CN115610690A - 一种无人机机场、飞行救生系统、方法以及用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人机机场，属于无人机设备技术领域，该机场包括机体以及设置在机体上的若干机仓；机仓具有存储工位以及起降工位，并能自由切换，使得适配的无人机能够转出起飞或降落存储；本发明中无人机机场细分若干机仓，独立的机仓具有存储工位以及起降工位，并能自由切换，使得适配的无人机能够转出起飞或降落存储，另外针对不同需求，设计清理机构，缓冲机构，空调以及归正充换电机构，实现无人机的全自动、全方位起降及存储服务；本发明进一步基于上述无人机机场以及飞行救生器，设计了一种飞行救生方法以及系统；适用于用于海边、河边、湖边、船上或室内水馆的意外落水应急救援；有利于保障涉水安全。

Description

一种无人机机场、飞行救生系统、方法以及用途
技术领域
本发明涉及设备技术领域，具体是一种无人机机场、飞行救生系统、方法以及用途。
背景技术
目前的无人机机场主要针对单架次无人机进行设计，集成度不高，成本大，另外传统的无人机机场功能相对较少，无法实现全面、自动化无人机起降以及存储服务，另外目前日益严重的水患影响城市涉水安全，如城市内涝、海边、湖边等涉水岸边时常有意外溺水事件得不到快速救援，我司长期从事涉水无人机的研发和生产，开发有飞行救生器包括飞行救生圈和飞行救生担架；
我司在日常研发过程中发现目前市场上紧缺一种多架次无人机机场以及快速应急救生系统，为此我司提出了提供一种无人机机场、飞行救生系统、方法以及用途。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机机场、飞行救生系统、方法以及用途，所要解决的技术问题是：如何实现无人机的多架次、全方位、全自动化的起降以及存储服务，另外如何利用无人机技术实现快速水上应急救援以保障人类生命财产安全。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种无人机机场，包括机体以及设置在机体上的若干机仓；
机仓具有存储工位以及起降工位，并能自由切换，使得适配的无人机能够转出起飞或降落存储；
还包括清理机构，用于降落的无人机清理；
缓冲机构，用于无人机的降落缓冲；
空调，用于无人机的存储；
和/或导正充换电机构，用于无人机的归正充电。
优选的，所述机仓顶部开口，呈屉盒状；所述机仓沿机体侧向设置，机仓与机体形成抽屉式机柜结构，机仓收纳在机体内，机仓处于存储工位；机仓从机体内抽出至最外侧时，机仓处于起降工位。
优选的，所述清理机构为吹风机构，所述缓冲机构包括起降平台、若干缓冲弹簧、起降支撑板以及升降机构；
所述起降平台通过若干缓冲弹簧连接在起降支撑板上，起降支撑板通过升降机构安装在机仓内。
优选的，所述导正充换电机构包括导正充电机构以及换电机构；
所述导正充电机构包括导正机构以及充电机构；所述导正机构由纵横设置的四个移动导正杆组成；四个移动导正杆将起降平台上的无人机底部脚架夹持、推动至起降平台的导正位置；
充电机构包括充电触座，充电触座安装在移动导正杆上，无人机的脚架上适配充电触头，移动导正杆导正无人机，无人机的充电触头与移动导正杆的充电触座接触，并保持锁定；所述换电机构为换电机械手，换电机械手安装在机仓内，对无人机的电池进行换电。
优选的，所述机体一侧面设置若干机仓，且该侧面与水平面夹角为β,β取值（0,
Figure 346080DEST_PATH_IMAGE001
]，
优选的，β为π/4，使得同一侧的上下机仓2相互错开，并获得广角（135º）的起降空间。
优选的，所述无人机机场的机体上设有太阳能电池板，用于户外补充供电；
一种飞行救生系统，包括权利要求1所述的无人机机场，用于飞行救生器的起降和存储；
飞行救生器，用于快速响应飞行至事故水域进行救生；
预警系统，用于落水事故的信息监测，获取事故信息；
以及控制系统，用于无人机机场、飞行救生器以及预警系统的控制；
飞行救生器存放在机仓的存储工位上；应急状态下，机仓将存储工位转换为起降工位，飞行救生器能够从起降工位起飞、并飞行至救援地点进行救援，救援任务结束后，飞行救生器降落在起降工位上，机仓将起降工位转换为存储工位，存储飞行救生器。
