CN110606204B - 一种无人机放绳器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机放绳器，属于消防救援设备技术领域。它解决了现有无人机放绳器难以在高空中进行牵引绳落地操作的问题。本无人机放绳器包括绳盘支架和用于卷绕牵引绳的绳盘，绳盘支架的顶部用于与无人机进行连接，本无人机放绳器还包括抛投架和驱动件，抛投架通过连接部件连接于绳盘支架的侧部或底部且所述驱动件能带动连接部件动作以实现抛投架脱离绳盘支架。本本无人机放绳器在需要牵引绳落地时，只需远程控制驱动件的动作，抛下抛投架即可，操作十分方便，在高楼消防救火中，能够高效地进行牵引绳的布置。

Description

一种无人机放绳器

技术领域

本发明属于消防救援设备技术领域，涉及一种无人机放绳器。

背景技术

近些年来，随着全国各地城市化进程的加快，鳞次栉比的高层建筑成了城市现代化的标志之一，而高楼由于体量庞大，人员密集，导致危险源多、火灾载荷大，给火灾防控带来了严峻的挑战，当前，高楼起火难以快速扑灭，始终是人们难以攻克的难题。一方面，虽然云梯的发明能够将消防水枪送至高处进行灭火，但是云梯的施展受到空间的限制，一些路面不宽的小区，难以利用云梯进行灭火；另外一方面，云梯还具有高度的限制，现有云梯通常的高度均只能到50多米高，相当于十几层楼的高度，虽然目前有少数地区配备云梯达到80米、100米范围，但在全国并未普及，对高于其极限高度的起火楼层，消防队员无法利用水枪对起火楼层进行近距离扑灭，导致灭火效果大打折扣。

为了解决上述问题，通过在高楼上布置牵引绳来进行灭火是一项十分有效的灭火措施。在进行牵引绳的布置时，牵引绳一端在高楼一侧进行固定，而牵引绳需要跨过高楼的楼顶，另外一端固定在高楼的另一侧使牵引绳绷直。之后，利用爬绳器带着消防水枪沿着牵引绳上爬，到达起火楼层对火源进行近距离扑灭。该方式虽然能够解决云梯由于施展空间限制、高度限制导致灭火困难的不足，但是如何进行牵引绳的布置存在难题。对于牵引绳的布置，主要有以下几种做法：一是消防人员在保证安全的前提下爬至楼顶，将牵引绳的两端抛下；二是利用抛绳枪将牵引绳抛至楼顶固定或越过楼顶并使牵引绳两端固定在地面上；另外，还有一种方式是利用无人机放绳器载着牵引绳上升至楼顶进行牵引绳的布置。无人机放绳器是一种利用无人机的高空飞行、滞空能力，将牵引绳引送至高空中的器械，现在无人机放绳器都是在电力施工中，作为展放牵引绳使用。如中国专利文献公开的一种无人机机载自动放线装置及无人机(申请号：201721577554.3；授权公告号：CN207510712U)，包括转动安装于无人机且用于绕接牵引绳的绕线盘，用于驱动绕线盘转动的驱动件，用于剪断牵引绳的剪线机构，安装于无人机且用于控制所述转动驱动件与所述剪线机构的控制器，所述控制器分别与所述剪线机构、转动驱动件电连接。该装置将绕线盘安装于无人机上，在无人机起飞前，将牵引绳的一端固定在起点位置，无人机飞行过程中绕线盘逐渐放线，当无人机到达目标杆塔时，剪线机构剪断牵引绳，完成放线任务，塔上的工作人员抓住牵引绳，将其牢牢系在杆塔上或进行后续导线架设作业。当利用该无人机放绳器进行高楼消防救火中的牵引绳布置时，需要进行高空中牵引绳的落地操作。而由于牵引绳横跨在楼顶，无人机下落时牵引绳从绳盘上引出之后是向上延伸的，会与无人机的螺旋桨发生干涉，因此难以通过控制无人机下降的方式来实现牵引绳的落地操作，而只能通过剪断牵引绳，在剪断牵引绳后，牵引绳依靠自身重力落下。但由于牵引绳质量较轻，在空中掉落的过程中其掉落的轨迹是飘忽不定的，导致牵引绳掉落时间长，特别是在大风天气，还会导致牵引绳落地的位置与预期的位置偏差较远，使得牵引绳的布置时间延长，这样对于争分夺秒的消防救援显然是不利的。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种无人机放绳器，本解决现有无人机放绳器难以在高空中进行牵引绳落地操作的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种无人机放绳器，包括绳盘支架和用于卷绕牵引绳的绳盘，所述绳盘支架的顶部用于与无人机进行连接，其特征在于，本无人机放绳器还包括抛投架和驱动件，所述抛投架通过连接部件连接于绳盘支架的侧部或底部且所述驱动件能带动连接部件动作以实现抛投架脱离绳盘支架。

