CN111703576A - 一种无人机侧向抛投装置及其操作方法 - Google Patents

一种无人机侧向抛投装置及其操作方法 Download PDF

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张磊
胡伟强
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叶永军
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Abstract

本发明涉及一种无人机侧向抛投装置，牵引绳前端与具有增重作用的导向头连接，后端与抛投物连接，投放机构通过抛绳锁扣与牵引绳连接；无线摄像头获取横向前方的图像信息，并传递至无人机操控者所在的远端；激光指示器横向向前发射一参照点，无线摄像头获取该参照点与目标投射部位之间的相对位置；抛投机构横向抛射导向头至目标投射部位且待牵引绳被目标投射部位的人员控制住后，投放机构解开抛绳锁扣。本发明通过侧向发射连接有抛投物的牵引绳索，利用目标投射部位的人员接收并控制住牵引绳，来传递抛投物，进而实现无人机侧向抛投物资装备；提高了无人机在应急救援多种场景下的适应性，可用于应急救援、公安特警、高空作业等领域。

Description

一种无人机侧向抛投装置及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种无人机侧向抛投装置及其操作方法，属于无人机抛投技术领域。
背景技术
目前消防救援中，利用无人机投放小型装备、救援物资等较为普遍，与传统手段相比，具有非常高的效率和较好的安全性，例如可以快速抵达危险区域投放救生衣、救生圈、药品、救生绳等。但现有的无人机投放(抛投)装置，主要用于垂直投放的场景，即无人机飞至目标正上方，向下垂直投放，适用于山岳、水域、岛礁或楼顶等上空无障碍场所的救援场景，如公开日为2020年6月5日，公开号为CN210681163U，名称为“一种无人机投放机构”，及公开日为2020年6月16日，公开号为CN210761316U，名称为“一种无人机抛投机构”的中国专利文献。
在一些城市救援场景中，需要向例如高层建筑窗口内的被困人员侧向输送物资装备，或是向高空作业的人员快速安全侧向抛投物资装备，现有技术中普通机载投放器则无法向窗口等目标侧向抛投物资装备。
发明内容
本发明的目的是提供一种无人机侧向抛投装置，通过侧向发射连接有抛投物的牵引绳索，进而实现无人机侧向抛投物资装备，提高了无人机在应急救援多种场景下的适应性，可用于应急救援、公安特警、高空作业等领域。
本发明采取以下技术方案：
一种无人机侧向抛投装置，包括牵引绳3、投放机构、抛投机构，激光指示器、无线摄像头；所述牵引绳3前端与具有增重作用的导向头4连接，后端与抛投物连接，投放机构通过抛绳锁扣2与所述牵引绳3连接；所述无线摄像头获取横向前方的图像信息，并传递至无人机操控者所在的远端；所述激光指示器横向向前发射一参照点，无线摄像头获取该参照点与目标投射部位之间的相对位置；所述抛投机构横向抛射所述导向头4至所述目标投射部位且待所述牵引绳3被目标投射部位的人员控制住后，所述投放机构解开抛绳锁扣2。
进一步的，所述抛投物通过一套环挂在所述牵引绳3上，所述套环由所述投放机构的套环锁扣1锁定在所述牵引绳上。
进一步的，还包括绞盘回收装置，当导向头4未成功抛射至目标投射部位时，启动所述绞盘回收装置，将牵引绳3回收，以备再次抛射。
进一步的，所述抛投机构采用弹簧弹射装置。
进一步的，所述抛投机构采用气压动力装置、火药燃烧喷射动力装置、电磁驱动装置其中之一。
进一步的，所述无人机侧向抛投装置配套地安装固定在无人机上。
一种上述的无人机侧向抛投装置的操作方法，包括以下步骤：
S1、激光指示器向前方发射一参照点，操作者观察无线摄像头采集的图像，调整无人机的位置直至参照点位于目标抛射位置上方设定距离；
S2、操作者操控抛射机构，将导向头4向前抛射至目标投射部位；
S3、待无线摄像头观察到牵引绳3被目标投射部位的人员控制住后，所述投放机构解开抛绳锁扣2。
