CN110155329A - 一种新型倾转翼混合动力搜救无人机 - Google Patents

一种新型倾转翼混合动力搜救无人机 Download PDF

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CN110155329A CN201910462523.0A CN201910462523A CN110155329A CN 110155329 A CN110155329 A CN 110155329A CN 201910462523 A CN201910462523 A CN 201910462523A CN 110155329 A CN110155329 A CN 110155329A
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陈延礼
李继财
王辉
杨嵩
邢行
许世坤
张佳宝
马习文
程延耕
吴骄阳
朱少秋
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Jilin University
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Abstract

一种新型倾转翼混合动力搜救无人机属于海上无人机搜救技术领域,目的在于解决现有技术存在的海上搜救无人机续航时间短、作用半径小、负载能力差以及工作形式单一的问题。本发明包括:稳定机架;对称设置在稳定机架上端的四组旋翼倾转机构;安装在稳定机架上的救援投掷机构,救援投掷机构至少包括连接在稳定机架上的置物仓,置物仓为下端可开合的方体结构;设置在救援投掷机构的仓体的多个容纳格中的多个自展开式救生圈;设置在稳定机架上的控制单元,控制单元至少包括电池以及控制器;以及通过减震结构设置在稳定机架上的动力转换及能源供给结构,动力转换及能源供给结构和电池电连接,动力转换及能源供给结构和旋翼倾转机构连接供电。

Description

一种新型倾转翼混合动力搜救无人机
技术领域
本发明属于海上无人机搜救技术领域,具体涉及一种新型倾转翼混合动力搜救无人机。
背景技术
海上搜救是指国家或者部门针对海上事故等做出的搜寻、救援等工作。海上搜救相比于陆地搜救有更多的不可预测性,因此它的难度也更大,中国交通部门也一直致力于海上搜救工作如何能在第一时间做出最快最正确的搜救方案。为此提出了将无人机应用在海上搜救领域,以加快搜救的响应速度,扩大搜救范围。但无人机受制于续航时间、负载能力以及风力等自然因素的影响,无法进行远距离、长航时的作业,并且负载能力有限,受风力影响严重,很难发挥预期的工作效果,不能很好的完成海上搜救作业。
发明内容
本发明的目的在于提出一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,解决现有技术存在的海上搜救无人机续航时间短、作用半径小、负载能力差以及工作形式单一的问题。
为实现上述目的,本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机包括:
稳定机架;
对称设置在稳定机架上端的四组旋翼倾转机构;
安装在所述稳定机架上的救援投掷机构,所述救援投掷机构至少包括连接在所述稳定机架上的置物仓,所述置物仓的仓体为下端开口的立方体结构,仓体内均匀分割为多个容纳格,仓体开口端设置有两个结构相同并相对仓体滑动配合的开合板,两个所述开合板通过开合机构带动相对或相反运动使置物仓打开或关闭;
设置在所述救援投掷机构的仓体的多个容纳格中的多个自展开式救生圈;
设置在所述稳定机架上的控制单元,所述控制单元至少包括电池以及控制器,所述电池和四组所述旋翼倾转机构连接供电,所述控制器分别控制旋翼倾转机构和救援投掷机构的启停;
以及通过减震结构设置在稳定机架上的动力转换及能源供给结构,所述动力转换及能源供给结构和所述电池电连接,所述动力转换及能源供给结构和所述旋翼倾转机构连接供电。
所述稳定机架包括:
两个平行设置的机架脚架;
机架支撑杆,每个所述机架脚架通过机架定位三通和两个机架支撑杆的一端垂直固定连接;
机架承重杆,和每个机架脚架连接的两个机架支撑杆的另一端分别通过机架定位三通和一个机架承重杆垂直固定连接,两个所述机架承重杆和两个所述机架脚架平行设置;
两个机架横梁,一个所述机架横梁的两端分别和相邻的两个机架支撑杆上端部固定连接,相邻的两个所述机架支撑杆分别和两个机架脚架连接;另一个所述机架横梁和另外两个机架支撑杆上端部固定连接;
以及两个平行设置的机架外杆,每个所述机架外杆分别和两个机架承重杆的一端部固定连接,四组所述旋翼倾转机构分别位于两个所述机架外杆的端部。
每组旋翼倾转机构包括:
