CN112173115A - 一种带减震装置的高空救援无人机及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种带减震装置的高空救援无人机，包括数个飞行系统、机架、平衡系统、控制调节系统、四个减震装置和视频采集系统，数个所述飞行系统均匀地安装在机架侧边，所述平衡系统、控制调节系统和视频采集系统均安装在所述机架上，本发明的无人机在救援后高负重的情况下，落地时的减震效果可靠且有效；并且能够在减震后，快速地将无人机的机身调整到水平姿态。本发明还提供了该无人机的使用方法，包括无人机控制、降落地点选择、第一次减震和第二次减震等步骤，本发明的方法自动化程度高，操作人员仅需人工控制无人机的降落地点，操作难度低，本发明的方法可操作性强。

Description

一种带减震装置的高空救援无人机及使用方法

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种带减震装置的高空救援无人机及使用方法。

背景技术

无人机经过了几十年的发展历程，从技术角度看已经比较成熟。其优点是成本低，具有高度灵活性，能够携带一些重要的设备从空中完成特殊任务，比如空中检测，空中监视，空中传信，空中喊话，紧急救援等；在执行特殊任务时，一般不会造成人员伤亡，生存能力强，机动性能好，实用方便，在处理自然灾害、事故灾难以及社会安全事件等方面能发挥出重要作用。

然而，为了让无人机更加智能，减少其使用难度，提高其工作效率，越来越多的传感器和处理芯片被搭载在无人机上面，以使其功能更加完善，更加智能地完成特殊任务。其中，无人机搭载摄像头传感器，由于计算机视觉理论和工程应用方面的发展，为无人机的智能化，提供一高空救援的难度大，危险性高，因此，高空救援工作一直是困扰世界各国的社会难题。

例如，当楼层爆炸或失火等高空危险事故发生时，由于事故往往是突发的且危险性持续扩大蔓延，因此，处于火灾楼层或火灾楼层之上楼层的人员往往受困于楼层中，无法转移到下方安全的楼层。这种情况下，现有技术中，受困人员通常只能躲避在相对封闭的空间以远离火势，或者逃到天台等待救援，然而，当楼梯无法通行或天台楼层不通时，则受困人员只能困于原地，无法通过其它渠道进行自救，为等待救援和安全脱险赢得时间。

例如，在遇到有人跳楼轻生或者有人即将从高处掉落时，地面条件大部分情况无法放置缓冲气垫，或者即使放置有缓冲气垫，从高处掉落还是有很大的生命危险。

例如，在野外救援时，无人机在降落到野外不规整的地面上时，容易造成侧翻，引发二次事故。

公开号为CN110901918A的专利公开了一种大载荷无人机的高空救援装置，包括支撑板、气垫床、支撑杆、救生网、电动推杆，所述支撑板与无人机机身通过螺杆连接固定，位于无人机上方；所述气垫床位于支撑板上方，用于承载被救援人员；所述电动推杆，一端连接在无人机机臂上，另外一端连接在支撑杆上，用于控制支撑杆的运动，从而达到张开、闭合救生网的效果，这样，在不使用的情况下关闭，整体面积更小，方便运输，利用此高空救援装置与大载重无人机相配合，能够突破特殊场地和复杂环境的限制，快速响应高空救援需求，将被救人员逐一运送至地面，大大地提高了救援工作的效率。但是，仍然存在下列问题：

1.现有技术的救援无人机在救援后，高负重的情况下，落地时的减震效果不理想；

2.现有技术的救援无人机在落地减震后，无法调整无人机的机身姿态，容易造成无人机二次滑落和摔倒，安全性、可靠性低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种带减震装置的高空救援无人机，用以解决现有技术现有技术的救援无人机在救援后，高负重的情况下，落地时的减震效果不理想；以及现有技术的救援无人机在落地减震后，无法调整无人机的机身姿态，容易造成无人机二次滑落和摔倒，安全性、可靠性低等问题，本发明还提供了该无人机的使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种带减震装置的高空救援无人机，包括数个飞行系统、机架、平衡系统、控制调节系统、四个减震装置和视频采集系统，数个所述飞行系统均匀地安装在机架侧边，所述平衡系统、控制调节系统和视频采集系统均安装在所述机架上，且所述飞行系统、平衡系统、四个减震装置和视频采集系统分别与所述控制调节系统电线连接；

所述平衡系统包括两个感应结构和外壳，两个所述感应结构均安装在所述外壳内部，一个所述感应结构在另一个所述感应结构的上方，且两个所述感应结构相互垂直；

所述减震装置包括旋转座、活动臂组件和减震结构，所述旋转座安装于所述机架下方，所述活动臂组件一端与所述旋转座下方连接，所述减震结构安装在所述活动臂组件上。

本发明的无人机通过所述视频采集系统获取无人机在空中的位置信息，通过数个所述飞行系统协调配合，控制无人机的飞行速度和飞行方向，所述机架上可以加装救援网或者救援架等救援设备，在飞行时，所述平衡系统关闭；落地时，所述平衡系统开启，四个所述减震装置在无人机落地的瞬间既能将无人机的重力势能吸收掉，达到减震的效果；又能在减震后通过两个感应结构调节四个所述减震装置，使无人机在不平整的地面上依然能够保持水平，保证无人机不会再落地后发生二次事故。本发明的无人机在救援后高负重的情况下，落地时的减震效果可靠且有效；并且能够在减震后，快速地将无人机的机身调整到水平姿态，防止无人机二次滑落和摔倒，安全性、可靠性和实用性高。

