可搭载充气艇的救援无人机的制作方法

1.本发明涉及水上救援设备技术领域，具体的，涉及可搭载充气艇的救援无人机。


背景技术：

2.由于暴雨、风暴潮等自然因素引起江河湖海的水量急剧增长，多处区域频发洪水，而且随着人类在水域上活动的增加，如何进行高效、可靠的抗险救援，已经成为重要的研究课题，目前水上救援活动已经不能离开先进救援装备，救援装备更是不断向无人化、信息化、智能化方向发展，如水上无人机、无人巡视系统及水上救援机器人等。其中无人机具有升力大、动力强、速度快、成本低、灵活性大、适应能力强等特点，因此选择无人机作为救援工具的载体并结合救生艇以此来实现快速反应、快速救援。水空两栖救援设备也必将成为社会发展的新趋向。
3.对于气囊类救援设备，其救生移动的速度缓慢，如果进行直接投掷后再充气，其投掷落入水中后可能会因其下落速度和自身重力先完全落入水内，在充气浮起过程中会遭到障碍物的阻挡难以浮出水面，若先充气再投掷，则体积增大，下落阻力增大致使充气艇漂浮偏移投掷路线，造成救援时间延长。


技术实现要素：

4.为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可搭载充气艇的救援无人机，在充气艇下落过程中，采用充气艇脱离收纳舱后即可开始充气的方式，在下落至水面过程中先充入定量气体使得充气艇展开膨胀一定体积增加其浮力，与完全充气后投掷相比提高投放的准确性，与投掷至水面后再充气相比减小充气艇的上浮阻力。
5.本发明的技术方案如下：可搭载充气艇的救援无人机，包括无人机和设于无人机下方的、收存有折叠的充气艇的收纳舱，所述收纳舱远离无人机机身的底部连接有舱门，所述收纳舱内设有推送充气艇的推板，所述推板上连接有与充气艇通过内管连接的气泵；充气艇的进气口通过外管与气泵的内管连接，所述内管套设于外管内部且外管相对内管活动位移连接，所述内管上开设有沿内管长度方向延伸的腰孔，所述外管内部连接有与外管内侧壁适配的滑座，所述滑座对应内管外侧壁处连接有沿内管轴向延伸且与腰孔对应适配的封板。
6.更进一步地，所述内管远离气泵的一端呈闭合设置且内管端部连接有限位板，套设于所述内管外侧壁的外管端部与内管外侧壁相对密封连接且所述外管端部与内管外侧壁对应滑动连接；所述封板与滑座呈弧度过渡连接，所述封板为具有通槽的环状结构，所述封板与腰孔长度适配，所述封板朝向腰孔的一侧连接通过腰孔延伸至内管内部设置的导向柱，所述导向柱远离封板的一端连接有与腰孔过盈配合的底座，所述导向柱外侧壁与腰孔内侧壁二者滑动抵接。
7.更进一步地，在充气艇被投放至收纳舱外过程中，沿所述外管位移方向上，腰孔的截面积有v1、v2、v3，且有v3＞v1＞v2。
8.更进一步地，所述舱门通过推拉机构连接收纳舱，所述推拉机构包括连接舱门的推杆和连接推板的连杆组件，所述推杆一端与舱门侧壁连接，所述推杆另一端与收纳舱内侧壁连接，所述推杆与收纳舱内侧壁连接处还设有与推杆端部同轴连接的转轮；所述连杆组件包括与转轮同轴连接的拉杆一和与推板侧板连接的拉杆二，所述拉杆二一端与推板侧板铰连接，所述拉杆二另一端与拉杆一的一端铰连接，所述拉杆一远离拉杆二的一端与转轮和推杆同轴连接。
9.更进一步地，所述舱门侧壁还连接有与推杆平行对应的辅杆，所述辅杆一端与舱门侧壁铰连接，所述辅杆另一端与收纳舱内侧壁对应铰连接。
10.更进一步地，所述推板内还嵌设有支撑机构，所述支撑机构包括嵌设于推板内部的主杆，所述主杆内部套设有相对主杆位移的支杆一和套设于支杆一内且相对支杆一位移的支杆二。
11.更进一步地，所述主杆内部两侧设有两个对称的齿条，居于所述主杆内部的支杆一其对应齿条处的侧壁上连接有两个与齿条啮合对应的两个齿轮，居于所述支杆一内部的支杆二的端部连接有一沿主杆内部延伸的齿杆，所述齿杆的两侧均开设有与两个齿轮对应啮合的齿槽。