和所述机架外杆端部通过舵机转接管同轴固定连接的旋翼舵机,所述控制单元中的电池和所述旋翼舵机电连接供电,所述控制单元的控制器和所述旋翼舵机电连接控制所述旋翼舵机启停;
和所述旋翼舵机固定连接的电调盒;
设置在所述电调盒内部的电调;
通过电调和所述旋翼舵机连接的旋翼电机,所述旋翼电机固定在所述电调盒上;
以及和所述旋翼电机输出轴固定连接的旋翼。
所述减震结构包括减震板以及连接在所述减震板对称的两侧的两个U型减震块;所述U型减震块的水平段通过减震球和所述减震板连接,两个所述U型减震块的竖直段的端部通过轴承分别和所述稳定机架的两个机架横梁连接,所述U型减震块和所述机架横梁连接处的两端设置有卡簧实现轴向定位;
所述U型减震块的水平段通过减震球和所述减震板连接具体为:所述减震球、U型减震块的水平段及减震板上开有同轴的通孔,销轴穿过减震球、U型减震块的水平段及减震板的通孔,两端通过螺栓固定在U型减震板的外侧,所述减震球沿销轴轴向呈预压缩状态,两端和U型减震块的水平段及减震板粘接固定。
所述动力转换及能源供给结构包括:
设置在所述减震结构的减震板上的减速电机,所述控制单元的电池和所述减速电机连接供电;
和所述减速电机的输出轴固定连接的启动齿轮;
和所述启动齿轮啮合的传动齿轮;
连接在所述减震板上的发动机,所述发动机的发动机轴和所述传动齿轮通过单向轴承连接;
和所述发动机的油门以及油门舵机连接的油门连杆;
和所述发动机轴同轴固定连接的大带轮;
和所述大带轮通过同步带连接传动的小带轮;
以及和所述小带轮同轴固定连接的发电机;
所述传动齿轮和所述发动机轴同轴固定连接具体为:发动机的发动机轴连接测速磁钢,并通过键和轴套连接,所述轴套通过键和单向轴承连接,所述单向轴承通过键和传动齿轮连接,所述发动机轴的端部设置有压紧螺栓;
所述动力转换及能源供给结构还包括惯性轮,所述惯性轮和所述发动机的发动机轴同轴固定连接。
所述救援投掷机构还包括通过定位块安装在所述稳定机架的机架承重杆上的安装板,所述置物仓通过连接机构连接在所述安装板上;
所述连接机构包括
吊挂,两个所述吊挂对称安装在所述安装板的两侧;
挂耳,两个所述挂耳上端分别和两个吊挂连接,下端分别和所述置物仓的两侧的弹簧仓连接。
所述开合板相对所述仓体滑动配合具体为:所述开合板滑动方向两侧设置有导向杆,所述仓体和所述导向杆对应位置设置有导向孔,所述导向杆和所述导向孔滑动配合;
所述开合机构包括:
固定在所述置物仓上的开合舵机,所述控制单元的电池和所述开合舵机连接供电,所述控制单元的控制器控制所述开合舵机正转或反转或停止;
中间位置和所述开合舵机输出轴固定连接的开合杆;
以及两个曲杆,两个所述曲杆的一端分别和所述开合杆两端铰接,一个所述曲杆的另一端和一个开合板的一个导向杆端部铰接,另一个所述曲杆和另一个开合板的一个导向杆端部铰接,两个所述曲杆和两个所述开合板的导向杆铰接点关于开合舵机轴线对称。
所述自展开式救生圈包括:
充气盒底座,所述充气盒底座为上端开口的方体结构;
进气端和充气盒底座上端接触的气囊;
设置在所述气囊内的充气盒上盖,所述充气盒上盖和所述充气盒底座通过螺钉连接;气囊的进气端压紧在充气盒底座和充气盒上盖连接处;
以及设置在所述充气盒底座内部的充气反应结构,通过所述充气反应结构产生气体,所述充气反应结构的充气口和所述气囊进气口连接对所述气囊充气。
所述充气反应结构包括:
设置在所述充气盒底座内部的反应仓底座,所述反应仓底座为一侧面和上端面敞开式的方体结构,中间设置有滑槽;
和所述反应仓底座滑动配合的反应仓上盖,所述反应仓上盖包括和反应仓敞开式的上端配合的上板、和所述反应仓底座敞开式的侧面配合的侧板以及和所述反应仓的相对的两侧侧面上的滑槽滑动配合的滑板,所述侧板外表面固定有铁片,所述上板上开有充气口,所述滑板将所述反应仓上盖和反应仓底座形成的整体方体结构分割为上下两个区域;所述上板一侧边和所述侧板一边接触固定连接,所述滑板和所述侧板固定连接;
设置在所述充气盒底座外表面的正极线圈和负极线圈;
设置在所述充气盒底座内部的纽扣电池,所述纽扣电池连接在正极线圈和负极线圈之间;
以及和所述纽扣电池电连接的电磁铁,所述电磁铁和所述反应仓上盖上的铁片相对设置,电磁铁通电吸附铁片,带动所述反应仓上盖相对反应仓底座滑动配合。
所述控制单元还包括:
和所述电池连接控制电池充放电的继电器;
接收控制信号的接收机,所述接收机和所述控制器电连接;
GPS定位单元;
以及稳压镇流器,所述动力转换及能源供给结构中的发电机通过稳压镇流器与所述旋翼倾转机构中的旋翼舵机连接供电。
本发明的有益效果为:本发明一种新型倾转翼混合动力搜救无人机可以实现在大风,大雾等恶劣环境下动作,通过油电混合动力增加能源密度提高海上搜救的续航时间、工作半径以及负载能力,通过倾转旋翼实现对飞行任务的快速响应,提高灵活性,并且可为海上搜救提供救生圈,增加搜救的有效时间,同时可以控制投放救生圈的数量,可以胜任海上搜救的工作要求,同时兼具模块化设计便于使用中的日常维护。
