CN217347391U - 一种水空两栖救生担架以及控制模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水空两栖救生担架以及控制模块，该救生担架包括壳体、水面推进组件、飞行组件、控制模块以及电源模块；所述壳体为具有储气内腔的浮体担架；水面推进组件安装在壳体下侧后端，壳体上设有若干设有飞行支架，飞行组件安装在飞行支架上，控制模块安装在壳体内，能够控制水面推进组件和飞行组件工作；本实用新型结合救生担架船以及无人机设计水空两栖救生担架以及控制模块；在水域救援过程中，快速飞行至落水者身边，并且能在水面二次起飞，便于快速调整精准飞至落水者身边，便于落水者使用攀爬至其该救生担架上，紧急脱险，随后通过水面推进将落水者主动牵引至岸边（安全区域），实现快速主动救援。
Description
技术领域
本实用新型涉及应急救援技术领域，具体是一种水空两栖救生担架以及控制模块。
背景技术
随着我国对于水域或海域开发程度的提高，人们进行海上活动的频率也逐渐增加，导致随之而来的溺水事故频发。现有投放救生圈的方式均为人工投放，很难准确投掷，并且有许多水上需要救援的区域人为无法到达，不能及时进行救援，采用直升机实施救援成本高，并且机动能力差。随着科学技术的发展，由于无人机具备使用成本低、飞行速度快、准备时间短的优点，开始在各行各业展开应用。鉴于水上救援快速应对的需要，反应迅速且机动能力强的无人机已经在水上救援中得到广泛的应用。使用无人机搭载救生圈是一种常见手段，但由于该方式需要提前将救生圈及无人机从存放地点拿出，简单调试后再进行作业，准备时间相对较长，飞至落水者身边投放时存在误差，并不能保证落水者拿到。专利号201921252749.X提出的一种水面救生艇，通过遥控方式将救生艇开到落水者身边；该种方式的缺陷是需要先将救生艇放入水中，再进行推进，并且水上推进速度相对无人机较慢，当海况恶劣或距离太远的时候不太适用；
我司已经提出了一种飞行救生圈，其专利号为CN213921429U；其很好解决了上述技术问题，其为水上救援开拓了一个新的思路，具有广阔的应用前景；在有些救援过程中需要主动救援，如待救援人员体弱，儿童或妇女在使用救生圈后无法自行游至岸边（安全区域）；因此需要考虑将待救援人员主动牵引至岸边（安全区域），另外在多人需要救援时，目前救援设备不能提供很好地救援；为此，我司在生产研发过程中进行进一步开发设计，提出了一种水空两栖救生担架以及控制模块。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是；如何在水域快速主动牵引救援。
本实用新型提供如下技术方案：
一种水空两栖救生担架，包括壳体、水面推进组件、飞行组件、控制模块以及电源模块；
所述壳体为具有储气内腔的浮体船型担架；水面推进组件安装在壳体后端，壳体上设有若干飞行支架，飞行组件设有若干套且一一对应安装在飞行支架上；控制模块以及电源模块安装在壳体内，能够控制和驱动水面推进组件和飞行组件工作。
在水面应急救援时，飞行组件受控工作带动壳体在水面上飞行快速落至落水者身边；待落水者攀爬至作为救生担架的壳体上，水面推进组件受控工作带动壳体和落水者在水面上移动直至岸边等安全区域；
优选的，所述壳体底部一体化成型有附加浮体结构，壳体顶部两侧一体化成型有侧稳凸边；所述附加浮体结构呈流线型，壳体前端呈弧形锥状且两侧呈流线型；形成流线型的船体结构；附加浮体结构起到增大排水体积，有利于飞行组件高出水面，有利于空载情况下的水面起飞，侧稳凸边起到防止侧翻的作用，提高水面负载能力，有利于多人救援使用；整体流线型的设计有利于救援过程中的水面航行。