12.更进一步地，所述支杆一远离主杆的一端外部套设有一安装筒，所述安装筒外侧壁上通过耳座铰连接有一定位座，所述定位座朝向支杆二的底部连接有一向支杆二内部延伸的定位柱，所述支杆二外侧壁上开设有若干与定位柱适配的让位孔。
13.本发明的工作原理及有益效果为：1、本发明可搭载充气艇的救援无人机，通过推拉机构使得舱门打开的同时将收纳在舱门和推板之间的充气艇推出舱门之外，完成充气艇的弹射投放，缩短充气艇的投放时间，整体结构体积占比小，便于与无人机进行结合。
14.2、本发明可搭载充气艇的救援无人机，通过外管和内管的配合，实现下落过程中的不断充气，使得充气艇在落至水面前被展开一定体积且具有一定浮力，使其投放于水面上后漂浮在水面上，避免因重力完全落入水底，在落入水面上后此时腰孔被完全拉开，继续充气直至充满，防止折叠状态的充气艇直接投入水中造成下沉被阻碍物缠绊，即使充气也难漂浮，造成救援障碍。
15.3、本发明可搭载充气艇的救援无人机，通过抓地机构将汽艇和无人机定位，增加无人机对汽艇的牵引，减小无人机的工作强度。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
17.图1为本发明可搭载充气艇的救援无人机结构示意图；图2为本发明可搭载充气艇的救援无人机推拉结构示意图；图3为本发明可搭载充气艇的救援无人机推拉结构工作状态示意图；图4为本发明可搭载充气艇的救援无人机外管和内管连接示意图；图5为本发明可搭载充气艇的救援无人机封板示意图；
图6为本发明可搭载充气艇的救援无人机支撑结构示意图；图7为本发明可搭载充气艇的救援无人机支撑结构横截面示意图。
18.图中：100、无人机；200、收纳舱；1、舱门；2、推板；3、气泵；4、内管；5、转轮；6、推杆；7、辅杆；8、拉杆一；9、拉杆二；10、支撑机构；11、外管；12、限位板；13、滑座；14、封板；15、腰孔；16、导向柱；17、底座；18、主杆；19、支杆一；20、支杆二；21、安装筒；22、定位座；23、定位柱；24、让位孔；25、齿条；26、齿轮；27、齿杆。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
20.本实施例可搭载充气艇的救援无人机，如图1所示，包括无人机100和设于无人机100下方的、收存有折叠的充气艇的收纳舱200，收纳舱200与无人机呈一体结构设置，可凸出于无人机本体，也可居于无人机本体内部，根据无人机的体积及容纳空间具体确定，充气艇可折叠缩小体积被收纳于收纳舱内，可根据收纳舱及无人机的容积选择市面上适宜大小、材质、形状和尺寸的充气艇，无人机在水上救援过程中主要起到观察和载体的作用，在发现溺水情况后，迅速放飞无人机快速抵达溺水事故点，定点投放充气艇进行救生活动，无人机在水上救援过程中主要起到观察和载体的作用。在发现溺水情况后，迅速放飞无人机快速抵达溺水事故点，定点投放救生气囊进行救生活动，无人机采用多旋翼无人飞行器，通过对多个电机旋转的速度和力矩、方向所产生差值，以满足多种飞行姿态，无人机的机翼两侧的下方可各增加一个翼中浮筒，在水面起降和停泊时能够保证平衡，使机翼不接触水面，无人机通过wi-fi等无线方式与手机或控制器相连接，通过体感和手势控制飞行，操作便捷。
21.结合图2和图3，收纳舱200远离无人机100机身的底部连接有舱门1，舱门呈双开门结构，便于充气艇的投放，所述收纳舱200内设有推送充气艇的推板2，充气艇被折叠收纳在推板和舱门之间的空间内，可在推板上装设压缩弹簧，加快充气艇被投放的速度，所述推板2上连接有与充气艇通过内管4连接的气泵3，充气艇与气泵管道连接，在充气艇被投放后通过气泵向充气艇内充入气体使得充气艇膨胀，具体的，舱门1通过推拉机构连接收纳舱200，所述推拉机构包括连接舱门1的推杆6和连接推板2的连杆组件，连杆组件设2组，2组连杆组件分别与两个舱门对应，所述推杆6一端与舱门1侧壁连接，所述推杆6另一端与收纳舱200内侧壁连