本无人机放绳器中，抛投架通过连接部件连接于绳盘支架上，这样抛投架能够随无人机一起飞行至高空，通过设置驱动件，依靠驱动件带动连接部件动作能实现抛投架脱离绳盘支架，这样抛投架便能在自身重力作用下向下掉落。在使用时，只需预先将绳盘上引出的牵引绳连接至抛投架上，这样抛投架就能拉着牵引绳一起下落，而抛投架自身的重量为牵引绳的下落形成了配重，保证牵引绳下落过程快速、顺畅且能够精准地降落至目标地点。抛投架连接于绳盘支架的侧部或底部，而绳盘支架的顶部用于与无人机进行连接，这样当抛投架脱离绳盘支架后，能保证抛投架顺畅向下掉落而不会在掉落过程中受到绳盘支架或绳盘的干涉，保证抛投架的抛投过程顺畅。因此，本无人机放绳器在需要牵引绳落地时，只需远程控制驱动件的动作，抛下抛投架即可，操作十分方便，在高楼消防救火中，能够高效地进行牵引绳的布置。

在上述的无人机放绳器中，所述连接部件包括设置在抛投架上的锁定件，所述抛投架上设有与锁定件相插接锁定孔，所述驱动件通过带动锁定件脱出锁定孔以实现抛投架脱离绳盘支架。当处于不需要抛投的状态时，锁定件插接至绳盘支架的锁定孔内，能保证绳盘支架和抛投架连接稳定，进而使无人机放绳器工作可靠。

在上述的无人机放绳器中，所述连接部件包括设置在绳盘支架底部的抓取机械手，所述抛投架上具有供抓取机械手夹持的抓取部，所述驱动件能控制抓取机械手张开或闭合。当抓取机械手闭合时，能够牢牢夹持抛投架上的抓取部，使得绳盘支架与抛投架连接可靠。当抓取机械手张开时，能够松开抓取部，实现抛投架脱离绳盘支架，使抛投架自由下落。

在上述的无人机放绳器中，所述绳盘支架具有两根相对设置的侧支撑梁，所述绳盘转动连接在两根侧支撑梁之间，两根侧支撑梁的下端分别开设有上述锁定孔，所述抛投架包括支架板体和两个固连在支架板体上的锁体座，两根侧支撑梁的下端分别与两个锁体座相插接，每个锁体座内均设有插接至对应侧支撑梁下端锁定孔内的上述锁定件。绳盘支架上设置两根相对的侧支撑梁，能够方便绳盘的安装，且绳盘两端受到支撑，绳盘安装较为稳定。同时，通过在抛投架上设有两个锁体座，使得两根侧支撑梁的下端分别插接至两个锁体座上并通过锁定件实现固定，这样抛投架与绳盘之间实现了多点位连接，抛投架与绳盘支架之间连接稳定，使得无人机在飞行过程中，抛投架不易由于发生晃动而影响无人机的飞行稳定性。

在上述的无人机放绳器中，所述支架板体上转动设置有联动轴，所述联动轴的两端分别与两个锁体座上的锁定件连接，所述驱动件与联动轴连接且能带动联动轴转动，通过转动联动轴能使两个锁体座上的锁定件同步脱出对应的锁定孔。多点位连接虽然提升了连接的稳定性，但是抛投过程需要多点位解锁，因此给如何保证抛投架快速、顺畅地脱离绳盘支架带来了困难。为此，本无人机放绳器通过在抛投架上设置联动轴，实现了两个锁体座上的锁定件的联动，使得两个锁体座上的锁定件通过一个驱动件便能实现驱动，避免了设置多个驱动件分别进行驱动易带来的动作滞后的现象，从而使得两个锁体座上的锁定件始终是同步运动的且能同时脱离锁定孔，保证抛投架的锁体座能顺畅、快速地脱离绳盘支架，而不会对无人机形成拖拽。

在上述的无人机放绳器中，所述支架板体呈条形板状，两个锁体座分别固连在支架板体的两端，每个锁体座上均沿竖向开设有上端开口的插接槽，两根个侧支撑梁的下端分别插接至两个锁体座的插接槽内。插接槽竖向设置且上端为开口，方便绳盘支架的两根侧支撑梁插入插接槽内，反之在抛投的过程中，也能方便抛投架顺畅脱离绳盘支架。两个锁体座分别固连在抛投架的两端，使得抛投架两端受到支撑，稳定性更好。

在上述的无人机放绳器中，每个锁体座上均开设有两个上述插接槽，每根侧支撑梁的下端均具有两个插接凸起，每个插接凸起上均开设有上述锁定孔，每根侧支撑梁上的两个插接凸起分别一一对应插接至对应锁体座上的两个插接槽内，相互插接的插接槽与插接凸起形状相匹配，每个锁体座上均设有两个锁定件且两个锁定件一一对应插接至两个插接凸起的锁定孔内。通过这样的设计，增大了绳盘支架与抛投架之间的连接面积，并增加了连接稳定性。普通无人机的载重能力、续航能力都不是很大，因此在进行无人机放绳器的设计时，轻量化也是一个考虑的因素。因此，绳盘支架、抛投架一般都不会采用质量较重、结构强度较高的金属制成，而通常采用较轻的材料制成，如炭纤维材料。而以上设计由于增大了绳盘支架与抛投架之间的连接面积，在遇到大风、大雨等恶劣环境时，能对轻质材料的绳盘支架与抛投架形成保护，避免两者连接处弯折损坏，保证绳盘支架与抛投架连接的可靠性。