优选的，所述附加浮体结构包括呈流线型的主浮体以及侧浮体；主浮体位于下壳体底部中间位置；侧浮体设有2个，对称布置在主浮体两侧，三个浮体结构对称布置在船底，结构简洁且有效增大排水体积。
优选的，所述壳体上设有若干旋翼孔；旋翼孔内设有飞行支架，飞行支架通过贯彻的旋翼孔内置于壳体中，构成整体式的浮体船型结构，大大缩小了因旋翼支架带来的庞大结构，使得整体结构简洁，有利于水空两栖快速救援。
优选的，所述壳体由上壳和下壳组成，上壳和下壳连接具有储气内腔的壳体，上壳和下壳一体化成型若干旋翼孔，旋翼孔内一体化成型有飞行支架；采用上壳和下壳连接，便于内部电子元器件的生产和装配。
优选的，所述上壳和下壳采用焊接连接，通过成熟的焊接工艺如热板焊、超声波焊接等方便进行焊接连接，整体稳定性高和耐用性高。
优选的，所述上壳和下壳外侧边缘一体化成型有焊接凸缘；上壳和下壳的焊接凸缘上下对称，形成焊接槽；上壳和下壳采用焊接后焊缝填满焊接槽。
优选的，所述主浮体或侧浮体两端延伸至旋翼孔内中部且与飞行支架一体化设计；且所述旋翼孔内主浮体或侧浮体顶部呈锥状；有效借用浮体结构进行飞行支架的设计，使得整体性强且结构简洁。
优选的，所述水面推进组件包括螺旋桨推进器、推进电调以及推进支架；所述水面推进组件设有2套；所述推进支架安装在侧浮体后端，螺旋桨推进器安装在推进支架上，推进电调安装在壳体内；采用成熟的螺旋桨推进器进行水面推进，便于水面推进控制且推进效率高，有利于水面应急救援的快速有力的调整和主动牵引。
优选的，所述飞行组件包括飞行电机、螺旋桨以及飞行电调；飞行电机以及螺旋桨安装在飞行支架上；飞行组件的飞行电调安装在壳体内，有利于整体性的防水和电气集成布置。
优选的，所述壳体后侧设有后置把手，便于救援人员抓住、攀爬以及其他牵引需要；所述壳体顶部中间位置对称设有前置把手，便于救援人员抓住稳定在该救生担架上，进行水面推进牵引至安全区域（岸边）。
优选的，所述壳体后侧设有后置把手；所述后置把手设有2个，后置把手与壳体后侧一体化成型；便于提高整体性和后置把手的连接强度；前置把手安装在壳体上侧，方便安装在使用；
优选的，所述壳体上设有4或6个飞行组件，分别安装在壳体上对应位置设置的飞行支架上，形成四旋翼或六旋翼水空两栖救生担架；采用成熟的四旋翼以及六旋翼无人机飞控架构，有利于提高安全性和稳定性。
优选的，所述电源模块为可拆卸安装在壳体内，壳体顶部对应电源模块设有检修盖；在应急救援过程中，便于进行快速换电，方便进行重复使用。
优选的，所述壳体上搭载有摄像头组件、警示灯、语音救援喊话器、救援设备（救援绳索）以及取样检测设备（水质取样）；采用该水空两栖救生担架为载体，搭载各种设备进行救援辅助或科学研究。
一种水空两栖救生担架的控制模块，包括飞控单元、PMU模块、GPS集成检测模块、气压计以及数图传模块；所述飞控单元、飞行电调以及推进电调安装在壳体内设置的飞控支架；飞控单元通过PMU模块连接电源模块；所述飞行电机为防水无刷电机，防水无刷电机通过飞行电调与飞控单元连接；螺旋桨推进器通过推进电调与飞控单元连接；所述GPS集成检测模块安装在壳体内，且与飞控单元连接；所述气压计安装在壳体外侧，且与飞控单元电连接；所述数图传模块安装在壳体内前侧，并与飞控单元连接；壳体上侧设有与数图传模块连接的天线；数图传模块与遥控器无线连接；所述壳体上侧设有防水透气阀、插拔式开关以及防水充电口。
需要说明的是本实用新型所有涉及到的电子元器件以及飞行控制技术和螺旋桨水面推进技术均为目前成熟的现有部件以及现有成熟的技术手段，本实用新型在此不做具体阐述，同时也不作限制，本领域技术人员结合本实用新型内容和目的自行选用相应的现有部件，并采用相应现有技术手段实现本实用新型的技术方案；
与现有技术相比，本实用新型具有以下几个方面的有益效果：
