CN206968974U - 防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机技术领域，特别是一种防碰撞、防坠机及坠机次生灾害的多轴旋翼式灭火无人机。旨在解决现有技术中大载荷无人机安全防护标准低的问题。本实用新型无人机上安装有声光报警装置、测速装置、测距雷达扫描装置、飞行控制器；声光报警装置，雷达扫描装置、飞行控制器通过光电复合电缆连接车载发电机，光电复合电缆连接线缆自动收放机构，线缆自动收放机构安装于行走车辆的货舱内，货舱内还安装有车载发电机、车载蓄电池组，无人机上设有视频探头。优点在于：提高供电电源的可靠性；提高通讯的抗干扰能力；预防和减少无人机坠机下降过程中对周边建筑、设施及人员撞击造成的损害或伤害；可承受轻微碰撞和遮挡火场中常见的小块坠物。

Description

防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别是一种防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机。

背景技术

拖拽电源导线多轴旋翼式无人机因能给多轴旋翼无人机提供不间断高电压电源，可以极大地提高多轴旋翼无人机的有效载荷，从而为解决长期以来制约高层建筑室外空间灭火提供了有效可靠的技术手段。为了保障大载荷的拖拽电源导线多轴旋翼式灭火无人机飞行安全，防止发生空中碰撞，防止发生坠机事故，杜绝和减少坠机带来的人员伤亡、经济损失，本方案从电源保障、通讯安全、防止碰撞、防止空中物体侵害、减少坠机危害等方面，提供了多重保障多轴旋翼式灭火无人机飞行安全的技术措施。

有相关技术人员曾对无人机的飞行安全进行了研究。经检索，中国已公开专利申请中，申请号为CN201520735513.7，名为一种无人机主动安全装置，公开了一种采用雷达模块、主控模块、传动模块方式防止无人机碰撞的主动安全装置：当雷达模块检测航线前方障碍物相对无人机的相对距离、相对速度判定为危险状态时，发出报警/减速命令，提醒操作者并通知无人机飞控系统进行自动减速，直至无人机处于悬停状态；申请号为CN201520762764.4，名为一种带安全隔离装置的多旋翼无人机，公开了一种旋翼螺旋桨带有支撑圈，该支撑圈上下两面均设有隔离网，可以减少在无人机运行过程中因人为因素对螺旋桨的碰撞而造成的损坏；申请号为CN201521062911.3，名为一种无人机伞降回收控制系统，公开了通过采集高度表传输的数据，获取即时无人机的实时飞行状态，通过飞行控制计算机向开伞控制装置、气囊缓冲装置及切伞装置发送指令，从而实现无人机安全可靠地回收降落。申请号为CN201610692921.8，名为无人机安全防护装置以及无人机安全防护方法，公开了一种采用布置一个或多个安全气囊的方式，当传感器感测到无人机的下落速度大于预定下落速度阈值时或者在感测到无人机的下落加速度大于预定下落加速度阈值时使得所述安全气囊弹出。

但是，申请人发现，上述公开的四种技术方案中，一方面存在安全方案的单一性问题，另一方面存在着与大载荷多轴旋翼式灭火无人机特点不相适应的问题，与本方案采用系统的方法、针对性的措施存在着明显的不同。第一种发明专利内容仅为单一的采用雷达模块进行探测预防碰撞的技术方案。第二种方案设置的隔离装置为螺旋桨支撑圈加上下两层隔离网。第三种方案是根据高度设定无人机开伞的伞降回收系统，第四种方案为无人机失重状态下使用安全气囊减轻坠机损害的一种方式。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中大载荷无人机安全防护标准低的问题。

本实用新型的具体方案是：

设计一种防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机，机座底部装载有灭火发射管和灭火药剂液体喷射头，机座底部还设有至少三个水平设置的激光测距发射管，其中一只激光测距发射管与灭火机构中灭火药剂的射出方向一致，所述无人机上安装有声光报警装置、测速装置、测距雷达扫描装置、飞行控制器；所述声光报警装置，雷达扫描装置、飞行控制器通过光电复合电缆连接车载发电机，所述光电复合电缆连接线缆自动收放机构，所述线缆自动收放机构安装于行走车辆的货舱内，所述货舱内还安装有车载发电机、车载蓄电池组，无人机上设有视频探头，所述视频探头与地面显示装置通过光纤通讯连接。

上述方案中，所述旋翼机构包括螺旋桨周边设置的防护圈及防护网；所述光电复合电缆通过自动联动切换机构与车载发电机或车载蓄电池组连接；所述无人机上安装有弹射式降落伞，所述弹射式降落伞的启闭与所述测速装置电路连接，并通过光电复合电缆与地面控制器相连接；视频探头安装在具有三个维度运转的云台上，所述云台上安装有控制其在立体方向旋转的控制元件，所述控制元件与地面控制器相连接。

