可水面快速布设的无人机搜救系统的制作方法

1.本发明涉及海面搜救系统技术领域，具体地，涉及一种可水面快速布设的无人机搜救系统。


背景技术：

2.目前海面搜救主要依靠直升机、固定翼无人机等航空飞行器，对于远距离海面搜救任务受限于飞行速度需要小时级才能抵达搜救区域，难以提供及时救援，因此需要研发一种可海面快速布设且可以在几分钟内抵达数百公里外的搜救区域，能够独立完成几百平方公里内的海域搜索并提供应急物资的无人机搜救系统。
3.公开号为cn205168851u的专利文献公开了一种基于无人机的海面搜救系统，所述海面搜救系统包括直升飞机、搭载于直升飞机上的无人机以及设置在直升机上的救援装置，当需要开启海面搜救系统时，所述无人机与所述直升飞机之间通过无线通讯网络连接，所述无人机用于按照预设的海面搜集范围和路线进行搜索定位落水者，并及时将落水者的位置信息发送至救援装置，所述救援装置根据所述位置信息对落水者实施救援，该实用新型通过将无人机技术应用于海面搜救系统中，缩短海面搜救系统在搜索定位落水者时的搜索时间。但是该方案无法实现在水面的快速布设，无法独自独立完成几百平方公里内的海域搜索。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可水面快速布设的无人机搜救系统。
5.根据本发明提供的可水面快速布设的无人机搜救系统，包括投送器与无人机编队，所述投送器包括从前至后依次连接的无人机平台舱段、气囊平台舱段以及助推段，无人机编队设置在无人机平台舱段内部；
6.所述气囊平台舱段的内部设置有气囊组，所述无人机平台舱段包括可展开的舱瓣组，当所述无人机搜救系统处于发射或飞行状态时，所述气囊组不充气且舱瓣组处于合拢状态，所述无人机编队位于所述舱瓣组内部；
7.当所述无人机搜救系统处于水面未展开状态时，所述气囊组充气形成漂浮平面，所述投送器通过漂浮平面漂浮于水面，此时舱瓣组处于合拢状态；
8.当所述无人机搜救系统处于水面展开状态时，所述舱瓣组展开，使得所述舱瓣组所具有的多个舱瓣呈水平状态设置于气囊组上，此时无人机编队搭载于水平设置的舱瓣上。
9.优选地，所述舱瓣组的内部搭载有电气系统与通讯设备，所述通讯设备与所述气囊平台舱段同轴连接；
10.所述电气系统为多个，多个所述电气系统分别设置在多个舱瓣的顶部且均与对应舱瓣上的无人机编队电连接。
11.优选地，所述气囊平台舱段的内部还设置有高压气瓶、控制器以及阀门，所述高压气瓶设置在气囊组的尾端并通过阀门连通气囊组，所述控制器连接阀门。
12.优选地，所述助推段包括助推段本体、翼、舵以及火箭发动机，所述火箭发动机设置在助推段本体的尾部，所述翼与舵均设置在助推段本体的外侧。
13.优选地，所述火箭发动机包括固体火箭发动机。
14.优选地，所述气囊组包括多个气囊，所述多个气囊沿高压气瓶的周向设置且均通过阀门与高压气瓶单独连通。
15.优选地，当所述无人机搜救系统处于水面展开状态时，所述舱瓣一一对应设置于气囊上。
16.优选地，所述无人机编队包括若干无人机，所述无人机的顶部设置有有效载荷。
17.优选地，所述无人机包括探测型无人机与救援型无人机，所述探测型无人机搭载的有效载荷包括光学探测设备与雷达，所述救援型无人机搭载的有效载荷包括便携式救生衣与医疗物资。
18.优选地，所述探测型无人机与救援型无人机均采用四旋翼无人机。
19.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
20.1、本发明结构简单，操作方便，通过设置气囊组充气形成漂浮平面的技术手段，能够实现在水面的快速布设，从而能够独自独立完成几百平方公里内的海域搜救。
21.2、本发明采用探测型无人机与救援型无人机混编的技术手段，能够在进行海域搜索时，搜索到目标后立即提供应急物资进行救援。
附图说明
22.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
23.图1为本发明处于飞行状态时的结构示意图；
24.图2为本发明处于飞行状态时的内部结构示意图；
25.图3为本发明处于水面未展开状态时的结构示意图；
26.图4为本发明处于水面展开状态时的结构示意图；
27.图5为本发明处于水面展开状态时的俯视结构示意图；
28.图6为本发明中气囊平台舱段内设备的结构示意图；
29.图7为本发明中助推段的结构示意图；
30.图8为本发明中无人机的结构示意图；
31.图9为本发明的工作过程示意图。
32.图中示出：
33.无人机平台舱段1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
舵9
34.气囊平台舱段2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