1、本实用新型提供一种水空两栖救生担架以及控制模块，本实用新型结合救生担架船以及无人机设计水空两栖救生担架以及控制模块；在水域救援过程中，快速飞行至落水者身边，并且能在水面二次起飞，便于快速调整精准飞至落水者身边，便于落水者使用攀爬至其该救生担架上，紧急脱险，随后通过水面推进将落水者主动牵引至岸边（安全区域），实现快速主动救援。
2、本实用新型进一步具体设计壳体，由上壳和下壳组成，上壳和下壳连接而成，具有储气内腔的壳体；壳体一体化成型有若干旋翼孔；旋翼孔内一体化成型有飞行支架，并安装在飞行组件形成多旋翼水空两栖救生担架，整体性强且结构简洁；
3、本实用新型进一步具体设计壳体的下壳，所述下壳底部一体化成型有主浮体以及侧浮体，主浮体位于下壳体底部中间位置；侧浮体设有2个，对称布置在主浮体两侧，并在侧浮体后端安装水面推进组件，增大排水体积，有利于飞行组件高出水面，便于水面起飞另外提高水面负载能力，有利于多人救援，且具备主动牵引救援能力；
4、本实用新型进一步可以在壳体上搭载有警示灯、语音救援喊话器、救援设备（救援绳索）以及检测取样设备（水质取样），便于水域的救援和科学研究。
5、本实用新型进一步提供水空两栖救生担架的控制模块，实现多旋翼救生担架的飞行控制，同时利用飞控单元通过推进电调控制水面的螺旋桨推进器工作，实现水空一体化控制设计，有效简化电气配置，提高安全可靠性。
附图说明
图1为一种水空两栖救生担架的结构示意图。
图2为一种水空两栖救生担架的底部结构示意图。
图3为一种水空两栖救生担架中上壳与下壳的连接示意图。
图4为一种水空两栖救生担架中上壳与下壳的焊接节点图。
图5为一种水空两栖救生担架中水面推进组件的爆炸图。
图6为一种水空两栖救生担架中下壳内装配示意图。
图7为一种水空两栖救生担架中飞行组件的爆炸图。
图8为一种水空两栖救生担架中电源模块的结构示意图。
图9为一种水空两栖救生担架的控制模块的爆炸图。
图10为一种水空两栖救生担架的控制模块中GPS集成检测模块以及飞控单元的安装示意图。
图11为一种水空两栖救生担架的控制模块的控制原理框图。
图中：1、壳体；11、上壳；111、侧稳凸边；12、下壳；100、旋翼孔；101、飞行支架；102、主浮体；103、侧浮体；104、焊接凸缘；105、焊接槽；2、水面推进组件；21、螺旋桨推进器；22、推进电调；23、推进支架；3、飞行组件；31、飞行电机；32、螺旋桨；33、飞行电调；4、控制模块；41、飞控单元；42、PMU模块；43、GPS集成检测模块；44、气压计；45、数图传模块；46、天线；47、遥控器；5、电源模块；51、电池组件；52、电池盒；521、前挡板；522、后挡板；523、底板；524、顶板；525、侧板；6、检修盖；7、后置把手；71、前置把手；8、摄像头组件；9、警示灯。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1-11，一种水空两栖救生担架，包括壳体1、水面推进组件2、飞行组件3、控制模块4以及电源模块5；
如图1-2所示，所述壳体1由上壳11和下壳12组成具有储气内腔的浮体担架；所述壳体1前端呈弧形锥状，形成流线型的船体结构，有利于水面航行；
本实施例中壳体1采用PP塑料制成，在一些实施例中壳体1采用PA或PE塑料制成；
上壳11和下壳12一体化成型有若干旋翼孔100；本实施例中，旋翼孔100设有4个，旋翼孔100内一体化成型有飞行支架101；
所述下壳12底部一体化成型有主浮体102以及侧浮体103，主浮体102以及侧浮体103呈流线型；主浮体102位于下壳12的底部中间位置；侧浮体103设有2个，对称布置在主浮体102两侧；增大排水体积；
壳体1的上壳11顶部两侧一体化成型有侧稳凸边111，防止在水面中侧翻；
