CN111268104A - 一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，包括无人机体以及设置在无人机体上的定位保护组件，定位保护组件包括设置在无人机体上方的防护箱、设置在防护箱内部的触发启动组件、与触发启动组件连接的高压气瓶以及被触发启动组件触发后填充满气体并包裹在无人机体四周的气囊，气囊和触发启动组件之间通过气管组连接；触发启动组件包括浸水面板、安装在浸水面板下端的用于放置遇水融化固体的滑筒、连接在滑筒下端的四通转接管、设置在滑筒内部的推杆、设置在推杆上方可实现四通转接管和滑筒内气液分离的密封件以及设置在推杆下端的压缩组件，气管组和高压气瓶通过四通转接管连通，本发明有利于无人机坠入水域后的防护以及搜寻。
Description
技术领域
本发明涉及无人机防护技术领域，具体涉及一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置。
背景技术
近些年来，无人机得到了广泛的应用，诸如消防、航拍、侦查等，当然也有应用于海洋巡检。当海洋无人机巡检的过程中，无人机难免会发生故障，如果没有任何保护措施，无人机就只能石沉大海。这样不但会造成一定的经济损失，而且无人机内部电池等装置也会对海水有一定程度的污染。
目前，市面上也出现了相应的保护装置，但保护方法不稳妥。不但会影响无人机正常条件下的使用，也会出现当无人机坠落水面时保护装置反应太慢、在海域搜索坠毁无人机麻烦等诸多问题。
发明内容
为此，本发明提供一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，以解决现有技术中的上述缺陷。
一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，包括无人机体以及设置在所述无人机体上的定位保护组件，所述定位保护组件包括设置在无人机体上方的防护箱、设置在所述防护箱内部的触发启动组件、与所述触发启动组件连接的高压气瓶以及被所述触发启动组件触发后填充满气体并包裹在无人机体四周的气囊，所述气囊和触发启动组件之间通过气管组连接；
所述触发启动组件包括镶嵌在所述防护箱顶面的浸水面板、安装在所述浸水面板下端的用于放置遇水融化固体的滑筒、连接在所述滑筒下端的四通转接管、设置在所述滑筒内部并可沿着滑筒竖向移动的推杆、设置在所述推杆上方可实现四通转接管和滑筒内气液分离的密封件以及设置在所述推杆下端的压缩组件，所述气管组和高压气瓶通过所述四通转接管连通，所述推杆可实现气管组和高压气瓶之间的单独密封。
优选的，所述四通转接管包括转接管体、与所述滑筒上下连接的第一管口、与所述第一管口正对的第二管口、与所述气管组连接的第三管口以及与所述高压气瓶连接的第四管口；所述压缩组件包括内部竖向设置有压缩弹簧的弹簧运动筒，所述弹簧运动筒的上端安装在所述第二管口上，所述压缩弹簧的上端连接在所述推杆的下端，所述压缩弹簧的下端连接在所述弹簧运动筒的内部底壁上。
优选的，所述无人机体包括中心体、设置在所述中心体四周的飞行臂，所述飞行臂通过连接套环安装在所述中心体上；
所述气管组包括第一气管组、第二气管组以及中心气管，所述第一气管组包括连接在所述无人机体上的下盘气管以及设置在所述防护箱上并且一端连接所述中心气管的上盘气管，所述下盘气管包裹在所述无人机体的下方，下盘气管的上端贯穿所述连接套环并与所述上盘气管的另一端连接；所述第二气管组设置在所述防护箱上，第二气管组的一端连接所述中心气管，另一端设置所述气囊，所述下盘气管的底部也设置有气囊，所述气囊均成对对称设置。
优选的，所述高压气瓶上设置有用于打开或关闭高压气瓶的气口阻挡构件，所述气口阻挡构件包括与高压气瓶内部连通的密封套、所述密封套的内部通过伸缩弹簧连接有用于密封所述密封套的密封塞，所述密封塞在自然状态下延伸至所述四通转接管的内部，并且所述密封塞的端面呈楔形，所述密封塞朝向密封套的一侧中空设置，密封塞朝向四通转接管的侧壁设置有与内部连通的透气孔。
