CN117429607A - 一种用于搜救无人机的物资投放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于搜救无人机的物资投放装置，涉及无人机物资投放技术领域。本发明包括投放盒，所述投放盒的侧面开设有投放口，所述投放口的内部设置有投放门，所述投放盒的内部设置有套杆，所述套杆的外侧环形设置有多组分隔板，所述投放盒的内顶部安装有激光测距传感器，所述投放盒的顶部安装有控制主板，所述控制主板与激光测距传感器和无人机速度控制系统电连接，控制主板能根据激光测距传感器测量结果控制无人机飞行速度。本发明通过支撑板的下降高度自动对投放物资进行称重，然后利用激光测距传感器检测支撑板下降距离，然后通过控制器自动控制无人机飞行速度，不同重量的物资水平投放距离相同，投放精度高。

Description

一种用于搜救无人机的物资投放装置

技术领域

本发明涉及无人机物资投放技术领域，具体涉及一种用于搜救无人机的物资投放装置。

背景技术

随着社会的快速发展，无人机可以为人们提供越来越多的服务。无人机一般具有小型化、灵巧性、方便性等特点，可以广泛应用于拍摄、监测、物资投放等场景中。其中，采用无人机进行物资投放可以为人们的远程物资运输和远程物资救援提供很大的帮助。

在中国专利（申请号为：CN202022297888.3），公开了一种水上救援无人机投放装置，包括与无人机机体底端固定连接的固定连杆以及通过固定连杆固定连接的连接顶板，所述连接顶板的顶端面中心处固定安装有电机，连接顶板的下方设置有转动底板，且电机的机轴穿过连接顶板与转动底板固定连接，连接顶板的底端外侧与转动底板的顶端外侧之间设置有多组支撑导向机构，且所述转动底板外侧的连接顶板底端还对称安装有电动推杆；所述转动底板的底端外侧呈环形阵列设置有多组固定架，转动底板的底端中间处通过连接件固定连接有电磁吸盘，并通过电磁吸盘连接有储物箱，所述固定架呈U型结构，固定架的内部置有救生弹，固定架的内侧壁铰接有夹靠救生弹的翻转杆。

该专利与现有技术在实际使用过程中存在以下技术问题：

1、该专利通过电机带动底板转动，实现一次飞行多次投放的效果，且需要控制电机转动一定的角度才能实现，控制难度大。

2、该专利只能简单的对物资进行投放，单次运输的多组物资重量难以保持一致，在无人机飞行速度不变的情况下，当物资重量较大或较小时，物资都难以精确的落在投放点，投放精度低。

发明内容

本发明的目的在于：为解决上述问题，本发明提供了一种用于搜救无人机的物资投放装置。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于搜救无人机的物资投放装置，包括投放盒，所述投放盒的侧面开设有投放口，所述投放口的内部设置有能自动开关的投放门，所述投放盒的内部设置有固定轴，所述固定轴的外侧套接有套杆，所述套杆的顶部设置有转轮；

所述套杆的外侧环形设置有多组分隔板，所述分隔板的外侧设置有分隔罩，所述分隔板的内部开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有滑架，所述滑架与所述滑槽内底部之间设置有拉簧，所述滑架的内部转动安装有卷轮，所述卷轮的内部设置有扭簧，扭簧的弹力大于拉簧的弹力，所述滑槽的内顶部安装有传动气筒，所述传动气筒的活塞端与所述滑架固定连接，所述固定轴的顶部安装传动机构，传动气筒能通过传动机构带动转轮正反转；

还包括滑动连接在分隔罩中的支撑板，所述支撑板通过传动卷绳与卷轮传动连接，所述投放盒的内顶部安装有激光测距传感器，所述激光测距传感器位于投放口位置，且激光能通过支撑板反射，所述投放盒的顶部安装有控制主板，所述控制主板与激光测距传感器和无人机速度控制系统电连接，控制主板能根据激光测距传感器测量结果控制无人机飞行速度。