进一步的，步骤S3中，待无线摄像头观察到牵引绳3被目标投射部位的人员控制住后，投放机构先将所述套环锁扣1解开，抛投物随着套环沿倾斜的牵引绳向前滑动至目标抛射位置，所述抛投机构解开抛绳锁扣2，将牵引绳3抛弃。
进一步的，步骤S2中，若导向头4向前抛射至目标投射部位失败，操作者启动所述绞盘回收装置，将牵引绳3及导向头4回收，以备再次抛射。
进一步的，所述抛射机构将导向头4向前抛射的设定距离的范围为2-6米。
本发明的有益效果在于：
1)通过侧向发射连接有抛投物的牵引绳索，利用目标投射部位的人员接收并控制住牵引绳，来传递抛投物，进而实现无人机侧向抛投物资装备；
2)提高了无人机在应急救援多种场景下的适应性，可用于应急救援、公安特警、高空作业等领域。
3)采用激光指示器，获取目标(建筑物)上的参照点，通过无线摄像头传递的影像无人机操控人员控制无人机使该参照点位于目标投射部位上方既定的大致距离(因为横向抛射过程中，物品由于重力会有所下降)，从而可以较为快捷和简单的实现定位的功能，设计巧妙。
4)作为进一步优选的方案中，投放机构先将所述套环锁扣解开，抛投物随着套环沿倾斜的牵引绳向前滑动至目标抛射位置，抛投机构解开抛绳锁扣，将牵引绳抛弃，该方案可以更为稳定的将抛投物传递至目标投射部位，抛弃牵引绳无人机可直接返回，整个过程一气呵成。
5)作为进一步优选的方案中，设置绞盘回收装置，当导向头未成功抛射至目标投射部位时，启动所述绞盘回收装置，将牵引绳回收，以备再次抛射，避免重新装载，争取了时间。
附图说明
图1是本发明实施例一中，无人机侧向抛投装置的结构示意图。
图2是本发明实施例二中，投放机构下部同时设置套环锁扣和抛绳锁扣时的示意图。
图3是本发明实施例二中，投放机构释放套环锁扣后，抛投物沿着牵引绳滑向目标抛投位置的示意图。
图中，1.套环锁扣，2.抛绳锁扣，3.牵引绳，4.导向头，5.套环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
参见图1，一种无人机侧向抛投装置，包括牵引绳3、投放机构、抛投机构，激光指示器、无线摄像头；所述牵引绳3前端与具有增重作用的导向头4连接，后端与抛投物连接，投放机构通过抛绳锁扣2与所述牵引绳3连接；所述无线摄像头获取横向前方的图像信息，并传递至无人机操控者所在的远端；所述激光指示器横向向前发射一参照点，无线摄像头获取该参照点与目标投射部位之间的相对位置；所述抛投机构横向抛射所述导向头4至所述目标投射部位且待所述牵引绳3被目标投射部位的人员控制住后，所述投放机构解开抛绳锁扣2。
在此实施例中，还包括绞盘回收装置，当导向头4未成功抛射至目标投射部位时，启动所述绞盘回收装置，将牵引绳3回收，以备再次抛射。附图未对此进行展示，但本领域技术人员可以理解该方案。
在此实施例中，所述抛投机构采用弹簧弹射装置。抛投机构由弹簧储能释放发射，或由电磁驱动、火药燃烧动力发射。
在另一实施例中，所述抛投机构也可采用气压动力装置。
在此实施例中，所述无人机侧向抛投装置配套地安装固定在无人机上。
上述的无人机侧向抛投装置的操作方法，包括以下步骤：
S1、激光指示器向前方发射一参照点，操作者观察无线摄像头采集的图像，调整无人机的位置直至参照点位于目标抛射位置上方设定距离；
S2、操作者操控抛射机构，将导向头4向前抛射至目标投射部位；
S3、待无线摄像头观察到牵引绳3被目标投射部位的人员控制住后，所述投放机构解开抛绳锁扣2。
作为优选的实施方案，步骤S2中，若导向头4向前抛射至目标投射部位失败，操作者启动所述绞盘回收装置，将牵引绳3及导向头4回收，以备再次抛射，附图未对此进行展示。
在此实施例中，所述抛射机构将导向头4向前抛射的设定距离的范围为2-6米。
具体操作过程详述如下：
1)先将抛投物与牵引绳相连，抛投物挂载于投放机构的锁扣，牵引绳另一头与导引头连接并置于抛投机构的发射管中，中间段的牵引绳整理好，以防止发射时快速放绳而卡住。
2)让无人机飞行至目标点中上部位置，并离建筑等障碍物有一定安全飞行距离，利用激光指示器和无线摄像头瞄准目标(如窗口)并控制抛投机构发射，抛投机构将导引头射向目标点(如窗口)。
3)导引头带动牵引绳进入目标点(如窗内)后，被困人员及时控制住牵引绳(头)，此时再控制投放机构释放锁扣投放，垂直向下释放抛投物，由于抛投物与牵引绳末端相连，被困人员只需通过牵引绳即可获取抛投物，实现无人机侧向抛投物资装备。