附图说明
图1为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机整体结构示意图;
图2为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机中稳定机架结构示意图;
图3为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机中旋翼倾转机构示意图;
图4为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机中减震结构示意图;
图5为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机中动力转换及能源供给结构示意图;
图6为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机中发动机传动部分分解图;
图7为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机中救援投掷机构示意图;
图8为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机中自展开式救生圈充气反应部分原理分解图;
图9为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机中自展开式救生圈结构示意图;
图10为本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机中控制单元结构示意图;
其中:1、稳定机架,101、机架脚架,102、机架定位三通,103、机架支撑杆,104、机架承重杆,105、机架外杆,106、机架横梁,2、旋翼倾转机构,201、舵机转接管,202、旋翼舵机,203、电调盒,204、电调,205、旋翼电机,206、旋翼,3、减震结构,301、减震板,302、U型减震块,303、轴承,304、卡簧,305、减震球,4、动力转换及能源供给结构,401、减速电机,402、启动齿轮,403、传动齿轮,404、发动机,405、发动机支撑柱,406、油门连杆,407、油门舵机,408、大带轮,409、同步带,410、小带轮,411、发电机,412、发动机轴,413、测速磁钢,414、单向轴承,415、轴套,416、压紧螺栓,417、惯性轮,5、救援投掷机构,501、安装板,502、定位块,503、吊挂,504、挂耳,505、弹簧仓,506、置物仓,507、仓体,508、开合板,509、导向杆,510、导向孔,511、开合舵机,512、开合杆,513、曲杆,6、自展开式救生圈,601、充气盒底座,602、充气盒上盖,603、气囊,604、反应仓底座,605、反应仓上盖,606、铁片,607、正极线圈,608、负极线圈,609、纽扣电池,610、电磁铁,7、控制单元,701、电池,702、控制器,703、接收机,704、继电器,705、GPS定位单元,706、稳压镇流器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见附图1,本发明的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机包括:
稳定机架1;
对称设置在稳定机架1上端的四组旋翼倾转机构2;
安装在所述稳定机架1上的救援投掷机构5,所述救援投掷机构5至少包括连接在所述稳定机架1上的置物仓506,所述置物仓506的仓体507为下端开口的立方体结构,仓体507内均匀分割为多个容纳格,仓体507开口端设置有两个结构相同并相对仓体507滑动配合的开合板508,两个所述开合板508通过开合机构带动相对或相反运动使置物仓506打开或关闭;
设置在所述救援投掷机构5的仓体507的多个容纳格中的多个自展开式救生圈6;
设置在所述稳定机架1上的控制单元7,所述控制单元7至少包括电池701以及控制器702,所述电池701和四组所述旋翼206倾转机构2连接供电,所述控制器702分别控制旋翼倾转机构2和救援投掷机构5的启停;
以及通过减震结构3设置在稳定机架1上的动力转换及能源供给结构4,所述动力转换及能源供给结构4和所述电池701电连接,所述动力转换及能源供给结构4和所述旋翼倾转机构2连接供电。
参见附图2,所述稳定机架1包括:
两个平行设置的机架脚架101;
机架支撑杆103,每个所述机架脚架101通过机架定位三通102和两个机架支撑杆103的一端垂直固定连接;
机架承重杆104,和每个机架脚架101连接的两个机架支撑杆103的另一端分别通过机架定位三通102和一个机架承重杆104垂直固定连接,两个所述机架承重杆104和两个所述机架脚架101平行设置;