进一步地，所述传动机构包括安装在固定轴顶部的切换气筒，所述切换气筒通过气管与所述传动气筒相连通，所述切换气筒的内部滑动连接有活塞杆，所述活塞杆与所述切换气筒内壁之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧用于活塞杆向切换气筒内部滑动，所述活塞杆的外侧安装有切换齿杆，所述切换齿杆与转轮相啮合。

进一步地，所述投放门的外侧设置有铰接杆，所述铰接杆铰接在投放盒的外侧，所述铰接杆的铰接处安装有蜗轮，所述投放盒的外侧安装有投放电机，所述投放电机的输出端安装有蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮相啮合。

进一步地，所述投放盒呈圆柱形设计，所述投放门呈弧形设计，弧形半径与圆柱半径相同。

进一步地，所述分隔罩的内侧设置有套筒，所述套筒的内部滑动连接有挡杆，所述挡杆与所述套筒内壁之间设置有顶簧，所述顶簧用于驱动挡杆向套筒外侧滑动，所述挡杆能伸出投放口。

进一步地，所述分隔罩的横截面呈半圆形设计。

进一步地，所述支撑板悬空设置在分隔罩中，所述支撑板的两侧均设置有弹力绳，所述弹力绳的另一端与所述分隔罩内壁相连接。

进一步地，所述弹力绳的弹力小于扭簧的弹力。

进一步地，所述支撑板的顶部开设有斜面与反射面，所述斜面斜向下设计。

进一步地，所述投放盒的顶部设置有两组安装架，所述安装架能通过螺栓固定在无人机上。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过物资的重力带动支撑板下降，支撑板通过传动卷绳先带动滑架上，滑架挤压传动气筒，传动气筒通过传动机构带动套杆转动一定角度，依次在多组分隔罩中放置物资，物资全部放置后套杆转动一周，物资投放后，滑架在拉簧的作用下下降，滑架带动传动气筒伸出，通过传动机构带动套杆回转一定角度，另一组物资转动至投放口位置，因此物资安装放置的反顺序依次向外投放，无需额外驱动，通过物资自身重力即可自动完成多次投放。

2、本发明通过支撑板的下降高度自动对投放物资进行称重，然后利用激光测距传感器检测支撑板下降距离，然后通过控制器自动控制无人机飞行速度，因此保证不同重量的物资水平投放距离相同，投放精度高。

附图说明

图1是本发明整体示意图；

图2是本发明投放盒内部结构示意图；

图3是本发明套杆与分隔板示意图；

图4是本发明分隔罩示意图一；

图5是本发明分隔罩示意图二；

图6是本发明分隔罩示意图剖视；

图7是本发明套筒剖视示意图；

图8是本发明切换气筒安装示意图；

图9是本发明切换气筒剖视示意图。

附图标记：1、投放盒；11、安装架；12、控制主板；13、激光测距传感器；14、固定轴；2、投放门；21、蜗轮；22、投放电机；23、蜗杆；3、套杆；31、转轮；4、分隔板；41、分隔罩；42、滑槽；43、滑架；44、拉簧；45、卷轮；46、扭簧；47、传动气筒；48、套筒；49、挡杆；410、顶簧；5、支撑板；51、斜面；52、反射面；53、弹力绳；54、传动卷绳；6、切换气筒；61、活塞杆；62、复位弹簧；63、切换齿杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

依本发明一较佳实施例的一种用于搜救无人机的物资投放装置将在以下被详细地阐述。

实施例一

如图1-图9所示，一种用于搜救无人机的物资投放装置，包括投放盒1，投放盒1的侧面开设有投放口，投放口的内部设置有能自动开关的投放门2，投放盒1的内部设置有固定轴14，固定轴14的外侧套接有套杆3，套杆3的顶部设置有转轮31；