另外，若无需侧向抛投，仅需向下投放，则无需牵引绳，直接用投放机构挂载并实施垂直投放。
实施例二：
与实施例一的不同之处在于，在实施例一的基础之上，所述抛投物通过一套环挂在所述牵引绳3上，如图2所示，所述套环由所述投放机构的套环锁扣1锁定在所述牵引绳上。
在本实施例中，结合附图3，具体来看步骤S3中，待无线摄像头观察到牵引绳3被目标投射部位的人员控制住后，投放机构先将所述套环锁扣1解开，抛投物随着套环沿倾斜的牵引绳向前滑动至目标抛射位置，所述投放机构解开抛绳锁扣2，将牵引绳3抛弃。
在上述两项实施例中，本发明均可在城市救援中需要向窗口内或从垂直方位无法抵达其正上空的被困人员抛投物资装备(例如防毒防烟面罩、药品、逃生绳等，被困人员快速拿到这些物资装备，则可能得到有效防护、救护而增加存活时间等待救援，或者可以快速实施逃生)，或者向高空作业的人员快速安全抛投物资装备。
以上两项均为本发明的优选实施例，其中实施例二功能更完善，实施例一更为简洁、可靠性更高，两项实施例各有优势，除此之外，本领域普通技术人员还可以在上述两项实施例的基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变幻或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机侧向抛投装置，其特征在于：
包括牵引绳(3)、投放机构、抛投机构，激光指示器、无线摄像头；
所述牵引绳(3)前端与具有增重作用的导向头(4)连接，后端与抛投物连接，投放机构通过抛绳锁扣(2)与所述牵引绳(3)连接；
所述无线摄像头获取横向前方的图像信息，并传递至无人机操控者所在的远端；
所述激光指示器横向向前发射一参照点，无线摄像头获取该参照点与目标投射部位之间的相对位置；
所述抛投机构横向抛射所述导向头(4)至所述目标投射部位且待所述牵引绳(3)被目标投射部位的人员控制住后，所述投放机构解开抛绳锁扣(2)。
2.如权利要求1所述的无人机侧向抛投装置，其特征在于：所述抛投物通过一套环(5)挂在所述牵引绳(3)上，所述套环(5)由所述投放机构的套环锁扣(1)锁定在所述牵引绳上。
3.如权利要求1所述的无人机侧向抛投装置，其特征在于：还包括绞盘回收装置，当导向头(4)未成功抛射至目标投射部位时，启动所述绞盘回收装置，将牵引绳(3)回收，以备再次抛射。
4.如权利要求1所述的无人机侧向抛投装置，其特征在于：所述抛投机构采用弹簧弹射装置。
5.如权利要求1所述的无人机侧向抛投装置，其特征在于：所述抛投机构采用气压动力装置、火药燃烧喷射动力装置、电磁驱动装置其中之一。
6.如权利要求1所述的无人机侧向抛投装置，其特征在于：所述无人机侧向抛投装置配套地安装固定在无人机上。
7.一种权利要求1-6中任意一项所述的无人机侧向抛投装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、激光指示器向前方发射一参照点，操作者观察无线摄像头采集的图像，调整无人机的位置直至参照点位于目标抛射位置上方设定距离；
S2、操作者操控抛射机构，将导向头(4)向前抛射至目标投射部位；
S3、待无线摄像头观察到牵引绳(3)被目标投射部位的人员控制住后，所述投放机构解开抛绳锁扣(2)。
8.如权利要求7所述的无人机侧向抛投装置的操作方法，其特征在于：
步骤S3中，待无线摄像头观察到牵引绳(3)被目标投射部位的人员控制住后，投放机构先将所述套环锁扣(1)解开，抛投物随着套环沿倾斜的牵引绳向前滑动至目标抛射位置，所述投放机构解开抛绳锁扣(2)，将牵引绳(3)抛弃。
9.如权利要求7所述的无人机侧向抛投装置的操作方法，其特征在于：
步骤S2中，若导向头(4)向前抛射至目标投射部位失败，操作者启动所述绞盘回收装置，将牵引绳(3)及导向头(4)回收，以备再次抛射。
10.如权利要求7所述的无人机侧向抛投装置的操作方法，其特征在于：所述抛射机构将导向头(4)向前抛射的设定距离的范围为2-6米。
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