本实用新型的有益效果在于：

（1）可有效提高无人机电源的可靠性，杜绝和防止因发电机故障停机带来的拖拽电源导线灭火无人机无动力状态下的坠机事故；

（2）从根本上避免无线通讯存在的易受电波干扰问题，极大的提高了无人机通讯的可靠性；

（3）通过激光测距、雷达扫描测距、视频探头监控三种防碰撞技术手段可有效预防发生与建筑物、树木、电线等遮挡物的碰撞事故，提高灭火无人机的安全系数；

（4）在坠机条件下，限制无人机下降速度和限制一定的坠机范围，有效预防坠机次生灾害，减少无人机坠机损失；

（5）可承受轻微碰撞和遮挡火场中常见的小块飞落物，确保螺旋桨正常工作；

通过以上技术方案，可以有效提高拖拽电源导线多轴旋翼式灭火无人机的飞行安全系数，最大限度的降低灭火无人机坠机事故概率，预防和减少坠机产生的次生灾害和损失。

附图说明

图1是本实用新型工作状态轴测示意图；

图2是图1结构的主视图；

图3是本实用新型中无人机部分的主视图；

图4是本实用新型中无人机部分的左视图；

图5是本实用新型中无人机部分的俯视图；

为视图表达清晰，图4中略去激光发射管；

图中各部件名称：1.防护网；2.机座；3.灭火机构；4.激光测距发射管；5.光电复合电缆；6.行走车辆；7.旋翼机构；8.车载发电机；9.车载蓄电池组；10.线缆自动收放机构；11.螺旋桨防护圈；12.弹射式降落伞。

具体实施方式

实施例1：一种防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机，参见图1至图5，机座2底部装载有灭火发射管和灭火药剂液体喷射头，机座2底部还设有至少三个水平设置的激光测距发射管4，其中一只激光测距发射管4与灭火机构3中灭火药剂的射出方向一致，无人机上安装有声光报警装置、测速装置、测距雷达扫描装置、飞行控制器；声光报警装置，雷达扫描装置、飞行控制器通过光电复合电缆5连接车载发电机8，光电复合电缆连接线缆自动收放机构10，线缆自动收放机构10安装于行走车辆6的货舱内，货舱内还安装有车载发电机8、车载蓄电池组9，无人机上设有视频探头，视频探头与地面显示装置通过光纤通讯连接。

本实施例中，旋翼机构7包括螺旋桨周边设置的航空铝材制成的防护圈11及防护网1；光电复合电缆5通过自动联动切换机构与车载发电机8或车载蓄电池组9连接；无人机上安装有弹射式降落伞12，弹射式降落伞12的启闭与测速装置电路连接，并通过光电复合电缆5与地面控制器相连接；视频探头安装在具有三个维度运转的云台上，云台上安装有控制其在立体方向旋转的控制元件，控制元件与地面控制器相连接。在具体工作过程中，上述特征可以则其部分选装。

工作过程中，至少三个激光测距发射管4水平设置，中间一只激光测距发射管4应与灭火无人机灭火药剂液体喷射枪头和灭火弹发射管射出方向一致，另两只发射管应与中间发射管分两侧呈小于15度夹角设置，当任一只发射管实测障碍物距离小于6米时，无人机上应灯光报警，无人机地面控制器应发出声光报警，并发出停止靠近障碍物的飞行信号；雷达信号扫描方向应为无人机上方，当距障碍物小于等于10米时，无人机上应灯光报警，无人机地面控制器应发出声光报警，并发出无人机停止向上飞行的信号。

应急伞降过程如图5所示，当无人机下降速度超过5米每秒或下降加速度超过2米每秒时，无人机弹射式降落伞12应弹射释放，地面的线缆自动收放机构10应自动卷绕收紧，自动卷绕线速度应略大于无人机伞落降实测的下降速度的平均值，卷绕的拉力应大于实测的保持线缆正常卷绕速度的拉力，此时线缆自动收放机构10只能向收紧方向运行，设置反方向卷绕锁止装置，防止受外力作用反转。无人机上设置视频探头，视频探头安装在具有三个维度运转的云台上，无人机操控人员可根据视频监控情况手动调整无人机飞行参数。

最后需说明的是，以上者仅系本实用新型部分实施例，并非用以限制本发明，依据本实用新型的结构及特征，稍加变化修饰而成者，亦应包括在本实用新型范围之内。

Claims (5)

1.一种防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机，机座底部装载有灭火发射管和灭火药剂液体喷射头，其特征在于：机座（2）底部还设有至少三个水平设置的激光测距发射管（4），其中一只激光测距发射管（4）与灭火机构（3）中灭火药剂的射出方向一致，所述无人机上安装有声光报警装置、测速装置、测距雷达扫描装置、飞行控制器；所述声光报警装置，雷达扫描装置、飞行控制器通过光电复合电缆（5）连接车载发电机（8），所述光电复合电缆（5）连接线缆自动收放机构（10），所述线缆自动收放机构（10）安装于行走车辆（6）的货舱内，所述货舱内还安装有车载发电机（8）、车载蓄电池组（9），无人机上设有视频探头，所述视频探头与地面显示装置通过光纤通讯连接。

2.如权利要求1所述的防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机，其特征在于：在所述旋翼机构（7）包括螺旋桨周边设置的防护圈（11）及防护网（1）。

3.如权利要求1所述的防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机，其特征在于：所述光电复合电缆（5）通过自动联动切换机构与车载发电机（8）或车载蓄电池组（9）连接。

4.如权利要求1所述的防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机，其特征在于：所述无人机上安装有弹射式降落伞（12），所述弹射式降落伞（12）的启闭与所述测速装置电路连接，并通过光电复合电缆（5）与地面控制器相连接。

5.如权利要求1所述的防碰撞、防坠机、及二次伤害的多轴旋翼式无人机，其特征在于：视频探头安装在具有三个维度运转的云台上，所述云台上安装有控制其在立体方向旋转的控制元件，所述控制元件与地面控制器相连接。