接，所述推杆6与收纳舱200内侧壁连接处还设有与推杆6端部同轴连接的转轮5，两个连杆组件的两个转轮5之间啮合传动连接；所述连杆组件包括与转轮5同轴连接的拉杆一8和与推板2侧板连接的拉杆二9，所述拉杆二9一端与推板2侧板铰连接，所述拉杆二9另一端与拉杆一8的一端铰连接，所述拉杆一8远离拉杆二9的一端与转轮5和推杆6同轴连接，拉杆一端部、转轮中心、主杆一端部通过同一个销轴定位于收纳舱内侧壁上，且转轮的转动带动销轴在收纳舱内侧壁转动，使得拉杆一和主杆同步随销轴转动，所述舱门1侧壁还连接有与推杆6平行对应的辅杆7，所述辅杆7一端与舱门1侧壁铰连接，所述辅杆7另一端与收纳舱200内侧壁对应铰连接，辅杆可加强舱门移动过程中的稳固性。
22.两个转轮相背离啮合转动，带动两个主杆向相互远离方向产生弧形轨迹的位移，从而使得两个舱门远离，将收纳舱空间暴露，同时转轮转动使得拉杆一同步活动，拉杆一和拉杆二形成的连杆结构被伸展开来，驱动推板向靠近舱门方向位移，在打开舱门的同时将收纳在舱门和推板之间的充气艇推出舱门之外，完成充气艇的弹射投放，缩短充气艇的投放时间，整体结构体积占比小，便于与无人机进行结合。
23.结合图4和图5，充气艇的进气口通过外管11与气泵3的内管4连接，所述内管4套设于外管11内部且外管11相对内管4位移连接，所述内管4上开设有沿内管4长度方向延伸的腰孔15，所述外管11内部连接有与外管11内侧壁适配的滑座13，所述滑座13对应内管4外侧壁处连接有沿内管4轴向延伸且与腰孔15对应适配的封板14，所述内管4远离气泵3的一端呈闭合设置且内管4端部连接有限位板12，套设于所述内管4外侧壁的外管11端部与内管4外侧壁相对密封连接（可设置滑动密封圈）且所述外管11端部与内管4外侧壁对应滑动连接；所述封板14与滑座13呈弧度过渡连接，所述封板14为具有通槽的环状结构，所述封板14与腰孔15长度适配，所述封板14朝向腰孔15的一侧连接有穿过腰孔15延伸至内管4内部设置的导向柱16，所述导向柱16远离封板14的一端连接有与腰孔15过盈配合的底座17，所述导向柱16外侧壁与腰孔15内侧壁二者滑动抵接。
24.滑座可呈圆环状或弧状，当滑座为圆环状时，滑座设1个，其外周缘与外管内侧壁固定连接，其通过圆筒状的封板套设于内管外周，当滑座为弧状时，可设至少两个，多个滑座沿内管周向分布且外周缘与外管内侧壁固定连接，其通过对应的弧状封板套设于内管外周，滑座和封板的分布与腰孔对应，内管端部的限位板防止封板过度滑出，滑座带动封板沿腰孔一端移动至另一端过程中，外管始终将腰孔封闭在内且外管端部距离就近一侧腰孔的端部具有一定间距，防止气泵内的气体漏出，为增加外管与内管、封板与腰孔滑移的顺畅，这部分的外管和内管可采用硬性材质，与充气艇连接的管道可采用软管与外管密封连接，避免充气艇抛出过程中管道对抛移路线的影响。
25.腰孔可设多个，其与封板上的导向柱对应，为使得充气艇在抛出瞬间快速充气，可将腰孔端部的孔面积加大，在充气艇被投放至收纳舱外过程中，沿所述外管位移方向上，腰孔的截面积有v1、v2、v3，且有v3＞v1＞v2，在充气艇被投放起始时间内，部分气体被快速充入充气艇内，使得充气艇迅速展开，在充气艇下落过程中，腰孔截面积逐渐减小，使得气体以较小速度增加充入充气艇内，避免充气艇体积快速膨胀，同时使得充气艇内有一定体积气体如30-50%以增加其浮力，在充气艇落入水面上后，使得充气艇漂浮于水面避免充气艇完全落入水内，充气艇与水面接触后，腰孔的通孔被释放增至最大，以使得气体短时间内快速充向充气艇内，使得充气艇在短时间内被完全展开，为使得充气艇在被抛出时外管快速拉动内管使得气体充入，将与充气艇连接的管道通过易断（如蜡烛绳）或活扣绳（易拉开的绑绳方式）盘绑在一起并与充气艇本身绑定，这样使充气艇在抛出瞬间其重量首先通过外管拉动并相对内管位移，使得气体充入，在充气艇下落过程中，绳索随着充气艇重力和加速度的增加逐渐断开，不影响充气艇的下落，随着下落距离的增加，充气艇重力和加速度通过软管拉动外管，腰孔逐渐被拉开，实现下落过程中的不断充气，使得充气艇在落至水面前被展开一定体积且具有一定浮力，使其投放于水面上后漂浮在水面上，避免因重力完全落入水底，在落入水面上后此时腰孔被完全拉开，继续充气直至充满，防止折叠状态的充气艇直接投入水中造成下沉被阻碍物缠绊，即使充气也难漂浮，造成救援障碍，下落过程中充气量
