CN111641769A - 单兵系留浮空侦查通信系统 - Google Patents

单兵系留浮空侦查通信系统 Download PDF

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李珺
罗世彬
杨泽川
冯彦斌
王宁
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Abstract

本发明公开了一种单兵系留浮空侦查通信系统，包括背囊、收放机构、充气机构、浮空主体和载荷舱；收放机构包括系绳，收放机构置于背囊内；充气机构包括气瓶和充气管，气瓶置于背囊内，充气管的输入端与气瓶相连、输出端与浮空主体连通；载荷舱包括舱体和若干用于侦查和通信的元器件，元器件与舱体相连，舱体的底端与系绳相连、顶端与浮空主体相连。未展开工作时，各部件均收拢于背囊内，士兵携带背囊至指定区域后打开背囊，充气机构对浮空主体充气，收放机构工作松放系绳，浮空主体携带载荷舱升空通过锁紧系绳实现系留，即可进行侦查和通信，并能能根据不同的要求收放系绳以实现侦查区域大小的调节。任务结束后，收紧系绳，收取载荷舱。

Description

单兵系留浮空侦查通信系统
技术领域
本发明属于浮空器技术领域，特别是涉及一种单兵系留浮空侦查通信系统。
背景技术
在边境扫毒、安全反恐、救灾救援时，在极端条件下需要建立快速可靠的侦查通信网络，将会大大减少安全事故的发生，避免造成人员伤亡及经济损失。
目前对区域侦查依靠固定监控摄像头、警用监控车、无人机、卫星等，而通信主要依靠地面基站以及卫星等，存在加密性不强、不简便等缺点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种简便易行且覆盖区域灵活广泛的单兵系留浮空侦查通信系统。
本发明提供的这种单兵系留浮空侦查通信系统，包括背囊、收放机构、充气机构、浮空主体和载荷舱；收放机构包括系绳，收放机构置于背囊内；充气机构包括气瓶和充气管，气瓶置于背囊内，充气管的输入端与气瓶相连、输出端与浮空主体连通；载荷舱包括舱体和若干用于侦查和通信的元器件，元器件与舱体相连，舱体的底端与系绳相连、顶端与浮空主体相连。
所述背囊顶口可开合，背囊内设隔层将其内腔分隔为上下两个相互独立的囊腔，隔层上设通孔；所述收放机构和充气机构置于底部囊腔内，系绳的外端穿过通孔与浮空主体相连，充气管穿过通孔与所述浮空主体相连；所述浮空主体为系留气球。
所述收放机构还包括卷筒和电机，电机的输出轴与卷筒相连，所述系绳绕于卷筒上。
所述充气管上设单向阀以保证高压气单向进入浮空主体内。
所述舱体内设多个相互独立的空腔用以放置所述元器件，各元器件之间通过导线连接，舱体的材料采用轻质保温材料。
所述元器件包括低温锂电池组、摄像头、通信基站、数据传输器和控制器；低温锂电池组用于给其它元器件提供电源。
所述摄像头包括可见光视觉图像采集和红外视觉图像采集摄像头，摄像头设置于所述舱体底面下。
所述通信基站为支持Mesh网络带漫游功能的便携基站设备，内部为接收主机，可实时监看画面，远程实时完成调度工作。
所述数据传输器为北京网格科技公司的MESH-ZJ900A无限高清视频传输系统。
所述控制器为远程E-PTZ(电子摇摄、俯仰和变焦)控制器，用于控制可见光视觉图像采集摄像头和红外视觉图像采集摄像头，发现危险目标。
本发明在未展开工作时，各部件均收拢于背囊内，士兵携带背囊至指定区域后打开背囊，操控充气机构对浮空主体充气至浮空主体所产生的浮力能够携带载荷舱升空，操控收放机构工作松放系绳，浮空主体携带载荷舱升空至任务要求的驻空高度后通过锁紧系绳实现系留，即可进行侦查和通信，并能能根据不同的要求收放系绳以实现侦查区域大小的调节。当任务结束后，收紧系绳，士兵收取载荷舱后可割断系绳释放浮空主体，缩短回收时间，提高效率。建立、回收过程简便易行且覆盖区域灵活可调。
附图说明
图1为本发明一个优选实施例的使用状态示意图。
图2为本优选实施例中背囊剖视放大示意图。
图3为本优选实施例中载荷舱的剖视放大示意图。
图示序号：
1—背囊，11—隔层，12—囊腔，13—通孔；
2—收放机构，21—电机，22—卷筒，23—系绳；
3—充气机构，31—气瓶，32—开关阀，33—充气管，34—单向阀；
4—浮空主体；
5—载荷舱，51—舱体，52—低温锂电池组，53—摄像头，54—通信基站，55—数据传输器，56—控制器；
6—缆绳。
具体实施方式
如图1所示，本实施例公开的这种单兵系留浮空侦查通信系统，包括背囊1、收放机构2、充气机构3、浮空主体4和载荷舱5；未工作时，收放机构2、充气机构3、浮空主体4和载荷舱5均收拢于背囊1内。