套杆3的外侧环形设置有多组分隔板4，优先设置六组，分隔板4的外侧设置有分隔罩41，分隔板4的内部开设有滑槽42，滑槽42的内部滑动连接有滑架43，滑架43与滑槽42内底部之间设置有拉簧44，滑架43的内部转动安装有卷轮45，卷轮45的内部设置有扭簧46，扭簧46的弹力大于拉簧44的弹力，滑槽42的内顶部安装有传动气筒47，传动气筒47的活塞端与滑架43固定连接，固定轴14的顶部安装传动机构，传动气筒47能通过传动机构带动转轮31正反转；

还包括滑动连接在分隔罩41中的支撑板5，支撑板5通过传动卷绳54与卷轮45传动连接，投放盒1的内顶部安装有激光测距传感器13，激光测距传感器13位于投放口位置，且激光能通过支撑板5反射，投放盒1的顶部安装有控制主板12，控制主板12与激光测距传感器13和无人机速度控制系统电连接，控制主板12能根据激光测距传感器13测量结果控制无人机飞行速度。

飞行救援前，打开投放门2，然后向分隔罩41中放置物资，物资带动支撑板5下降，且使物资斜靠在投放盒1内壁上，由于扭簧46的弹力大于拉簧44的弹力，因此支撑板5通过传动卷绳54先带动滑架43上升，滑架43挤压传动气筒47的活塞端，传动气筒47通过传动机构带动转轮31转动，转轮31带动套杆3转动，套杆3带动分隔板4转动，且由于传动气筒47内部气压一定，分隔板4转动一定角度，另一组孔的分隔罩41随着分隔板4转动至投放门2位置，然后放入二次投放的物资，当物资全部放置后，套杆3转动一周，然后关闭投放门2，当无人机飞至第一个投放位置时，打开投放门2由于物资倾斜放置，因此物资会随着投放门2向下倾倒，同时由于物资重心改变，扭簧46带动卷轮45回转，卷轮45收卷传动卷绳54，传动卷绳54带动支撑板5上升，支撑板5二次推动物资投放，投放效率高，物资完全投放后，拉簧44带动滑架43下降，滑架43带动传动气筒47活塞端伸出，传动气筒47通过传动机构带动转轮31回转，转轮31带动套杆3回转，套杆3带动另一组分隔罩41移动至投放门2位置，同时投放门2关闭，完全自动切换物资，此时激光测距传感器13检测到该支撑板5与其之间的间距，并将结果反馈至控制主板12中，控制主板12根据检测距离控制无人机飞行速度，物资越重，支撑板5与激光测距传感器13距离越长，无人机所需飞行速度越大，由于物资投放的水平位移为X=Vt，V是物体被抛出飞行的初速度，t为空中飞行的时间，而空中飞行的时间由竖直高度决定，h=1/2gt^2，因此物体越重时间越短，相同速度下物资的水平位移越短，为了保证物资能精确的投放在指定位置，所以需要增加无人机飞行速度，保证物资能精确的落在指定位置，投放精度高。

进一步地，投放盒1呈圆柱形设计，投放门2呈弧形设计，弧形半径与圆柱半径相同，通过该设计能减小投放盒1表面的风阻，减小多无人机飞行的影响。

更进一步地，投放盒1的顶部设置有两组安装架11，安装架11能通过螺栓固定在无人机上，由于投放口设置在侧面，因此投放装置能安装在无人机顶部或者底部，适用范围广。

实施例二，在上述实施例的基础上提供一种传动机构；

如图8、图9所示，传动机构包括安装在固定轴14顶部的切换气筒6，切换气筒6通过气管与传动气筒47相连通，切换气筒6的内部滑动连接有活塞杆61，活塞杆61与切换气筒6内壁之间设置有复位弹簧62，复位弹簧62用于活塞杆61向切换气筒6内部滑动，活塞杆61的外侧安装有切换齿杆63，切换齿杆63与转轮31相啮合。

