CN116968956A - 一种河道巡查无人机落水保护装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及无人机领域，尤其是涉及一种河道巡查无人机落水保护装置，该一种河道巡查无人机落水保护装置包括设置在机体上的壳体、气瓶和气囊，壳体与机体固定连接，气瓶设置在壳体内，气瓶内设置有压缩气体，气瓶通过控制阀与气囊连接，控制阀用于控制气瓶向气囊内充气；气囊设置在壳体内，壳体远离机体的一侧设置有薄弱处，气囊正对薄弱处，气囊充气后破坏薄弱处于壳体外释放，气囊释放后远离壳体的一侧设置有吸水件，吸水件吸水增重后大于机体的重量，用以改变机体和装置的重心，使机体位于气囊上方脱离水面。本申请中吸水件吸收水增重后大于机体的重量从而改变重心，使机体位于气囊的上方，达到无人机落水后保护无人机内重要数据的效果。
Description
技术领域
本申请涉及无人机领域，尤其是涉及一种河道巡查无人机落水保护装置。
背景技术
河道巡查指按照一定路线和频率巡视查看河道管理范围内主体工程及附属设施完好、整洁、隐患情况，防止河道主体工程及附属设施遭受破坏、损毁等，及时发现并上报影响环境、安全等事件，保障河道正常运行。
目前随着无人机技术的快速发展，现有技术中，已经可以通过远程遥控无人机对河道进行日常巡查作业，替代了传统的人工巡查。
现有的无人机利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。利用无人机通过航拍的形式对河道进行巡查。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：无人机在使用过程中一旦出现续航不足或者飞行系统故障时极易掉落在水中，无人机在被打捞前长时间浸泡在水中，导致无人机获得的重要数据被损毁。
发明内容
本申请为了在无人机落水后保护无人机内的重要数据，提供了一种河道巡查无人机落水保护装置。
本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种河道巡查无人机落水保护装置，包括设置在机体上的壳体、气瓶和气囊，壳体与机体固定连接，气瓶设置在壳体内，气瓶内设置有压缩气体，气瓶通过控制阀与气囊连接，控制阀用于控制气瓶向气囊内充气；
所述气囊设置在壳体内，壳体远离机体的一侧设置有薄弱处，气囊正对薄弱处，气囊充气后破坏薄弱处于壳体外释放，气囊释放后远离壳体的一侧设置有吸水件，吸水件吸水增重后大于机体的重量，用以改变机体和装置的重心，使机体位于气囊上方脱离水面。
通过采用上述方案，当机体落水后控制阀用于打开气瓶向气囊内充气，气囊充气后破坏薄弱处在壳体外释放，利用气囊的浮力，使得气囊位于机体的上方且气囊带动机体向水面上升，吸水件吸收水增重后大于机体的重量，改变机体和装置的重心，使重心向吸水件靠近，使得机体位于气囊的上方，在气囊漂浮至水面时，气囊带动机体脱离水面，避免无人机长时间浸泡在水中导致数据的损坏，达到了无人机落水后保护无人机内重要数据的目的。
进一步地，所述气囊还设置有倾斜件，倾斜件位于吸水件与壳体之间，倾斜件吸水增重后用以通过气囊带动机体转动至竖直状态。
通过采用上述方案，在吸水件的重量没有超过机体的重量时，倾斜件吸水增重，使的整体装置的重心向倾斜件发生偏移，倾斜件位于吸水件和壳体之间，使得气囊带动无人机逐渐转动至竖直装填，当吸水件吸水重量大于机体重量后，整体装置的重心再向吸水件偏移，使得无人机首先从气囊的下方向竖直状态转动，然后再转动至气囊的上方，设置倾斜件提升机体转动时的顺滑度；同时如果吸水件在气囊浮出水面前时间过短，导致吸水件重量小于无人机重量，气囊无法翻转，用倾斜件带动机体处于竖直状态，此时机体对面的吸水件还能继续吸水增重。