进一步，所述感应结构包括两个压力转换器、重力球和滑道，两个所述压力转换器通过所述滑道连接，所述重力球在所述滑道内并与其活动连接。

两个所述压力转换器的安装方向分别与四个所述减震装置保持一致，以方便用一个所述压力转换器控制相对的两个所述减震装置，当无人机降落在不平整的地面时，所述重力球沿所述滑道向低处滑动，压在所述压力转换器上，该压力转换器随即产生与压力相当的电信号，当无人机的偏转角度越大，所述压力转换器收到的压力也越大，产生的电信号会控制相对应的所述减震装置抬升得越高，以实现精准调节。

进一步，所述压力转换器包括压力板、滑杆、变阻器座、滑动变阻器、两根定位杆、两个弹簧座、两个伸缩杆和两个弹簧，所述变阻器座固定在外壳内部，且所述变阻器座上设有两个定位杆通孔和两个螺纹孔，所述滑动变阻器固定在所述变阻器座上，所述压力板放置在滑道一端，所述滑杆一端通过滑杆座与所述压力板固定连接，所述滑杆另一端在所述滑动变阻器内部并与其滑动连接，两根所述定位杆分别在所述滑杆两侧，两根所述定位杆一端与所述压力板固定连接，两根所述定位杆另一端分别穿过两个定位杆通孔与所述变阻器座活动连接，两个所述弹簧座分别在所述滑杆两侧，所述伸缩杆一端在所述弹簧座内部并与其滑动连接，所述伸缩杆另一端穿过所述弹簧固定在所述压力板上，两个所述弹簧座上均设有螺纹，且两个所述弹簧座分别通过两个螺纹孔与所述变阻器座螺纹连接。

所述压力板受到所述重力球的压力，推动所述滑杆沿轴向在所述滑动变阻器内部运动，改变滑动变阻器的电流大小，从而发出电信号，该电信号随所述压力板受到所述重力球的压力大小变化而变化，该电信号通过电线传递到所述减震结构；所述滑杆在所述滑动变阻器内部一端设有2-3毫米的空程，所谓空程即当所述滑杆向所述滑动变阻器内滑动的距离小于空程，所述滑动变阻器不会产生电信号，这样能够认为地降低所述压力转换器的灵敏度，防止无人机调整到接近水平姿态时，无限地进行微小的调整，增加了实用性和经济性。

进一步，飞行系统包括风道、保护罩、桨叶和桨叶电机，所述桨叶电机安装在机架侧边，所述桨叶安装在所述桨叶电机上部，所述风道在所述桨叶下部，所述保护罩在所述桨叶外侧，且所述保护罩通过连接道与所述风道贯通连接。

所述飞行系统的数量为四个，以方便飞行方向的控制，无人机在降落且所述平衡系统和所述减震装置工作时，所述飞行系统正常工作，所述风道能够使所述桨叶产生的向下的气流稳定，从而使无人机平稳，保证所述平衡系统和所述减震装置正常工作。

进一步，所述旋转座包括底座、安装板、旋转电机、旋转轴和固定结构，所述底座中间开有旋转孔，所述旋转电机安装在所述安装板中间，所述旋转轴一端在旋转孔内，所述旋转轴另一端与所述旋转电机的输出轴连接，所述固定结构安装在所述安装板侧边，活动臂组件通过所述固定结构与所述安装板连接，所述底座安装于机架底部。

所述旋转电机产生旋转动力，该动力带动所述底座，及该减震装置在水平方向上旋转，为防止相邻的两个所述减震装置干涉，以及保证四个所述减震装置支撑的可靠性，所述底座的旋转角度不宜过大，该角度为正负10度之间，无人机在降落时能够通过地面的情况，旋转一个或者多个所述减震装置，保证所述减震装置接触到理想的地面位置，增加了实用性和可调节性。

进一步，所述活动臂组件包括第一活动臂和第二活动臂，所述第一活动臂一端与安装板连接，所述第一活动臂另一端与所述第二活动臂转动连接；

所述减震结构包括缸体、内腔、气缸、连接组件和活塞，所述缸体上开设有气缸，所述活塞在所述气缸内部并与其滑动连接，所述活塞与所述气缸共同构成密封的内腔，所述连接组件中部与所述缸体转动连接，所述连接组件一端与所述活塞活动连接，所述连接组件另一端与所述第二活动臂转动连接，所述缸体安装在所述第一活动臂上并与其转动连接。