如图2所示，背囊1顶部设有拉链以控制其顶口的开合，背囊内设隔层11将其内腔分隔为上下两个相互独立的囊腔12，隔层上设通孔13，上部囊腔用于存放浮空主体4和载荷舱5，下部囊腔用于存在充气机构3和收放机构2，充气管的输出端穿过通孔与浮空主体相连，收放机构2的系绳外端穿过隔层上通孔与载荷舱相连。
收放机构2包括电机21、卷筒22和系绳23，系绳选用弹性好、强度高的缆绳以保证系留可靠。电机21的输出轴与卷筒22的中心轴相连，驱动卷筒转动，系绳的一端系于卷筒上，系绳绕于卷筒上后，外端自隔层上通孔穿过与载荷舱5的底部相连，同时将系绳的外端设计为Y型岔口；载荷舱的顶端通过缆绳6吊挂于浮空主体4正下方，缆绳6的底端设计为倒置的V型岔口，以便提高载荷舱5的连接稳定性。通过充气机构3工作向浮空主体内充气以携带载荷舱5升空驻留。
充气机构3包括气瓶31、开关阀32、充气管33和单向阀34。气瓶31为充满氦气的氦气瓶，氦气瓶使用轻质的复合材料，保证氦气瓶重量轻、承压大，且有利于单兵背负，并灌装浓度99.99％以上的氦气保证整个系统的升力足够。开关阀32设置于气瓶出口处，开关阀的输出端外连充气管33，充气管33的输出端与单向阀的输入端连通，单向阀的输出端与浮空主体连通，使用时，打开开关阀，使气瓶内储存的氦气自开关阀由充气管经单向阀后充至浮空主体内，使浮空主体产生的浮力大于浮空主体、载荷舱以及系绳的重力和。
浮空主体4选用系留气球，系留气球的球囊选用材质轻巧、承压能力强的囊体薄膜以保证浮空效果，通过充气机构向浮空主体内充入充足的氦气，同时通过收放机构松放系绳，浮空主体携带载荷舱升空，至指定高度后，电机停止工作，卷筒止动，系绳锁止使载荷舱5系留于指定高度进行工作。
如图3所示，载荷舱5包括舱体51和多个用于侦查和通信的元器件，元器件有低温锂电池组52、摄像头53、通信基站54、数据传输器55和控制器56。舱体51采用轻质保温材料制成，保证高温低温环境下，舱内元器件能正常工作，舱体内采用网格化的布置方式，将各元器件相互隔开，中间通过导线连接。
低温锂电池组52置于一空腔内用以向其它各元器件提供电源，装配前，事先向低温锂电池组内充满电量。
摄像头53连接于舱体的底面下，摄像头53有可见光视觉图像采集和红外视觉图像采集摄像头，型号为DINION IP starlight 7000HD摄像头，监控地面一定区域范围的情况。
通信基站54为支持Mesh网络带漫游功能的便携基站设备，将软件嵌入移动指挥箱，开机后即可通过软件无线远程管理终端接入设备，支持多路语音集群对讲功能，指挥员可实时远程遥控指挥前端多个单兵。通信基站54发射通信信号，将终端设备相互联系起来，构成一个区域通信网络，同时通过Mesh有自己的一套加解密机制，Mesh使用两级秘钥对数据进行加解密，分别为网络秘钥和应用秘钥。网络秘钥在网络层上进行加解密，同一Mesh网络使用相同的网络秘钥，网络中的各个节点均有权力对网络层的数据包进行处理(有些节点不承担此义务)。应用秘钥在上传输层进行加解密，一个Mesh网络中可以包含多个应用秘钥，只有持有特定秘钥的节点能才对相应的应用数据进行处理，这样即提高了网络的覆盖范围又对重点数据进行了保护，对通信基站24进行加密处理，保证作战小组士兵之间的加密通信，可靠性高。
数据传输器55为北京网格科技公司的MESH-ZJ900A无限高清视频传输系统，该设备采用OFDM调制技术，支持接收分集,可以利用多径进行传输，大大提高了电台的覆盖范围。电台工作频段为902-928MHz ISM频段，传输距离可达5公里、传输速率超过20Mbps。
控制器56为远程E-PTZ(电子摇摄、俯仰和变焦)控制器控制可见光视觉图像采集和红外视觉图像采集摄像头，发现危险目标等。
载荷舱使用过程中，摄像头，监控地面一定区域范围的情况，并通过数据传输器全向天线传输视频画面给地面监控人员，地面监控人员也可以通过调节侦查分系统控制器远程E-PTZ(电子摇摄、俯仰和变焦)控制器控制可见光视觉图像采集和红外视觉图像采集摄像头，发现危险目标等。
本实施例在投入使用后，未展开工作时，各部件均收拢于背囊内，士兵携带背囊至指定区域后打开背囊，操控充气机构对浮空主体充气至浮空主体携带载荷舱升空，操控收放机构工作松放系绳，浮空主体携带载荷舱升空至任务要求的驻空高度后锁紧系绳实现系留，即可进行侦查和通信，并能能根据不同的要求收放系绳以实现侦查区域大小的调节。当任务结束后，收紧系绳，士兵收取载荷舱后可割断系绳释放浮空主体，缩短回收时间，提高效率。当作战任务为紧急任务时，还可以在隔断系绳的同时，丢弃背囊内其它部件只携带载荷箱快速撤离作战区域，避免紧急安全事件发生。整个系统建立、回收过程简便易行且覆盖区域灵活可调。