进一步地，所述气囊壁内开设有滑动腔，倾斜件位于滑动腔内滚动，滑动腔远离气囊内部的一侧开设有透水孔。
通过采用上述方案，当机体在气囊下方时，倾斜件在滑动腔内靠近机体的一端，水通过透水孔进入滑动腔内，使得倾斜件吸水增重，吸水增重后的倾斜件使重心偏移带动气囊转动，气囊转动使得倾斜件在重力作用下逐渐远离机体且始终位于气囊的底端，倾斜件的滑动进一步加快排重心的偏移，提升机体转动至竖直状态的速度。
进一步地，所述气囊壁远离内部的一侧开设有若干个容纳槽，每个吸水件均位于容纳槽内。
通过采用上述方案，通过设置容纳槽，将吸水件设置在容纳槽内，既能在气囊收纳时避免吸水件阻碍收纳，同时也使得气囊展开时更好的暴漏吸水件与水接触。
进一步地，所述吸水件包括吸水颗粒和无纺布，无纺布包裹吸水颗粒，无纺布与容纳槽固定连接。
通过采用上述方案，利用吸水颗粒的颗粒分散性，增大与水的接触面积，提升吸水件的吸水速率，利用无纺布对颗粒进行约束避免颗粒在从容纳槽内脱离，同时有利用无纺布良好的透水性，使水与吸水颗粒接触。
进一步地，所述容纳槽的开口处设置有水溶膜，水溶膜用于密封容纳槽。
通过采用上述方案，利用水溶膜遇水融化的特性，在无人机落水气囊弹出后，水溶膜遇水融化暴漏出内部的吸水件，通过在容纳槽处设置水溶膜对容纳槽进行密封，避免在日常使用中吸水件吸收水分增重，导致无人机配重增加耗能增大，续航能力减弱。
进一步地，所述控制阀包括阀体和触发装置，阀体内设置有气流通道，气流通道包括进气口和出气口，进气口与气瓶固定连接，出气口与气囊固定连接，触发装置设置在阀体内，气瓶的瓶口设置有密封膜，密封膜用于密封气瓶，触发装置用于遇水后打开气瓶。
通过采用上述方案，触发装置遇水触发后打开气瓶瓶口处的密封膜，密封膜打破后气瓶内的气体通过进气口进入阀体内，然后沿着气流通道从出气口进入气囊内，控制阀设置为触发式的控制阀，相对于电路控制的控制阀更稳定。
进一步地，所述触发装置包括管体、撞击针、水敏感板和弹簧，管体与阀体固定连接，撞击针、水敏感板和弹簧依次设置在管体内，撞击针正对密封膜设置，水敏感板设置在撞击针和弹簧之间，水敏感板固定在管体内，水敏感板用于迫使弹簧处于压缩状态,水敏感板遇水失去强度，弹簧释用于推动撞击针刺破密封膜，管体远离撞击针的一端位于阀体外且开设有进水孔。
通过采用上述方案，触发装置遇水时，水通过进水孔进入管体内，水敏感板遇水丧失强度，弹簧推动撞击针在管体内滑动，撞击针滑动过程中与密封膜抵接，撞击针刺破密封膜使气瓶内的气体进入阀体内，然后通过阀体对气囊进行充气，设置水敏感板遇水失去强度，通过调节水敏感板的响应时间，控制触发装置的反应速度。
进一步地，所述撞击针靠近弹簧的一端固定连接有滑块，滑块与管体滑动连接。
通过采用上述方案，压缩的弹簧恢复弹性时，弹簧撞击滑块，滑块带动撞击针在管体内滑动，通过设置滑块增大撞击针与弹簧接触的面积，更好的承接弹簧传递来的动能。
进一步地，滑块上开设有容纳槽，容纳槽内设置有膨胀胶条，膨胀胶条遇水膨胀后用于密封滑块与管体侧壁之间的缝隙。
通过采用上述方案，通过在容纳槽内设置膨胀胶条，利用膨胀胶条遇水膨胀的原理，密封滑块与管体之间的缝隙，既能阻止水通过滑块与管体之间的缝隙进入气流通道内，同时也能阻止阀体内的高压气体通过滑块与管体之间的缝隙漏压。
进一步地，所述管体靠近密封膜的一端设置有限位环，限位环与管体固定连接，限位环用于允许撞击针穿过且阻止滑块滑出管体。
通过采用上述方案，通过设置限位环，阻止滑块滑出管体，使得滑块带动撞击针在管体内，避免撞击针刺破密封膜后刺入气瓶内，对气瓶造成损伤后使气压泄露。
综上所述，本申请具有以下技术效果：