所述第二活动臂后端绕所述第一活动臂前端旋转，所述第一活动臂与所述第二活动臂之间的夹角变大，通过所述连接组件带动所述活塞向所述气缸外部运动，增大所述内腔的体积，使所述内腔内的空气压强小于外界的大气压，限制所述活塞运动，将无人机的重力势能转换为所述内腔内空气的内能，实现减震；所述减震结构上还设有气泵，该电信号控制气泵向所述内腔内充气，改变所述第一活动臂和所述第二活动臂的夹角，从而使较低的一个所述减震装置升高；结构简单，操作方便，稳定可靠，使用寿命长。

进一步，所述减震装置还包括缓冲结构，所述缓冲结构内部设有缓冲弹簧，所述缓冲结构底部设有橡胶垫，且所述缓冲结构与第二活动臂自由端转动连接。

当受到落地的冲击力时，所述缓冲结构先接触到地面，所述缓冲结构中的弹簧受力压缩，将无人机的重力势能转换为弹簧的弹性势能，实现缓冲；橡胶垫在提供缓冲的作用下还能防止打滑，进一步提高了减震效果的同时还提高了安全性和实用性。

进一步，所述压力板上设有防撞垫，所述防撞垫安装在所述压力板的面向滑道一侧。

增加所述防撞垫能够减轻所述重力球对所述压力板的撞击损伤，还能够使所述重力球快速地停压在所述压力板上，提高了所述压力板的使用寿命的同时，也减少了所述平衡系统的工作时间，使无人机的姿态调节更加迅速。

进一步，所述压力板上开设有通风口，所述通风口贯通压力板和防撞垫。

增设所述通风口能够减小空气对所述重力球的阻力，使所述重力球快速地停压在所述压力板上，缩短了所述重力球滑动的时间，提升了所述平衡系统发出电信号的效率。

如上述的一种带减震装置的高空救援无人机的使用方法，包括以下步骤：

S1，无人机控制，通过所述视频采集系统获取无人机在空中的位置信息，通过数个所述飞行系统协调配合，控制无人机的飞行速度和飞行方向，所述机架上可以加装救援网或者救援架等救援设备，在飞行时，所述平衡系统关闭；

S2，降落地点选择，无人机在降落时能够通过地面的情况，一个或者多个所述旋转电机产生旋转动力，该动力带动该减震装置在水平方向上旋转旋转，保证所述减震装置接触到理想的地面位置；

S3，第一次减震，当受到落地的冲击力时，所述缓冲结构先接触到地面，所述缓冲结构中的弹簧受力压缩，将无人机的重力势能转换为弹簧的弹性势能，实现缓冲；

S4，第二次减震，经过第一次减震后，所述第二活动臂后端绕所述第一活动臂前端旋转，所述第一活动臂与所述第二活动臂之间的夹角变大，通过所述连接组件带动所述活塞向所述气缸外部运动，增大所述内腔的体积，使所述内腔内的空气压强小于外界的大气压，限制所述活塞运动，将无人机的重力势能转换为所述内腔内空气的内能，实现减震；

S5，重力球运动，无人机接触到不规则地面的同时，所述平衡系统开始工作，无人机在不规则地面上发生偏转，使两个感应结构或者其中一个感应结构发生偏转，所述重力球沿所述滑道向低处滑动，压在所述压力转换器上；

S6，电信号的输出及无人机姿态调节，所述压力板受到所述重力球的压力，推动所述滑杆沿轴向在所述滑动变阻器内部运动，改变滑动变阻器的电流大小，从而发出电信号，该电信号随所述压力板受到所述重力球的压力大小变化而变化，该电信号通过电线传递到所述减震结构，所述减震结构上还设有气泵，该电信号控制气泵向所述内腔内充气，改变所述第一活动臂和所述第二活动臂的夹角，从而使较低的一个所述减震装置升高；

S7，重复S6，直至任意一个所述压力板不受所述重力球挤压，此时能保证无人机的姿态水平且稳定落地。

本发明的方法操作方便，简单易懂，操作人员经过简单的培训，即可熟练掌握；自动化程度高，所述平衡系统和所述减震装置能够自动工作，操作人员仅需人工控制无人机的降落地点，操作难度低，本发明的方法可操作性强。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明的无人机在救援后高负重的情况下，落地时的减震效果可靠且有效；并且能够在减震后，快速地将无人机的机身调整到水平姿态，防止无人机二次滑落和摔倒，安全性、可靠性和实用性高。

本发明的方法操作方便，简单易懂，操作人员经过简单的培训，即可熟练掌握；自动化程度高，所述平衡系统和所述减震装置能够自动工作，操作人员仅需人工控制无人机的降落地点，操作难度低，本发明的方法可操作性强。

附图说明

图1为本发明一种带减震装置的高空救援无人机实施例的立体结构示意图；

图2为本发明一种带减震装置的高空救援无人机实施例的俯视结构示意图；

图3为本发明一种带减震装置的高空救援无人机实施例中减震装置的立体结构示意图；

图4为本发明一种带减震装置的高空救援无人机实施例中减震装置的侧视结构示意图；

图5为本发明一种带减震装置的高空救援无人机实施例中减震结构的剖视结构示意图；

图6为本发明一种带减震装置的高空救援无人机实施例中飞行系统、机架、平衡系统、控制调节系统和视频采集系统的立体装配结构示意图；

图7为本发明一种带减震装置的高空救援无人机实施例中平衡系统的俯视结构示意图；

图8为本发明一种带减震装置的高空救援无人机实施例中压力转换器的立体结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