打开投放门2，然后向分隔罩41中放置物资，物资带动支撑板5下降，且使物资斜靠在投放盒1内壁上，由于扭簧46的弹力大于拉簧44的弹力，因此支撑板5通过传动卷绳54先带动滑架43上升，滑架43挤压传动气筒47的活塞端，传动气筒47通过气管使切换气筒6内部气压增加，气压推动活塞杆61移动，活塞杆61带动切换齿杆63移动，切换齿杆63带动转轮31转动，转轮31带动套杆3转动，套杆3带动分隔板4转动，且由于传动气筒47内部气压一定，分隔板4转动一定角度，且随着传动气筒47被挤压数量增加，活塞杆61持续伸出，且由于复位弹簧62拉伸距离越长所给予的弹力越大，因此通过改变对应传动气筒47的行程，即可保证每组传动气筒47被挤压时，套杆3都能转动相同的角度，控制方便；

物资完全投放后，拉簧44带动滑架43下降，滑架43带动传动气筒47活塞端伸出，传动气筒47通过气管使切换气筒6内部气压进行，复位弹簧62带动活塞杆61回缩，活塞杆61带动切换齿杆63复位，切换齿杆63通过转轮31带动套杆3回转，且回转角度一定，套杆3带动另一组分隔罩41移动至投放门2位置，同时投放门2关闭，完全自动切换物资。

实施例三，在上述实施例的基础上提供一种投放门2开关结构；

如图1所示，投放门2的外侧设置有铰接杆，铰接杆铰接在投放盒1的外侧，铰接杆的铰接处安装有蜗轮21，投放盒1的外侧安装有投放电机22，投放电机22的输出端安装有蜗杆23，蜗杆23与蜗轮21相啮合。

通过控制投放电机22通电，投放电机22带动蜗杆23转动，蜗杆23带动蜗轮21转动，蜗轮21通过铰接杆带动投放门2开关，且通过蜗轮蜗杆的单向传动，保证投放门2开关稳定。

实施例四，在上述实施例的基础上；

如图5、图7所示，分隔罩41的内侧设置有套筒48，套筒48的内部滑动连接有挡杆49，挡杆49与套筒48内壁之间设置有顶簧410，顶簧410用于驱动挡杆49向套筒48外侧滑动，挡杆49能伸出投放口。

由于物资自动投放后，分隔罩41就有转动的趋势，为了防止卡料，当投放门2打开时，顶簧410推动挡杆49伸至投放口外侧，挡杆49限制分隔罩41转动，分隔罩41限制套杆3转动，由于支撑板5通过传动卷绳54软传动，且传动气筒47与切换气筒6也为软传动，因此不会造成结构干扰，当投放完成后，投放门2关闭，投放门2推动挡杆49滑动至套筒48内部，由于投放盒1呈圆柱形设计，投放门2呈弧形设计，弧形半径与圆柱半径相同，因此挡杆49能完美的顶触在投放门2和投放盒1内壁，保证不会卡料。

进一步地，分隔罩41的横截面呈半圆形设计。

实施例五，在上述实施例的基础上；

如图5、图6所示，支撑板5悬空设置在分隔罩41中，支撑板5的两侧均设置有弹力绳53，弹力绳53的另一端与分隔罩41内壁相连接，通过该设计，便于物资倾斜放置。

进一步地，弹力绳53的弹力小于扭簧46的弹力，使支撑板5下降时，远离传动卷绳54的一端向下倾斜，使物资自动倾斜。

更进一步地，支撑板5的顶部开设有斜面51与反射面52，斜面51斜向下设计，进一步保证物资自动倾斜。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于搜救无人机的物资投放装置，包括投放盒（1），其特征在于，所述投放盒（1）的侧面开设有投放口，所述投放口的内部设置有能自动开关的投放门（2），所述投放盒（1）的内部设置有固定轴（14），所述固定轴（14）的外侧套接有套杆（3），所述套杆（3）的顶部设置有转轮（31）；