1.通过设置了气囊、气瓶和吸水件，当机体落水后控制阀用于打开气瓶向气囊内充气，气囊充气后破坏薄弱处在壳体外释放，利用气囊的浮力，使得气囊位于机体的上方且气囊带动机体向水面上升，吸水件吸收水增重后大于机体的重量，改变机体和装置的重心，使重心向吸水件靠近，使得机体位于气囊的上方，在气囊漂浮至水面时，气囊带动机体脱离水面，避免无人机长时间浸泡在水中导致数据的损坏，达到了无人机落水后保护无人机内重要数据的目的；
2.通过设置了倾斜件和滑动腔，当机体在气囊下方时，倾斜件在滑动腔内靠近机体的一端，水通过透水孔进入滑动腔内，使得倾斜件吸水增重，吸水增重后的倾斜件使重心偏移带动气囊转动，气囊转动使得倾斜件在重力作用下逐渐远离机体且始终位于气囊的底端，倾斜件的滑动进一步加快排重心的偏移，提升机体转动至竖直状态的速度；
3.通过设置了触发装置，触发装置遇水时，水通过进水孔进入管体内，水敏感板遇水丧失强度，弹簧推动撞击针在管体内滑动，撞击针滑动过程中与密封膜抵接，撞击针刺破密封膜使气瓶内的气体进入阀体内，然后通过阀体对气囊进行充气，设置水敏感板遇水失去强度，通过调节水敏感板的响应时间，控制触发装置的反应速度。
附图说明
图1是本申请的一种河道巡查无人机落水保护装置结构示意图；
图2是本申请壳体打开后的结构示意图；
图3是本申请气囊打开后的结构示意图；
图4是气囊内部结构的示意图；
图5是触发装置的结构示意图；
图6是气囊刚打开后带动机体上浮状态的结构示意图。
图中，1、机体；2、壳体；3、气瓶；31、密封膜；4、气囊；41、滑动腔；411、透水孔；42、容纳槽；5、控制阀；51、阀体；52、气流通道；6、吸水件；7、倾斜件；8、水溶膜；9、触发装置；91、管体；911、进水孔；92、撞击针；93、水敏感板；94、弹簧；95、滑块；96、限位环。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
参照图1至图4，本实施例提供的一种河道巡查无人机落水保护装置，包括设置在机体1上的壳体2、气瓶3和气囊4，壳体2与机体1固定连接，气瓶3设置在壳体2内，气瓶3内设置有压缩气体，气瓶3通过控制阀5与气囊4连接，控制阀5用于控制气瓶3向气囊4内充气；所述气囊4设置在壳体2内，壳体2远离机体1的一侧设置有薄弱处，气囊4正对薄弱处，气囊4充气后破坏薄弱处于壳体2外释放，气囊4释放后远离壳体2的一侧设置有吸水件6，吸水件6吸水增重后大于机体1的重量，用以改变机体1和装置的重心，使机体1位于气囊4上方脱离水面。
参照图3和图4，气囊4还设置有倾斜件7，倾斜件7位于吸水件6与壳体2之间，倾斜件7吸水增重后用以通过气囊4带动机体1转动至竖直状态，本实施例中，倾斜件7为吸水海绵制成的倾斜件7；气囊4壁内开设有滑动腔41，倾斜件7位于滑动腔41内滚动，滑动腔41远离气囊4内部的一侧开设有透水孔411，透水孔411用于向滑动腔41内灌水使倾斜件7吸水增重。
参照图4，气囊4壁远离内部的一侧开设有若干个容纳槽42，每个吸水件6均位于容纳槽42内；吸水件6包括吸水颗粒和无纺布，无纺布包裹吸水颗粒，无纺布与容纳槽42固定连接，本实施例中，吸水颗粒为高吸水性树脂材料制成吸水颗粒；容纳槽42的开口处设置有水溶膜8，水溶膜8用于密封容纳槽42，本实施例中，可以在水溶膜8密封容纳槽42时对容纳槽42进行抽真空，减小气囊4收纳时的体积。气囊4打开后，水溶膜8遇水融化，使水进入容纳槽42内，水经过无纺布与吸水件6内的吸水颗粒接触，吸水颗粒吸水增重。
参照图5，控制阀5包括阀体51和触发装置9，阀体51内设置有气流通道52，气流通道52包括进气口和出气口，进气口与气瓶3固定连接，本实施例中，气瓶3与进气口螺纹连接，提升气瓶3与阀体51连接后的稳定性，出气口与气囊4的充气口固定连接，本实施例中，气囊4的充气口处设置有单向阀，触发装置9设置在阀体51内，气瓶3的瓶口设置有密封膜31，密封膜31用于密封气瓶3，触发装置9用于遇水后打开气瓶3。