飞行系统1、风道11、连接道12、保护罩13、桨叶14、桨叶电机15、机架2、平衡系统3、感应结构31、压力转换器311、压力板3111、防撞垫3111a、通风口3111b、滑杆座3112、滑杆3113、变阻器座3114、滑动变阻器3115、定位杆3116、弹簧座3117、伸缩杆3118、弹簧3119、重力球312、滑道313、外壳32、控制调节系统4、减震装置5、旋转座51、底座511、旋转孔5111、安装板512、旋转电机513、旋转轴5131、固定结构514、活动臂组件52、第一活动臂521、第二活动臂522、减震结构53、缸体531、内腔5311、气缸5312、连接组件532、活塞533、缓冲结构54、视频采集系统6。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：

实施例一

如图1-8所示，一种带减震装置的高空救援无人机，包括数个飞行系统1、机架2、平衡系统3、控制调节系统4、四个减震装置5和视频采集系统6，数个飞行系统1均匀地安装在机架2侧边，平衡系统3、控制调节系统4和视频采集系统6均安装在机架2上，且飞行系统1、平衡系统3、四个减震装置5和视频采集系统6分别与控制调节系统4电线连接；

平衡系统3包括两个感应结构31和外壳32，两个感应结构31均安装在外壳32内部，一个感应结构31在另一个感应结构31的上方，且两个感应结构31相互垂直；

减震装置5包括旋转座51、活动臂组件52和减震结构53，旋转座51安装于机架2下方，活动臂组件52一端与旋转座51下方连接，减震结构53安装在活动臂组件52上。

本发明的无人机通过视频采集系统6获取无人机在空中的位置信息，通过数个飞行系统1协调配合，控制无人机的飞行速度和飞行方向，机架2上可以加装救援网或者救援架等救援设备，在飞行时，平衡系统3关闭；落地时，平衡系统3开启，四个减震装置5在无人机落地的瞬间既能将无人机的重力势能吸收掉，达到减震的效果；又能在减震后通过两个感应结构31调节四个减震装置5，使无人机在不平整的地面上依然能够保持水平，保证无人机不会再落地后发生二次事故。本发明的无人机在救援后高负重的情况下，落地时的减震效果可靠且有效；并且能够在减震后，快速地将无人机的机身调整到水平姿态，防止无人机二次滑落和摔倒，安全性、可靠性和实用性高。

作为优选方案，感应结构31包括两个压力转换器311、重力球312和滑道313，两个压力转换器311通过滑道313连接，重力球312在滑道313内并与其活动连接。

两个压力转换器311的安装方向分别与四个减震装置5保持一致，以方便用一个压力转换器311控制相对的两个减震装置5，当无人机降落在不平整的地面时，重力球312沿滑道313向低处滑动，压在压力转换器311上，该压力转换器311随即产生与压力相当的电信号，当无人机的偏转角度越大，压力转换器311收到的压力也越大，产生的电信号会控制相对应的减震装置5抬升得越高，以实现精准调节。

作为优选方案，压力转换器311包括压力板3111、滑杆3113、变阻器座3114、滑动变阻器3115、两根定位杆3116、两个弹簧座3117、两个伸缩杆3118和两个弹簧3119，变阻器座3114固定在外壳32内部，且变阻器座3114上设有两个定位杆通孔和两个螺纹孔，滑动变阻器3115固定在变阻器座3114上，压力板3111放置在滑道313一端，滑杆3113一端通过滑杆座3112与压力板3111固定连接，滑杆3113另一端在滑动变阻器3115内部并与其滑动连接，两根定位杆3116分别在滑杆3113两侧，两根定位杆3116一端与压力板3111固定连接，两根定位杆3116另一端分别穿过两个定位杆通孔与变阻器座3114活动连接，两个弹簧座3117分别在滑杆3113两侧，伸缩杆3118一端在弹簧座3117内部并与其滑动连接，伸缩杆3118另一端穿过弹簧3119固定在压力板3111上，两个弹簧座3117上均设有螺纹，且两个弹簧座3117分别通过两个螺纹孔与变阻器座3114螺纹连接。

压力板3111受到重力球312的压力，推动滑杆3113沿轴向在滑动变阻器3115内部运动，改变滑动变阻器3115的电流大小，从而发出电信号，该电信号随压力板3111受到重力球312的压力大小变化而变化，该电信号通过电线传递到减震结构53；滑杆3113在滑动变阻器3115内部一端设有2-3毫米的空程，所谓空程即当滑杆3113向滑动变阻器3115内滑动的距离小于空程，滑动变阻器3115不会产生电信号，这样能够认为地降低压力转换器311的灵敏度，防止无人机调整到接近水平姿态时，无限地进行微小的调整，增加了实用性和经济性。