优选的，所述无人机机场安装在岸边、水面、车或船上。
优选的，所述飞行救生器包括飞行救生圈和/或飞行救生担架。
优选的，所述机仓对应飞行救生器设有集成多功能起降机构；所述集成多功能起降机构包括升降机构、起降支撑板、起降窝台、归正筛动机构、若干缓冲弹簧以及充电触座；
所述升降机构安装在机仓内底部，起降支撑板安装在升降机构顶部；所述起降窝台上设锥槽，锥槽底部设有容置槽，容置槽与飞行救生器或飞行救生担架外壳匹配；起降窝台底部通过若干缓冲弹簧安装现在起降支撑板上；所述归正筛动机构包括竖向升降杆以及横向升降杆，竖向升降杆和横向伸缩杆安装在起降支撑板上，分别竖向以及横向铰接起降窝台；
所述充电触座设有4个，且一一对应安装在容置槽侧边中部，飞行救生圈或飞行救生担架侧边设有充电触头。
优选的，所述预警系统包括巡航无人机、定点监控设备以及RTK导航定位系统，巡航无人机适配机仓；
RTK导航定位系统包括定位基站以及移动RTK模块，移动RTK模块安装在飞行救生器以及巡航无人机上。
优选的，还包括接驳码头，接驳码头对接无人机机场，用于飞行救生器救援过程中人员及设备接驳。
一种飞行救生方法，包括如下步骤：
步骤一：获取落水者的位置信息以及待救援人员信息；
步骤二：无人机机场匹配相应的飞行救生器从存储工位进入起降工位；
步骤三：飞行救生器从起降工位起飞，飞行至救援地点进行救援；
步骤四：救援任务结束后，飞行救生器降落在起降工位，随后进入存储工位。
优选的，所述步骤一中采用移动无人机及定点监控设备配合预警发现落水者、并获取准确的位置信息和待救援人员数量及荷载信息。
优选的，所述步骤二中无人机机场根据位置信息以及人员信息匹配若干飞行救生器执行出库救援。
优选的，所述飞行救生器起飞、飞行至救援地点，落水者获得飞行救生器，并由飞行救生器提供浮力，快速紧急避险，随后有飞行救生器主动牵引至安全区域或等待进一步救援。
一种应用上述飞行救生系统的用途，该飞行救生系统用于海边、河边、湖边、船上或室内水馆的意外落水应急救援。
与现有技术相比，本发明的优点在于以下几个方面：
本发明创造性地提供一种无人机机场、飞行救生系统、方法以及用途，本发明中无人机机场细分若干机仓，独立的机仓具有存储工位以及起降工位，并能自由切换，使得适配的无人机能够转出起飞或降落存储，另外针对不同需求，设计清理机构，缓冲机构，空调以及归正充换电机构，实现无人机的全自动、全方位起降及存储服务。
本发明进一步提出了一种飞行救生方法，包括如下步骤：步骤一：获取落水者的位置信息以及待救援人员信息；步骤二：无人机机场匹配相应的飞行救生器从存储工位进入起降工位；步骤三：飞行救生器从起降工位起飞，飞行至救援地点进行救援；步骤四：救援任务结束后，飞行救生器降落在起降工位，随后进入存储工位基于上述无人机机场以及飞行救生器；
本发明进一步基于上述飞行救生方法创新集成一种飞行救生系统；飞行救生器存放在无人机机场中机仓的存储工位上；应急状态下，机仓将存储工位转换为起降工位，飞行救生器能够从起降工位起飞、并飞行至救援地点进行救援，救援任务结束后，飞行救生器降落在起降工位上，机仓将起降工位转换为存储工位，存储飞行救生器；实现飞行救生全自动运行，适用于用于海边、河边、湖边、船上或室内水馆的意外落水应急救援；有利于保障涉水安全。
附图说明
图1为一种无人机机场处于起降工位的示意简图。
图2为一种无人机机场处于存储工位的示意简图。
图3为图1中A处位置的放大图。
图4为一种无人机机场中齿轮驱动机构的示意简图。
图5为一种无人机机场中机仓的内部示意简图。
图6为一种无人机机场中缓冲起降机构的示意简图。
图7为一种无人机机场中起降平台的结构示意简图。
图8为一种无人机机场中清理机构的结构示意简图。
图9为一种飞行救生系统的结构示意图。
图10为一种飞行救生系统中集成多功能起降机构的结构示意图。
图11为一种飞行救生系统中集成多功能起降机构的侧视图。
图12为一种飞行救生系统中集成多功能起降机构的俯视图。
图13为一种飞行救生系统中预警系统的结构示意简图。
图14为一种飞行救生系统中接驳码头与无人机机场的配合示意简图。
图15为一种飞行救生方法流程示意简图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