两个机架横梁106,一个所述机架横梁106的两端分别和相邻的两个机架支撑杆103上端部固定连接,相邻的两个所述机架支撑杆103分别和两个机架脚架101连接;另一个所述机架横梁106和另外两个机架支撑杆103上端部固定连接;
以及两个平行设置的机架外杆105,每个所述机架外杆105分别和两个机架承重杆104的一端部固定连接,四组所述旋翼倾转机构2分别位于两个所述机架外杆105的端部。
本发明考虑到其需要在恶劣的环境下进行工作,其整体机架采用“H”型,增强其结构稳定性。
参见附图3,每组旋翼倾转机构2包括:
和所述机架外杆105端部通过舵机转接管201同轴固定连接的旋翼舵机202,所述控制单元7中的电池701和所述旋翼舵机202电连接供电,所述控制单元7的控制器702和所述旋翼舵机202电连接控制所述旋翼舵机202启停;
和所述旋翼舵机202的码盘固定连接的电调盒203;
设置在所述电调盒203内部的电调204;
通过电调204和所述旋翼舵机202连接的旋翼电机205,所述旋翼电机205固定在所述电调盒203上;
以及和所述旋翼电机205输出轴固定连接的旋翼206。
旋翼电机205安装在电调盒203上,其上方安装旋翼206即桨叶,电调204位于电调盒203内,电调204盒203、旋翼舵机202与舵机安装架之间通过螺栓进行连接,舵机安装架夹紧安装在机架外杆105上;保证在初始状态时各个电机位置固定,在同一水平面,且代电锁死防止旋翼206发生自倾转。在无人机需要进行空间上移动时,根据其运动姿态,控制器702对相应的旋转舵机进行控制改变其相对于稳定机架1的角度,进而改变了无人机传统的欠驱动控制系统,使无人机快速、准确的完成其飞行任务,增加无人机的灵活性、操作性、响应速度。
参见附图4,所述减震结构3包括减震板301以及连接在所述减震板301对称的两侧的两个U型减震块302;所述U型减震块302的水平段通过减震球305和所述减震板301连接,两个所述U型减震块302的竖直段的端部通过轴承303分别和所述稳定机架1的两个机架横梁106连接,所述U型减震块302和所述机架横梁106连接处的两端设置有卡簧304实现轴向定位;
所述U型减震块302的水平段通过减震球305和所述减震板301连接具体为:所述减震球305、U型减震块302的水平段及减震板301上开有同轴的通孔,销轴穿过减震球305、U型减震块302的水平段及减震板301的通孔,两端通过螺栓固定在U型减震板301的外侧,所述减震球305沿销轴轴向呈预压缩状态,两端和U型减震块302的水平段及减震板301粘接固定。
减震球305是橡胶的,有弹性,减中间有孔。对应的U型减震块302和减震板301也具有通孔。对应好后通过销轴连接,销轴的直径略小于孔的直径,销轴的两端用螺栓固定在U型减震板301的外侧。减震球305是呈预压缩的状态放入U型减震块302与减震板301之间的,三者之间没有连接方式,靠销轴进行定位,但是减震球与两者接触的部分可以使用胶进行粘结。
U型减震块302的U口空间是固定的,减震板301可以在内部通过销轴的导向作用进行上下运动,压缩减震球305达到减震的目的;针对不是直上直下的震动情况,减震球305的结构可以做到对倾斜震动的减弱;同时销轴与通孔之间存在间隙,减震板301可实现简单的摆动,倾角较小;U型减震块302与机架106之间通过轴承进行连接,由卡簧定位,在震动时整体可以通过连接轴承进行低幅度的摆动,抵消部分震动的能量冲击。
U型减震块302的两端安装轴承303,安装在机架横梁106上,由卡簧304进行轴向定位,并且U型减震块302与减震板301之间安装有减震球305,减震球305与U型减震块302通过定位孔与减震板301相连接;发动机404与发电机411和减震板301相连接,形成影响无人机稳定性的振动源,通过四角32个减震球305与U型减震块302相连,使减震板301可在一定范围内运动,同时U型减震块302通过一对角接触球轴承与H型机架相连接,使其在震动时通过自身的摆动减少对机体的影响,并且U型减震块302使用轴向挡圈来实现轴向定位,避免受震动的影响产生位置变化。故减震结构3由减震球305和轴承303两部分组成,减少震动源对机体飞行姿态产生的影响。
参见附图5和附图6,所述动力转换及能源供给结构4包括:
设置在所述减震结构3的减震板301上的减速电机401,所述控制单元7的电池701和所述减速电机401连接供电;
和所述减速电机401的输出轴固定连接的启动齿轮402;
和所述启动齿轮402啮合的传动齿轮403;
连接在所述减震板301上的发动机404,所述发动机404的发动机轴412和所述传动齿轮403通过单向轴承414连接;