作为优选方案，飞行系统1包括风道11、保护罩13、桨叶14和桨叶电机15，桨叶电机15安装在机架2侧边，桨叶14安装在桨叶电机15上部，风道11在桨叶14下部，保护罩13在桨叶14外侧，且保护罩13通过连接道12与风道11贯通连接。

飞行系统1的数量为四个，以方便飞行方向的控制，无人机在降落且平衡系统3和减震装置5工作时，飞行系统1正常工作，风道11能够使桨叶14产生的向下的气流稳定，从而使无人机平稳，保证平衡系统3和减震装置5正常工作。

作为优选方案，旋转座51包括底座511、安装板512、旋转电机513、旋转轴5131和固定结构514，底座511中间开有旋转孔5111，旋转电机513安装在安装板512中间，旋转轴5131一端在旋转孔5111内，旋转轴5131另一端与旋转电机513的输出轴连接，固定结构514安装在安装板512侧边，活动臂组件52通过固定结构514与安装板512连接，底座511安装于机架2底部。

旋转电机513产生旋转动力，该动力带动底座511，及该减震装置5在水平方向上旋转，为防止相邻的两个减震装置5干涉，以及保证四个减震装置5支撑的可靠性，底座511的旋转角度不宜过大，该角度为正负10度之间，无人机在降落时能够通过地面的情况，旋转一个或者多个减震装置5，保证减震装置5接触到理想的地面位置，增加了实用性和可调节性。

实施例二

本实施例作为上一实施例的进一步改进，如图1-8所示，一种带减震装置的高空救援无人机，包括数个飞行系统1、机架2、平衡系统3、控制调节系统4、四个减震装置5和视频采集系统6，数个飞行系统1均匀地安装在机架2侧边，平衡系统3、控制调节系统4和视频采集系统6均安装在机架2上，且飞行系统1、平衡系统3、四个减震装置5和视频采集系统6分别与控制调节系统4电线连接；

平衡系统3包括两个感应结构31和外壳32，两个感应结构31均安装在外壳32内部，一个感应结构31在另一个感应结构31的上方，且两个感应结构31相互垂直；

减震装置5包括旋转座51、活动臂组件52和减震结构53，旋转座51安装于机架2下方，活动臂组件52一端与旋转座51下方连接，减震结构53安装在活动臂组件52上。

本发明的无人机通过视频采集系统6获取无人机在空中的位置信息，通过数个飞行系统1协调配合，控制无人机的飞行速度和飞行方向，机架2上可以加装救援网或者救援架等救援设备，在飞行时，平衡系统3关闭；落地时，平衡系统3开启，四个减震装置5在无人机落地的瞬间既能将无人机的重力势能吸收掉，达到减震的效果；又能在减震后通过两个感应结构31调节四个减震装置5，使无人机在不平整的地面上依然能够保持水平，保证无人机不会再落地后发生二次事故。本发明的无人机在救援后高负重的情况下，落地时的减震效果可靠且有效；并且能够在减震后，快速地将无人机的机身调整到水平姿态，防止无人机二次滑落和摔倒，安全性、可靠性和实用性高。

作为优选方案，感应结构31包括两个压力转换器311、重力球312和滑道313，两个压力转换器311通过滑道313连接，重力球312在滑道313内并与其活动连接。

两个压力转换器311的安装方向分别与四个减震装置5保持一致，以方便用一个压力转换器311控制相对的两个减震装置5，当无人机降落在不平整的地面时，重力球312沿滑道313向低处滑动，压在压力转换器311上，该压力转换器311随即产生与压力相当的电信号，当无人机的偏转角度越大，压力转换器311收到的压力也越大，产生的电信号会控制相对应的减震装置5抬升得越高，以实现精准调节。

作为优选方案，压力转换器311包括压力板3111、滑杆3113、变阻器座3114、滑动变阻器3115、两根定位杆3116、两个弹簧座3117、两个伸缩杆3118和两个弹簧3119，变阻器座3114固定在外壳32内部，且变阻器座3114上设有两个定位杆通孔和两个螺纹孔，滑动变阻器3115固定在变阻器座3114上，压力板3111放置在滑道313一端，滑杆3113一端通过滑杆座3112与压力板3111固定连接，滑杆3113另一端在滑动变阻器3115内部并与其滑动连接，两根定位杆3116分别在滑杆3113两侧，两根定位杆3116一端与压力板3111固定连接，两根定位杆3116另一端分别穿过两个定位杆通孔与变阻器座3114活动连接，两个弹簧座3117分别在滑杆3113两侧，伸缩杆3118一端在弹簧座3117内部并与其滑动连接，伸缩杆3118另一端穿过弹簧3119固定在压力板3111上，两个弹簧座3117上均设有螺纹，且两个弹簧座3117分别通过两个螺纹孔与变阻器座3114螺纹连接。