请参阅图1-8，一种无人机机场，用于无人机10’的起降和存储，该无人机机场100包括机体1以及设置在机体1上的若干机仓2；
所述机仓2顶部开口，呈屉盒状；所述机仓2沿机体1侧向设置，
所述机体1侧面对应机仓2设有屉槽10，屉槽10内两侧壁中部对应机仓2安装有滑轨座11，机仓2两侧中部分别对应安装有滑轨条21，滑轨条21与滑轨座11滑动配合；
机仓2底部中间位置安装有与滑轨条21平行的齿条22；
所述屉槽10的底部靠近端口位置设有齿轮12以及齿轮驱动机构13；所述齿轮驱动机构13包括减速器131与第一电机132；所述第一电机132通过减速器131与齿轮12的齿轮轴传动连接；齿轮12与齿条22啮合传动，带动机仓2从屉槽10抽出或推入，形成抽屉式机柜结构；机仓2收纳在机体1内，机仓2处于存储工位20；机仓2从机体1内抽出至最外侧时，机仓2处于起降工位30。
所述机仓2内设有升降机构3；所述升降机构3安装在机仓2内底部，升降机构3顶部安装有缓冲起降机构4；所述缓冲起降结构4包括起降支撑板41、起降平台42以及若干缓冲弹簧43；
起降支撑板41与升降机构3顶部固定连接，起降平台42底部通过若干缓冲弹簧43与起降支撑板41固定连接；起降平台42上设有H型起降标识；
在一些实施例中，所述升降机构3为剪刀叉式升降机构；
在一些实施例中，起降平台42上设有导正机构5，导正机构5由纵横设置的四个移动导正杆51组成；四个移动导正杆51将起降平台42上的无人机底部脚架夹持、推动至起降平台42的导正位置；
在一些实施例中，导正机构5上设置充电机构6，充电机构6包括充电触座61，充电触座61安装在移动导正杆51上，无人机的脚架上适配充电触头60，移动导正杆51导正无人机10’，无人机10’的充电触头60与移动导正杆41的充电触座61接触，并保持锁定，实现导正即充电；
在一些实施例中，机仓2内安装有换电机械手（图未示出），用于无人机10’的电池换电作业。
在一些实施例中，所述机仓2内顶部对应起降平台42设有清理机构7，所述清理机构7为吹风机构，吹风机构包括风机71以及与风机71连接的吹风管72；吹风管72呈环形，内嵌于起降平台42中部，吹风管72底部通过若干导管711与风机连接，吹风管72顶部均匀设有吹风孔721，吹风孔朝向起降平台42中部；
在一些实施例中，所述机体1上安装有恒温空调8，用于无人机10’的恒温存储。
实施例二：
请参阅图1-15，一种飞行救生系统，包括上述无人机机场100，用于飞行救生器的起降和存储；
飞行救生器200，用于快速响应飞行至事故水域进行救生；
预警系统300，用于落水事故的信息监测，获取事故信息；
以及控制系统400，用于无人机机场、飞行救生器以及预警系统的控制；
在一些实施例中，所述无人机机场100安装在岸边；用于快速水上应急救援；
在一些实施例中该无人机机场100的机体1一侧面设置若干机仓2，且该侧面与水平面夹角为β为π/4，使得同一侧的上下机仓2相互错开，并获得广角（135º）的起降空间。
在一些实施例中，所述飞行救生器200为飞行救生圈201；本实施例针对飞行救生圈201设计集成多功能起降机构400，所述集成多功能起降机构400包括升降机构3、起降支撑板41、起降窝台401、归正筛动机构402、若干缓冲弹簧43以及充电触座61；
所述升降机构3安装在机仓2内底部，起降支撑板41安装在升降机构3顶部；所述起降窝台401上设锥槽4011，锥槽4011底部设有容置槽4012，容置槽4012与飞行救生圈201外壳匹配；起降窝台401底部通过若干缓冲弹簧43安装现在起降支撑板41上；所述归正筛动机构402包括竖向升降杆4021以及横向伸缩杆4022，竖向升降杆4021和横向伸缩杆4022安装在起降支撑板41上，分别竖向以及横向铰接起降窝台401；
所述充电触座61设有4个，且一一对应安装在容置槽4012侧边中部，飞行救生圈201侧边设有充电触头60。
在一些实施例中，所述飞行救生器200为飞行救生担架202，集成多功能起降机构400适配飞行救生担架202，集成多功能起降机构400中起降窝台上容置槽4012与飞行救生担架202外形匹配；
飞行救生器200存放在机仓2的存储工位20上；应急状态下，机仓2将存储工位20转换为起降工位30，飞行救生器200能够从起降工位30起飞、并飞行至救援地点进行救援，救援任务结束后，飞行救生器200降落在起降工位30上，机仓2将起降工位30转换为存储工位20，存储飞行救生器200；
