CN114516402B - 一种多功能警用道路安全巡检无人机及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能警用道路安全巡检无人机及运行方法，包括机体，所述机体中心部安装有电源部，所述电源部与数据处理传递模块电性连接；还包括用来修正无人机的速度和位置的GPS模块，用于对违法行为进行巡查及跟踪的光电吊舱，用于警告驱离或交通管制的喊话器；以及折叠机臂，所述机体四周中心对称安装有折叠机臂，所述折叠机臂内安装有旋翼及动力系统。本发明结构简单，携带轻便，具有集投放夹取物资、警告驱离、巡查违法行为和视频监控等功能于一体，在智能交通管控、交通拥堵、事故灾害防控等方面的研究与推广具有重要支撑作用。

Description

一种多功能警用道路安全巡检无人机及运行方法

技术领域

本发明属于巡检无人机技术领域，具体涉及一种多功能警用道路安全巡检无人机及运行方法。

背景技术

无人机在智能交通管控中有着巨大的应用发展潜力。然而，现有的警用无人机由于指标过低、功能单一等原因，其一直未能在智能交通管理领域得到推广。

当前在处置突发事件过程中，无人机使用者面对通信不畅、交通受阻等复杂条件，能否迅速、全面、准确地获取现场情况，是进行分析研判及展开针对行动的前提。目前现有的无人机具有以下问题：(1)目前交通监管用无人机功能模块简单、执行效率低，无人机在智能交通管控、交通拥堵、事故灾害防控等方面的研究与应用还较少；(2)在无人机折叠方面，大部分无人机在进行机臂折叠时，要拆卸销轴或者手拧螺栓，在折叠完毕时，又要再次安装销轴或者利用螺钉紧固，锁止机构结构复杂，达到锁止状态操作繁杂；(3)在无人机载物方面，只有小部分无人机可携带一些轻型设备，而且不可实时地在目标位置投放需要的物资、设备或者夹取目标物进行携带。

例如专利CN 109592024 A公开了一种智能无人机，该无人机基于物联网且具有遥控通讯功能，但是智能化功能较少，功能过于单一，无法适应交通管控中的各种突发情况。

使用者通过无人机空中监控，应能够迅速开展大范围的现场观察，具有实时监控人员聚集、流向等方面的明显优势。同时，无人机可以通过挂载高空喊话器、催泪瓦斯等装置，可对现场聚集人员进行有效处置；可利用警用无人机的高空视野广、监控范围大、视角灵活多变的特点，实现对大型活动现场人员聚集区域进行监管。对无人机使用者而言，在利用现有的交通运输基础设施的基础上，综合使用无人机等智能化交通设备，在提高交通基础设施的利用率、加快对出现事故的处置速度等方面具有十分重要的意义。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种多功能警用道路安全巡检无人机及运行方法，其结构简单，携带轻便，具有集投放夹取物资、警告驱离、巡查违法行为和视频监控等功能于一体，在智能交通管控、交通拥堵、事故灾害防控等方面的研究与推广具有重要支撑作用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种多功能警用道路安全巡检无人机，包括机体，所述机体中心部安装有电源部，所述电源部与数据处理传递模块电性连接；GPS模块，所述GPS模块安装在所述机体顶部，用来修正无人机的速度和位置；

折叠机臂，所述机体四周中心对称安装有折叠机臂，所述折叠机臂内安装有旋翼及动力系统，所述旋翼及动力系统包括电机和连接在电机输出端的旋翼；

光电吊舱，所述光电吊舱安装在所述机体下部的云台上，所述光电吊舱用于对违法行为进行巡查及跟踪；喊话器，所述喊话器安装在所述机体后侧，用于警告驱离或交通管制。

进一步地，所述折叠机臂一端通过折叠组件安装在机体上，所述折叠组件包括折叠机臂、滑杆、导向槽和调节板，所述调节板上设有两个导向槽，所述滑杆贯穿于折叠机臂且两端分别安插在导向槽内，所述调节板安装在机体上。

进一步地，所述机体底部对称安装有两个脚架，用于保证无人机平稳起落；所述机体上部安装有保护罩。

进一步地，还包括投放仓，所述投放仓通过管夹安装在所述脚架上，所述投放仓两侧安装有微型液压缸，所述微型液压缸驱动支撑滑杆位移，所述支撑滑杆分别安装在所述投放仓的导轨内；所述投放仓活动安装有载物板，所述载物板底部设有滑槽，可供支撑滑杆位移控制载物板开闭。

进一步地，所述支撑滑杆端部安装有滚轮，用于减少滑行阻力。

进一步地，所述载物板边缘安装有锯齿，用于夹取物品。

本发明另一个目的是提供一种多功能警用道路安全巡检无人机的运行方法，包括以下步骤：

S1：打开无人机折叠机臂，启动电源部，驱动旋翼及动力系统，对目标区域进行巡检；

S2：数据处理传递模块还与光电吊舱、喊话器和GPS模块连接，GPS模块将数据传给数据处理传递模块，通过旋翼及动力系统对无人机的速度和位置进行修正；光电吊舱对违法行为进行具体跟踪记录，进一步了解现场情况；喊话器对地面具体行为进行疏导和管制；