压力板3111受到重力球312的压力，推动滑杆3113沿轴向在滑动变阻器3115内部运动，改变滑动变阻器3115的电流大小，从而发出电信号，该电信号随压力板3111受到重力球312的压力大小变化而变化，该电信号通过电线传递到减震结构53；滑杆3113在滑动变阻器3115内部一端设有2-3毫米的空程，所谓空程即当滑杆3113向滑动变阻器3115内滑动的距离小于空程，滑动变阻器3115不会产生电信号，这样能够认为地降低压力转换器311的灵敏度，防止无人机调整到接近水平姿态时，无限地进行微小的调整，增加了实用性和经济性。

作为优选方案，飞行系统1包括风道11、保护罩13、桨叶14和桨叶电机15，桨叶电机15安装在机架2侧边，桨叶14安装在桨叶电机15上部，风道11在桨叶14下部，保护罩13在桨叶14外侧，且保护罩13通过连接道12与风道11贯通连接。

飞行系统1的数量为四个，以方便飞行方向的控制，无人机在降落且平衡系统3和减震装置5工作时，飞行系统1正常工作，风道11能够使桨叶14产生的向下的气流稳定，从而使无人机平稳，保证平衡系统3和减震装置5正常工作。

作为优选方案，旋转座51包括底座511、安装板512、旋转电机513、旋转轴5131和固定结构514，底座511中间开有旋转孔5111，旋转电机513安装在安装板512中间，旋转轴5131一端在旋转孔5111内，旋转轴5131另一端与旋转电机513的输出轴连接，固定结构514安装在安装板512侧边，活动臂组件52通过固定结构514与安装板512连接，底座511安装于机架2底部。

旋转电机513产生旋转动力，该动力带动底座511，及该减震装置5在水平方向上旋转，为防止相邻的两个减震装置5干涉，以及保证四个减震装置5支撑的可靠性，底座511的旋转角度不宜过大，该角度为正负10度之间，无人机在降落时能够通过地面的情况，旋转一个或者多个减震装置5，保证减震装置5接触到理想的地面位置，增加了实用性和可调节性。

作为优选方案，活动臂组件52包括第一活动臂521和第二活动臂522，第一活动臂521一端与安装板512连接，第一活动臂521另一端与第二活动臂522转动连接；

减震结构53包括缸体531、内腔5311、气缸5312、连接组件532和活塞533，缸体531上开设有气缸5312，活塞533在气缸5312内部并与其滑动连接，活塞533与气缸5312共同构成密封的内腔，连接组件532中部与缸体531转动连接，连接组件532一端与活塞533活动连接，连接组件532另一端与第二活动臂522转动连接，缸体531安装在第一活动臂521上并与其转动连接。

第二活动臂522后端绕第一活动臂521前端旋转，第一活动臂521与第二活动臂522之间的夹角变大，通过连接组件532带动活塞533向气缸5312外部运动，增大内腔5311的体积，使内腔5311内的空气压强小于外界的大气压，限制活塞33运动，将无人机的重力势能转换为内腔5311内空气的内能，实现减震；减震结构53上还设有气泵，该电信号控制气泵向内腔5311内充气，改变第一活动臂521和第二活动臂522的夹角，从而使较低的一个减震装置5升高；结构简单，操作方便，稳定可靠，使用寿命长。

作为优选方案，减震装置5还包括缓冲结构54，缓冲结构54内部设有缓冲弹簧，缓冲结构54底部设有橡胶垫，且缓冲结构54与第二活动臂522自由端转动连接。

当受到落地的冲击力时，缓冲结构54先接触到地面，缓冲结构54中的弹簧受力压缩，将无人机的重力势能转换为弹簧的弹性势能，实现缓冲；橡胶垫在提供缓冲的作用下还能防止打滑，进一步提高了减震效果的同时还提高了安全性和实用性。

作为优选方案，压力板3111上设有防撞垫3111a，防撞垫3111a安装在压力板3111的面向滑道313一侧。

增加防撞垫3111a能够减轻重力球312对压力板3111的撞击损伤，还能够使重力球312快速地停压在压力板3111上，提高了压力板3111的使用寿命的同时，也减少了平衡系统3的工作时间，使无人机的姿态调节更加迅速。

作为优选方案，压力板3111上开设有通风口3111b，通风口3111b贯通压力板3111和防撞垫3111a。

增设通风口3111b能够减小空气对重力球312的阻力，使重力球312快速地停压在压力板3111上，缩短了重力球312滑动的时间，提升了平衡系统3发出电信号的效率。

实施例二相对于实施例一的优点在于：

实施例二中的发明结构简单，操作方便，稳定可靠，使用寿命长；进一步提高了减震效果的同时还提高了安全性和实用性；提高了压力板3111的使用寿命的同时，也减少了平衡系统3的工作时间，使无人机的姿态调节更加迅速；使重力球312快速地停压在压力板3111上，缩短了重力球312滑动的时间，提升了平衡系统3发出电信号的效率。

如上述的一种带减震装置的高空救援无人机的使用方法，包括以下步骤：

S1，无人机控制，通过视频采集系统6获取无人机在空中的位置信息，通过数个飞行系统1协调配合，控制无人机的飞行速度和飞行方向，机架2上可以加装救援网或者救援架等救援设备，在飞行时，平衡系统3关闭；