本实施例中举例一种触发装置9，包括管体91、撞击针92、水敏感板93和弹簧94，管体91与阀体51固定连接，撞击针92、水敏感板93和弹簧94依次设置在管体91内，撞击针92正对密封膜31设置，水敏感板93设置在撞击针92和弹簧94之间，水敏感板93固定在管体91内，水敏感板93用于迫使弹簧94处于压缩状态,水敏感板93遇水失去强度，弹簧94释用于推动撞击针92刺破密封膜31，管体91远离撞击针92的一端位于阀体51外且开设有进水孔911；撞击针92靠近弹簧94的一端固定连接有滑块95，滑块95与管体91滑动连接，滑块95上还开设有容纳槽42，容纳槽42内设置有膨胀胶条，膨胀胶条遇水膨胀后用于密封滑块95与管体91侧壁之间的缝隙；另外在管体91靠近密封膜31的一端设置有限位环96，限位环96与管体91固定连接，限位环96用于允许撞击针92穿过且阻止滑块95滑出管体91，本实施例中，管体91设置进水孔911的一端穿过壳体2，便于更快的与水接触，管体91设置进水孔911的一端还可以设置有皮套，当无人机不使用时，将皮套套设在管体91上，避免无人机在存放过程中受潮导致水敏感板93失效；水敏感板93为水敏感材料制成的板材，一般响应失去强度的时间在5秒-15秒。
本申请实施例一种河道巡查无人机落水保护装置的实施原理为：无人机落水时，水通过进水孔911进入管体91内，水沿着管体91流动至水敏感板93处，水敏感板93遇水丧失强度，压缩的弹簧94释放，压缩的弹簧94推动滑块95带动撞击针92在管体91内滑动，撞击针92远离滑块95的一端滑出管体91后与密封膜31抵接并刺破密封膜31，撞击针92刺破密封膜31使气瓶3内的气体进入阀体51内，然后沿着气流通道52从出气口进入气囊4内，气囊4充气膨胀过程中破坏薄弱处在壳体2外释放，气囊4带动无人机向水面浮动，此时在机体1重力作用下气囊4位于机体1的上方（如图6所示）。
气囊4在上浮过程中，水进入滑动腔41内与倾斜件7接触，倾斜件7遇水增重后带动气囊4和机体1的重心向倾斜件7的一侧发生偏移，使得气囊4带动机体1逐渐向竖直状态转动，此时倾斜件7在重力作用下在滑动腔41内滑动逐渐远离机体1，在此过程中容纳槽42处的水溶膜8遇水融化，水进入容纳槽42内，水经过无纺布与吸水件6内的吸水颗粒接触，吸水颗粒吸水增重，随着吸水件6的逐渐增重，当吸水件6的重量大于无人机的重量时，随着吸水件6的继续吸水，机体1和气囊4的重心逐渐向吸水件6偏移，此时倾斜件7在滑动腔41内转动，进一步加快重心的偏移，使得机体1逐渐转动至气囊4的上方（如图3所示），因此当气囊4带动机体1浮动至水面时，气囊4带动机体1脱离水面，避免无人机长时间浸泡在水中导致数据的损坏，达到了无人机落水后保护无人机内重要数据的目的。
本实施例中的机体1以大疆无人机Air3为例，重量为720，1KG吸水海绵能吸收50L水，高吸水性树脂的吸水能力在自身重量的500-2000倍，因此只需极少重量的吸水海绵和高吸水性树脂即可改变重心，而吸水海绵和吸水颗粒在未吸水前的重量对无人机不会造成较大的负担。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：包括设置在机体(1)上的壳体(2)、气瓶(3)和气囊(4)，壳体(2)与机体(1)固定连接，气瓶(3)设置在壳体(2)内，气瓶(3)内设置有压缩气体，气瓶(3)通过控制阀(5)与气囊(4)连接，控制阀(5)用于控制气瓶(3)向气囊(4)内充气；