和所述发动机404的油门以及油门舵机407铰接连接的油门连杆406;发动机404上是有油门的,油门舵机407用来控制油门的大小,油门连杆406用来连油门和油门舵机407的,它们之间是铰接的,可以进行转动;
和所述发动机轴412同轴固定连接的大带轮408;
和所述大带轮408通过同步带409连接传动的小带轮410;
以及和所述小带轮410同轴固定连接的发电机411;
所述传动齿轮403和所述发动机轴412同轴固定连接具体为:发动机404的发动机轴412连接测速磁钢413,并通过键和轴套415连接,所述轴套415通过键和单向轴承414连接,所述单向轴承414通过键和传动齿轮403连接,所述发动机轴412的端部设置有压紧螺栓416;
所述动力转换及能源供给结构4还包括惯性轮417,所述惯性轮417和所述发动机404的发动机轴412同轴固定连接。
惯性轮417和测速磁缸413都是安装在发动机轴412上。主要的作用是利用其产生的惯性,辅助进行发动机的电启动。
所述动力转换机构由减速电机401,发动机404和发电机411组成,三者都安装在减震板301上,其中减速电机401直接固定法兰盘,发动机404用发动机支撑柱405固定在减震板301上,发电机411直接螺栓连接在减震板301上,且位置可调,减速电机401输出轴连接的启动齿轮402与发动机404上的传动齿轮403相啮合,传动齿轮403上方的大带轮408与发电机411输出轴上的小带轮410通过同步带409相连接,发动机404的油门由油门舵机407连接油门连杆406进行控制,发动机404的发动机轴412连接测速磁钢413,通过键连接轴套415,轴套415通过键连接单向轴承414,单向轴承414通过键连接传动齿轮403,上端用压紧螺栓416压紧,最上端固定便于启动的惯性轮417;本发明的动力源由电池701和发动机404提供,其工作内容为当电池701的能源不足时,发动机404开始工作带动发电机411给旋翼206的旋翼舵机202及旋翼电机205供电同时给电池701充电,实现油电循环进行供电。动力转换及能源供给结构4由电池701给减速电机401供电,减速电机401通过减速齿轮与单向轴承414带动发动机404进行工作,发动机404启动后将进行反转,由于单向轴承414的作用,使其不会对减速电机401造成破坏。发动机404工作后,可通过油液管道自吸油液,并通过同步带409与减速带轮带动发电机411进行发电,通过稳压镇流器706将电压电流转换成新型倾转翼混合动力搜救无人机所需要的电压电流,向旋翼倾转机构2供电,同时向电池701充电。发动机404、减速电机401、发电机411都固定在减震板301上,其中发电机411的位置可以调整以确保同步带409的张紧。
参见附图7,所述救援投掷机构5还包括通过定位块502安装在所述稳定机架1的机架承重杆104上的安装板501,所述置物仓506通过连接机构连接在所述安装板501上;
所述连接机构包括
吊挂503,两个所述吊挂503对称安装在所述安装板501的两侧;
挂耳504,两个所述挂耳504上端分别和两个吊挂503连接,下端分别和所述置物仓506的两侧的弹簧仓505连接。
所述开合板508相对所述仓体507滑动配合具体为:所述开合板508滑动方向两侧设置有导向杆509,所述仓体507和所述导向杆509对应位置设置有导向孔510,所述导向杆509和所述导向孔510滑动配合;
所述开合机构包括:
固定在所述置物仓506上的开合舵机511,所述控制单元7的电池701和所述开合舵机511连接供电,所述控制单元7的控制器702控制所述开合舵机511正转或反转或停止;
中间位置和所述开合舵机511输出轴固定连接的开合杆512;
以及两个曲杆513,两个所述曲杆513的一端分别和所述开合杆512两端铰接,一个所述曲杆513的另一端和一个开合板508的一个导向杆509端部铰接,另一个所述曲杆513和另一个开合板508的一个导向杆509端部铰接,两个所述曲杆513和两个所述开合板508的导向杆509铰接点关于开合舵机511轴线对称。
救援投掷机构5的吊挂503安装在安装板501的两侧,安装板501由定位块502安装在机架承重杆104上,可自由调整位置,挂耳504挂在吊挂503上时压缩弹簧仓505内的弹簧,开合舵机511控制开合杆512进行旋转,开合杆512与曲杆513铰接,曲杆513与导向杆509铰接,通过导向孔510并且与开合板508相铰接,开合板508通过开合打开关闭置物仓506,并且开合舵机511、弹簧仓505、导向孔510都安装在置物仓506上;本发明所搭载的搜救设备、救援物资等收纳在容纳格中,无人机的安装板501固定两个吊耳,在收纳仓的两侧有两个由弹簧限位的铰接的吊挂503环,其向上翻转时压缩弹簧,将吊挂503环挂在吊耳上时通过压缩弹簧来保证其稳定性。仓体507分为九个容纳格,整体为一面开合的立方体组成,其开合面由两块可移动的开合板508组成,并且连接定位杆通过收纳仓上的定位孔来保证其运动平稳,置物仓506上方固定开合舵机511,通过曲杆513与开合板508相铰接,由开合舵机511码盘的转动来控制开合板508的开合,进而达到控制投掷数量的目的。
