CN115123474A - 一种用于停驻无人机的安全浮标平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于停驻无人机的安全浮标平台，涉及水上浮标平台技术领域，包括用于停驻无人机本体的平台板和安装在平台板底下的稳平装置，稳平装置的下端设有浮力气囊，平台板上设有电动充气泵，电动充气泵通过气管连通浮力气囊，平台板上设置有呈圆周阵列分布的停驻台，停驻台上放置有无人机本体，平台板的两侧对称设有波浪能收集装置，波浪能收集装置与电池连接，稳平装置包括基板、转轴和抬升组件，抬升组件安装在基板上，转轴的两端分别与两个波浪能收集装置连接，抬升组件与转轴的侧壁连接，基板的底部设有投放锚。本发明提供的用于停驻无人机的安全浮标平台，能够转化波浪能给无人机充电，能够随波浪起伏调整平台板角度，更加平稳。

Description

一种用于停驻无人机的安全浮标平台

技术领域

本发明涉及无人机浮标平台技术领域，具体为一种用于停驻无人机的安全浮标平台。

背景技术

海洋环境观测对于海洋环境预报、防灾减灾、海洋开发、海防安全、海洋科学研究等具有重要意义。随着国家海洋强国战略的实施，对于深远海的大面积长期实时观测、敏感区域机动灵活隐蔽观测等提出了更高的要求。

目前，深远海海洋环境观测主要分为固定平台观测和移动平台观测两种。其中，固定平台观测主要包括卫星观测和锚定浮标观测两种形式。卫星观测方式，观测面积比较广，但是精度比较低，而且基本都是针对海水表层的遥感观测。锚定浮标观测是将浮标锚定在待测海面上，并在浮标平台上搭载各种类型的海洋观测仪器，通过这些海洋观测仪器对海水表层以及海洋不同深度层面的环境参数进行检测。锚定浮标观测方式可以对锚定点海域进行定点长期连续观测，但不能对布放海域进行大面积机动观测。

针对锚定浮标观测方式无法实现大面积机动观测的缺陷，现有的解决办法是将无人机与浮标平台相结合，将一些观测仪器搭载在无人机上，通过无人机携带观测仪器对低空气象、生态污染等海洋环境进行定期观测。同时，利用无人机机动灵活的特点，还可以对海上溢油、海上搜救等突发事件进行调查，提供第一手宝贵资料。

目前浮标平台存在容易受海浪影响大幅度晃动、不能够对无人机充电且带有蓄电池的平台电量消耗难以补充等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于停驻无人机的安全浮标平台，以解决上述背景技术中提出的现有的浮标平台不平稳且充电功能存在缺陷的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种用于停驻无人机的安全浮标平台，包括用于停驻无人机本体的平台板和安装在平台板底下的稳平装置，所述稳平装置的下端设有浮力气囊，所述平台板上设有电动充气泵，所述电动充气泵通过气管连通浮力气囊；

所述平台板的中部设有安全仓，所述安全仓内设有电池和控制器，所述电池电性连接控制器，所述平台板上设置有呈圆周阵列分布的停驻台，所述停驻台上放置有无人机本体；

所述平台板的两侧对称设有波浪能收集装置，所述波浪能收集装置与电池连接；

所述稳平装置包括基板、转轴和抬升组件，所述抬升组件安装在基板上，所述转轴的两端分别与两个波浪能收集装置连接，所述抬升组件与转轴的侧壁连接，所述基板的底部设有投放锚。

进一步地，所述平台板上设有罩壳，所述电动充气泵位于罩壳内，所述罩壳的一侧设有进气网格口，所述罩壳内设有隔板，所述隔板位于进气网格口与电动充气泵之间。

进一步地，所述波浪能收集装置包括盒体、发电机组、传动组、转板和浮块，所述盒体安装在基板上，所述转板的两端均安装有浮块，另一侧固定连接传动组，所述盒体的一侧设有连接轴，所述连接轴连接转板和转轴。

进一步地，所述传动组包括主动链轮、棘轮机构和放大齿轮，所述主动链轮固定在转板的一侧，所述主动链轮和棘轮机构通过链条连接，所述棘轮机构与放大齿轮啮合，所述放大齿轮与发电机组连接，所述棘轮机构和放大齿轮和发电机组均位于盒体内。

进一步地，所述抬升组件包括转动杆、抬升杆、绕台和立杆，所述立杆轴向转动安装在基板上，所述基板上同轴心活动设置有第一圆环和第二圆环，所述绕台固定在第一圆环上，所述转轴穿过转动杆的中部，所述转动杆的两端均转动连接抬升杆，所述抬升杆的中部转动连接绕台。