S2，降落地点选择，无人机在降落时能够通过地面的情况，一个或者多个旋转电机513产生旋转动力，该动力带动该减震装置5在水平方向上旋转旋转，保证减震装置5接触到理想的地面位置；

S3，第一次减震，当受到落地的冲击力时，缓冲结构54先接触到地面，缓冲结构54中的弹簧受力压缩，将无人机的重力势能转换为弹簧的弹性势能，实现缓冲；

S4，第二次减震，经过第一次减震后，第二活动臂522后端绕第一活动臂521前端旋转，第一活动臂521与第二活动臂522之间的夹角变大，通过连接组件532带动活塞533向气缸5312外部运动，增大内腔5311的体积，使内腔5311内的空气压强小于外界的大气压，限制活塞33运动，将无人机的重力势能转换为内腔5311内空气的内能，实现减震；

S5，重力球运动，无人机接触到不规则地面的同时，平衡系统3开始工作，无人机在不规则地面上发生偏转，使两个感应结构31或者其中一个感应结构31发生偏转，重力球312沿滑道313向低处滑动，压在压力转换器311上；

S6，电信号的输出及无人机姿态调节，压力板3111受到重力球312的压力，推动滑杆3113沿轴向在滑动变阻器3115内部运动，改变滑动变阻器3115的电流大小，从而发出电信号，该电信号随压力板3111受到重力球312的压力大小变化而变化，该电信号通过电线传递到减震结构53，减震结构53上还设有气泵，该电信号控制气泵向内腔5311内充气，改变第一活动臂521和第二活动臂522的夹角，从而使较低的一个减震装置5升高；

S7，重复S6，直至任意一个压力板3111不受重力球312挤压，此时能保证无人机的姿态水平且稳定落地。

本发明的方法操作方便，简单易懂，操作人员经过简单的培训，即可熟练掌握；自动化程度高，平衡系统3和减震装置5能够自动工作，操作人员仅需人工控制无人机的降落地点，操作难度低，本发明的方法可操作性强。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种带减震装置的高空救援无人机，其特征在于：包括数个飞行系统(1)、机架(2)、平衡系统(3)、控制调节系统(4)、四个减震装置(5)和视频采集系统(6)，数个所述飞行系统(1)均匀地安装在机架(2)侧边，所述平衡系统(3)、控制调节系统(4)和视频采集系统(6)均安装在所述机架(2)上，且所述飞行系统(1)、平衡系统(3)、四个减震装置(5)和视频采集系统(6)分别与所述控制调节系统(4)电线连接；

所述平衡系统(3)包括两个感应结构(31)和外壳(32)，两个所述感应结构(31)均安装在所述外壳(32)内部，一个所述感应结构(31)在另一个所述感应结构(31)的上方，且两个所述感应结构(31)相互垂直；

所述减震装置(5)包括旋转座(51)、活动臂组件(52)和减震结构(53)，所述旋转座(51)安装于所述机架(2)下方，所述活动臂组件(52)一端与所述旋转座(51)下方连接，所述减震结构(53)安装在所述活动臂组件(52)上。

2.根据权利要求1所述的一种带减震装置的高空救援无人机，其特征在于：所述感应结构(31)包括两个压力转换器(311)、重力球(312)和滑道(313)，两个所述压力转换器(311)通过所述滑道(313)连接，所述重力球(312)在所述滑道(313)内并与其活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种带减震装置的高空救援无人机，其特征在于：所述压力转换器(311)包括压力板(3111)、滑杆(3113)、变阻器座(3114)、滑动变阻器(3115)、两根定位杆(3116)、两个弹簧座(3117)、两个伸缩杆(3118)和两个弹簧(3119)，所述变阻器座(3114)固定在外壳(32)内部，且所述变阻器座(3114)上设有两个定位杆通孔和两个螺纹孔，所述滑动变阻器(3115)固定在所述变阻器座(3114)上，所述压力板(3111)放置在滑道(313)一端，所述滑杆(3113)一端通过滑杆座(3112)与所述压力板(3111)固定连接，所述滑杆(3113)另一端在所述滑动变阻器(3115)内部并与其滑动连接，两根所述定位杆(3116)分别在所述滑杆(3113)两侧，两根所述定位杆(3116)一端与所述压力板(3111)固定连接，两根所述定位杆(3116)另一端分别穿过两个定位杆通孔与所述变阻器座(3114)活动连接，两个所述弹簧座(3117)分别在所述滑杆(3113)两侧，所述伸缩杆(3118)一端在所述弹簧座(3117)内部并与其滑动连接，所述伸缩杆(3118)另一端穿过所述弹簧(3119)固定在所述压力板(3111)上，两个所述弹簧座(3117)上均设有螺纹，且两个所述弹簧座(3117)分别通过两个螺纹孔与所述变阻器座(3114)螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种带减震装置的高空救援无人机，其特征在于：飞行系统(1)包括风道(11)、保护罩(13)、桨叶(14)和桨叶电机(15)，所述桨叶电机(15)安装在机架(2)侧边，所述桨叶(14)安装在所述桨叶电机(15)上部，所述风道(11)在所述桨叶(14)下部，所述保护罩(13)在所述桨叶(14)外侧，且所述保护罩(13)通过连接道(12)与所述风道(11)贯通连接。