参见附图8和附图9,所述自展开式救生圈6包括:
充气盒底座601,所述充气盒底座601为上端开口的方体结构;
进气端和充气盒底座601上端接触的气囊603;
设置在所述气囊603内的充气盒上盖602,所述充气盒上盖602和所述充气盒底座601通过螺钉连接;气囊603的进气端压紧在充气盒底座601和充气盒上盖602连接处;
设置在所述充气盒底座601内部的气囊603;
以及设置在所述充气盒底座601内部的充气反应结构,通过所述充气反应结构产生气体,所述充气反应结构的充气口和所述气囊603进气口连接对所述气囊603充气。
充气盒上盖602与充气盒底座601之间通过螺钉连接,之间压着气囊603,保证密封性。气囊603可以想象成气球,充气盒上盖602在气球里面,带着气囊跟底座连接,类似瓶跟瓶盖,这样产生的气体直接进入气囊603,使气囊603膨胀。气囊603直接与充气装置相连,反应之后不分离,充气后充气盒底座601等在气囊603的外部。
所述充气反应结构包括:
设置在所述充气盒底座601内部的反应仓底座604,所述反应仓底座604为一侧面和上端面敞开式的方体结构,中间设置有滑槽;
和所述反应仓底座604滑动配合的反应仓上盖605,所述反应仓上盖605包括和反应仓敞开式的上端配合的上板、和所述反应仓底座604敞开式的侧面配合的侧板以及和所述反应仓的相对的两侧侧面上的滑槽滑动配合的滑板,所述侧板外表面固定有铁片606,所述上板上开有充气口,所述滑板将所述反应仓上盖605和反应仓底座604形成的整体方体结构分割为上下两个区域;所述上板一侧边和所述侧板一边接触固定连接,所述滑板和所述侧板固定连接,所述上板和所述侧板为一体式结构;
设置在所述充气盒底座601外表面的正极线圈607和负极线圈608;
设置在所述充气盒底座601内部的纽扣电池609,所述纽扣电池609连接在正极线圈607和负极线圈608之间;
正极线圈、负极线圈、纽扣电池、电磁铁组成一个回路,正负极线圈之间的通断相当于开关。
以及和所述纽扣电池609电连接的电磁铁610,所述电磁铁610和所述反应仓上盖605上的铁片606相对设置,电磁铁610通电吸附铁片606,带动所述反应仓上盖605相对反应仓底座604滑动配合。
本发明的自展开式救生圈6为化学反应充气,充气反应结构由反应仓上盖605和反应仓底座604组成,两者有滑槽连接,滑槽封闭时上下两仓分别放入碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液,反应仓上盖605背部安装铁片606,可被电磁铁610通电吸附,电磁铁610由纽扣电池609供电,当安装在充气盒底座601的负极线圈608和正极线圈607遇到海水导通时,纽扣电池609给电磁铁610供电,两者安装在充气盒底座601上,充气盒上盖602开有对应的充气孔,气囊603安装在充气盒上盖602和充气盒底座601之间,由两者压紧充气时展开为救生圈。
参见附图10,所述控制单元7还包括:
和所述电池701连接控制电池701充放电的继电器704;
接收控制信号的接收机703,所述接收机703和所述控制器702电连接;
GPS定位单元705;
以及稳压镇流器706,所述动力转换及能源供给结构4中的发电机411通过稳压镇流器706与所述旋翼倾转机构2中的旋翼舵机202连接供电。
控制单元7的控制器702控制控制减速电机401、油门舵机407、开合舵机511、旋翼舵机202、旋翼电机205实现整体的智能控制。

Claims (10)

1.一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,包括:
稳定机架(1);
对称设置在稳定机架(1)上端的四组旋翼倾转机构(2);
其特征在于,还包括:
安装在所述稳定机架(1)上的救援投掷机构(5),所述救援投掷机构(5)至少包括连接在所述稳定机架(1)上的置物仓(506),所述置物仓(506)的仓体(507)为下端开口的立方体结构,仓体(507)内均匀分割为多个容纳格,仓体(507)开口端设置有两个结构相同并相对仓体(507)滑动配合的开合板(508),两个所述开合板(508)通过开合机构带动相对或相反运动使置物仓(506)打开或关闭;
设置在所述救援投掷机构(5)的仓体(507)的多个容纳格中的多个自展开式救生圈(6);
设置在所述稳定机架(1)上的控制单元(7),所述控制单元(7)至少包括电池(701)以及控制器(702),所述电池(701)和四组所述旋翼倾转机构(2)连接供电,所述控制器(702)分别控制旋翼倾转机构(2)和救援投掷机构(5)的启停;