S3：投放仓携带物资至目标地点，通过液压驱动投放仓打开投放物资；遇到障碍物需要清除，通过载物板进行夹取携带或移除；

S4：巡检结束，关闭无人机电源，折叠回收。

本发明的有益效果在于：

1.本发明针对目前交通监管用无人机功能模块简单、执行效率低，对无人机在智能交通管控、交通拥堵、事故灾害防控等方面的研究与推广具有重要支撑作用；

2.折叠机臂结构简单、节省空间；使得整体体积缩小，方便运输携带，且操作方便，实行简易，不需要螺栓连接加以紧固。

3.本发明可携带一些轻型设备，实时地在目标位置投放或夹取需要的物资设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的折叠后主视图；

图4为本发明的折叠部件放大示意图；

图5为本发明的调节板结构示意图；

图6为本发明的折叠部件外部结构示意图；

图7为本发明的折叠后主视图；

图8为本发明的投放仓结构示意图；

图9为本发明的支撑滑杆局部放大示意图；

图10为本发明的载物板正面示意图；

图11为本发明的载物板底面示意图；

图12为本发明的投放仓展开示意图；

图13为本发明的投放仓闭合示意图；

附图标记说明：

1、机体；2、GPS模块；3、折叠机臂；3-1、调节板；3-2、滑杆；3-3、机臂；3-4、导向槽；4、云台；5、光电吊舱；6、投放仓；6-1、支撑滑杆；6-2、载物板；6-3、微型液压缸；6-4、橡胶垫；7、脚架；8、喊话器；9、保护罩；10、电源部；11、管夹；12、旋翼及动力系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图4所示，本发明一种多功能警用道路安全巡检无人机，包括机体1，机体1顶部设置有GPS支架，且GPS支架上方固定安装有定位作用的GPS模块2，用来修正无人机的速度和位置；电源部10设置于机体1中心位置，所述电源部10与所述数据处理传递模块电性连接，所述电源部10为智能锂电池，用于提供各个用电器所需的电能。两个脚架7对称安装在无人机机体1底部，使无人机起落平稳，脚架7上设置有减震棉，用来增加降落的稳定性；机体1上方中央设置有保护罩9，用于保护内部各种功能模块和元器件。

机体1的四周关于中心对称连接有折叠机臂3，所述折叠机臂3包括六个机臂3-3，材料为碳纤维。折叠机臂3-3一端通过折叠组件安装在机体1上，所述折叠组件包括折叠机臂3-3、滑杆3-2、导向槽3-4、调节板3-1，其中两滑杆3-2贯穿于机臂3-3，并且两端分别安插在两侧的调节板3-1的两个导向槽3-4中，调节板3-1安装在机体1上，需要折叠时只需手动抽出机臂3-3使滑杆3-2按导向槽3-4滑动至下方的限位部，由于重力的关系，会使整个机臂3-3停留在下方的限位部，达到折叠的效果，使得整体体积缩小，方便运输携带，且操作方便，实行简易，不需要螺栓连接加以紧固。

折叠机臂3-3内还安装有旋翼及动力系统12，由旋翼和电机组成，折叠机臂3-3的端部固定安装有电机，电机的输出端固定连接有旋翼，旋翼安装在折叠机臂3-3末端，所述旋翼结构用于提供无人机飞行所需的动力；

机体1上还安装有云台4，该云台4为三轴云台，可在空间三个维度上运动。云台4上设有橡胶减震球。光电吊舱5设置于机体1前侧，通过云台4固定，控制吊舱精确对准目标，不受无人机飞行不平稳和机身倾斜的影响。光电吊舱5可以是可见光摄像机，在日常状态下使用；也可以是热成像摄像机，在夜晚或特殊情况下使用。光电吊舱5用于对违法行为进行巡查及跟踪；对事故现场和执法过程进行远程实时直播，从而使警务人员能够实时了解现场情况，为执法和远程决策指挥以及调查取证工作的进一步开展提供帮助。

喊话器8设置于所述机体1后侧，所述喊话器8用于通过喊话对地面违法人员进行警告驱离；可辅助交通执法人员在交通拥堵路段进行大范围的交通管制和人群车流疏导。

机体1上还安装有投放仓6，投放仓6采用碳纤维制成，可承载10kg左右的大载荷，上面设置有多种不规则孔隙，方便绑定携带多种警用设备或重型设备。投放仓6通过管夹11与螺栓连接紧固在脚架7上,投放仓6内四周设置有橡胶垫6-4，可一定程度上保护仓内设备在飞行过程中出现抖动或碰撞而带来的损坏；投放仓6两侧设置有微型液压缸6-3，用螺钉紧固，在接收信号后，驱动两个支撑滑杆6-1向中间位移或向两侧位移，投放仓6内部两侧设置有导轨，两支撑滑杆6-1分别置于两导轨内，两支撑滑杆6-1在端部安装有滚轮，减小其在导轨内滑行的阻力，提高支撑滑杆6-1的使用寿命。