在上述的无人机放绳器中，所述联动轴的两端转动设置在两个锁体座内且在联动轴的两端分别固连有齿轮，每个锁体座上的两个锁定件分别为锁定件一和锁定件二，所述锁定件一呈直条状，所述锁定件一其中一端的端部为与齿轮顶部相啮合的齿条段一，锁定件一另一端的端部为用于与锁定孔相插接的锁定段一，所述锁定件二的一端具有与齿轮底部相啮合的齿条段二，锁定件二的另一端具有用于与锁定孔相插接的锁定段二，所述锁定段二与齿条段二之间通过连接段相连使得锁定件二形成Z字形。本无人机放绳器中，每个锁体座上均设有两个锁定件，使得绳盘支架与抛投架之间形成了四点锁定，这样的设计带来了绳盘支架与抛投架之间连接稳定性的增加，但反之会带来解锁抛投的困难。具体来讲，绳盘支架与锁体座之间是通过四个锁定件来实现锁定的，解锁过程中，需要保证四个锁定件运动的一致性，保证四个锁定件同时脱出对应的锁定孔，否则会出现绳盘支架的其中一端解锁延迟的现象，这样会导致抛投架一端脱离但另外一端还连接于绳盘支架上，使得无人机受到拖拽而对滞空稳定性造成影响。本无人机放绳器为了解决该问题，通过设置联动轴并在联动轴的两端分别设置齿轮二，而且每个锁定件均通过齿条结构与齿轮二进行传动连接，这样的设计使得四个锁定件通过一个驱动件来实现驱动，而且四个锁定件始终是同步运动的，因此能使四个锁定件能同时脱离锁定孔，保证抛投架两端的锁体座能同时、顺畅地脱离绳盘支架，而不会对无人机形成拖拽。

在上述的无人机放绳器中，所述锁体座内具有位于两个插接槽之间且用于容纳锁定件一和锁定件二的安装腔，所述安装腔具有沿联动轴轴线方向相对设置的两个竖直壁，所述锁定件一和锁定件二的左右两个侧壁分别与安装腔的两个竖直壁相贴靠并形成滑动配合，所述插接槽在靠近安装腔的侧壁上开设有与安装腔连通的导向孔一，所述锁定段一穿过其中一个插接槽上的导向孔一并形成滑动配合，所述锁定段二穿过另一个插接槽上的导向孔一并形成滑动配合。安装腔为扁平状的空腔，锁定件一和锁定件二的横截面均呈矩形。通过这样的设计，使得锁定件一和锁定件二被夹设在安装腔的两个竖直壁之间，对锁定件一和锁定件二形成了一级定位和导向，而再通过设置导向孔一，对锁定件一和锁定件二形成了二级定位和导向，以此通过两级定位和导向使得锁定件一和锁定件二移动过程稳定，且始终能与齿轮形成较高的啮合精度，不会出现卡齿的现象，这样能保证齿轮转动时锁定件一和锁定件二始终能同步移动且移动的行程稳定可控，从而保证锁定件一和锁定件二能同步脱离对应的锁定孔。

在上述的无人机放绳器中，所述插接槽远离安装腔的侧壁上开设有与导向孔一相对设置的导向孔二，所述锁定段一的外端以及锁定段二的外端均伸入对应的导向孔二内并形成滑动配合，所述齿条段二底面与安装腔的底面相贴靠。导向孔二的设置进一步形成了三级定位和导向，使得锁定件一和锁定件二的移动过程的稳定性更高，且能进一步优化与齿轮的啮合精度，给实现锁定件一和锁定件二同步脱离对应的锁定孔提供了更好保障。齿条段二底面与安装腔的底面相贴靠，使得齿条段二受到支撑，移动稳定性更好且能较好地与齿轮进行啮合。

在上述的无人机放绳器中，所述锁体座上沿联动轴的轴线方向开设有贯穿锁体座的安装孔，所述联动轴两端的齿轮分别转动设置在两个锁体座的安装孔内，每个齿轮均穿过对应锁体座上的安装腔。齿轮穿过对应锁体座上的安装腔，方便齿条段一和齿条段二与齿轮进行啮合。而通过设置安装孔，使得齿轮在实现转动的同时受到安装孔的支撑，齿轮稳定性更高，从而保证联动解锁机构工作的稳定性。

在上述的无人机放绳器中，所述绳盘支架还包括顶梁，所述顶梁连接在两根侧支撑梁的顶端之间，所述顶梁用于与无人机进行连接。设置顶梁，能方便无人机放绳器与无人机进行连接，绳盘连接在两根侧支撑梁之间，而抛投架连接在两根侧支撑梁的下端之间，这样抛投架脱离绳盘支架后，能顺畅向下掉落。