优选的，所述推杆的下方设置有均压板，所述均压板连接在所述压缩弹簧的上端。
优选的，所述滑筒以及弹簧运动筒均通过密封固定件连接在所述四通转接管上。
优选的，所述遇水融化固体选用固体CaCl2。
优选的，所述防护箱上还设置有闪光灯、震动开关以及控制器，所述控制器电性连接所述闪光灯和震动开关。
优选的，所述气囊为红色。
本发明具有如下优点：
(1)本发明装置在海洋巡检无人机发生损坏坠落进入水面时，海水通过浸水面板进入放置遇水融化固体(CaCl2)的滑筒中，并使遇水融化固体瞬间融化，使触发启动组件的推杆上移进入滑筒，并打开用于密封高压气瓶的气口阻挡构件，高压气瓶的气体顺着气管组释放至气囊，气囊瞬间膨胀包裹着无人机的电池等主要设备，气囊产生浮力，从而使得无人机漂浮在水面，配合闪光灯以及红色的气囊可定位无人机体坠落位置，方便工作人员拾取，降低经济损失。
(2)本发明装置利用连接套环实现气管组和无人机体的固定，一方面使气管组包裹在无人机体四周，防护箱牢固的固定在无人机体上，不会干扰机体的正常使用，同时也实现了气囊的均匀分布，提高装置在水中的稳定性；另一方面，也便于后期装置的安装以及拆卸，有利于后期维护。
附图说明
图1为本发明的正面结构示意图；
图2为本发明的背面结构示意图；
图3为本发明的内部结构示意图；
图4为本发明的图3中A的放大结构示意图；
图5为本发明的四通转接管和推杆的连接结构示意图；
图6本发明的图5的另一视角的结构示意图。
图中：
1-无人机体；2-防护箱；3-触发启动组件；4-高压气瓶；5-气囊；6-气管组；7-气口阻挡构件；8-闪光灯；9-震动开关；10-控制器；
101-中心体；102-飞行臂；103-连接套环；
301-浸水面板；302-遇水融化固体；303-滑筒；304-四通转接管；3041-第一管口；3042-第二管口；3043-第三管口；3044-第四管口；3045-转接管体；
305-推杆；306-密封件；307-压缩弹簧；308-弹簧运动筒；309-均压板；310-密封固定件；
601-第一气管组；602-第二气管组；603-中心气管；604-下盘气管；605-上盘气管；701-密封套；702-伸缩弹簧；703-密封塞；704-透气孔。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明提供了一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，当海洋巡检无人机发生损坏坠落进入水面时，高压气瓶的气体释放，气囊瞬间膨胀包裹着无人机的电池等主要设备，气囊产生浮力，从而使得无人机漂浮在水面。具体的：
该坠机保护定位装置包括无人机体1以及设置在所述无人机体1上的定位保护组件，所述定位保护组件包括设置在无人机体1上方的防护箱2、设置在所述防护箱2内部的触发启动组件3、与所述触发启动组件3连接的高压气瓶4以及被所述触发启动组件3触发后填充满气体并包裹在无人机体1四周的气囊5，所述气囊5和触发启动组件3之间通过气管组6连接。
其中，防护箱2主要用于对内部装置进行密封，起到保护和美观的作用。
其中，所述无人机体1包括中心体101、设置在所述中心体101四周的飞行臂102，所述飞行臂102通过连接套环103安装在所述中心体101上。连接套环103可固定安装在中心体101的机身的侧壁，方便对飞行臂102的拆卸与安装。
其中，气管组6主要用于输送气体，所述气管组6包括第一气管组601、第二气管组602以及中心气管603，所述中心气管603与所述第三管口3043连接。高压气瓶4中释放的气体进入中心气管603中后，可快速进入与中心气管603分别连接的第一气管组601和第二气管组602中，第一气管组601和第二气管组602的端部均设置气囊5。两组气囊5可以分别包裹在无人机体1下方和四周。具体的：
