CN116353824A - 一种无人机空投装置以及用于投放物资的空投方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机空投装置以及用于投放物资的空投方法，包括无人机、连接带、伞包以及空投物资箱，所述伞包内含有部署包，所述部署包内装载有降落伞，所述部署包一端通过第一连接带与无人机连接，所述降落伞上的悬挂绳穿出部署包与第二连接带连接，所述第二连接带与所述空投物资箱可拆卸连接，连接部安装有用于投放所述空投物资箱的投放装置；所述降落伞包括方形伞衣、多个肋片以及多个伞绳；所述方形伞衣的各边顶点以及边缘上均连接有边缘伞绳，所述多个肋片的各顶点上连接有中肋伞绳，各边缘伞绳和中肋伞绳远离方形伞衣的一端均与悬挂绳汇合连接。本申请的方案可以节约成本、操作简单、可达到快速开伞、稳定准确投放的效果。

Description

一种无人机空投装置以及用于投放物资的空投方法

技术领域

本发明涉及空投装置领域，具体涉及一种无人机空投装置以及用于投放物资的空投方法。

背景技术

目前，物资常通过火车或者汽车进行输送。但对于发生地震等自然灾害的灾区，部分路段常容易出现铁路、公路坍塌的现象，从而容易因铁路、公路的坍塌而造成救援物资无法通过火车或者汽车进行输送，为了确保救援物资无损坏，需通过救援人员手动将救援物资搬运至目标位置，由于部分路段的搬运距离较长，且救援物资的重量较重，从而造成救援人员的工作强度较大。另外，采用降落伞空投物资时，也容易出现降落伞展开速度慢、空投高度要求较高等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无人机空投装置以及用于投放物资的空投方法，其通过合理设置无人机、投放装置、伞包以及降落伞独特的方形结构等，可将物资投放至目标位置，减轻救援人员的工作强度，同时以最小的成本达到更好的开伞效果等。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

本发明第一方面公开了一种无人机空投装置，包括：空投物资箱，用于装载物资，其表面均通过编织带捆绑固定，所述编织带上设有多个用于与连接带可拆卸连接的挂环；伞包，用于容纳降落伞，所述伞包内含有部署包，所述部署包内装载有降落伞，所述部署包一端通过第一连接带与无人机连接，所述降落伞上的悬挂绳穿出部署包与第二连接带连接，所述第二连接带与所述空投物资箱可拆卸连接，所述降落伞包括方形伞衣、多个肋片以及多个伞绳；所述方形伞衣的各边顶点以及边缘上均连接有边缘伞绳，所述多个肋片的各顶点上连接有中肋伞绳，各边缘伞绳和中肋伞绳远离方形伞衣的一端均与悬挂绳汇合连接；无人机，用于运输伞包和空投物资箱，其上设置有用于与所述空投物资箱连接的连接部，所述连接部安装有用于投放所述空投物资箱的投放装置。

所述方形伞衣中部位置设置有两组肋片单元；所述肋片单元均包括若干个肋片；其中一肋片单元的若干个肋片沿着横向依次排列在方形伞衣上，另一肋片单元的若干个肋片沿着纵向依次排列在方形伞衣上。

所述两组肋片单元上的多个肋片排列轨迹线相交并呈十字状；多个中肋伞绳分别一一对应地连接在各肋片上。

所述多个肋片可呈三角形形状，各三角形的顶点处分别与所述中肋伞绳连接。

所述方形伞衣包括呈方形状的伞面、以及围设于伞面边缘的伞缘部，所述伞缘部的各边均设置有若干个边缘伞绳。

所述降落伞的伞衣展开后呈平顶方块形状。

本发明第二方面公开了一种用于投放物资的空投方法：利用上述第一方面所述的无人机空投装置，通过无人机将伞包以及空投物资箱运输至预定目标位置上方时，操控投放装置释放所述空投物资箱。

所述操控投放装置释放所述空投物资箱包括：当检测到无人机到达目标位置时，向控制模块发送信号，以使投放装置释放第三连接带，所述空投物资箱在重力作用下下降，将降落伞从部署包中拉出，同时将伞绳拉直，伞衣快速展开，并在多个肋片作用下，使伞衣呈方形，带动空投物资箱缓缓下落至目标地面。