在上述的无人机放绳器中，所述抛投架上设有主动轮和用于驱动主动轮转动的放绳驱动件，所述抛投架上还转动设置有从动轮，所述主动轮与从动轮相邻设置且两者轴心线相平行，所述绳盘上引出的牵引绳能够穿过主动轮的外周面与从动轮的外周面之间并被主动轮和从动轮夹紧。通过这样的设计，使得抛投架下落的过程中，能带着牵引绳一起下落，而且通过放绳驱动件带动主动轮转动，能使抛投架一直沿着牵引绳长度方向移动，使牵引绳已经固定好的一端至抛投架之间的距离逐渐变长，这样绳盘上的牵引绳在释放的过程中，始终受到抛投架重力的作用，进而保证绳盘上的牵引绳逐渐顺畅释放，因此，本无人机放绳器无需等待绳盘释放出足够长度的牵引绳才能进行抛投架的抛投，使得牵引绳布置更为方便，且效率更高。另外，无人机起飞过程中，放绳驱动件带动主动轮转动时，会形成向外拉动牵引绳的力，进而通过主动轮的转动逐渐将绳盘上的牵引绳拉出，因此在绳盘上卷绕的牵引绳出现黏黏的情况下，能使黏黏处松开，保证牵引绳顺畅释放，而不会对无人机形成拉拽，使得无人机起飞过程稳定。

在上述的无人机放绳器中，所述抛投架的下方设有轮架，所述轮架的一端通过铰接轴铰接在抛投架上，所述从动轮转动连接在轮架的另一端上，所述弹性件为套设在铰接轴上的扭簧，所述扭簧的一端抵靠在轮架上，另外一端抵靠在抛投架上。轮架的设置方便了从动轮的安装并保证从动轮转的稳定性，从而能使放绳的过程稳定、顺畅。

与现有技术相比，本无人机放绳器具有以下优点：

1、本无人机放绳器通过在抛投架上设置联动轴，保证两个锁体座上的锁定件同步松开对应侧支撑梁，以实现抛投架快速脱离绳盘支架，而不会出现由于其中一个锁体座上的锁定件解锁延迟，而导致抛投架下落瞬间对无人机形成拖拽的现象，因此本无人机放绳器实现了抛绳过程的顺畅性。

2、本无人机放绳器在抛投架脱离绳盘支架下落的过程中，主动轮和从动轮依旧能够对抛投架的下降速度进行控制，避免由于抛投架下落过快、或者下落速度不可控，造成砸伤人员的风险，因此无人机放绳器具有使用安全的优点。

3、本无人机放绳器将放绳机构设置在抛投架上，依靠主动轮的转动将绳盘上的牵引绳拉出，在绳盘上卷绕的牵引绳出现黏黏的情况下，由于主动轮具有向外拉扯牵引绳的力，因此能保证牵引绳顺畅释放，保证高空中牵引绳顺畅、稳定地实现落地。

附图说明

图1是本无人机放绳器实施例一的立体结构示意图一。

图2是本无人机放绳器实施例一的立体结构示意图二。

图3是本无人机放绳器实施例一的正视图。

图4是本无人机放绳器实施例一中放绳机构的结构示意图。

图5是本无人机放绳器实施例一中省去绳盘支架、绳盘的立体结构示意图。

图6是本无人机放绳器实施例一中绳盘支架和绳盘的立体结构示意图。

图7是本无人机放绳器实施例一的局部剖视图。

图8是本无人机放绳器实施例一中的局部爆炸图。

图9是本无人机放绳器实施例一中锁体座、锁定件一、锁定件二以及齿轮的剖视图。

图10是本无人机放绳器实施例一中锁体座、锁定件一、锁定件二以及齿轮的正视图。

图11图10中A-A的剖视图。

图12是本无人机放绳器使用过程中，无人机起飞时的示意图。

图13是本无人机放绳器使用过程中，抛投架脱离绳盘支架开始下落时的示意图。

图14是本无人机放绳器使用过程中，抛投架下落过程中的示意图。

图15是利用本无人机放绳器在高楼上架好牵引绳进行灭火的示意图。

图16是本发明实施例一的电路连接结构图。

图17是本无人机放绳器实施例二的简要示意图。

图18是本无人机放绳器实施例三的简要示意图。

图中，1、绳盘支架；1a、侧支撑梁；1b、顶梁；1a1、插接凸起；1a2、锁定孔；1c、延伸架；2、绳盘；2a、卷轴；2b、挡绳板；3、抛投架；31、抓取部；4、锁体座；41、插接槽；42、安装腔；421、竖直壁；43、导向孔一；44、导向孔二；45、安装孔；5、锁定件；51、锁定件一；511、齿条段一；512、锁定段一；52、锁定件二；521、齿条段二；522、锁定段二；523、连接段；6、支架板体；61、过绳口；7、驱动件；8、齿轮；9、弹性件；10、主动轮；11、从动轮；12、放绳驱动件；13、轮架；14、铰接轴；15、电机罩壳；16、爬绳器；17、消防水枪；18、高楼；19、无人机；20、电源盒；21、上盖板；22、驱动电机；23、丝杆；24、丝杆套；25、联动轴；26、抓取机械手；27、控制器；28、无线收发模块一；29、无线收发模块二；30、控制模块。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1、图2和图3所示，本无人机放绳器包括包括绳盘支架1、抛投架3和用于卷绕牵引绳的绳盘2，绳盘2包括卷轴2a，卷轴2a的两端分别连接有与卷轴2a相垂直的挡绳板2b。抛投架3通过连接部件连接于绳盘支架1的底部，绳盘支架1呈U字形且包括顶梁1b和两根相对设置的侧支撑梁1a，绳盘2转动连接在两根侧支撑梁1a之间，顶梁1b用于与无人机进行连接，在抛投架3上还设有用于与牵引绳连接并控制牵引绳放绳速度的放绳机构。