在一些实施例中，所述预警系统300包括巡航无人机301、定点监控设备（图未示出）以及RTK导航定位系统302；
在一些实施例中，巡航无人机301适配无人机机场100的机仓2；
在一些实施例中，无人机机场100的机体1顶部设有巡航机场100’，用于巡航无人机的起降和存储；
在一些实施例中，RTK导航定位系统302包括定位基站3031以及移动RTK模块（图未示出），移动RTK模块安装在飞行救生器200以及巡航无人机301上。
在一些实施例中，飞行救生系统还包括接驳码头500，接驳码头500对接无人机机场100，用于飞行救生器200救援过程中人员及设备接驳；
在一些实施例中，无人机机场100安装在水面上；
在一些实施例中，无人机机场100搭载在巡检车或应急救援车上；
在一些实施例中，所述无人机机场100安装在巡检船、货船以及应急救援船上；
在一些实施例中，所述无人机机场100设置在室内游泳馆等涉水区域，用于意外落水应急救援。
在一些实施例中，所述无人机机场100的机体1上设有太阳能电池板（图未标示），用于户外补充供电。
一种应用上述飞行救生系统的飞行救生方法，包括如下步骤：
步骤一：获取落水者的位置信息以及待救援人员信息；在一些实施例中，所述步骤一中采用移动无人机及定点监控设备配合预警发现落水者、并获取准确的位置信息和待救援人员数量及荷载信息。
步骤二：无人机机场匹配相应的飞行救生器从存储工位进入起降工位；优选的，所述步骤二中无人机机场根据位置信息以及人员信息匹配若干飞行救生器执行出库救援。
步骤三：飞行救生器从起降工位起飞，飞行至救援地点进行救援；在一些实施例中，所述飞行救生器起飞、飞行至救援地点，落水者获得飞行救生器，并由飞行救生器提供浮力，快速紧急避险，随后有飞行救生器主动牵引至安全区域或等待进一步救援。
步骤四：救援任务结束后，飞行救生器降落在起降工位，随后进入存储工位。
本发明的工作原理是：本发明创造性地提供一种无人机机场、飞行救生系统、方法以及用途，本发明中无人机机场细分若干机仓，独立的机仓具有存储工位以及起降工位，并能自由切换，使得适配的无人机能够转出起飞或降落存储，另外针对不同需求，设计清理机构，缓冲机构，空调以及归正充换电机构，实现无人机的全自动、全方位起降及存储服务。
本发明进一步提出了一种飞行救生方法，包括如下步骤：步骤一：获取落水者的位置信息以及待救援人员信息；步骤二：无人机机场匹配相应的飞行救生器从存储工位进入起降工位；步骤三：飞行救生器从起降工位起飞，飞行至救援地点进行救援；步骤四：救援任务结束后，飞行救生器降落在起降工位，随后进入存储工位基于上述无人机机场以及飞行救生器；
本发明进一步基于上述飞行救生方法创新集成一种飞行救生系统；飞行救生器存放在无人机机场中机仓的存储工位上；应急状态下，机仓将存储工位转换为起降工位，飞行救生器能够从起降工位起飞、并飞行至救援地点进行救援，救援任务结束后，飞行救生器降落在起降工位上，机仓将起降工位转换为存储工位，存储飞行救生器；实现飞行救生全自动运行，有利于保障涉水安全。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (18)

1.一种无人机机场，其特征在于，包括机体以及设置在机体上的若干机仓；
机仓具有存储工位以及起降工位，并能自由切换，使得适配的无人机能够转出起飞或降落存储；
还包括清理机构，用于降落的无人机清理；
缓冲机构，用于无人机的降落缓冲；
空调，用于无人机的存储；
和/或导正充换电机构，用于无人机的归正充换电。
2.根据权利要求1所述的无人机机场，其特征在于，所述机仓顶部开口，呈屉盒状；所述机仓沿机体侧向设置，机仓与机体形成抽屉式机柜结构，机仓收纳在机体内，机仓处于存储工位；机仓从机体内抽出至最外侧时，机仓处于起降工位。
3.根据权利要求1所述的无人机机场，其特征在于，所述清理机构为吹风机构，所述缓冲机构包括起降平台、若干缓冲弹簧、起降支撑板以及升降机构；
所述起降平台通过若干缓冲弹簧连接在起降支撑板上，起降支撑板通过升降机构安装在机仓内。
4.根据权利要求1所述的无人机机场，其特征在于，所述导正充换电机构包括导正充电机构以及换电机构；