所述第一气管组601包括连接在所述无人机体1上的下盘气管604以及设置在所述防护箱2上并且一端连接所述中心气管603的上盘气管605，所述下盘气管604包裹在所述无人机体1的下方，下盘气管604的上端贯穿所述连接套环103并与所述上盘气管605的另一端连接。安装时，可以将第一气管组601的下盘气管604的上端穿过连接套环103，之后与第一气管组601的上盘气管605连接，不但可以实现无人机体1和防护箱2之间的连接，而且采用此种方式也方便两者之间的拆卸以及维护。
所述第二气管组602设置在所述防护箱2上，第二气管组602的一端连接所述中心气管603，另一端设置所述气囊5。第二气管组602连接的气囊5分布在无人机体1四周侧壁。所述下盘气管604的底部也设置有气囊5，所述气囊5均成对对称设置。从而提高装置整体的稳定性。
所述第一气管组601和第二气管组602的末端均设置有活动盖板(图中未示出)，当气囊5中充入气体后，气囊5将顶开对应的活动盖板并膨胀包裹在无人机体1的四周。气囊5的作用是保护无人机体1主要设备组件及产生浮力让无人机体1可在水面漂浮。
优选的，所述气囊5为红色。因为红色比较醒目，便于工作人员快速看见，并且锁定无人机体1的下落位置，并尽快实施打捞，降低损失。
高压气瓶4用于提供气囊5的气源，未使用状态下充满压缩气体，当推杆305向上推动会触发高压气瓶4释放气体。
其中，所述触发启动组件3包括镶嵌在所述防护箱2顶面的浸水面板301、安装在所述浸水面板301下端的用于放置遇水融化固体302的滑筒303、连接在所述滑筒303下端的四通转接管304、设置在所述滑筒303内部并可沿着滑筒303竖向移动的推杆305、设置在所述推杆305上方可实现四通转接管304和滑筒303内气液分离的密封件306以及设置在所述推杆305下端的压缩组件，所述气管组6和高压气瓶4通过所述四通转接管304连通，所述推杆305可实现气管组6和高压气瓶4之间的单独密封。
优选的，所述四通转接管304包括转接管体3045、与所述滑筒303上下连接的第一管口3041、与所述第一管口3041正对的第二管口3042、与所述气管组6连接的第三管口3043以及与所述高压气瓶4连接的第四管口3044。第一管口3041、第二管口3042、第三管口3043以及第四管口3044均设置在转接管体3045上。
所述压缩组件包括内部竖向设置有压缩弹簧307的弹簧运动筒308，所述弹簧运动筒308的上端安装在所述第二管口3042上，所述压缩弹簧307的上端连接在所述推杆305的下端，所述压缩弹簧307的下端连接在所述弹簧运动筒307的内部底壁上。
浸水面板301上均布透水孔，主要易于水的流动，水可以通过透水孔进入滑筒303的内部，浸湿遇水融化固体302，而且浸水面板301形成孔状结构又不至于让推杆305穿过。
所述滑筒303以及弹簧运动筒308均通过密封固定件310连接在所述四通转接管304上。从而实现整个装置的密封性能，避免气体外泄。所述弹簧运动筒308与所述第二管口3042密封设置。
所述遇水融化固体302选用固体CaCl2。固体CaCl2遇水融化后可以便于推杆305的顺利的推行。
所述高压气瓶4上设置有用于打开或关闭高压气瓶4的气口阻挡构件7，所述气口阻挡构件7包括与高压气瓶4内部连通的密封套701、所述密封套701的内部通过伸缩弹簧702连接有用于密封所述密封套701的密封塞703，所述密封塞703在自然状态下延伸至所述转接管体3045内部，可受推杆305挤压。所述密封塞703朝向密封套701的一侧中空设置，密封塞703朝向四通转接管304的侧壁设置有与内部连通的透气孔704。
并且所述密封塞703的端面呈楔形，便于推杆305对其端面进行挤压，从而使密封塞703进入密封套701的内部，透气孔704被堵塞，实现高压气瓶4的关闭。
当密封塞703端面的压力撤去后，密封塞703在伸缩弹簧702的作用下将延伸出来，透气孔704打开，高压气瓶4中的气体可进入气管组6中。