以及通过减震结构(3)设置在稳定机架(1)上的动力转换及能源供给结构(4),所述动力转换及能源供给结构(4)和所述电池(701)电连接,所述动力转换及能源供给结构(4)和所述旋翼倾转机构(2)连接供电。
2.根据权利要求1所述的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,其特征在于,所述稳定机架(1)包括:
两个平行设置的机架脚架(101);
机架支撑杆(103),每个所述机架脚架(101)通过机架定位三通(102)和两个机架支撑杆(103)的一端垂直固定连接;
机架承重杆(104),和每个机架脚架(101)连接的两个机架支撑杆(103)的另一端分别通过机架定位三通(102)和一个机架承重杆(104)垂直固定连接,两个所述机架承重杆(104)和两个所述机架脚架(101)平行设置;
两个机架横梁(106),一个所述机架横梁(106)的两端分别和相邻的两个机架支撑杆(103)上端部固定连接,相邻的两个所述机架支撑杆(103)分别和两个机架脚架(101)连接;另一个所述机架横梁(106)和另外两个机架支撑杆(103)上端部固定连接;
以及两个平行设置的机架外杆(105),每个所述机架外杆(105)分别和两个机架承重杆(104)的一端部固定连接,四组所述旋翼倾转机构(2)分别位于两个所述机架外杆(105)的端部。
3.根据权利要求2所述的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,其特征在于,每组旋翼倾转机构(2)包括:
和所述机架外杆(105)端部通过舵机转接管(201)同轴固定连接的旋翼舵机(202),所述控制单元(7)中的电池(701)和所述旋翼舵机(202)电连接供电,所述控制单元(7)的控制器(702)和所述旋翼舵机(202)电连接控制所述旋翼舵机(202)启停;
和所述旋翼舵机(202)固定连接的电调盒(203);
设置在所述电调盒(203)内部的电调(204);
通过电调(204)和所述旋翼舵机(202)连接的旋翼电机(205),所述旋翼电机(205)固定在所述电调盒(203)上;
以及和所述旋翼电机(205)输出轴固定连接的旋翼(206)。
4.根据权利要求2或3所述的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,其特征在于,所述减震结构(3)包括减震板(301)以及连接在所述减震板(301)对称的两侧的两个U型减震块(302);所述U型减震块(302)的水平段通过减震球(305)和所述减震板(301)连接,两个所述U型减震块(302)的竖直段的端部通过轴承(303)分别和所述稳定机架(1)的两个机架横梁(106)连接,所述U型减震块(302)和所述机架横梁(106)连接处的两端设置有卡簧(304)实现轴向定位;
所述U型减震块(302)的水平段通过减震球(305)和所述减震板(301)连接具体为:所述减震球(305)、U型减震块(302)的水平段及减震板(301)上开有同轴的通孔,销轴穿过减震球(305)、U型减震块(302)的水平段及减震板(301)的通孔,两端通过螺栓固定在U型减震板(301)的外侧,所述减震球(305)沿销轴轴向呈预压缩状态,两端和U型减震块(302)的水平段及减震板(301)粘接固定。
5.根据权利要求1所述的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,其特征在于,所述动力转换及能源供给结构(4)包括:
设置在所述减震结构(3)的减震板(301)上的减速电机(401),所述控制单元(7)的电池(701)和所述减速电机(401)连接供电;
和所述减速电机(401)的输出轴固定连接的启动齿轮(402);
和所述启动齿轮(402)啮合的传动齿轮(403);
连接在所述减震板(301)上的发动机(404),所述发动机(404)的发动机轴(412)和所述传动齿轮(403)通过单向轴承(414)连接;
和所述发动机(404)的油门以及油门舵机(407)连接的油门连杆(406);
和所述发动机轴(412)同轴固定连接的大带轮(408);
和所述大带轮(408)通过同步带(409)连接传动的小带轮(410);
以及和所述小带轮(410)同轴固定连接的发电机(411);
所述传动齿轮(403)和所述发动机轴(412)同轴固定连接具体为:发动机(404)的发动机轴(412)连接测速磁钢(413),并通过键和轴套(415)连接,所述轴套(415)通过键和单向轴承(414)连接,所述单向轴承(414)通过键和传动齿轮(403)连接,所述发动机轴(412)的端部设置有压紧螺栓(416);