的体积可根据充气艇的体积、面积调整腰孔的大小来确定，此为本领域技术人员可根据有限次试验获得，在此不再赘述。
26.采用充气艇脱离收纳舱后即可开始充气的方式，在下落至水面过程中先充入定量气体使得充气艇展开膨胀一定体积增加其浮力，与完全充气后投掷相比提高投放的准确性，与投掷至水面后再充气相比减小充气艇的上浮阻力。
27.舱门打开后充气艇被展开并弹出，在充气艇下落过程中逐渐充气，使得充气艇在接触水面后具有一定的浮力，防止充气艇直接投放由于自身重力落入水内被其他阻碍物绊住，投放入水面后进行完全充气，利于被困人员被充气艇托起。
28.结合图6和图7，为防止充气艇被强水流或旋涡拖拽，在舱内增设抓地机构，在人被带至充气艇上后，若载重和冲击力大于无人机牵引力，抓地机构工作，将汽艇和无人机定位在某一位置处，增加无人机对汽艇的牵引，减小无人机的工作强度。
29.具体的，所述推板2内还嵌设有支撑机构10，所述支撑机构10包括嵌设于推板2内部的主杆18，主杆端部可通过万向球定位于推板内，以适用多角度切换，所述主杆18内部套设有相对主杆18位移的支杆一19和套设于支杆一19内且相对支杆一19位移的支杆二20，所述主杆18内部两侧设有两个对称的齿条25，居于所述主杆18内部的支杆一19其对应齿条25处的侧壁上连接有两个与齿条25啮合对应的两个齿轮26，居于所述支杆一19内部的支杆二20的端部连接有一沿主杆18内部延伸的齿杆27，所述齿杆27的两侧均开设有与两个齿轮26对应啮合的齿槽，所述支杆一19远离主杆18的一端外部套设有一安装筒21，所述安装筒21外侧壁上通过耳座铰连接有一定位座22，所述定位座22朝向支杆二20的底部连接有一向支杆二20内部延伸的定位柱23，所述支杆二20外侧壁上开设有若干与定位柱23适配的让位孔24，支杆二的端部可装配与登山鞋或登山杖同材质的结构，增强其抓地力。
30.当周围有适合支撑结构工作的环境时，主杆内置的伺服电机在控制器作用下启动，带动齿轮转动，其转动的同时沿其啮合的齿条位移，由于齿轮是限位在支杆一上的，因此带动支杆一伸出主杆内，由于齿杆与齿轮啮合且齿杆位置不固定，齿轮的转动同时驱动与之啮合的齿杆产生同步位移，使得支杆二延伸出支杆一内，当支杆二的端部抓地后，伺服电机停止工作，套筒上的定位柱下移插入相应的让位孔内，增强支杆二和支杆一连接的稳固性，定位柱和让位孔可采用柔性材质，增加二者连接和脱离的便捷性。
31.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.可搭载充气艇的救援无人机，包括无人机（100）和设于无人机（100）下方的、收存有折叠的充气艇的收纳舱（200），其特征在于，所述收纳舱（200）远离无人机（100）机身的底部连接有舱门（1），所述收纳舱（200）内设有推送充气艇的推板（2），所述推板（2）上连接有与充气艇通过内管（4）连接的气泵（3）；充气艇的进气口通过外管（11）与气泵（3）的内管（4）连接，所述内管（4）套设于外管（11）内部且外管（11）相对内管（4）位移连接，所述内管（4）上开设有沿内管（4）长度方向延伸的腰孔（15），所述外管（11）内部连接有与外管（11）内侧壁适配的滑座（13），所述滑座（13）对应内管（4）外侧壁处连接有沿内管（4）轴向延伸且与腰孔（15）对应适配的封板（14）。2.