5.根据权利要求4所述的一种带减震装置的高空救援无人机，其特征在于：所述旋转座(51)包括底座(511)、安装板(512)、旋转电机(513)、旋转轴(5131)和固定结构(514)，所述底座(511)中间开有旋转孔(5111)，所述旋转电机(513)安装在所述安装板(512)中间，所述旋转轴(5131)一端在旋转孔(5111)内，所述旋转轴(5131)另一端与所述旋转电机(513)的输出轴连接，所述固定结构(514)安装在所述安装板(512)侧边，活动臂组件(52)通过所述固定结构(514)与所述安装板(512)连接，所述底座(511)安装于机架(2)底部。

6.根据权利要求5所述的一种带减震装置的高空救援无人机，其特征在于：所述活动臂组件(52)包括第一活动臂(521)和第二活动臂(522)，所述第一活动臂(521)一端与安装板(512)连接，所述第一活动臂(521)另一端与所述第二活动臂(522)转动连接；

所述减震结构(53)包括缸体(531)、内腔(5311)、气缸(5312)、连接组件(532)和活塞(533)，所述缸体(531)上开设有气缸(5312)，所述活塞(533)在所述气缸(5312)内部并与其滑动连接，所述活塞(533)与所述气缸(5312)共同构成密封的内腔，所述连接组件(532)中部与所述缸体(531)转动连接，所述连接组件(532)一端与所述活塞(533)活动连接，所述连接组件(532)另一端与所述第二活动臂(522)转动连接，所述缸体(531)安装在所述第一活动臂(521)上并与其转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种带减震装置的高空救援无人机，其特征在于：所述减震装置(5)还包括缓冲结构(54)，所述缓冲结构(54)内部设有缓冲弹簧，所述缓冲结构(54)底部设有橡胶垫，且所述缓冲结构(54)与第二活动臂(522)自由端转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种带减震装置的高空救援无人机，其特征在于：所述压力板(3111)上设有防撞垫(3111a)，所述防撞垫(3111a)安装在所述压力板(3111)的面向滑道(313)一侧。

9.根据权利要求8所述的一种带减震装置的高空救援无人机，其特征在于：所述压力板(3111)上开设有通风口(3111b)，所述通风口(3111b)贯通压力板(3111)和防撞垫(3111a)。

10.如权利要求9所述的一种带减震装置的高空救援无人机的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，无人机控制，通过所述视频采集系统(6)获取无人机在空中的位置信息，通过数个所述飞行系统(1)协调配合，控制无人机的飞行速度和飞行方向，所述机架(2)上可以加装救援网或者救援架等救援设备，在飞行时，所述平衡系统(3)关闭；

S2，降落地点选择，无人机在降落时能够通过地面的情况，一个或者多个所述旋转电机(513)产生旋转动力，该动力带动该减震装置(5)在水平方向上旋转旋转，保证所述减震装置(5)接触到理想的地面位置；

S3，第一次减震，当受到落地的冲击力时，所述缓冲结构(54)先接触到地面，所述缓冲结构(54)中的弹簧受力压缩，将无人机的重力势能转换为弹簧的弹性势能，实现缓冲；

S4，第二次减震，经过第一次减震后，所述第二活动臂(522)后端绕所述第一活动臂(521)前端旋转，所述第一活动臂(521)与所述第二活动臂(522)之间的夹角变大，通过所述连接组件(532)带动所述活塞(533)向所述气缸(5312)外部运动，增大所述内腔(5311)的体积，使所述内腔(5311)内的空气压强小于外界的大气压，限制所述活塞(33)运动，将无人机的重力势能转换为所述内腔(5311)内空气的内能，实现减震；

S5，重力球运动，无人机接触到不规则地面的同时，所述平衡系统(3)开始工作，无人机在不规则地面上发生偏转，使两个感应结构(31)或者其中一个感应结构(31)发生偏转，所述重力球(312)沿所述滑道(313)向低处滑动，压在所述压力转换器(311)上；

S6，电信号的输出及无人机姿态调节，所述压力板(3111)受到所述重力球(312)的压力，推动所述滑杆(3113)沿轴向在所述滑动变阻器(3115)内部运动，改变滑动变阻器(3115)的电流大小，从而发出电信号，该电信号随所述压力板(3111)受到所述重力球(312)的压力大小变化而变化，该电信号通过电线传递到所述减震结构(53)，所述减震结构(53)上还设有气泵，该电信号控制气泵向所述内腔(5311)内充气，改变所述第一活动臂(521)和所述第二活动臂(522)的夹角，从而使较低的一个所述减震装置(5)升高；

S7，重复S6，直至任意一个所述压力板(3111)不受所述重力球(312)挤压，此时能保证无人机的姿态水平且稳定落地。

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