所述推杆305的下方设置有均压板309，所述均压板309连接在所述压缩弹簧307的上端。压缩弹簧307的弹力通过均压板309可以相对均匀的传导至推杆305。
所述密封件306选用密封橡胶材质，其套装在所述推杆305的上端。推杆305被遇水融化固体302挤压时，推杆305的上端被挤压至滑筒303的下端。滑筒303的内壁光滑设置，以便推杆305可以沿着滑筒303的筒壁顺畅滑动。密封件306可以将滑筒303的上下方进行密封。避免后续滑筒303内部密封件306上方的液体进入下方，下方的气体进入密封件上方的滑筒303内。推杆305被推动状态下，推杆305会向上滑入滑筒303的内部。
作为优选的实施方式：所述防护箱2上还设置有闪光灯8、震动开关9以及控制器10，所述控制器10电性连接所述闪光灯8和震动开关9。
闪光灯8可以防水，其主要作用是无人机坠落在水面会触发震动开关9，从而使闪光灯8闪烁耀眼光芒，工作人员可在黑夜里根据光芒方向定位无人机体1坠落位置并将其拾走。
震动开关9又叫做震动传感器，是一种将物体的机械振动或位移转换成电信号输出的元件，由于无人机体1坠落水面会产生巨大震动，从而触发震动开关9，震动开关9将信号传输至控制器10，由控制器10指令闪光灯8亮起来。震动开关9选用腾兴牌的SW-58010P型号，控制器10选用STM32F030F4P6微控制器。
这里解释一下本发明装置的工作原理：
将防护箱2通过气管组6绑定在无人机体1上，打开浸水面板301，将遇水融化固体302放置在滑筒303中，并关闭浸水面板301。此时，遇水融化固体302挤压推杆305，推杆305的下端作用在压缩弹簧307上，使压缩弹簧307处于压缩的状态。此时推杆305被推入转接管体3045的内部，将密封塞703推入密封套701的内部，从而高压气瓶4处于密封的状态。
当遇到一些突发状况，如无人机体1电池没电、机械损伤等情况时，海洋巡检无人机坠落水域，当进入水面一刹那，产生的水花会通过浸水面板301下渗至滑筒303的内部，并且促使遇水融化固体302遇水快速融化。由于作用在推杆305上方的压力撤去，推杆305在压缩弹簧307的弹性作用下迅速上移，使作用在密封塞703端面的压力撤去，密封塞703在伸缩弹簧702的作用下弹出密封套701，高压气瓶4打开，高压气瓶4中的气体通过四通转接管3045进入中心气管603中，并分配至对应的第一气管组601和第二气管组602中充满气囊5，气囊5瞬间膨胀形成气球并包裹着无人机的电池等主要设备，气囊5产生浮力，从而使得无人机漂浮在水面，闪光灯8以及红色的气囊5可定位无人机体1坠落位置，方便工作人员拾取，降低经济损失。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，其特征在于：包括无人机体(1)以及设置在所述无人机体(1)上的定位保护组件，所述定位保护组件包括设置在无人机体(1)上方的防护箱(2)、设置在所述防护箱(2)内部的触发启动组件(3)、与所述触发启动组件(3)连接的高压气瓶(4)以及被所述触发启动组件(3)触发后填充满气体并包裹在无人机体(1)四周的气囊(5)，所述气囊(5)和触发启动组件(3)之间通过气管组(6)连接；
所述触发启动组件(3)包括镶嵌在所述防护箱(2)顶面的浸水面板(301)、安装在所述浸水面板(301)下端的用于放置遇水融化固体(302)的滑筒(303)、连接在所述滑筒(303)下端的四通转接管(304)、设置在所述滑筒(303)内部并可沿着滑筒(303)竖向移动的推杆(305)、设置在所述推杆(305)上方可实现四通转接管(304)和滑筒(303)内气液分离的密封件(306)以及设置在所述推杆(305)下端的压缩组件，所述气管组(6)和高压气瓶(4)通过所述四通转接管(304)连通，所述推杆(305)可实现气管组(6)和高压气瓶(4)之间的单独密封。