进一步地，所述抬升杆为V型结构，包括连接部和抬升部，所述抬升部和连接部的夹角为135°，所述抬升部与平台板的底部接触。

进一步地，所述立杆贯穿延伸至所述平台板的上方，所述立杆的侧壁上固定安装有位于所述安全仓内侧的万向球，所述立杆位于平台板上方一端的侧壁上固定安装有帆板，所述帆板上开设有交错分布的风孔。

进一步地，所述平台板上设有保护机构，所述保护机构包括电动升降杆和保护盖，所述保护盖安装在电动升降杆上，所述保护盖上沿着盖檐设有一圈遮板。

进一步地，所述停驻台上设有电磁线圈，所述电磁线圈与电池连接。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

（1）本发明的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，能够有效的在水面上给无人机作为停放平台使用。

（2）本发明的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，能够从水面的波浪中获取能量，转换为电能给无人机充电。

（3）本发明的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，能够随波浪起伏调整平台板的角度，以使平台板趋于水平状态，更加平稳。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明提供的浮标平台的结构示意图；

图2为本发明提供的浮标平台的又一结构示意图；

图3为图2中A处放大图；

图4为本发明提供的浮标平台的部分结构示意图；

图5为图4中C处放大图；

图6为本发明提供的传动组的结构示意图；

图7为本发明提供的浮标平台的俯剖图；

图8为图7中B处放大图；

图9为本发明提供的电动充气泵的结构示意图；

图10为本发明提供的波浪能收集装置的工作状态示意图。

图中：

100、平台板；110、安全仓；120、电动充气泵；121、罩壳；122、网格口；123、隔板；130、停驻台；141、电动升降杆；142、保护盖；

200、稳平装置；210、基板；220、立杆；230、帆板；240、风孔；250、第一圆环；260、第二圆环；270、转轴；280、抬升组件；281、转动杆；282、抬升杆；283、绕台；

400、无人机本体；

500、波浪能收集装置；510、盒体；520、发电机组；530、传动组；531、主动链轮；532、棘轮机构；533、放大齿轮；534、链条；540、转板；550、浮块；

600、投放锚。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅附图1-图10所示，本发明的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，包括用于停驻无人机本体400的平台板100和安装在平台板100底下的稳平装置200，稳平装置200的下端设有浮力气囊，平台板100上设有电动充气泵120，电动充气泵120通过气管连通浮力气囊，平台板100的中部设有安全仓110，安全仓110内设有电池和控制器，电池电性连接控制器，平台板100上设置有呈圆周阵列分布的停驻台130，停驻台130上放置有无人机本体400，平台板100的两侧对称设有波浪能收集装置500，波浪能收集装置500与电池连接，稳平装置200包括基板210、转轴270和抬升组件280，抬升组件280安装在基板210上，转轴270的两端分别与两个波浪能收集装置500连接，抬升组件280与转轴270的侧壁连接，基板210的底部设有投放锚600，此设计的结构，用于水面上作为无人机本体400的临时停靠站使用，目前对于水面监测的无人机本体400来说，都是追求轻量化和便携化，因为无人机本体400的续航里程较少，在水面上设置临时停放平台，可有效解决无人机本体400续航差无法返回的问题，可在最大程度能监测拍摄更大的水面面积，之后留有一定的电量返回停驻在平台上即可，设置有浮力气囊，能够提高该装置的漂浮效果，在运输或者放置在货架上时，可将浮力气囊内的空气放出，在使用时对其充气即可，浮力气囊使用一段时间后，会产生漏气，可通过电动充气泵120对其充气，保证该浮力气囊有足够的浮力。

需要注意的是，在水面上的装置随着波浪的起伏，装置都会跟随发生起伏晃动，此现象不利于无人机本体400的停放，当晃动幅度过大时，还会影响装置的稳定性，容易侧翻或者被更多的水侵湿，稳平装置200能够有效的减少装置的晃动幅度，降低影响，保持平台板100处于较小幅度的变化中，便于无人机本体400停放。

平台板100上设有罩壳121，电动充气泵120位于罩壳121内，罩壳121的一侧设有进气网格口122，罩壳121内设有隔板123，隔板123位于进气网格口122与电动充气泵120之间，此设计的结构，由于水面上存在忽大忽小的波浪，因此为了防止电动充气泵120进水损坏，设置罩壳121将其保护，其中罩壳121内的隔板123能够隔开电动充气泵120和进气网格口122，进一步的使得空气从进气网格口122进入后需要绕过隔板123到达电动充气泵120，而浪花则会被隔板123挡下来，有效地防止浪花从进气网格口122进入后打湿电动充气泵120，给浮力气囊充气时，电动充气泵120启动将外界的风从进气网格口122引入，经气管导入浮力气囊内。

