CN219821767U - 一种基于红外热成像的物资投递救援无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于红外热成像的物资投递救援无人机，包括激光雷达、飞行控制器、航模电池、信号接收机、热成像云台相机、深度相机、起落架和电机驱动装置，所述机架包括上底板、机臂和下底板，所述机臂对称设置有四个，所述上底板设置于下底板的下方，所述机臂通过螺栓与上底板和下底板均固定连接，所述上底板顶部固定安装有飞行控制器，所述飞行控制器左下方的机臂上固定安装有信号接收机，所述上底板顶部通过铜柱连接件固定安装有激光雷达，通过红外热成像检测受灾人群，实现目标定位，移动到救援人员上方，下降到合适高度，打开应急救援货舱，将物资投放至受灾人群附近，能在识别到受灾人群后，第一时间对其投递救援物资。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机技术领域，具体是一种基于红外热成像的物资投递救援无人机。
背景技术
自然灾害具有突发性特点,灾害应急救援的关键是灾害发生后的快速反应。近年来，我国在应急搜救与灾区救援上响应迅速。提高灾害应急救援效率的关键因素是迅速准确获取灾害发生后的灾情信息。由于人工搜救效率低，复杂环境下协同工作要求好，同时人工搜救也要面临二次受灾带来的风险问题。
无人机经过了几十年的发展历程，从技术角度看已经比较成熟，无人机搭载多种传感器后，具有实时性强、机动快速、影像分辨率高、经济便捷的特点,且能够在高危地区作业,非常适合于各种自然灾害的应急救援，以无人机进行搜救已经成为了一种迫切需求的方式，基于此，我们提出一种基于红外热成像的物资投递救援无人机，来解决灾害应急人工救援效率低、风险高问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于红外热成像的物资投递救援无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于红外热成像的物资投递救援无人机，包括机架和起落架，机架包括上底板、机臂和下底板，机臂对称设置有四个，上底板设置于下底板的下方，机臂通过螺栓与上底板和下底板均固定连接，上底板顶部固定安装有飞行控制器，飞行控制器左下方的机臂上固定安装有信号接收机，上底板顶部通过铜柱连接件固定安装有激光雷达，上底板通过夹持装置固定连接有深度相机，四个机臂顶部均设置有电机驱动装置，下底板顶部固定连接有航模电池，下底板底部与起落架固定连接，起落架上固定安装有应急救援货舱。
作为本实用新型进一步的方案：电机驱动装置包括桨叶和无刷电机，无刷电机固定连接于机臂顶部，桨叶与无刷电机的转动端固定连接，四个机臂底部均固定连接有电子调速器，四个电子调速器与四个无刷电机一一对应设置。
作为本实用新型再进一步的方案：起落架由两个对称拱形脚架和四个玻璃纤维制成的固定棒采用类似榫卯的方式固定，起落架底部设有缓冲作用的减震海绵。
作为本实用新型再进一步的方案：深度相机对称设置有两个。
作为本实用新型再进一步的方案：应急救援货舱内载有运载物资。
作为本实用新型再进一步的方案：四个机臂均采用镂空设计。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，通过红外热成像检测受灾人群，实现目标定位，移动到救援人员上方，下降到合适高度，打开应急救援货舱，将物资投放至受灾人群附近，能在识别到受灾人群后，第一时间对其投递救援物资。
2、本实用新型中的无人机具备避障、检测生命体、投递物资、图像采集多种功能，解决了灾害应急人工救援效率低、风险高问题。
附图说明
图1为基于红外热成像的物资投递救援无人机的结构示意图。
图2为基于红外热成像的物资投递救援无人机的整体结构示意图。
图3为基于红外热成像的物资投递救援无人机中激光雷达的结构示意图。
图4为基于红外热成像的物资投递救援无人机中机架的结构示意图。
图5为基于红外热成像的物资投递救援无人机中飞行控制器的结构示意图。
图6为基于红外热成像的物资投递救援无人机中电机驱动装置的结构示意图。
图7为基于红外热成像的物资投递救援无人机中起落架的结构示意图。
图中所示：激光雷达1、机架2、上底板201、机臂202、下底板203、飞行控制器3、航模电池4、信号接收机5、热成像云台相机6、深度相机7、起落架8、应急救援货舱9、运载物资10、电机驱动装置11、桨叶1101、无刷电机1102、电子调速器12。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1～7，本实用新型实施例中，一种基于红外热成像的物资投递救援无人机，包括机架2和起落架8，机架2包括上底板201、机臂202和下底板203，机臂202对称设置有四个，上底板201设置于下底板203的下方，机臂202通过螺栓与上底板201和下底板203均固定连接，四个机臂202均采用镂空设计使机架2达到减重的目的，同时兼顾机架2的稳定牢固，上底板201顶部固定安装有飞行控制器3，飞行控制器3左下方的机臂202上固定安装有信号接收机5，上底板201顶部通过铜柱连接件固定安装有激光雷达1，激光雷达1实现救援中的复杂地形扫描建图和避障功能，上底板201通过夹持装置固定连接有深度相机7，四个机臂202顶部均设置有电机驱动装置11，下底板203顶部固定连接有航模电池4，下底板203底部与起落架8固定连接，起落架8上固定安装有应急救援货舱9。