舱瓣10
35.助推段3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
通讯设备11
36.电气系统4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制器12
37.无人机编队5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀门13
38.气囊组6
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
火箭发动机14
39.高压气瓶7
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
有效载荷15
40.翼8
具体实施方式
41.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
42.本发明公开了一种可水面快速布设的无人机搜救系统，能够海面快速布设且可以在几分钟内抵达数百公里外的搜救区域，能够独立完成几百平方公里内的海域搜索并提供应急物资。
43.根据本发明提供的可水面快速布设的无人机搜救系统，如图1-9所示，包括投送器与无人机编队5，所述投送器包括从前至后依次连接的无人机平台舱段1、气囊平台舱段2以及助推段3，无人机编队5设置在无人机平台舱段1内部；
44.如图3所示，所述气囊平台舱段2的内部设置有气囊组6，所述无人机平台舱段1包括可展开的舱瓣组，当所述无人机搜救系统处于发射或飞行状态时，所述气囊组6不充气且舱瓣组处于合拢状态，所述无人机编队5位于所述舱瓣组内部；当所述无人机搜救系统处于水面未展开状态时，所述气囊组6充气形成漂浮平面，所述投送器通过漂浮平面漂浮于水面，此时舱瓣组处于合拢状态；当所述无人机搜救系统处于水面展开状态时，所述舱瓣组展开，使得所述舱瓣组所具有的多个舱瓣10呈水平状态设置于气囊组6上，此时无人机编队5搭载于水平设置的舱瓣10上。
45.如图3-5所示，所述舱瓣组的内部搭载有电气系统4与通讯设备11，所述通讯设备11与所述气囊平台舱段2同轴连接；所述电气系统4为多个，多个所述电气系统4分别设置在多个舱瓣10的顶部且均与对应舱瓣10上的无人机编队5电连接。
46.如图6所示，所述气囊平台舱段2的内部还设置有高压气瓶7、控制器12以及阀门13，所述高压气瓶7设置在气囊组6的尾端并通过阀门13连通气囊组6，所述控制器12连接阀门13。所述气囊组6包括多个气囊，所述多个气囊沿高压气瓶7的周向设置且均通过阀门13与高压气瓶7单独连通。当所述无人机搜救系统处于水面展开状态时，所述舱瓣10一一对应设置于气囊上。所述控制器12通过阀门13控制高压气瓶7向气囊组6内充气，保证气囊组6内气压维持在要求范围从而能够浮于海面。
47.如图7所示，所述助推段3包括助推段本体、翼8、舵9以及火箭发动机14，所述火箭发动机14设置在助推段本体的尾部，所述翼8与舵9均设置在助推段本体的外侧。优选地，所述火箭发动机14包括固体火箭发动机，结构简单可靠，无人机搜救系统通过更换固体火箭发动机可多次使用。
48.如图8所示，所述无人机编队5包括若干无人机，所述无人机的顶部设置有有效载荷15。所述无人机包括探测型无人机与救援型无人机，两种无人机采用通用平台，所述探测型无人机搭载的有效载荷15包括光学探测设备与雷达等探测设备，所述救援型无人机搭载的有效载荷15包括便携式救生衣与医疗物资等。所述探测型无人机与救援型无人机均采用四旋翼无人机。无人机可在舱瓣10上起停及无线充电，探测型无人机及救援型无人机混编
组成多个编队且多个编队交替起飞探测。无人机编队可采用两型无人机混编的形式分为多组同时沿不同路径外出执行任务。
49.在本发明一个优选实施例中，无人机共20架，8架为探测型无人机，12架为救援型无人机，每次执行任务由“2架探测型无人机+3架救援型无人机”为一组，始终维持在两组外出搜救、两组停靠在舱瓣上无线充电的状态，如发现救援目标则全部起飞提供最大救援能力。
50.如图9所示，本发明的具体工作过程为通过投送器将无人机编队5投送至需搜索救援区域，投送器由火箭发动机14提供动力因此可快速抵达较远目的地，投送器抵达目标水域后气囊组6由高压气瓶7充气膨胀展开，投送器依靠气囊组6竖立在海面，无人机平台舱段1朝上，而后无人机平台舱段呈花瓣式展开，无人机可在无人机平台舱瓣10上起停及充电，探测型无人机及救援型无人机组成多个编队且多个编队交替起飞探测。完成救援任务后该搜救系统可回收，更换固体火箭发动机14后再次使用。
51.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
