管23内驱动单元中的第二电机30带动驱动轮31转动一周，转动过程中，通过第一连杆32和第二连杆33带动推块29移动，推块29首先向复位管21移动，压缩弹簧27，而后反方向移动，此时推块29和复位块28之间的炸药26从投药管24掉落，经过出药管6投放地面上，而后推块29移动到连接管22内，存药管20中的炸药26下落，压缩的弹簧27带动复位块28向连接管22移动，从而使复位块28和推块29夹住炸药便于下一次的投放。在投放完成后，无人机飞离检测的雷区，对炸药26进行遥控引爆，从而完成排雷工作。
与现有技术相比，该用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机通过平面移动机构11带动金属探测器19进行平面移动，从而加快了探测速度，不仅如此，在探测到地雷后，利用炸药箱2中的投药机构实现逐个投放炸药26，而后再飞离雷区进行引爆，完成排雷工作，由于无人机无需返回进行机械臂更换操作，从而大幅度提高了排雷的效率和速度。
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 (10)
1.一种用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，包括主体（1）、炸药箱（2）、进药管（5）、出药管（6）、平面移动机构（11）、升降单元、金属探测器（19）、两个支脚（12）和若干飞行单元，所述飞行单元周向均匀分布在主体（1）的外周，所述炸药箱（2）固定在主体（1）的上方，所述进药管（5）设置在炸药箱（2）的一侧且与炸药箱（2）连通，所述出药管（6）设置在炸药箱（2）的底端且与炸药箱（2）连通，所述平面移动机构（11）、升降单元、金属探测器（19）和两个支脚（12）均设置在主体（1）的下方，两个所述支脚（12）的顶端分别固定在主体（1）的两端，所述平面移动机构（11）、升降单元和金属探测器（19）从上而下依次设置且位于两个支脚（12）之间，所述平面移动机构（11）与升降单元传动连接，所述升降单元与金属探测器（19）传动连接；
所述炸药箱（2）内设有投药机构，所述投药机构包括存药管（20）、复位管（28）、连接管（22）、驱动管（23）和投药管（24），所述存药管（20）竖向设置且与进药管（5）连通，所述投药管（24）竖向设置且与出药管（6）连通，所述复位管（28）、连接管（22）和驱动管（23）均水平设置且依次连通，所述复位管（28）设置在存药管（20）底端的一侧且与存药管（20）连通，所述连接管（22）设置在存药管（20）底端的另一侧且与存药管（20）连通，所述投药管（24）的顶端与复位管（28）连通；
所述存药管（20）内设有若干炸药（26），所述炸药（26）的形状为球形，所述炸药（26）的直径与存药管（20）的内径相等，所述复位管（21）内设有弹簧（27）和复位块（28），所述复位块（28）通过弹簧（27）与复位管（21）的内壁连接，所述连接管（22）内设有推块（29），所述驱动管（23）内设有驱动单元，所述驱动单元与滑块（29）传动连接，所述推块（29）的尺寸与复位块（28）的尺寸相同；
所述平面移动机构（11）包括平移组件、传送带（39）、活动块（40）和两个滑动单元，所述平移组件设置在两个滑动单元之间，所述活动块（40）固定在传送带（39）上且与升降单元连接，所述平移组件包括两个平移单元（38），所述平移单元（38）与滑动单元一一对应，两个所述平移单元（38）中，其中一个平移单元（38）通过传送带（39）与另一个平移单元（38）传动连接。
2.如权利要求1所述的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，所述升降单元从上而下依次包括气缸（18）、气泵（17）和活塞（41），所述气缸（18）的顶端固定在活动块（40）上，所述气泵（17）固定在气缸（18）上且与气缸（18）连通，所述活塞（41）的顶端设置在气缸（18）内，所述活塞（41）的底端与金属探测器（19）固定连接。
3.如权利要求1所述的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，所述驱动单元包括第二电机（30）、驱动轮（31）、第一连杆（32）和第二连杆（33），所述第二电机（30）固定在驱动管（23）的内壁上且与驱动轮（31）传动连接，所述第一连杆（32）的一端与驱动轮（31）铰接，所述第一连杆（32）的另一端与第二连杆（33）的一端铰接，所述第二连杆（33）的另一端与推块（29）固定连接。
4.如权利要求1所述的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，所述滑动单元包括第三电机（34）、第三缓冲块（35）、第三驱动轴（36）和滑块（37），所述第三电机（34）和第三缓冲块（35）均固定在主体（1）上，所述第三驱动轴（36）设置在第三电机（34）和第三缓冲块（35）之间，所述第三电机（34）与第三驱动轴（36）传动连接，所述第三驱动轴（36）的外周设有外螺纹，所述滑块（37）套设在第三驱动轴（36）上且与平移单元（38）连接，所述滑块（37）内设有内螺纹，所述滑块（37）内的内螺纹与第三驱动轴（36）上的外螺纹相匹配。
5.如权利要求4所述的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，所述平移单元（38）包括第四电机（13）、第四缓冲块（14）、第四驱动轴（15）、驱动齿轮（16）和两个连接块（25），所述第四电机（13）通过其中一个连接块（25）固定在滑块（37）的下方，所述第四缓冲块（14）通过另一个连接块（25）固定在滑块（37）的下方，所述第四驱动轴（15）设置在第四电机（13）和第四缓冲块（14）之间，所述第四电机（13）与第四驱动轴（15）传动连接，所述驱动齿轮（16）套设在第四驱动轴（15）上，所述传送带（39）的内侧设有若干从动齿，所述从动齿均匀分布在传送带（39）的内侧且与驱动齿轮（16）啮合。
6.如权利要求1所述的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，所述推块（29）的长度大于存药管（20）的内径。
7.如权利要求1所述的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，所述投药管（24）的内径大于存药管（20）的内径。
8.如权利要求1所述的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，所述飞行单元包括侧杆（7）、第一电机（8）、第一驱动轴（9）和若干旋翼（10），所述第一电机（8）通过侧杆（7）与主体（1）固定连接，所述旋翼（10）周向均匀分布在第一驱动轴（9）的外周，所述第一电机（8）通过第一驱动轴（9）与旋翼（10）传动连接。
9.如权利要求8所述的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，所述第一电机（8）为直流伺服电机。
10.如权利要求1所述的用于排雷的工作效率高的自动化军用无人机，其特征在于，所述炸药箱（2）的上方设有太阳能板（3）。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110460001A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-15 | 三峡大学 | 一种基于无人机控制的爆破除冰机器人及使用方法 |
| KR102071468B1 (ko) * | 2019-06-20 | 2020-01-30 | 남현우 | 드론 탑재용 소화탄 투하장치 |
| CN111272023A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-06-12 | 中国航天科工集团八五一一研究所 | 一种机电式载荷包投放装置 |
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2017
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| CN111272023B (zh) * | 2020-01-06 | 2022-05-13 | 中国航天科工集团八五一一研究所 | 一种机电式载荷包投放装置 |
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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