应急救援货舱9内载有运载物资10。
电机驱动装置11包括桨叶1101和无刷电机1102，无刷电机1102固定连接于机臂202顶部，桨叶1101与无刷电机1102的转动端固定连接，四个机臂202底部均固定连接有电子调速器12，四个电子调速器12与四个无刷电机1102一一对应设置。
无刷电机1102通过导线与对应的电子调速器12电性连接，电子调速器12通过导线与飞行控制器3电性连接，飞行控制器3通过导线与信号接收机5电性连接，激光雷达1、热成像云台相机6、深度相机7和应急救援货舱9均通过导线与飞行控制器3电性连接，飞行控制器3通过导线与航模电池4电性连接，信号接收机5与外部控制系统无线连接，通过飞行控制器3输出PWM脉冲信号至对应的20A电子调速器12后使无刷电机1102转速得到调节，无刷电机1102上方的螺旋桨采用自锁旋紧的方式，达到无人机救援飞行中的稳定输出，信号接收机5通过接收到遥控信号传输至飞行控制器3对无人机进行控制。
起落架8由两个对称拱形脚架和四个玻璃纤维制成的固定棒采用类似榫卯的方式固定，起落架8底部设有缓冲作用的减震海绵，使得整体无人机能够平稳着陆，同时起落架8中部连接的热成像云台相机6和应急救援货舱9，分别完成搜救时的人员勘探和应急救援物资的定点投放任务，应急救援货舱9内通过舵机的角度转向控制使运载物资10得到定点投放。
深度相机7对称设置有两个，能够保证图像采集的准确性，后期可为其搭配图传系统达到数据的实时传输。
飞行控制器3固件中采用了四元数姿态解算、惯性导航以及卡尔曼滤波等算法，保证其为各个电子调速器12输出特定的数据达到飞行的稳定，无人机飞行控制器3内置连接气压计、加速度计、陀螺仪、电子罗盘等传感器，地面站工作人员能够实时接收无人机飞行时的数据和信息，保障救援行动的安全进行。
激光雷达1位于无人机的整体的正上方，使其免受机体的干扰，并且其采用了步进电机360度循环转动的方式，保证了对周围环境建图的精确性。
热成像云台相机6中的云台是二自由度，并且运用姿态补偿功能，其内置了无刷电机和MPU陀螺仪，能够使其对抖动量作转动补偿，保证了热成像仪在勘探时的稳定输出。
本实用新型的工作原理是：
使用时，通过航模电池4为无人机整体进行供电，然后校正位姿，建立通信连接，通过信号接收机5接收遥控信号，启动无刷电机1102，无刷电机1102带动桨叶1101转动，让无人机起飞，可通过无线信号控制无人机的启停及调控无人机的位置，通过激光雷达1实时建图，结合SLAM算法实现避障，实现救援中的复杂地形扫描建图和避障功能，深度相机7能够保证图像采集的准确性，通过热成像云台相机6进行红外热成像检测受灾人群，实现目标定位，移动到救援人员上方，下降到合适高度，打开应急救援货舱9，将应急救援货舱9内的运载物资10投放至受灾人群附近，并反馈信号到后台监控系统，通知相关人员实施营救。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于红外热成像的物资投递救援无人机，包括机架(2)、热成像云台相机(6)和起落架(8)，其特征在于：所述机架(2)包括上底板(201)、机臂(202)和下底板(203)，所述机臂(202)对称设置有四个，所述上底板(201)设置于下底板(203)的下方，所述机臂(202)通过螺栓与上底板(201)和下底板(203)均固定连接，所述上底板(201)顶部固定安装有飞行控制器(3)，所述飞行控制器(3)左下方的机臂(202)上固定安装有信号接收机(5)，所述上底板(201)顶部通过铜柱连接件固定安装有激光雷达(1)，所述上底板(201)通过夹持装置固定连接有深度相机(7)，四个所述机臂(202)顶部均设置有电机驱动装置(11)，所述下底板(203)顶部固定连接有航模电池(4)，所述下底板(203)底部与起落架(8)固定连接，所述起落架(8)上固定安装有应急救援货舱(9)，所述应急救援货舱(9)内载有运载物资(10)。
2.根据权利要求1所述的基于红外热成像的物资投递救援无人机，其特征在于：所述电机驱动装置(11)包括桨叶(1101)和无刷电机(1102)，所述无刷电机(1102)固定连接于机臂(202)顶部，所述桨叶(1101)与无刷电机(1102)的转动端固定连接，四个所述机臂(202)底部均固定连接有电子调速器(12)，四个所述电子调速器(12)与四个无刷电机(1102)一一对应设置。
3.根据权利要求1所述的基于红外热成像的物资投递救援无人机，其特征在于：所述起落架(8)由两个对称拱形脚架和四个玻璃纤维制成的固定棒采用类似榫卯的方式固定，起落架(8)底部设有缓冲作用的减震海绵。
4.根据权利要求1所述的基于红外热成像的物资投递救援无人机，其特征在于：所述深度相机(7)对称设置有两个。
5.根据权利要求1所述的基于红外热成像的物资投递救援无人机，其特征在于：四个所述机臂(202)均采用镂空设计。
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