所述气囊(4)设置在壳体(2)内，壳体(2)远离机体(1)的一侧设置有薄弱处，气囊(4)正对薄弱处，气囊(4)充气后破坏薄弱处于壳体(2)外释放，气囊(4)释放后远离壳体(2)的一侧设置有吸水件(6)，吸水件(6)吸水增重后大于机体(1)的重量，用以改变机体(1)和装置的重心，使机体(1)位于气囊(4)上方脱离水面。
2.根据权利要求1所述的一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：所述气囊(4)还设置有倾斜件(7)，倾斜件(7)位于吸水件(6)与壳体(2)之间，倾斜件(7)吸水增重后用以通过气囊(4)带动机体(1)转动至竖直状态。
3.根据权利要求2所述的一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：所述气囊(4)壁内开设有滑动腔(41)，倾斜件(7)位于滑动腔(41)内滚动，滑动腔(41)远离气囊(4)内部的一侧开设有透水孔(411)。
4.根据权利要求1所述的一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：所述气囊(4)壁远离内部的一侧开设有若干个容纳槽(42)，每个吸水件(6)均位于容纳槽(42)内。
5.根据权利要求4所述的一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：所述吸水件(6)包括吸水颗粒和无纺布，无纺布包裹吸水颗粒，无纺布与容纳槽(42)固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：所述容纳槽(42)的开口处设置有水溶膜(8)，水溶膜(8)用于密封容纳槽(42)。
7.根据权利要求1所述的一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：所述控制阀(5)包括阀体(51)和触发装置(9)，阀体(51)内设置有气流通道(52)，气流通道(52)包括进气口和出气口，进气口与气瓶(3)固定连接，出气口与气囊(4)固定连接，触发装置(9)设置在阀体(51)内，气瓶(3)的瓶口设置有密封膜(31)，密封膜(31)用于密封气瓶(3)，触发装置(9)用于遇水后打开气瓶(3)。
8.根据权利要求7所述的一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：所述触发装置(9)包括管体(91)、撞击针(92)、水敏感板(93)和弹簧(94)，管体(91)与阀体(51)固定连接，撞击针(92)、水敏感板(93)和弹簧(94)依次设置在管体(91)内，撞击针(92)正对密封膜(31)设置，水敏感板(93)设置在撞击针(92)和弹簧(94)之间，水敏感板(93)固定在管体(91)内，水敏感板(93)用于迫使弹簧(94)处于压缩状态,水敏感板(93)遇水失去强度，弹簧(94)释用于推动撞击针(92)刺破密封膜(31)，管体(91)远离撞击针(92)的一端位于阀体(51)外且开设有进水孔(911)。
9.根据权利要求8所述的一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：所述撞击针(92)靠近弹簧(94)的一端固定连接有滑块(95)，滑块(95)与管体(91)滑动连接。
10.根据权利要求9所述的一种河道巡查无人机落水保护装置，其特征在于：所述管体(91)靠近密封膜(31)的一端设置有限位环(96)，限位环(96)与管体(91)固定连接，限位环(96)用于允许撞击针(92)穿过且阻止滑块(95)滑出管体(91)。
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