如图3所示，所述侧浮体103两端延伸至旋翼孔100内中部且与飞行支架101一体化设计，且所述旋翼孔100内侧浮体顶部呈锥状；锥状设计便于飞行组件向下排风，产生升力；上述一体化设计有效借用浮体结构进行飞行支架101的设计，使得整体性强且结构简洁；
请参阅图4；本实施例中，所述上壳11和下壳12采用热板焊连接，上壳11和下壳12外侧边缘一体化成型有焊接凸缘104；上壳11和下壳12的焊接凸缘104上下对称，形成焊接槽105；上壳11和下壳12采用热板焊后焊缝填满焊接槽105。
在一些实施例中，上壳11与下壳12采用超声波焊接；
在一些实施例中，上壳11和下壳12扣合并内置密封圈，外侧采用机械锚固；
请参阅图5，所述水面推进组件2包括螺旋桨推进器21、推进电调22以及推进支架23；所述水面推进组件2设有2套；
所述推进支架23安装在侧浮体103后端，螺旋桨推进器21安装在推进支架23上，推进电调22安装在壳体1内；在一些实施例中，螺旋桨推进器21前后均设有推进防护网210。
请参阅图6-7，飞行组件3包括飞行电机31、螺旋桨32以及飞行电调33；飞行电机31以及螺旋桨32安装在飞行支架101上；
本实施例中，所述壳体1上设有4个飞行组件3，分别安装在壳体1对应位置设置的飞行支架101上，形成四旋翼水空两栖救生担架；
在一些实施例中，所述壳体1上设有6个飞行组件3，分别安装在壳体1对应位置设置的飞行支架101上，形成六旋翼水空两栖救生担架；
飞行组件3的飞行电调33安装在壳体1内；
所述飞行电机31为防水无刷电机；在一些实施例中，飞行电机31采用飓风4114防水电机；
在一些实施例中，壳体对应飞行支架101上下两侧分别安装有飞行防护网34。
请参阅图8，所述电源模块5包括若干组电池组件51，本实施例中电池组件51设有2组，电池组件51可拆卸地安装在壳体1内对应设置的电池盒52上，电池盒52包括前挡板521、后挡板522、底板523、顶板524以及2个侧板525；底板523通过螺丝固定在壳体1内壁上；前挡板521、后挡板522、底板523、顶板524以及侧板525采用键槽的方式拼接；电池组件51通过扎带固定在电池盒52内；检修盖6设置在电池组件51顶部；在应急救援过程中，便于进行快速换电，方便进行重复使用；
在一些实施例中，所述壳体1后侧设有后置把手7；所述后置把手7设有2个，后置把手7与壳体1后侧一体化成型；提高连接强度，便于应急攀爬避险使用；
在一些实施例中，所述壳体1顶部中间位置对称安装有前置把手71，便于落水者在该救生担架上抓稳，安全附着在救生担架上；
在一些实施例中，所述壳体1上搭载有警示灯9、语音救援喊话器、救援设备（救援绳索等）以及取样检测设备（水质取样）（图未示出）；
请参阅图9-11，一种水空两栖救生担架的控制模块，该控制模块4包括飞控单元41、PMU模块42、GPS集成检测模块43、气压计44以及数图传模块45；
请参阅图9，飞行电调33以及推进电调22安装在壳体1内设置的电调板10；电调板10通过螺丝固定在壳体内壁上；PMU模块42通过分电板421固定在电调板10上；飞控单元41通过PMU模块42连接电源模块5；PMU模块为飞控单元供电和电压检测；防水无刷电机通过飞行电调33与飞控单元41连接；螺旋桨推进器21通过推进电调22与飞控单元41连接；本实用新型利用飞控单元41通过推进电调22控制螺旋桨推进器21工作，实现水空一体化控制设计，有效简化电气配置；
请参阅图10，所述飞控单元41通过螺柱410安装在壳体内底部，螺柱410顶端连接有控制板20；所述GPS集成检测模块43安装控制板20上；在一些实施例中GPS集成检测模块43通过锡纸包裹，防止干扰；所述气压计44安装在壳体1外侧设置的检修盖6上，且与飞控单元41电连接；