2.根据权利要求1所述的一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，其特征在于：所述四通转接管(304)包括转接管体(3045)、与所述滑筒(303)上下连接的第一管口(3041)、与所述第一管口(3041)正对的第二管口(3042)、与所述气管组(6)连接的第三管口(3043)以及与所述高压气瓶(4)连接的第四管口(3044)；所述压缩组件包括内部竖向设置有压缩弹簧(307)的弹簧运动筒(308)，所述弹簧运动筒(308)的上端安装在所述第二管口(3042)上，所述压缩弹簧(307)的上端连接在所述推杆(305)的下端，所述压缩弹簧(307)的下端连接在所述弹簧运动筒(307)的内部底壁上。
3.根据权利要求1所述的一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，其特征在于：所述无人机体(1)包括中心体(101)、设置在所述中心体(101)四周的飞行臂(102)，所述飞行臂(102)通过连接套环(103)安装在所述中心体(101)上；
所述气管组(6)包括第一气管组(601)、第二气管组(602)以及中心气管(603)，所述第一气管组(601)包括连接在所述无人机体(1)上的下盘气管(604)以及设置在所述防护箱(2)上并且一端连接所述中心气管(603)的上盘气管(605)，所述下盘气管(604)包裹在所述无人机体(1)的下方，下盘气管(604)的上端贯穿所述连接套环(103)并与所述上盘气管(605)的另一端连接；所述第二气管组(602)设置在所述防护箱(2)上，第二气管组(602)的一端连接所述中心气管(603)，另一端设置所述气囊(5)，所述下盘气管(604)的底部也设置有气囊(5)，所述气囊(5)均成对对称设置。
4.根据权利要求1所述的一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，其特征在于：所述高压气瓶(4)上设置有用于打开或关闭高压气瓶(4)的气口阻挡构件(7)，所述气口阻挡构件(7)包括与高压气瓶(4)内部连通的密封套(701)、所述密封套(701)的内部通过伸缩弹簧(702)连接有用于密封所述密封套(701)的密封塞(703)，所述密封塞(703)在自然状态下延伸至所述四通转接管(304)的内部，并且所述密封塞(703)的端面呈楔形，所述密封塞(703)朝向密封套(701)的一侧中空设置，密封塞(703)朝向四通转接管(304)的侧壁设置有与内部连通的透气孔(704)。
5.根据权利要求2所述的一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，其特征在于：所述推杆(305)的下方设置有均压板(309)，所述均压板(309)连接在所述压缩弹簧(307)的上端。
6.根据权利要求2所述的一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，其特征在于：所述滑筒(303)以及弹簧运动筒(308)均通过密封固定件(310)连接在所述四通转接管(304)上。
7.根据权利要求1所述的一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，其特征在于：所述遇水融化固体(302)选用固体CaCl2。
8.根据权利要求1所述的一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，其特征在于：所述防护箱(2)上还设置有闪光灯(8)、震动开关(9)以及控制器(10)，所述控制器(10)电性连接所述闪光灯(8)和震动开关(9)。
9.根据权利要求1所述的一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置，其特征在于：所述气囊(5)为红色。
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