所述套杆（3）的外侧环形设置有多组分隔板（4），所述分隔板（4）的外侧设置有分隔罩（41），所述分隔板（4）的内部开设有滑槽（42），所述滑槽（42）的内部滑动连接有滑架（43），所述滑架（43）与所述滑槽（42）内底部之间设置有拉簧（44），所述滑架（43）的内部转动安装有卷轮（45），所述卷轮（45）的内部设置有扭簧（46），扭簧（46）的弹力大于拉簧（44）的弹力，所述滑槽（42）的内顶部安装有传动气筒（47），所述传动气筒（47）的活塞端与所述滑架（43）固定连接，所述固定轴（14）的顶部安装传动机构，传动气筒（47）能通过传动机构带动转轮（31）正反转；

还包括滑动连接在分隔罩（41）中的支撑板（5），所述支撑板（5）通过传动卷绳（54）与卷轮（45）传动连接，所述投放盒（1）的内顶部安装有激光测距传感器（13），所述激光测距传感器（13）位于投放口位置，且激光能通过支撑板（5）反射，所述投放盒（1）的顶部安装有控制主板（12），所述控制主板（12）与激光测距传感器（13）和无人机速度控制系统电连接，控制主板（12）能根据激光测距传感器（13）测量结果控制无人机飞行速度。

2.根据权利要求1所述的一种用于搜救无人机的物资投放装置，其特征在于，所述传动机构包括安装在固定轴（14）顶部的切换气筒（6），所述切换气筒（6）通过气管与所述传动气筒（47）相连通，所述切换气筒（6）的内部滑动连接有活塞杆（61），所述活塞杆（61）与所述切换气筒（6）内壁之间设置有复位弹簧（62），所述复位弹簧（62）用于活塞杆（61）向切换气筒（6）内部滑动，所述活塞杆（61）的外侧安装有切换齿杆（63），所述切换齿杆（63）与转轮（31）相啮合。

3.根据权利要求1所述的一种用于搜救无人机的物资投放装置，其特征在于，所述投放门（2）的外侧设置有铰接杆，所述铰接杆铰接在投放盒（1）的外侧，所述铰接杆的铰接处安装有蜗轮（21），所述投放盒（1）的外侧安装有投放电机（22），所述投放电机（22）的输出端安装有蜗杆（23），所述蜗杆（23）与所述蜗轮（21）相啮合。

4.根据权利要求3所述的一种用于搜救无人机的物资投放装置，其特征在于，所述投放盒（1）呈圆柱形设计，所述投放门（2）呈弧形设计，弧形半径与圆柱半径相同。

5.根据权利要求4所述的一种用于搜救无人机的物资投放装置，其特征在于，所述分隔罩（41）的内侧设置有套筒（48），所述套筒（48）的内部滑动连接有挡杆（49），所述挡杆（49）与所述套筒（48）内壁之间设置有顶簧（410），所述顶簧（410）用于驱动挡杆（49）向套筒（48）外侧滑动，所述挡杆（49）能伸出投放口。

6.根据权利要求1所述的一种用于搜救无人机的物资投放装置，其特征在于，所述分隔罩（41）的横截面呈半圆形设计。

7.根据权利要求6所述的一种用于搜救无人机的物资投放装置，其特征在于，所述支撑板（5）悬空设置在分隔罩（41）中，所述支撑板（5）的两侧均设置有弹力绳（53），所述弹力绳（53）的另一端与所述分隔罩（41）内壁相连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于搜救无人机的物资投放装置，其特征在于，所述弹力绳（53）的弹力小于扭簧（46）的弹力。

9.根据权利要求1所述的一种用于搜救无人机的物资投放装置，其特征在于，所述支撑板（5）的顶部开设有斜面（51）与反射面（52），所述斜面（51）斜向下设计。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种用于搜救无人机的物资投放装置，其特征在于，所述投放盒（1）的顶部设置有两组安装架（11），所述安装架（11）能通过螺栓固定在无人机上。