具体地，如图3和图4所示，抛投架3的底面上固连有电机罩壳15，抛投架3的下方设有轮架13，放绳机构包括弹性件9、主动轮10和转动设置在抛投架3上的从动轮11，轮架13的一端通过铰接轴14铰接在抛投架3上，从动轮11转动连接在轮架13的另一端上，弹性件9为套设在铰接轴14上的扭簧，扭簧的一端抵靠在轮架13上，另外一端抵靠在抛投架3上，抛投架3上还固连有用于带动主动轮10转动的放绳驱动件12，放绳驱动件12设置于电机罩壳15内部，主动轮10与从动轮11两者轴心线平行设置且在弹性件9的作用下从动轮11的外周面压靠于主动轮10的外周面上。牵引绳从绳盘2上引出后，需要穿过主动轮10和从动轮11之间并固定在地面上，而由于从动轮11的外周面压靠于主动轮10的外周面上，使得牵引绳被夹紧在主动轮10和从动轮11之间，这样在抛投架3下落的过程中，抛投架3便能带着牵引绳一起下落，同时依靠放绳驱动件12控制主动轮10的转动速度，能够控制抛投架3的下落速度，达到保证安全的目的。另外，在无人机19上升的过程中，能避免绳盘2放绳速度过慢，导致无人机19上升过程中受到拉拽的现象。

如图3和图5所示，抛投架3包括两个锁体座4和呈条形板状的支架板体6，两个锁体座4分别固连在支架板体6的两端，支架板体6上开设有能供牵引绳穿过的过绳口61，过绳口61呈长条形且长度方向与卷轴2a长度方向相一致。在使用时，牵引绳从卷轴2a上出来之后，需要经过过绳口61再穿入主动轮10和从动轮11之间，而牵引绳从卷轴2a上逐渐释放的过程中，牵引绳是在卷轴2a长度方向上不同的位置交替出线的，因此，过绳口61的长度方向与卷轴2a长度方向一致，这样能使牵引绳从卷轴2a出来之后以较为顺直的状态到达主动轮10和从动轮11之间，避免过绳口61如采用圆孔设计时导致牵引绳在过绳口61处出现较大弯折而导致摩擦增大、放绳不顺畅的问题，保证牵引绳的落地操作快速、顺畅。

如图5、图6和图7所示，连接部件包括设置在抛投架3上的锁定件5，抛投架3上设有与锁定件5相插接锁定孔1a2，驱动件7通过带动锁定件5脱出锁定孔1a2以实现抛投架3脱离绳盘支架1。具体地，每个锁体座4上均沿竖向开设有两个上端开口的插接槽41，每根侧支撑梁1a的下端均具有两个插接凸起1a1，每个插接凸起1a1上均开设有锁定孔1a2，每根侧支撑梁1a上的两个插接凸起1a1分别一一对应插接至对应锁体座4上的两个插接槽41内，相互插接的插接槽41与插接凸起1a1形状相匹配，每个锁体座4上均滑动设置有两个锁定件5且两个锁定件5一一对应插接至两个插接凸起1a1的锁定孔1a2内。通过这样的设计，增大了绳盘支架1与抛投架3之间的连接面积，并增加了连接稳定性。普通无人机19的载重能力、续航能力都不是很大，因此在进行无人机放绳器的设计时，轻量化也是一个考虑的因素。因此，绳盘支架1、抛投架3一般都不会采用质量较重、结构强度较高的金属制成，而通常采用较轻的材料制成，如炭纤维材料。而以上设计由于增大了绳盘支架1与抛投架3之间的连接面积，在遇到大风、大雨等恶劣环境时，能对轻质材料的绳盘支架1与抛投架3形成保护，避免两者连接处弯折损坏，保证绳盘支架1与抛投架3连接的可靠性。

如图7和图8所示，支架板体6上转动设置有联动轴25，联动轴25的两端分别与两个锁体座4上的锁定件5连接，驱动件7为舵机或其他电机，驱动件7的输出轴与联动轴25的一端同轴连接使得驱动件7能带动联动轴25转动，通过转动联动轴25能使两个锁体座4上的锁定件5同步脱出对应的锁定孔1a2。具体地，联动轴25的两端转动设置在两个锁体座4内且在联动轴25的两端分别固连有齿轮8，每个锁体座4上的两个锁定件5分别为锁定件一51和锁定件二52，锁定件一51呈直条状，锁定件一51其中一端的端部为与齿轮8顶部相啮合的齿条段一511，锁定件一51另一端的端部为与锁定孔1a2相插接的锁定段一512，锁定件二52的一端具有与齿轮8底部相啮合的齿条段二521，锁定件二52的另一端具有与锁定孔1a2相插接的锁定段二522，锁定段二522与齿条段二521之间通过连接段523相连使得锁定件二52形成Z字形。当需要抛下抛投架3时，如图7所示，驱动件7带动齿轮8顺时针转动，使得锁定件一51和锁定件二52同步动作并相互靠近，从而实现锁锁定件一51和锁定件二52脱离锁定孔1a2。反之，驱动件7带动齿轮8二逆时针转动时，能够实现锁定件一51和锁定件二52插接至锁定孔1a2内。