Claims (10)

1.一种单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：该系统包括背囊、收放机构、充气机构、浮空主体和载荷舱；收放机构包括系绳，收放机构置于背囊内；充气机构包括气瓶和充气管，气瓶置于背囊内，充气管的输入端与气瓶相连、输出端与浮空主体连通；载荷舱包括舱体和若干用于侦查和通信的元器件，元器件与舱体相连，舱体的底端与系绳相连、顶端与浮空主体相连。
2.如权利要求1所述的单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：所述背囊顶口可开合，背囊内设隔层将其内腔分隔为上下两个相互独立的囊腔，隔层上设通孔；所述收放机构和充气机构置于底部囊腔内，系绳的外端穿过通孔与浮空主体相连，充气管穿过通孔与所述浮空主体相连；所述浮空主体为系留气球。
3.如权利要求1所述的单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：所述收放机构还包括卷筒和电机，电机的输出轴与卷筒相连，所述系绳绕于卷筒上。
4.如权利要求1所述的单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：所述充气管上设单向阀以保证高压气单向进入浮空主体内。
5.如权利要求1所述的单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：所述舱体内设多个相互独立的空腔用以放置所述元器件，各元器件之间通过导线连接，舱体的材料采用轻质保温材料。
6.如权利要求5所述的单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：所述元器件包括低温锂电池组、摄像头、通信基站、数据传输器和控制器；低温锂电池组用于给其它元器件提供电源。
7.如权利要求6所述的单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：所述摄像头包括可见光视觉图像采集和红外视觉图像采集摄像头，摄像头设置于所述舱体底面下。
8.如权利要求6所述的单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：所述通信基站为支持Mesh网络带漫游功能的便携基站设备，内部为接收主机，可实时监看画面，远程实时完成调度工作。
9.如权利要求6所述的单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：所述数据传输器为北京网格科技公司的MESH-ZJ900A无限高清视频传输系统。
10.如权利要求6所述的单兵系留浮空侦查通信系统，其特征在于：所述控制器为远程E-PTZ控制器，用于控制可见光视觉图像采集摄像头和红外视觉图像采集摄像头，发现危险目标。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112706911A (zh) * 2021-03-15 2021-04-27 田志超 一种多功能便携式浮空器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104139845A (zh) * 2014-07-30 2014-11-12 中国人民解放军空军工程大学 无人浮空器系统
CN205554555U (zh) * 2016-04-08 2016-09-07 杭州市公安局余杭区分局 一种警用多功能浮空作战平台
CN106275363A (zh) * 2016-10-08 2017-01-04 中国科学院光电研究院 一种超小型系留气球系统
CN109606606A (zh) * 2019-01-24 2019-04-12 中南大学 浮空信息支援系统及方法
US20190222947A1 (en) * 2018-01-16 2019-07-18 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama System and method for broadcasting audio
CN209930518U (zh) * 2019-07-29 2020-01-10 西安科技大学 车载机动式系留气球应急通信基站

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104139845A (zh) * 2014-07-30 2014-11-12 中国人民解放军空军工程大学 无人浮空器系统
CN205554555U (zh) * 2016-04-08 2016-09-07 杭州市公安局余杭区分局 一种警用多功能浮空作战平台
CN106275363A (zh) * 2016-10-08 2017-01-04 中国科学院光电研究院 一种超小型系留气球系统
US20190222947A1 (en) * 2018-01-16 2019-07-18 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama System and method for broadcasting audio
CN109606606A (zh) * 2019-01-24 2019-04-12 中南大学 浮空信息支援系统及方法
CN209930518U (zh) * 2019-07-29 2020-01-10 西安科技大学 车载机动式系留气球应急通信基站

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄宛宁等: ""浮空器在应急通信中的应用"", 《科技导报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112706911A (zh) * 2021-03-15 2021-04-27 田志超 一种多功能便携式浮空器

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