在一些实施例中飞控单元41采用ACFLY A9型号的飞控模块；
在一些实施例中气压计44采用GY-SPL06-3.3型号气压计；
所述数图传模块45安装在壳体1内前侧，并与飞控单元41连接；壳体1上侧设有与数图传模块45连接的天线46；数图传模块45与遥控器47无线连接；
在一些实施例中GPS集成检测模块43采用M8N型号GPS集成检测模块；数图传模块45采用云卓h12型号的数图传模块；
在一些实施例中，飞行电调33和推进电调22均采用好盈Xroror micro 60a 4in1型号电子调速器；
请参阅图1，所述壳体1上侧设有防水透气阀106、插拔式开关107、防水充电口108以及系绳孔109；防水透气阀106便于调节壳体内气压；当内部电气元件发热，气压升高，可以通过防水透气阀106排出热气，插拔式开关107进行飞行前的电源控制；防水充电口108用于充电使用，而系绳孔109边缘进行系绳救援；
在一些实施例中，壳体1的防水充电口108上连接有供电导线，通过供电导线实时供电，适用于进行短距离快速高频率救援；
在一些实施例中防水充电口采用7芯sp13航空插；插拔式开关采用艾迈斯XT60W；
本实施例中，所述壳体1前侧顶部设有摄像头组件8，摄像头组件8与飞控单元41连接；
本实用新型的工作原理是：本实用新型提供一种水空两栖救生担架以及控制模块，本实用新型结合救生担架船以及无人机设计水空两栖救生担架；在水域救援过程中，快速飞行至落水者身边，并且能在水面二次起飞，便于快速精准飞至落水者身边，便于落水者使用攀爬至其该救生担架上，紧急脱险，随后通过水面推进将落水者主动牵引至岸边（安全区域），实现快速主动救援。
本实用新型进一步具体设计壳体，由上壳和下壳组成，上壳和下壳连接而成，具有储气内腔的壳体；壳体一体化成型有若干旋翼孔；旋翼孔内一体化成型有飞行支架，并安装在飞行组件形成多旋翼水空两栖救生担架；本实用新型进一步具体设计壳体的下壳，所述下壳底部一体化成型有主浮体以及侧浮体，主浮体位于下壳体底部中间位置；侧浮体设有2个，对称布置在主浮体两侧，并在侧浮体后端安装水面推进组件，增大排水体积，提高水面负载能力，有利于多人救援，且具备主动牵引救援能力；
本实用新型进一步可以在壳体上搭载有警示灯、语音救援喊话器、救援设备（救援绳索）以及检测取样设备（水质取样），便于水域的救援和科学研究。
本实用新型进一步提供水空两栖救生担架的控制模块，实现多旋翼救生担架的飞行控制，同时利用飞控单元通过推进电调控制水面的螺旋桨推进器工作，实现水空一体化控制设计，有效简化电气配置；
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (16)
1.一种水空两栖救生担架，其特征在于，包括壳体、水面推进组件、飞行组件、控制模块以及电源模块；
所述壳体为具有储气内腔的浮体船型担架；水面推进组件安装在壳体后端，壳体上设有若干飞行支架，飞行组件设有若干套且一一对应安装在飞行支架上；控制模块以及电源模块安装在壳体内，能够控制和驱动水面推进组件和飞行组件工作。
2.根据权利要求1所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述水面推进组件包括螺旋桨推进器以及推进电调；所述螺旋桨推进器安装在壳体后端；所述飞行组件包括飞行电机、螺旋桨以及飞行电调；飞行电机以及螺旋桨安装在飞行支架上；螺旋桨推进器和飞行电机分别通过推进电调以及飞行电调连接控制模块。
3.根据权利要求1所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述壳体底部一体化成型有附加浮体结构，所述附加浮体结构呈流线型，壳体前端呈弧形锥状且两侧呈流线型；形成流线型的船体结构。