根据权利要求1所述的可搭载充气艇的救援无人机，其特征在于，所述内管（4）远离气泵（3）的一端呈闭合设置且内管（4）端部连接有限位板（12），套设于所述内管（4）外侧壁的外管（11）端部与内管（4）外侧壁相对密封连接且所述外管（11）端部与内管（4）外侧壁对应滑动连接；所述封板（14）与滑座（13）呈弧度过渡连接，所述封板（14）为具有通槽的环状结构，所述封板（14）与腰孔（15）长度适配，所述封板（14）朝向腰孔（15）的一侧连接有穿过腰孔（15）延伸至内管（4）内部设置的导向柱（16），所述导向柱（16）远离封板（14）的一端连接有与腰孔（15）过盈配合的底座（17），所述导向柱（16）外侧壁与腰孔（15）内侧壁二者滑动抵接。3.根据权利要求1所述的可搭载充气艇的救援无人机，其特征在于，所述舱门（1）通过推拉机构连接收纳舱（200），所述推拉机构包括连接舱门（1）的推杆（6）和连接推板（2）的连杆组件，所述推杆（6）一端与舱门（1）侧壁连接，所述推杆（6）另一端与收纳舱（200）内侧壁连接，所述推杆（6）与收纳舱（200）内侧壁连接处还设有与推杆（6）端部同轴连接的转轮（5）；所述连杆组件包括与转轮（5）同轴连接的拉杆一（8）和与推板（2）侧板连接的拉杆二（9），所述拉杆二（9）一端与推板（2）侧板铰连接，所述拉杆二（9）另一端与拉杆一（8）的一端铰连接，所述拉杆一（8）远离拉杆二（9）的一端与转轮（5）和推杆（6）同轴连接。4.根据权利要求3所述的可搭载充气艇的救援无人机，其特征在于，所述舱门（1）侧壁还连接有与推杆（6）平行对应的辅杆（7），所述辅杆（7）一端与舱门（1）侧壁铰连接，所述辅杆（7）另一端与收纳舱（200）内侧壁对应铰连接。5.根据权利要求1所述的可搭载充气艇的救援无人机，其特征在于，所述推板（2）内还嵌设有支撑机构（10），所述支撑机构（10）包括嵌设于推板（2）内部的主杆（18），所述主杆（18）内部套设有相对主杆（18）位移的支杆一（19）和套设于支杆一（19）内且相对支杆一（19）位移的支杆二（20）。6.根据权利要求5所述的可搭载充气艇的救援无人机，其特征在于，所述主杆（18）内部两侧设有两个对称的齿条（25），居于所述主杆（18）内部的支杆一（19）其对应齿条（25）处的侧壁上连接有两个与齿条（25）啮合对应的两个齿轮（26），居于所述支杆一（19）内部的支杆二（20）的端部连接有一沿主杆（18）内部延伸的齿杆（27），所述齿杆（27）的两侧均开设有与两个齿轮（26）对应啮合的齿槽。7.根据权利要求6所述的可搭载充气艇的救援无人机，其特征在于，所述支杆一（19）远离主杆（18）的一端外部套设有一安装筒（21），所述安装筒（21）外侧壁上通过耳座铰连接有一定位座（22），所述定位座（22）朝向支杆二（20）的底部连接有一向支杆二（20）内部延伸的
定位柱（23），所述支杆二（20）外侧壁上开设有若干与定位柱（23）适配的让位孔（24）。

技术总结
本发明公开了一种可搭载充气艇的救援无人机，包括无人机和收纳舱，收纳舱连接有舱门，所述收纳舱内设有推板，所述推板上连接有与充气艇通过内管连接的气泵；充气艇通过外管与气泵的内管连接，所述内管套设于外管内部且外管相对内管活动位移连接，所述内管上开设有腰孔，所述外管内部连接有与外管内侧壁适配的滑座，所述滑座对应内管外侧壁处连接有沿内管轴向延伸且与腰孔对应适配的封板；本发明提供的救援无人机，在充气艇下落过程中，采用充气艇脱离收纳舱后即可开始充气的方式，在下落至水面过程中先充入定量气体使得充气艇展开膨胀一定体积增加其浮力，与完全充气后投掷相比提高投放的准确性，与投掷至水面后再充气相比减小充气艇的上浮阻力。小充气艇的上浮阻力。小充气艇的上浮阻力。


技术研发人员：周忠明 郭永升 唐建江 周前
受保护的技术使用者：浙江翔龙航空科技有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/8/9