本无人机放绳器中，每个锁体座4上均设有两个锁定件5，使得绳盘支架1与抛投架3之间形成了四点锁定，这样的设计带来了绳盘支架1与抛投架3之间连接稳定性的增加，但反之会带来解锁抛投的困难。具体来讲，绳盘支架1与锁体座4之间是通过四个锁定件5来实现锁定的，解锁过程中，需要保证四个锁定件5运动的一致性，保证四个锁定件5同时脱出对应的锁定孔1a2，否则会出现绳盘支架1的其中一端解锁延迟的现象，这样会导致抛投架3一端脱离但另外一端还连接于绳盘支架1上，使得无人机19受到拖拽而对滞空稳定性造成影响。本无人机放绳器为了解决该问题，通过设置联动轴25并在联动轴25的两端分别设置齿轮8二，而且每个锁定件5均通过齿条结构与齿轮8二进行传动连接，这样的设计使得四个锁定件5通过一个驱动件7来实现驱动，而且四个锁定件5始终是同步运动的，因此能使四个锁定件5能同时脱离锁定孔1a2，保证抛投架3两端的锁体座4能同时、顺畅地脱离绳盘支架1，而不会对无人机19形成拖拽。

如图9至图11所示，锁体座4内具有位于两个插接槽41之间且用于容纳锁定件一51和锁定件二52的安装腔42，锁体座4上沿联动轴25的轴线方向开设有贯穿锁体座4的安装孔45，联动轴25两端的齿轮8分别转动设置在两个锁体座4的安装孔45内，每个齿轮8均穿过对应锁体座4上的安装腔42。齿轮8穿过对应锁体座4上的安装腔42，方便齿条段一511和齿条段二521与齿轮8进行啮合。而通过设置安装孔45，使得齿轮8在实现转动的同时受到安装孔45的支撑，齿轮8稳定性更高，从而保证联动解锁机构工作的稳定性。安装腔42为扁平状的空腔，安装腔42具有沿联动轴25轴线方向相对设置的两个竖直壁421，锁定件一51和锁定件二52的横截面均呈矩形，锁定件一51和锁定件二52的左右两个侧壁分别与安装腔42的两个竖直壁421相贴靠并形成滑动配合，齿条段二521底面与安装腔42的底面相贴靠，这样使得齿条段二521受到支撑，移动稳定性更好且能较好地与齿轮8进行啮合。通过这样的设计，使得锁定件一51和锁定件二52被夹设在安装腔42的两个竖直壁421之间，对锁定件一51和锁定件二52形成了一级定位和导向。

进一步，如图9所示，插接槽41在靠近安装腔42的侧壁上开设有与安装腔42连通的导向孔一43，锁定段一512穿过其中一个插接槽41上的导向孔一43并形成滑动配合，锁定段二522穿过另一个插接槽41上的导向孔一43并形成滑动配合，插接槽41远离安装腔42的侧壁上开设有与导向孔一43相对设置的导向孔二44，锁定段一512的外端以及锁定段二522的外端均伸入对应的导向孔二44内并形成滑动配合。导向孔一43对锁定件一51和锁定件二52形成了二级定位和导向，导向孔二44的设置进一步形成了三级定位和导向，以此通过三级定位和导向使得锁定件一51和锁定件二52移动过程稳定，且始终能与齿轮8形成较高的啮合精度，不会出现卡齿的现象，这样能保证齿轮8转动时锁定件一51和锁定件二52始终能同步移动且移动的行程稳定可控，从而保证锁定件一51和锁定件二52能同步脱离对应的锁定孔1a2。

如图1和图2所示，抛投架3一端的顶面上设有电机安装室(电机安装室未示意出)，底面上设有电源盒20，电机安装室的顶部盖有上盖板21，驱动件7固定安装在电机安装室内。电源盒20用于安装电池，来对驱动件7进行供电，从而使抛投架3在空中下降的过程中也能工作。

本无人机放绳器是一种用于高楼18灭火中的辅助性灭火设备，下文结合图12至图15，简要介绍本无人机放绳器的工作原理和使用方法。

如图16所示，为了实现远程操控，本无人机放绳器在抛投架3上设有用于控制驱动件7、放绳驱动件12动作的控制器27，控制器27连接有无线收发模块一28，无线收发模块一28与遥控器内的无线收发模块二29连接，无线收发模块二29与遥控器内的控制模块30连接。无线收发模块可为蓝牙、无线收发芯片、WiFi模块等等。同时，遥控器上设置两个用于分别控制驱动件7、放绳驱动件12动作的按键，按键分别连接遥控器的控制模块30，在按下对应的按键时，发送信号给遥控器内的控制模块30，控制模块30将控制信号通过无线收发模块二29无线发送至无线收发模块一28内，无线收发模块一28将控制信号发送给控制器27，控制器27根据该控制信号控制对应的驱动件开始工作。

