CN213200107U - 一种带有投放自动充气救生圈装置的救援无人机 - Google Patents

Abstract

一种带有投放自动充气救生圈装置的救援无人机涉及无人机领域。主要是为解决现有救援无人机集成度低，救生圈投放机构结构复杂的问题而设计的。它包括机体，机臂固定在机体上，机臂的电机输出轴上有螺旋桨，机体上还有GPS天线、喊话器、探照灯、数传电台、图传电台、双光吊舱、飞控系统；机体上的自动充气救生圈投放机构包括投放舱体，投放舱体顶部有固定架，投放舱体后部有装载口，投放舱体内上表面有开口，转轴的两端分别通过轴承与两个转轴固定座连接，转轴的左右两端分别固定有连接爪，三个档杆的左、右端分别与三个连接爪连接；投放舱体上有舵机，舵机拉杆与一个连接爪连接。优点是投放机构结构简单，无人机的集成度高。

Description

一种带有投放自动充气救生圈装置的救援无人机

技术领域：

本实用新型涉及无人机领域，具体是涉及一种带有投放自动充气救生圈装置的救援无人机。

背景技术：

目前各种形式的溺亡事故时有报道，导致落水者溺亡往往是由于救援不及时。如果能够在落水的第一时间向落水者投递救生圈，则可避免落水人员溺亡。传统的水域救援抛射救生圈时，救生圈随着水体流动到达落水者位置的几率不高。近年来随着无人机技术的快速发展，利用无人机投放救生圈则能解决上述问题，使救生圈第一时间送达给落水者。

但是现有的救生圈体积大，占用空间多，救援无人机可携带数量少，抗风性差。另外救援无人机上的救生圈投放机构结构复杂，重量大，功耗大，可靠性差，易出现误触发、误投放的问题。救援无人机的集成度低，设备多，操纵流程繁琐复杂。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种携带救生圈数量多，投放机构结构简单，可靠性好的带有投放自动充气救生圈装置的救援无人机。

上述目的是这样实现的：它包括机体，若干个机臂的内端都固定在机体上，每个机臂的外端都固定有一个电机，每个电机的输出轴上都安装有螺旋桨，机体上还安装有GPS天线、喊话器、探照灯、数传电台、图传电台、双光吊舱、飞控系统；其特征是：在机体上增设自动充气救生圈投放机构；

自动充气救生圈投放机构包括投放舱体，投放舱体顶部连接有固定架，投放舱体通过固定架与各类飞行器连接，投放舱体从后向前逐渐向下倾斜，倾斜角度以45°为宜，投放舱体后部设有装载口，投放舱体内上表面的前部设有开口，开口左右两侧的投放舱体上表面上分别固定有转轴固定座，转轴位于开口上方，转轴的两端分别通过轴承与两个转轴固定座连接，转轴的左右两端分别固定有三个向外延伸的连接爪，相邻两个连接爪轴向中心线之间的夹角为120°，还包括三个档杆，三个档杆分别为第一档杆、第二档杆、第三档杆；三个档杆的左端和右端分别连接在转轴左右两端的三个连接爪上；投放舱体上表面固定有舵机，舵机的拉杆与一个连接爪连接。

自动充气救生圈投放机构的投放舱体内装有救生圈胶囊，救生圈胶囊包括外壳，外壳选用PVC管制作，外壳上端和下端都有盖，外壳上设有若干道进水长孔，自动充气气胀式救生圈折叠后放置在外壳内。

所述的GPS天线用于定位。所述的数传电台用于无人机遥测数据和控制信号的传输。所述的图传电台用于视频画面的传输。所述的双光吊舱用于提供红外和可见光两种图像，及目标经纬度坐标自动计算、目标自动跟踪功能。所述的喊话器用于警示待救援目标或其他人员。所述的探照灯用于提供较暗环境下的照明光源。GPS天线、喊话器、探照灯、数传电台、图传电台、双光吊舱、飞控系统都可从市场购得。

操作人员在地面通过遥控器操控无人机和显示视频画面。手咪与遥控器通过导线连接，用于采集操纵人员声音信号。

在地面，咪头与遥控器相连接，用于传输声音信号；而遥控器与无人机内置的飞控系统使用2.4GHz无线连接；自动充气救生圈投放机构的舵机与飞控系统通过导线连接，GPS天线、数传电台、探照灯在无人机内部与飞控系统相连，其中数传电台使用端口1连接飞控系统；同时数传电台的端口2与喊话器相连接。这两部分均采用RS232串口通信的方式；此外，双光吊舱由于需要同时传输视频信号和控制信号，因此需要同时与数传电台、图传电台相连接。双光吊舱与数传电台之间同样使用RS232通信方式，与图传电台之间使用HDMI通信方式。

本实用新型的优点是：携带救生圈数量多，救生圈投放机构结构简单，可靠性好，无人机的集成度高。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中自动充气救生圈投放机构的结构示意图；

图3是本实用新型中救生圈胶囊的结构示意图；

图4是本实用新型的控制系统框图。

具体实施方式：

下面结合图1-4对本实用新型做进一步说明；

它包括机体1，若干个机臂2的内端都固定在机体上，每个机臂的外端都固定有一个电机3，每个电机的输出轴上都安装有螺旋桨4，机体上还安装有GPS天线5、喊话器6、探照灯7、数传电台8、图传电台9、双光吊舱10、飞控系统11；其特征是：在机体上增设自动充气救生圈投放机构12；