波浪能收集装置500包括盒体510、发电机组520、传动组530、转板540和浮块550，盒体510安装在基板210上，转板540的两端均安装有浮块550，一侧固定连接传动组530，盒体510的一侧设有连接轴，连接轴连接转板540和转轴270，传动组530包括主动链轮531、棘轮机构532和放大齿轮533，主动链轮531固定在转板540的一侧，主动链轮531和棘轮机构532通过链条534连接，棘轮机构532与放大齿轮533啮合，放大齿轮533与发电机组520连接，棘轮机构532和放大齿轮533和发电机组520均位于盒体510内，此设计的结构，能够收集波浪能，提供给电池，有效地延长该装置在水面的作业时间，具体的，当海浪涌来时，浪头将其中一个浮块550（设为浮块550一）顶起，带动转板540转动，假定此时为顺时针转动，该海浪继续前进，将另一个浮块550（设为浮块550二）顶起，此时浮块550一从浪头降落，浮块550二被浪头顶起，带动转板540逆时针转动，随着海浪不断涌来，该转板540周期性的反复转动，进一步的通过链条534带动棘轮机构532工作，由于棘轮机构532单向传递转向力，使得该棘轮机构532传递某一方向的转向力给放大齿轮533，引起放大齿轮533间歇性工作，由于放大齿轮533的直径较小，棘轮机构532单次的工作过程会引起放大齿轮533转动很多圈，即该作用力引起的放大齿轮533工作过程会产生惯性转动，当惯性转动快结束时，源源不断的浪引起的棘轮机构532周期工作又启动，进而使得放大齿轮533持续不停的转动，带动发电机组520工作进行发电。

抬升组件280包括转动杆281、抬升杆282、绕台283和立杆220，立杆220轴向转动安装在基板210上，基板210上同轴心活动设置有第一圆环250和第二圆环260，绕台283固定在第一圆环250上，波浪能收集装置500的盒体510安装在第二圆环260上，转轴270穿过转动杆281的中部，转动杆281的两端均转动连接抬升杆282，抬升杆282的中部转动连接绕台283，抬升杆282为V型结构，包括连接部和抬升部，抬升部和连接部的夹角为135°，抬升部与平台板100的底部接触，且并不与平台板100固定连接，立杆220贯穿延伸至平台板100的上方，立杆220的侧壁上固定安装有位于安全仓110内侧的万向球，万向球与安全仓110的内壁滚动配合，四个抬升杆282的抬升部配合万向球对平台板100提供支撑，此设计的结构，当波浪能收集装置500工作时，带动转轴270转动，使得安装在转轴270上的转动杆281转动，带动抬升杆282绕着绕台283转动，由于转动杆281的两端均转动连接抬升杆282，所以当其中一个抬升杆282的抬升部向上转动顶起平台板100时，另一个抬升杆282的抬升部向下转动，进一步的使得平台板100绕万向球发生转动，且转动方向与转板540的转动方向相反。

具体分析，先假定转轴270为中轴线，将两个浮块550和两个抬升杆282分成对称的两组，标记为前部组和后部组，即当波浪来袭时，浪头带动前部组的浮块550上升，转轴270转动，后部组的抬升杆282的抬升部升起，相应的位于后部组上的平台板100翘起，对应的位于前部组上的平台板100下压，但由于浪花的带动该装置整体前高后低，若没有设置稳平装置200，此时的平台板100为倾斜状态，由于水面的波浪持续，该装置始终处于摇摆的起伏中，不利于停机，而设置了稳平装置200，抬升杆282的抬起动作，抵消了波浪的起伏影响，保证了平台板100的平稳，且该装置是实时修正的，浪花越高，带动转轴270转动角度越大，相应的抬升杆282的抬起高度越大。

需要注意的是，当该装置为水平状态时，即转板540水平，平台板100水平，此时抬升杆282的抬升部均与平台板100的底部接触，进行支撑作业。

立杆220位于平台板100上方一端的侧壁上固定安装有帆板230，帆板230上开设有交错分布的风孔240，普通的海浪不会影响浮标平台的稳定性，而大浪基本都是受大风影响产生的，此设计的结构，当大风吹起海浪向浮标平台涌来时，大风会先于海浪到达浮标平台的位置，风吹在帆板230上，驱使帆板230带动立杆220旋转，直至帆板230平行于风的来向，旋转的立杆220带动转轴270旋转，进而驱使波浪能收集装置500的转板540与风的来向平行，防止海浪从转板540侧面涌来将浮标平台打翻，当帆板230与风的来向大致平行时，风吹在帆板230上仍会使帆板230小幅度来回摆动，影响浮标平台的稳定，交错倾斜设置的风孔240可以使风穿过帆板230，降低帆板230的摆动幅度，提高稳定性。