还可以通过中肋伞绳分别对应拉动各个肋片的顶角，以使伞面呈平整的方形。

所述通过无人机将伞包以及空投物资箱运输至预定目标位置上方之前，还包括：将降落伞折叠放入部署包中，所述部署包放入伞包后，将伞包固定在空投物资箱上面，将第一连接带与无人机连接，将降落伞上的悬挂绳与第二连接带一端连接，将第二连接带另一端与空投物资箱连接，将第三连接带一端与投放装置连接，另一端与空投物资箱连接，通过在地面上操控无人机将伞包以及空投物资箱运输至预定目标位置上方。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种无人机空投装置，其通过合理设置无人机、连接带、伞包以及空投物资箱，使空投物资箱与无人机可脱卸连接，使得物资随同降落伞降落至目标位置处，从而确保物资无损坏的同时，且无需救援人员搬运物资，从而可减轻救援人员的工作强度。同时降落伞包括方形伞衣、多个肋片以及多个伞绳；方形伞衣的各边顶点以及边缘上均连接有边缘伞绳，多个肋片的各顶点上连接有中肋伞绳，各边缘伞绳和中肋伞绳远离方形伞衣的一端均与悬挂绳汇合连接，通过在伞衣中部设置多个肋片，通过伞绳拉住肋片后使得伞面呈平顶方形，从而使伞面面积最大化，最后还采用该无人机空投装置，通过使空投物资箱在重力作用下将降落伞从部署包中拉出，由此令伞衣通入空气后可快速展开的方法，使得即使在低空空投时也可以实现快速开伞的目的。采用本发明的方案，可进一步节约成本、操作简单、可达到快速开伞、稳定投放的效果。

附图说明

图1为用于投放物资的空投装置的整体结构示意图；

图2为降落伞展开的状态示意图；

图3为降落伞的局部示意图；

图4为空投物资箱的捆绑示意图；

图5为一种用于投放物资的空投方法的流程示意图；

10、无人机；11、连接部；20、降落伞；21、第二连接带；22、方形伞衣；23、中肋伞绳；24、边缘伞绳；25、伞面；26、伞缘部；30、伞包；40、肋片单元；41、肋片；50、投放装置；65、第一连接带；80、空投物资箱；81、第三连接带；82、箱盖；90、编织带；92、卡扣；93、十字带。

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。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。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。

如图1-4所示，一种无人机空投装置，包括无人机10、第一连接带65、第二连接带21、第三连接带81、伞包30以及空投物资箱80，具体地，伞包30内含有部署包，该部署包设有金属索环和橡皮筋等，用于封包和装载降落伞。部署包一端通过第一连接带65与无人机10连接，可在无人机10上设置挂钩，将第一连接带65挂在挂钩上即可使部署包与无人机10连接，以便降落伞20能顺利的被拉出部署包展开，同时，降落伞20上的悬挂绳可穿出部署包与第二连接带21一端连接，第二连接带21另一端与空投物资箱80可拆卸连接，例如通过卡扣实现第二连接带21另一端与空投物资箱80的连接，方便使降落伞20与空投物资箱80分离。无人机10上设置有用于与空投物资箱80连接的连接部11，该连接部11安装有用于投放空投物资箱80的投放装置50，空投物资箱80还通过第三连接带81与投放装置50可脱卸连接，比如通过舵机控制的钢夹释放第三连接带81等，第三连接带81的另一端也可通过卡扣等方式可拆卸与空投物资箱80连接，另外，伞包30上设有凸耳，用于固定在空投物资箱80上面，伞包30可通过魔术贴等方式容纳封住部署包。

降落伞20包括方形伞衣22、多个肋片41以及多个伞绳；方形伞衣22的各边顶点以及边缘上均连接有边缘伞绳24，多个肋片41的各顶点上连接有中肋伞绳23，各边缘伞绳24和中肋伞绳23远离方形伞衣22的一端均与悬挂绳汇合连接，该悬挂绳再与第二连接带21连接，以使得降落伞20顺利的吊挂起空投物资箱80实现运输空投。

在一个实施例中，方形伞衣22中部位置处设置有两组肋片单元40；该肋片单元40均包括若干个肋片41；其中一肋片单元40的若干个肋片41沿着横向依次排列在方形伞衣22上，另一肋片单元40的若干个肋片41沿着纵向依次排列在方形伞衣22上。两组肋片单元40上的多个肋片41排列轨迹线相交并呈十字状或其他稳固形态；多个中肋伞绳23则分别一一对应地连接在各肋片41上。