如图12所示，在使用时，绳盘2上预先卷绕好牵引绳，而绳盘支架1固定安装在无人机19的起落架上，然后将牵引绳的一端固定于高楼18一侧的地面上，之后，遥控操纵无人机19起飞，使无人机19载着本放绳器越过高楼18楼顶到达高楼18另一侧，到达如图13所示的状态，然后，控制联动解锁机构动作，抛下抛投架3，抛投架3带着牵引绳一起降落至地面，然后拉紧牵引绳并使牵引绳的两端进行固定，这样牵引绳就形成了跨过高楼18楼顶且两端拉紧固定于地面上的形式，如图15所示，之后，利用爬绳器16就可以带着消防水枪17沿着牵引绳爬升至起火楼层，对火源进行近距离扑灭。图13和图15中用矩形框对高楼18进行简单的示意，实际情况下高楼18是比无人机19、无人机放绳器是要大很多的。由于无人机19飞行高度是很高的，大大超出了目前云梯的到达高度，因此，本无人机放绳器的研发，给高楼18灭火提供了一种十分有效的灭火方式。

如图14所示，本无人机放绳器中，牵引绳从绳盘2上引出之后，是经过过绳口61再穿入主动轮10和从动轮11之间的，图14中所示的牵引绳靠左侧的一端连接绳盘2，靠右侧是跨在高楼18顶面上的，抛投架3下落过程中，牵引绳穿过主动轮10和从动轮11之间并绕过主动轮10的底部，这样一方面使得抛投架3下落的过程中能带着牵引绳一起下落，同时通过放绳驱动件12控制主动轮10转动的速度，能够控制抛投架3的下落速度，避免由于抛投架3下落过快、或者下落速度不可控，造成砸伤人员的风险，保证了牵引绳落地操作的安全性。在抛投架3将要落地时，可以通过控制主动轮10转动速度的降低，来实现抛投架3平稳落地，避免抛投架3以及抛投架3上电源、驱动件7等附属部件由于快速撞击地面而损坏。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于，如图17所示，连接部件包括设置在绳盘支架1底部的抓取机械手26，所述抛投架3上具有供抓取机械手26夹持的抓取部31，驱动件7能控制抓取机械手26张开或闭合。

实施例三

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于，如图18所示，抛投架3通过连接部件连接于绳盘支架1的侧部，具体地，绳盘支架1的两条侧支撑梁1a上分别连接有延伸架1c，延伸架1c上开设有锁定孔1a2，连接部件包括设置在抛投架3上的锁定件5，锁定件5伸入锁定孔1a2内，驱动件7带动齿轮转动时，带动锁定件5移动，从而使锁定件5脱出锁定孔1a2，进而实现抛投架3脱离绳盘支架1。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、绳盘支架；1a、侧支撑梁；1a1、插接凸起；1a2、锁定孔；2、绳盘；2a、卷轴；2b、挡绳板；3、抛投架；31、过绳口；4、锁体座；41、插接槽；42、安装腔；421、竖直壁；43、导向孔一；44、导向孔二；45、安装孔；5、锁定件；51、锁定件一；511、齿条段一；512、锁定段一；52、锁定件二；521、齿条段二；522、锁定段二；523、连接段；6、联动轴；7、驱动件；8、齿轮；9、弹性件；10、主动轮；11、从动轮；12、放绳驱动件；13、轮架；14、铰接轴；15、电机罩壳；16、爬绳器；17、消防水枪；18、高楼；19、无人机；20、电源盒；21、上盖板等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (12)

1.一种无人机放绳器，包括绳盘支架(1)和用于卷绕牵引绳的绳盘(2)，所述绳盘支架(1)的顶部用于与无人机进行连接，其特征在于，本无人机放绳器还包括抛投架(3)和驱动件(7)，所述抛投架(3)连接于绳盘支架(1)的侧部或底部；所述抛投架(3)上设有两个锁体座(4)，所述绳盘支架(1)具有两根相对设置的侧支撑梁(1a)，两根侧支撑梁(1a)的下端分别开设有锁定孔(1a2)，两根侧支撑梁(1a)的下端分别与两个锁体座(4)相插接，每个锁体座(4)内均设有插接至对应侧支撑梁(1a)下端锁定孔(1a2)内的锁定件(5)，所述驱动件(7)能带动锁定件(5)脱出锁定孔(1a2)以实现抛投架(3)脱离绳盘支架(1)。

2.根据权利要求1所述的无人机放绳器，其特征在于，所述绳盘(2)转动连接在两根侧支撑梁(1a)之间，所述抛投架(3)还包括支架板体(6)，两个锁体座(4)均固连在支架板体(6)上。