自动充气救生圈投放机构包括投放舱体12—1，投放舱体顶部连接有固定架12—2，投放舱体通过固定架与各类飞行器连接，投放舱体从后向前逐渐向下倾斜，倾斜角度以45°为宜，投放舱体后部设有装载口，投放舱体内上表面的前部设有开口12—3，开口左右两侧的投放舱体上表面上分别固定有转轴固定座12—4，转轴12—5位于开口上方，转轴的两端分别通过轴承与两个转轴固定座连接，转轴的左右两端分别固定有三个向外延伸的连接爪12—6，相邻两个连接爪轴向中心线之间的夹角为120°，还包括三个档杆12—7，三个档杆分别为第一档杆、第二档杆、第三档杆；三个档杆的左端和右端分别连接在转轴左右两端的三个连接爪上；投放舱体上表面固定有舵机12—8，舵机的拉杆与一个连接爪连接。

自动充气救生圈投放机构的投放舱体内装有救生圈胶囊13，救生圈胶囊包括外壳13—1，外壳选用PVC管制作，外壳上端和下端都有盖13—2，外壳上设有若干道进水长孔13—3，自动充气气胀式救生圈折叠后放置在外壳内。

操作人员在地面通过遥控器操控无人机和显示视频画面。手咪与遥控器通过导线连接，用于采集操纵人员声音信号。

在地面，咪头14与遥控器15相连接，用于传输声音信号；而遥控器与无人机内置的飞控系统使用2.4GHz无线连接；自动充气救生圈投放机构的舵机与飞控系统通过导线连接，GPS天线、数传电台、探照灯在无人机内部与飞控系统相连，其中数传电台使用端口1连接飞控系统；同时数传电台的端口2与喊话器相连接。这两部分均采用RS232串口通信的方式；此外，双光吊舱由于需要同时传输视频信号和控制信号，因此需要同时与数传电台、图传电台相连接。双光吊舱与数传电台之间同样使用RS232通信方式，与图传电台之间使用HDMI通信方式。

任务准备：

准备飞行器：将飞行器等设备运输至起飞地点，接通电源。

装载救生胶囊：将救生圈胶囊装入到自动充气救生圈投放机构的投放舱体内。

起飞待命：操纵无人机起飞并飞行至指定坐标待命。

任务执行：

当无人机完成以上准备工作后，即可正式开始执行救援任务。执行救援任务的过程主要分为以下几个步骤：

寻找救援目标：操纵人员通过双光吊舱、探照灯、喊话器等设备搜索救援范围内所存在的目标。喊话器可直接播放预先录制的报警铃声，也可直接由操纵人员手中的咪头控制。在一般情况下，操纵人员利用双光吊舱和图传传回的的实时图像，在遥控器显示器上实时显示，寻找救援目标。在夜间或较暗环境下，可通过遥控器按钮远程开启探照灯提供照明光源。在寻找过程中，双光吊舱会自动识别并标注出红外画面中的可疑发热源，以及其方位角、距离等信息，为操纵人员提供参考。

锁定救援目标：在发现可疑目标后，立即通过吊舱的画面和喊话器确认目标真实性。在确认目标后，可直接在显示器界面上点击目标区域，双光吊舱立即调整角度将所选目标置于画面正中心锁定，并启动目标跟随。无人机会根据当前自身GPS坐标数据、吊舱角度数据精确计算出目标的绝对经纬度。

飞行至目标上空：在无人机自动计算出目标的绝对经纬度坐标后，会自动飞行至目标上空悬停等待。

实施救援：通过喊话器通知目标人员救援开始，并通过遥控器按键操作，投放救生胶囊。救生胶囊遇水后，自动胀开成充气，呈现完整状态的救生圈供目标人员使用。同时无人机可继续寻找其他存在的待救援目标；

返航：在完成救援后或遇救援过程中电量不足，无人机立即执行返航。返航可由操纵人员手动触发，也可在紧急情况（链路中断、电量过低）下由无人机自动触发。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种带有投放自动充气救生圈装置的救援无人机，包括机体（1），若干个机臂（2）的内端都固定在机体上，每个机臂的外端都固定有一个电机（3），每个电机的输出轴上都安装有螺旋桨（4），机体上还安装有GPS天线（5）、喊话器（6）、探照灯（7）、数传电台（8）、图传电台（9）、双光吊舱（10）、飞控系统（11）；其特征是：在机体上增设自动充气救生圈投放机构（12）；

自动充气救生圈投放机构包括投放舱体（12—1），投放舱体顶部连接有固定架（12—2），投放舱体通过固定架与各类飞行器连接，投放舱体从后向前逐渐向下倾斜，投放舱体后部设有装载口，投放舱体内上表面的前部设有开口（12—3），开口左右两侧的投放舱体上表面上分别固定有转轴固定座（12—4），转轴（12—5）位于开口上方，转轴的两端分别通过轴承与两个转轴固定座连接，转轴的左右两端分别固定有三个向外延伸的连接爪（12—6），相邻两个连接爪轴向中心线之间的夹角为120°，还包括三个档杆（12—7）；三个档杆的左端和右端分别连接在转轴左右两端的三个连接爪上；投放舱体上表面固定有舵机（12—8），舵机的拉杆与一个连接爪连接。

2.按照权利要求1所述的一种带有投放自动充气救生圈装置的救援无人机，其特征是：自动充气救生圈投放机构的投放舱体内装有救生圈胶囊（13），救生圈胶囊包括外壳（13—1），外壳上端和下端都有盖（13—2），外壳上设有若干道进水长孔（13—3），自动充气气胀式救生圈折叠后放置在外壳内。

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