52.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，包括投送器与无人机编队(5)，所述投送器包括从前至后依次连接的无人机平台舱段(1)、气囊平台舱段(2)以及助推段(3)，无人机编队(5)设置在无人机平台舱段(1)内部；所述气囊平台舱段(2)的内部设置有气囊组(6)，所述无人机平台舱段(1)包括可展开的舱瓣组，当所述无人机搜救系统处于发射或飞行状态时，所述气囊组(6)不充气且舱瓣组处于合拢状态，所述无人机编队(5)位于所述舱瓣组内部；当所述无人机搜救系统处于水面未展开状态时，所述气囊组(6)充气形成漂浮平面，所述投送器通过漂浮平面漂浮于水面，此时舱瓣组处于合拢状态；当所述无人机搜救系统处于水面展开状态时，所述舱瓣组展开，使得所述舱瓣组所具有的多个舱瓣(10)呈水平状态设置于气囊组(6)上，此时无人机编队(5)搭载于水平设置的舱瓣(10)上。2.根据权利要求1所述的可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，所述舱瓣组的内部搭载有电气系统(4)与通讯设备(11)，所述通讯设备(11)与所述气囊平台舱段(2)同轴连接；所述电气系统(4)为多个，多个所述电气系统(4)分别设置在多个舱瓣(10)的顶部且均与对应舱瓣(10)上的无人机编队(5)电连接。3.根据权利要求1所述的可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，所述气囊平台舱段(2)的内部还设置有高压气瓶(7)、控制器(12)以及阀门(13)，所述高压气瓶(7)设置在气囊组(6)的尾端并通过阀门(13)连通气囊组(6)，所述控制器(12)连接阀门(13)。4.根据权利要求1所述的可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，所述助推段(3)包括助推段本体、翼(8)、舵(9)以及火箭发动机(14)，所述火箭发动机(14)设置在助推段本体的尾部，所述翼(8)与舵(9)均设置在助推段本体的外侧。5.根据权利要求4所述的可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，所述火箭发动机(14)包括固体火箭发动机。6.根据权利要求3所述的可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，所述气囊组(6)包括多个气囊，所述多个气囊沿高压气瓶(7)的周向设置且均通过阀门(13)与高压气瓶(7)单独连通。7.根据权利要求6所述的可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，当所述无人机搜救系统处于水面展开状态时，所述舱瓣(10)一一对应设置于气囊上。8.根据权利要求1所述的可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，所述无人机编队(5)包括若干无人机，所述无人机的顶部设置有有效载荷(15)。9.根据权利要求8所述的可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，所述无人机包括探测型无人机与救援型无人机，所述探测型无人机搭载的有效载荷(15)包括光学探测设备与雷达，所述救援型无人机搭载的有效载荷(15)包括便携式救生衣与医疗物资。10.根据权利要求9所述的可水面快速布设的无人机搜救系统，其特征在于，所述探测型无人机与救援型无人机均采用四旋翼无人机。

技术总结
本发明提供了一种可水面快速布设的无人机搜救系统，包括投送器与无人机编队，投送器包无人机平台舱段、气囊平台舱段以及助推段，气囊平台舱段内部设置气囊组，无人机平台舱段包括舱瓣组，当无人机搜救系统处于飞行状态时，气囊组不充气且舱瓣组合拢，无人机编队位于舱瓣组内部；当无人机搜救系统处于水面未展开状态时，气囊组充气形成漂浮平面，此时舱瓣组处于合拢状态；当无人机搜救系统处于水面展开状态时，舱瓣组展开形成多个舱瓣，呈水平状态设置于气囊组上，此时无人机编队搭载于水平设置的舱瓣上。本发明设置气囊组充气形成漂浮平面，能够实现在水面的快速布设，从而能够独自独立完成几百平方公里内的海域搜救。自独立完成几百平方公里内的海域搜救。自独立完成几百平方公里内的海域搜救。


技术研发人员：安国琛 雷良 张继 苏衡 杜溢华 顾村锋 张迪
受保护的技术使用者：上海机电工程研究所
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/6/28