3.根据权利要求2所述的无人机放绳器，其特征在于，所述支架板体(6)上转动设置有联动轴(25)，所述联动轴(25)的两端分别与两个锁体座(4)上的锁定件(5)连接，所述驱动件(7)与联动轴(25)连接且能带动联动轴(25)转动，通过转动联动轴(25)能使两个锁体座(4)上的锁定件(5)同步脱出对应的锁定孔(1a2)。

4.根据权利要求3所述的无人机放绳器，其特征在于，所述支架板体(6)呈条形板状，两个锁体座(4)分别固连在支架板体(6)的两端，每个锁体座(4)上均沿竖向开设有上端开口的插接槽(41)，两根个侧支撑梁(1a)的下端分别插接至两个锁体座(4)的插接槽(41)内。

5.根据权利要求4所述的无人机放绳器，其特征在于，每个锁体座(4)上均开设有两个上述插接槽(41)，每根侧支撑梁(1a)的下端均具有两个插接凸起(1a1)，每个插接凸起(1a1)上均开设有上述锁定孔(1a2)，每根侧支撑梁(1a)上的两个插接凸起(1a1)分别一一对应插接至对应锁体座(4)上的两个插接槽(41)内，相互插接的插接槽(41)与插接凸起(1a1)形状相匹配，每个锁体座(4)上均设有两个锁定件(5)且两个锁定件(5)一一对应插接至两个插接凸起(1a1)的锁定孔(1a2)内。

6.根据权利要求5所述的无人机放绳器，其特征在于，所述联动轴(25)的两端转动设置在两个锁体座(4)内且在联动轴(25)的两端分别固连有齿轮(8)，每个锁体座(4)上的两个锁定件(5)分别为锁定件一(51)和锁定件二(52)，所述锁定件一(51)呈直条状，所述锁定件一(51)其中一端的端部为与齿轮(8)顶部相啮合的齿条段一(511)，锁定件一(51)另一端的端部为用于与锁定孔(1a2)相插接的锁定段一(512)，所述锁定件二(52)的一端具有与齿轮(8)底部相啮合的齿条段二(521)，锁定件二(52)的另一端具有用于与锁定孔(1a2)相插接的锁定段二(522)，所述锁定段二(522)与齿条段二(521)之间通过连接段(523)相连使得锁定件二(52)形成Z字形。

7.根据权利要求6所述的无人机放绳器，其特征在于，所述锁体座(4)内具有位于两个插接槽(41)之间且用于容纳锁定件一(51)和锁定件二(52)的安装腔(42)，所述安装腔(42)具有沿联动轴(25)轴线方向相对设置的两个竖直壁(421)，所述锁定件一(51)和锁定件二(52)的左右两个侧壁分别与安装腔(42)的两个竖直壁(421)相贴靠并形成滑动配合，所述插接槽(41)在靠近安装腔(42)的侧壁上开设有与安装腔(42)连通的导向孔一(43)，所述锁定段一(512)穿过其中一个插接槽(41)上的导向孔一(43)并形成滑动配合，所述锁定段二(522)穿过另一个插接槽(41)上的导向孔一(43)并形成滑动配合。

8.根据权利要求7所述的无人机放绳器，其特征在于，所述插接槽(41)远离安装腔(42)的侧壁上开设有与导向孔一(43)相对设置的导向孔二(44)，所述锁定段一(512)的外端以及锁定段二(522)的外端均伸入对应的导向孔二(44)内并形成滑动配合，所述齿条段二(521)底面与安装腔(42)的底面相贴靠。

9.根据权利要求7或8所述的无人机放绳器，其特征在于，所述锁体座(4)上沿联动轴(25)的轴线方向开设有贯穿锁体座(4)的安装孔(45)，所述联动轴(25)两端的齿轮(8)分别转动设置在两个锁体座(4)的安装孔(45)内，每个齿轮(8)均穿过对应锁体座(4)上的安装腔(42)。

10.根据权利要求1到8中任意一项所述的无人机放绳器，其特征在于，所述绳盘支架(1)还包括顶梁(1b)，所述顶梁(1b)连接在两根侧支撑梁(1a)的顶端之间，所述顶梁(1b)用于与无人机进行连接。

11.根据权利要求1到8中任意一项所述的无人机放绳器，其特征在于，所述抛投架(3)上设有主动轮(10)和用于驱动主动轮(10)转动的放绳驱动件(12)，所述抛投架(3)上还转动设置有从动轮(11)，所述主动轮(10)与从动轮(11)相邻设置且两者轴心线相平行，所述绳盘(2)上引出的牵引绳能够穿过主动轮(10)的外周面与从动轮(11)的外周面之间并被主动轮(10)和从动轮(11)夹紧。

12.根据权利要求11所述的无人机放绳器，其特征在于，所述抛投架(3)的下方设有轮架(13)，所述轮架(13)的一端通过铰接轴(14)铰接在抛投架(3)上，所述从动轮(11)转动连接在轮架(13)的另一端上，所述轮架(13)上设有弹性件(9)且在弹性件(9)的作用下从动轮(11)的外周面压靠于主动轮(10)的外周面上。

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