例如，多个肋片41可呈三角形形状，各三角形的顶点处分别与中肋伞绳23连接。具体的，方形伞衣22包括呈方形状的伞面25、以及围设于伞面25边缘的伞缘部26，该伞缘部26的各边均设置有若干个边缘伞绳24。上述设置的肋片41以及伞绳连接方式的好处是可使降落伞20的伞衣展开后呈平顶方块形状。

若没有肋片41，降落伞20的伞衣撑开之后在空气阻力作用下，伞面中部会鼓起成为圆形，伞面的可利用面积由此减小，并且也会导致降落伞20在空气中摇摆不能稳定运输投放物资。本申请的方案通过在伞面中间位置设置肋片单元40和若干个肋片41，通过中肋伞绳23分别对应拉动各个肋片41的顶角，从而可防止空气进入后伞面中部鼓起，使伞面呈平整的方形，那么同样材料制作的该方形的可利用伞面面积与中部鼓起的圆形伞面相比，本申请的方形降落伞的伞面面积更大，由此可承载的物资重量可以更大，而且，平顶的方形伞面具有更稳定的着陆效果，可避免在空中摇摆不定，进而影响准确的空投救援物资。采用上述方案的方形降落伞空投物资，可进一步地提高开伞速度，由于方形伞在空中比较稳定，在低空抛投时即可快速打开伞衣，实现低空高度较低情况下的空投着陆效果。

该用于投放空投物资箱80的空投装置还包括检测模块和控制模块，检测模块用于在检测到无人机10到达目标位置时向控制模块发送信号，控制模块用于在接收到检测模块的信号时控制投放装置50工作，以使投放装置50上的钢夹张开释放第三连接带81，从而达到方便抛投的效果，同时节约成本，操作简单。

进一步地，参见图4，空投物资箱80的上表面设置有箱盖82，可通过编织带90按照一定方式捆绑住空投物资箱80的各表面，例如按照十字形或者井字形等方式捆绑编织带90，编织带90上还设有卡扣92相互连接，便于拆解开捆绑的编织带90。具体地，每条编织带90上固定有其他辅助编织带，其上均设有多个卡扣92，编织带90上还设有十字带93、魔术贴以及多个挂环等，通过十字带93可以将多个编织带90相互穿叉捆绑，魔术贴部位可以遮住卡扣92等便于用手拿动编织带90方便搬运空投物资箱80，编织带90上的挂环方便挂上挂钩等与上述连接带连接，同时又方便拆卸掉，还可以在挂环上挂上标识物，便于及时发现空投物资箱80等。在捆绑编织带90时，可先将编织带90按照一定方式平铺在地面上，然后将空投物资箱80放在铺好的编织带90上方，将编织带90在空投物资箱80箱盖82上以及各侧面上通过连接卡扣92以及收放编织带90长度等方式，形成十字形或井字形或其他形状等。

在实际使用时，先将降落伞20按照一定要求折叠放入部署包中，该部署包放入伞包30之后，将伞包30固定在空投物资箱80上面，然后将第一连接带65挂在无人机10挂钩上，同时，将降落伞20上的悬挂绳与第二连接带21一端连接，将第二连接带21另一端与空投物资箱80通过卡扣92扣住，最后将第三连接带81一端与投放装置50连接，另一端与空投物资箱80通过卡扣92扣住，在地面上可以操作无人机10工作运送空投物资箱80，待空投物资箱80运送至目标位置的上方时，通过操控投放装置50释放第三连接带81，空投物资箱80在重力作用下下降，由此带动连接降落伞20的第二连接带21将降落伞20从部署包中拉出，随之在空气阻力作用下快速打开伞衣，在多个肋片41作用下，伞衣呈方形从而使空投物资箱80准确的缓缓下落至目标地面，无需救援人员搬运空投物资箱80，从而可减轻救援人员的工作强度。

参见图5，进一步地描述了一种用于投放物资的空投方法，利用上述无人机空投装置，通过无人机将伞包以及空投物资箱运输至预定目标位置上方时，操控投放装置释放所述空投物资箱。具体方法包括：