4.根据权利要求3所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述附加浮体结构包括呈流线型的主浮体以及侧浮体；主浮体位于下壳体底部中间位置；侧浮体设有2个，对称布置在主浮体两侧。
5.根据权利要求4所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述水面推进组件设有2套；分别安装在侧浮体后端。
6.根据权利要求4所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述壳体上设有若干旋翼孔；旋翼孔内设有飞行支架。
7.根据权利要求6所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述壳体由上壳和下壳组成，上壳和下壳连接具有储气内腔的壳体，上壳和下壳一体化成型若干旋翼孔，旋翼孔内一体化成型有飞行支架。
8.根据权利要求7所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述上壳和下壳采用焊接连接。
9.根据权利要求8所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述上壳和下壳外侧边缘一体化成型有焊接凸缘；上壳和下壳的焊接凸缘上下对称，形成焊接槽；上壳和下壳采用焊接后焊缝填满焊接槽。
10.根据权利要求8所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述主浮体或侧浮体两端延伸至旋翼孔内中部，且与飞行支架一体化设计；所述旋翼孔内主浮体或侧浮体顶部呈锥状。
11.根据权利要求8所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述壳体后侧设有后置把手；所述壳体顶部中间位置对称设有前置把手。
12.根据权利要求11所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述后置把手设有2个，后置把手与壳体后侧一体化成型；前置把手安装在壳体上侧。
13.根据权利要求1-12任意一项所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述壳体上设有4或6个飞行组件，形成四旋翼或六旋翼水空两栖救生担架。
14.根据权利要求13所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述电源模块为可拆卸安装在壳体内，壳体顶部对应电源模块设有检修盖。
15.根据权利要求13所述一种水空两栖救生担架，其特征在于，所述壳体上搭载有摄像头组件、警示灯、语音救援喊话器、救援设备以及取样检测设备。
16.一种应用于权利要求2所述水空两栖救生担架的控制模块，其特征在于，该控制模块包括飞控单元、PMU模块、GPS集成检测模块、气压计以及数图传模块；所述飞控单元、飞行电调以及推进电调安装在壳体内设置的飞控支架；飞控单元通过PMU模块连接电源模块；所述飞行电机为防水无刷电机，防水无刷电机通过飞行电调与飞控单元连接；螺旋桨推进器通过推进电调与飞控单元连接；所述GPS集成检测模块安装在壳体内，且与飞控单元连接；所述气压计安装在壳体外侧，且与飞控单元电连接；所述数图传模块安装在壳体内前侧，并与飞控单元连接；壳体上侧设有与数图传模块连接的天线；数图传模块与遥控器无线连接；所述壳体上侧设有防水透气阀、插拔式开关以及防水充电口。
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