所述动力转换及能源供给结构(4)还包括惯性轮(417),所述惯性轮(417)和所述发动机(404)的发动机轴(412)同轴固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,其特征在于,所述救援投掷机构(5)还包括通过定位块(502)安装在所述稳定机架(1)的机架承重杆(104)上的安装板(501),所述置物仓(506)通过连接机构连接在所述安装板(501)上;
所述连接机构包括
吊挂(503),两个所述吊挂(503)对称安装在所述安装板(501)的两侧;
挂耳(504),两个所述挂耳(504)上端分别和两个吊挂(503)连接,下端分别和所述置物仓(506)的两侧的弹簧仓(505)连接。
7.根据权利要求1、2或6所述的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,其特征在于,所述开合板(508)相对所述仓体(507)滑动配合具体为:所述开合板(508)滑动方向两侧设置有导向杆(509),所述仓体(507)和所述导向杆(509)对应位置设置有导向孔(510),所述导向杆(509)和所述导向孔(510)滑动配合;
所述开合机构包括:
固定在所述置物仓(506)上的开合舵机(511),所述控制单元(7)的电池(701)和所述开合舵机(511)连接供电,所述控制单元(7)的控制器(702)控制所述开合舵机(511)正转或反转或停止;
中间位置和所述开合舵机(511)输出轴固定连接的开合杆(512);
以及两个曲杆(513),两个所述曲杆(513)的一端分别和所述开合杆(512)两端铰接,一个所述曲杆(513)的另一端和一个开合板(508)的一个导向杆(509)端部铰接,另一个所述曲杆(513)和另一个开合板(508)的一个导向杆(509)端部铰接,两个所述曲杆(513)和两个所述开合板(508)的导向杆(509)铰接点关于开合舵机(511)轴线对称。
8.根据权利要求1所述的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,其特征在于,所述自展开式救生圈(6)包括:
充气盒底座(601),所述充气盒底座(601)为上端开口的方体结构;
进气端和充气盒底座(601)上端接触的气囊(603);
设置在所述气囊(603)内的充气盒上盖(602),所述充气盒上盖(602)和所述充气盒底座(601)通过螺钉连接;气囊(603)的进气端压紧在充气盒底座(601)充气盒上盖(602)连接处;
以及设置在所述充气盒底座(601)内部的充气反应结构,通过所述充气反应结构产生气体,所述充气反应结构的充气口和所述气囊(603)进气口连接对所述气囊(603)充气。
9.根据权利要求8所述的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,其特征在于,所述充气反应结构包括:
设置在所述充气盒底座(601)内部的反应仓底座(604),所述反应仓底座(604)为一侧面和上端面敞开式的方体结构,中间设置有滑槽;
和所述反应仓底座(604)滑动配合的反应仓上盖(605),所述反应仓上盖(605)包括和反应仓敞开式的上端配合的上板、和所述反应仓底座(604)敞开式的侧面配合的侧板以及和所述反应仓的相对的两侧侧面上的滑槽滑动配合的滑板,所述侧板外表面固定有铁片(606),所述上板上开有充气口,所述滑板将所述反应仓上盖(605)和反应仓底座(604)形成的整体方体结构分割为上下两个区域;所述上板一侧边和所述侧板一边接触固定连接,所述滑板和所述侧板固定连接;
设置在所述充气盒底座(601)外表面的正极线圈(607)和负极线圈(608);
设置在所述充气盒底座(601)内部的纽扣电池(609),所述纽扣电池(609)连接在正极线圈(607)和负极线圈(608)之间;
以及和所述纽扣电池(609)电连接的电磁铁(610),所述电磁铁(610)和所述反应仓上盖(605)上的铁片(606)相对设置,电磁铁(610)通电吸附铁片(606),带动所述反应仓上盖(605)相对反应仓底座(604)滑动配合。
10.根据权利要求1所述的一种新型倾转翼混合动力搜救无人机,其特征在于,所述控制单元(7)还包括:
和所述电池(701)连接控制电池(701)充放电的继电器(704);
接收控制信号的接收机(703),所述接收机(703)和所述控制器(702)电连接;
GPS定位单元(705);
以及稳压镇流器(706),所述动力转换及能源供给结构(4)中的发电机(411)通过稳压镇流器(706)与所述旋翼倾转机构(2)中的旋翼舵机(202)连接供电。
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