所述导正充电机构包括导正机构以及充电机构；所述导正机构由纵横设置的四个移动导正杆组成；四个移动导正杆将起降平台上的无人机底部脚架夹持、推动至起降平台的导正位置；
充电机构包括充电触座，充电触座安装在移动导正杆上，无人机的脚架上适配充电触头，移动导正杆导正无人机，无人机的充电触头与移动导正杆的充电触座接触，并保持锁定；所述换电机构为换电机械手，换电机械手安装在机仓内，对无人机的电池进行换电。
5.根据权利要求1所述的无人机机场，其特征在于，所述机体一侧面设置若干机仓，且 该侧面与水平面夹角为β,β取值（0,
Figure 179791DEST_PATH_IMAGE001
]。
6.根据权利要求5所述的无人机机场，其特征在于，所述β为π/4。
7.根据权利要求1所述的无人机机场，其特征在于，所述无人机机场的机体上设有太阳能电池板。
8.一种飞行救生系统，其特征在于，包括权利要求1所述的无人机机场，用于飞行救生器的起降和存储；
飞行救生器，用于快速响应飞行至事故水域进行救生；
预警系统，用于落水事故的信息监测，获取事故信息；
以及控制系统，用于无人机机场、飞行救生器以及预警系统的控制；
飞行救生器存放在机仓的存储工位上；应急状态下，机仓将存储工位转换为起降工位，飞行救生器能够从起降工位起飞、并飞行至救援地点进行救援，救援任务结束后，飞行救生器降落在起降工位上，机仓将起降工位转换为存储工位，存储飞行救生器。
9.根据权利要求8所述的飞行救生系统，其特征在于，所述无人机机场安装在岸边、水面、车或船上。
10.根据权利要求8所述的飞行救生系统，其特征在于，所述飞行救生器包括飞行救生圈和/或飞行救生担架。
11.根据权利要求8所述的飞行救生系统，其特征在于，所述机仓对应飞行救生器设有集成多功能起降机构；所述集成多功能起降机构包括升降机构、起降支撑板、起降窝台、归正筛动机构、若干缓冲弹簧以及充电触座；
所述升降机构安装在机仓内底部，起降支撑板安装在升降机构顶部；所述起降窝台上设锥槽，锥槽底部设有容置槽，容置槽与飞行救生器或飞行救生担架外壳匹配；起降窝台底部通过若干缓冲弹簧安装现在起降支撑板上；所述归正筛动机构包括竖向升降杆以及横向升降杆，竖向升降杆和横向伸缩杆安装在起降支撑板上，分别竖向以及横向铰接起降窝台；
所述充电触座设有4个，且一一对应安装在容置槽侧边中部，飞行救生圈或飞行救生担架侧边设有充电触头。
12.根据权利要求8所述的飞行救生系统，其特征在于，所述预警系统包括巡航无人机、定点监控设备以及RTK导航定位系统，巡航无人机适配机仓；
RTK导航定位系统包括定位基站以及移动RTK模块，移动RTK模块安装在飞行救生器以及巡航无人机上。
13.根据权利要求8所述的飞行救生系统，其特征在于，还包括接驳码头，接驳码头对接无人机机场，用于飞行救生器救援过程中人员及设备接驳。
14.一种应用权利要求8所述飞行救生系统的飞行救生方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：获取落水者的位置信息以及待救援人员信息；
步骤二：无人机机场匹配相应的飞行救生器从存储工位进入起降工位；
步骤三：飞行救生器从起降工位起飞，飞行至救援地点进行救援；
步骤四：救援任务结束后，飞行救生器降落在起降工位，随后进入存储工位。
15.根据权利要求14所述的飞行救生方法，其特征在于，所述步骤一中采用移动无人机及定点监控设备配合预警发现落水者、并获取准确的位置信息和待救援人员数量及荷载信息。
16.根据权利要求14所述的飞行救生方法，其特征在于，所述步骤二中无人机机场根据位置信息以及人员信息匹配若干飞行救生器执行出库救援。
17.根据权利要求14所述的飞行救生方法，其特征在于，所述飞行救生器起飞、飞行至救援地点，落水者获得飞行救生器，并由飞行救生器提供浮力，快速紧急避险，随后有飞行救生器主动牵引至安全区域或等待进一步救援。
18.一种应用权利要求8所述飞行救生系统的用途，其特征在于，该飞行救生系统用于海边、河边、湖边、船上或室内水馆的意外落水应急救援。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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