载物板6-2与投放仓6用销轴连接，方便转动；载物板6-2底面设有一定坡度的滑槽，根据支撑滑杆6-1在导轨内停留的位置不同，使得载物板6-2展开的角度不同，当两支撑滑杆6-1分别移动到最外侧时，载物板6-2展开角度最大，此时所携带的设备会从投放仓6中掉落，达到在目标位置投放的效果，当两支撑滑杆6-1移动到最内侧时，两载物板6-2完全闭合，可达到携带设备的作用。载物板6-2上设有多个横向纹路，减小掉落时的摩擦力。

所述机体1、旋翼、机臂3-3、调节板3-1、投放仓6以及脚架7均采用碳纤维材料制成，用于减轻无人机整体的重量，进而增加投放仓6的设备携带重量。整体设计搭配无人机可大幅减轻警务人员设备携带量，也可对需要救助人员第一时间投递相关救生设备。

实施例2

一种多功能警用道路安全巡检无人机包括实施例1的结构，同时载物板6-2边缘设置有锯齿，当两支撑滑杆6-1移动到中间任意位置时，由于载物板6-2一侧设置有规则的锯齿，可夹持一些物体通过无人机进行携带或移走障碍物。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种多功能警用道路安全巡检无人机，其特征在于，包括机体(1)，所述机体(1)中心部安装有电源部(10)，所述电源部(10)与数据处理传递模块电性连接；

GPS模块(2)，所述GPS模块(2)安装在所述机体(1)顶部，用来修正无人机的速度和位置；

折叠机臂(3-3)，所述机体(1)四周中心对称安装有折叠机臂(3-3)，所述折叠机臂(3-3)内安装有旋翼及动力系统(12)，所述旋翼及动力系统(12)包括电机和连接在电机输出端的旋翼；

光电吊舱(5)，所述光电吊舱(5)安装在所述机体(1)下部的云台(4)上，所述光电吊舱(5)用于对违法行为进行巡查及跟踪；

喊话器(8)，所述喊话器(8)安装在所述机体(1)后侧，用于警告驱离或交通管制；

所述折叠机臂(3-3)一端通过折叠组件安装在机体(1)上，所述折叠组件包括滑杆(3-2)、导向槽(3-4)和调节板(3-1)，所述调节板(3-1)上设有两个导向槽(3-4)，所述滑杆(3-2)贯穿于机臂(3)且两端分别安插在导向槽(3-4)内，所述调节板(3-1)安装在机体(1)上；

所述机体(1)底部对称安装有两个脚架(7)，用于保证无人机平稳起落；所述机体(1)上部安装有保护罩(9)

还包括投放仓(6)，所述投放仓(6)通过管夹(11)安装在所述脚架(7)上，所述投放仓(6)两侧安装有微型液压缸(6-3)，所述微型液压缸(6-3)驱动支撑滑杆(6-1)位移，所述支撑滑杆(6-1)分别安装在所述投放仓(6)的导轨内；所述投放仓(6)活动安装有载物板(6-2)，所述载物板(6-2)底部设有滑槽，可供支撑滑杆(6-1)位移控制载物板(6-2)开闭；

所述载物板(6-2)边缘安装有锯齿，用于夹取物品。

2.根据权利要求1所述一种多功能警用道路安全巡检无人机，其特征在于，所述支撑滑杆(6-1)端部安装有滚轮，用于减少滑行阻力。

3.如权利要求1所述一种多功能警用道路安全巡检无人机的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：起飞前保证无人机水平放置于起飞点，对旋翼进行紧固检查，打开无人机折叠机臂(3-3)，启动电源部(10)，利用遥控端控制驱动旋翼及动力系统(12)，对目标区域进行巡检；

S2：数据处理传递模块还与执行模块的光电吊舱(5)、喊话器(8)和GPS模块(2)连接，GPS模块(2)将数据传给数据处理传递模块，通过旋翼及动力系统(12)对无人机的速度和位置进行修正；光电吊舱(5)对违法行为进行具体跟踪记录，进一步了解现场情况；喊话器(8)对地面具体行为进行疏导和管制；

S3：投放仓(6)携带物资至目标地点，通过液压驱动投放仓(6)打开投放物资；遇到障碍物需要清除，通过载物板(6-2)进行夹取携带或移除；

S4：巡检结束，观察地面关系，做好着陆准备，最后关闭无人机电源，折叠回收。

4.根据权利要求3所述一种多功能警用道路安全巡检无人机的运行方法，其特征在于，所述数据处理传递模块给执行模块光电吊舱(5)、喊话器(8)和GPS模块(2)发送指令，同时执行模块将信息反馈给所述数据处理传递模块，数据处理传递模块处理数据后指导执行模块下步操作。

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