本实施例的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，用于在海面或湖面作为无人机本体400的临时停放平台使用，也可做无人机本体400的中途“加油站”，具体的，本设计的结构，可单次容纳五架无人机本体400，通过电磁线圈对无人机本体400进行无线充电作业。

需要注意的是，充电过程是漫长的，为了避免特殊的情况发生，充电过程中保护盖142可在电动升降杆141的作用下下降，进行更加封闭安全的保护。

需要注意的是，该安全仓110是封闭结构，避免进水。

特别的，保护盖142的顶部设有太阳能电池板，用于收集太阳能。

需要注意的是，此设计的传动组530采用链轮结构，仅仅是其中一种传动方式，具体的选择曲柄摇杆等装置也可实现将转板540的往复运动转换成提供给发电机组520的旋转运动，因此对于此处的不同也在本设计的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于停驻无人机的安全浮标平台，包括用于停驻无人机本体（400）的平台板（100）和安装在平台板（100）底下的稳平装置（200），其特征在于：

所述稳平装置（200）的下端设有浮力气囊，所述平台板（100）上设有电动充气泵（120），所述电动充气泵（120）通过气管连通浮力气囊；

所述平台板（100）的中部设有安全仓（110），所述安全仓（110）内设有电池和控制器，所述电池电性连接控制器，所述平台板（100）上设置有呈圆周阵列分布的停驻台（130），所述停驻台（130）上放置有无人机本体（400）；

所述平台板（100）的两侧对称设有波浪能收集装置（500），所述波浪能收集装置（500）与电池连接；

所述稳平装置（200）包括基板（210）、转轴（270）和抬升组件（280），所述抬升组件（280）安装在基板（210）上，所述转轴（270）的两端分别与两个波浪能收集装置（500）连接，所述抬升组件（280）与转轴（270）的侧壁连接，所述基板（210）的底部设有投放锚（600）。

2.根据权利要求1所述的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，其特征在于：所述平台板（100）上设有罩壳（121），所述电动充气泵（120）位于罩壳（121）内，所述罩壳（121）的一侧设有进气网格口（122），所述罩壳（121）内设有隔板（123），所述隔板（123）位于进气网格口（122）与电动充气泵（120）之间。

3.根据权利要求2所述的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，其特征在于：所述波浪能收集装置（500）包括盒体（510）、发电机组（520）、传动组（530）、转板（540）和浮块（550），所述盒体（510）安装在基板（210）上，所述转板（540）的两端均安装有浮块（550），另一侧固定连接传动组（530），所述盒体（510）的一侧设有连接轴，所述连接轴连接转板（540）和转轴（270）。

4.根据权利要求3所述的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，其特征在于：所述传动组（530）包括主动链轮（531）、棘轮机构（532）和放大齿轮（533），所述主动链轮（531）固定在转板（540）的一侧，所述主动链轮（531）和棘轮机构（532）通过链条（534）连接，所述棘轮机构（532）与放大齿轮（533）啮合，所述放大齿轮（533）与发电机组（520）连接，所述棘轮机构（532）和放大齿轮（533）和发电机组（520）均位于盒体（510）内。

5.根据权利要求4所述的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，其特征在于：所述抬升组件（280）包括转动杆（281）、抬升杆（282）、绕台（283）和立杆（220），所述立杆（220）轴向转动安装在基板（210）上，所述基板（210）上同轴心活动设置有第一圆环（250）和第二圆环（260），所述绕台（283）固定在第一圆环（250）上，所述转轴（270）穿过转动杆（281）的中部，所述转动杆（281）的两端均转动连接抬升杆（282），所述抬升杆（282）的中部转动连接绕台（283）。

6.根据权利要求5所述的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，其特征在于：所述抬升杆（282）为V型结构杆，包括连接部和抬升部，所述抬升部和连接部呈钝角夹角，所述抬升部用以支撑所述平台板（100）。

7.根据权利要求6所述的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，其特征在于：所述立杆（220）贯穿延伸至所述平台板（100）的上方，所述立杆（220）的侧壁上固定安装有位于所述安全仓（110）内侧的万向球，所述立杆（220）位于平台板（100）上方一端的侧壁上固定安装有帆板（230），所述帆板（230）上开设有交错分布的风孔（240）。

8.根据权利要求7所述的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，其特征在于：所述平台板（100）上设有保护机构，所述保护机构包括电动升降杆（141）和保护盖（142），所述保护盖（142）安装在电动升降杆（141）上，所述保护盖（142）上沿着盖檐设有一圈遮板。

9.根据权利要求8所述的一种用于停驻无人机的安全浮标平台，其特征在于：所述停驻台（130）上设有无线充电平台，所述无线充电平台与电池电性连接。

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