S1:当检测到无人机到达目标位置时，向控制模块发送信号，以使投放装置释放第三连接带；

S2：空投物资箱在重力作用下下降，将降落伞从部署包中拉出并将伞绳拉直，伞衣由此快速展开；

S3:在多个肋片作用下，通过中肋伞绳分别对应拉动各个肋片的顶角，以使伞面呈平整的方形，从而由方形降落伞带动空投物资箱缓缓下落至目标地面。

另外，通过无人机将伞包以及空投物资箱运输至预定目标位置上方之前，还包括：将降落伞折叠放入部署包中，所述部署包放入伞包后，将伞包固定在空投物资箱上面，将第一连接带与无人机连接，将降落伞上的悬挂绳与第二连接带一端连接，将第二连接带另一端与空投物资箱连接，将第三连接带一端与投放装置连接，另一端与空投物资箱连接，通过在地面上操控无人机将伞包以及空投物资箱运输至预定目标位置上方。

进一步可以理解的是，本申请中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种无人机空投装置，其特征在于，包括:

空投物资箱，用于装载物资，其表面均通过编织带捆绑固定，所述编织带上设有多个用于与连接带可拆卸连接的挂环；

伞包，用于容纳降落伞，所述伞包内含有部署包，所述部署包内装载有降落伞，所述部署包一端通过第一连接带与无人机连接，所述降落伞上的悬挂绳穿出部署包与第二连接带连接，所述第二连接带与所述空投物资箱可拆卸连接，所述降落伞包括方形伞衣、多个肋片以及多个伞绳；所述方形伞衣的各边顶点以及边缘上均连接有边缘伞绳，所述多个肋片的各顶点上连接有中肋伞绳，各边缘伞绳和中肋伞绳远离方形伞衣的一端均与悬挂绳汇合连接；

无人机，用于运输伞包和空投物资箱，其上设置有用于与所述空投物资箱连接的连接部，所述连接部安装有用于投放所述空投物资箱的投放装置。

2.如权利要求1所述的无人机空投装置，其特征在于：所述方形伞衣中部位置设置有两组肋片单元；所述肋片单元均包括若干个肋片；其中一肋片单元的若干个肋片沿着横向依次排列在方形伞衣上，另一肋片单元的若干个肋片沿着纵向依次排列在方形伞衣上。

3.如权利要求2所述的无人机空投装置，其特征在于：所述两组肋片单元上的多个肋片排列轨迹线相交并呈十字状；多个中肋伞绳分别一一对应地连接在各肋片上。

4.如权利要求3所述的无人机空投装置，其特征在于：所述多个肋片可呈三角形形状，各三角形的顶点处分别与所述中肋伞绳连接。

5.如权利要求1所述的无人机空投装置，其特征在于：所述方形伞衣包括呈方形状的伞面、以及围设于伞面边缘的伞缘部，所述伞缘部的各边均设置有若干个边缘伞绳。

6.如权利要求1所述的无人机空投装置，其特征在于：所述降落伞的伞衣展开后呈平顶方块形状。

7.一种用于投放物资的空投方法，其特征在于：利用权利要求1-6所述的无人机空投装置，通过无人机将伞包以及空投物资箱运输至预定目标位置上方时，操控投放装置释放所述空投物资箱。

8.如权利要求7所述的用于投放物资的空投方法，其特征在于：所述操控投放装置释放所述空投物资箱包括：当检测到无人机到达目标位置时，向控制模块发送信号，以使投放装置释放第三连接带，所述空投物资箱在重力作用下下降，将降落伞从部署包中拉出，同时将伞绳拉直，伞衣快速展开，并在多个肋片作用下，使伞衣呈方形，带动空投物资箱缓缓下落至目标地面。

9.如权利要求8所述的用于投放物资的空投方法，其特征在于：通过中肋伞绳分别对应拉动各个肋片的顶角，以使伞面呈平整的方形。

10.如权利要求7-9任一一项所述的用于投放物资的空投方法，其特征在于：所述通过无人机将伞包以及空投物资箱运输至预定目标位置上方之前，还包括：将降落伞折叠放入部署包中，所述部署包放入伞包后，将伞包固定在空投物资箱上面，将第一连接带与无人机连接，将降落伞上的悬挂绳与第二连接带一端连接，将第二连接带另一端与空投物资箱连接，将第三连接带一端与投放装置连接，另一端与空投物资箱连接，通过在地面上操控无人机将伞包以及空投物资箱运输至预定目标位置上方。

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