阅读说明：本技术 大载重无人机空中简易定位抛投装置 (Aerial simple positioning and throwing device for large-load unmanned aerial vehicle ) 是由 李志宏 牟吉峰 李永佳 许立佳 潘中原 宋庆波 王鸿运 王迪 张敏 于 2020-03-26 设计创作，主要内容包括：一种大载重无人机空中抛投装置,包括碳纤维骨架、橡皮筋、转动轴承、托盘、传感器、三相电机、力度调节部分、方向调节部分、动力提供部分、定点抛投系统,火灾发生造成的人员死亡多是由于火灾现场的烟尘和温度等因素导致人员死亡,占比达80%,因此火灾逃生设备在逃跑时尤为重要,现今由于消防意识匮乏,消防设备储备严重缺乏,针对这一情况及时给受困人员提供如防毒面罩、救生袋等设备就可以大大提高受困人员生存几率,此装置机构简单,在发生火灾时可以快速将各种逃生设备抛入楼中,保护受困人员。(The utility model provides a big load unmanned aerial vehicle device of jettisoninging in air, including carbon fiber skeleton, the rubber band, rolling bearing, the tray, a sensor, three-phase motor, dynamics regulation part, the direction regulation part, power provides the part, the system of jettisoninging at fixed point, the personnel that the conflagration took place to cause die mostly because factors such as the onsite smoke and dust of conflagration and temperature lead to personnel to die, account for reaching 80%, therefore conflagration escape equipment is especially important when escaping, nowadays because the fire control consciousness is deficient, fire equipment deposit seriously lacks, in time provide for stranded personnel like the gas mask to this condition, equipment such as survival rate just can improve stranded personnel greatly, this device mechanism is simple, can throw into the building with various escape equipment fast when taking place the conflagration, protect stranded personnel.)

大载重无人机空中简易定位抛投装置

技术领域

本发明涉及建筑高楼消防领域，具体的说是一种无人机高空定点抛物装置。

背景技术

现在的各种多功能登高主战消防车，参与高楼灭火时，无论消防炮喷射高炮灭火剂和云梯消防车起吊臂升高平台，都难以达到六十米以上的高度，我国城镇化的发展，导致三十层以上的百米住宅高楼随处可见，社区围墙内几十幢高楼的小区，虽然留有消防通道，由于社区内小轿车太多，停车占道随处可见，还有高楼楼幢间距太近，高楼住宅如果发生火灾，消防车很难快速到达火灾现场展开施救，还由于高楼门窗外很多都安装金属防盗栏杆、凉衣架等违章设施，为消防车登高平台灭火设置了障碍，上述各种原因，都会阻碍消防车进入小区后的灭火效率，再加上现今人们消防意识欠缺，基本上没有火灾逃生设备，所以等待救援不如自行逃生，所以给受困人员提供逃生装备更重要，现有无人机投掷都是一次性装载发射，无法空中补充，无法精准投掷。

发明内容

一种大载重无人机空中抛投装置，用于消防救人时向楼中抛入救援设备，该装置包括碳纤维支架（1）、橡皮筋（2）、转动轴承（6）、托盘（12）、传感器（9）、三相电机、力度调节部分（如图4）、方向调节部分（如图3）、动力提供部分（如图5）、定点抛投系统（如图2）。

该装置应用于无人机空中救援领域，为减轻重量该装置支架、方向调节装置、力度调节装置都采用碳纤维和航空铝合金贴合制作，使用电机3（14）拉伸橡皮筋（2）储存弹力，橡皮筋（2）采用多条并联使用，形变一米，弹力满足水平发射时5kg规则物体初速度为45m/s，发射到十米内目标点精度为0.1米，本设计通过调节橡皮筋（2）形变长度来调节力度大小，橡皮筋固定在传动杆1（3）上，通过调节传动杆1（3）的高度来改变橡皮筋（2）的形变长度，改变发射力度，两侧锯齿轨道（4）竖直固定在支架（1）上，采用锯齿轨道（4）与铰链（15）结合设计，电机1（17）连接传动杆提供动力，U型架（8）底端连接传动杆2（5）通过轴承（6）与支架相连，上面套有减震环（18）通过电机2（7）转动改变发射角度传动杆1（3）下方与传动杆2（5）左侧安装激光测距传感器1（9）、传感器2（9）实时测距并将信息发送至中心处理器用于计算抛物点，动力提供装置包括电机3（10）、传动杆3（11）、托盘、托盘支架（13）组成，传动杆3（11）连接轴承（6）固定在支架上，托盘支架一端固定在传动杆3上，一端固定在托盘上，成对称结构，托盘采用碗状碳纤维材质，碗口直径0.25米，碗深5厘米球面状，电机3（10）转动时带动线缆转盘（14），线缆另一端连接托盘底部，通过大功率电机带动转盘拉下托盘（12），断电时托盘（12）被橡皮筋拉回，发射承载物，精准投掷使用定点抛投系统。

包括云台和深感摄像头（如图6）、信息采集处理单元、显示单元组成，可以通过云台采集视频信息，根据采集的信息在是视频中绘制出抛物线确定抛物位置。

采集处理单元使用单片机处理、采集无人机磁罗盘信息、激光测距信息、橡皮筋力度信息、发射角度信息，信心采集处理后交给cpu进行图像绘制精准定位投掷，使用时先控制无人机飞到合适位置，通过平台定位系统调节发射方向、力度做到定位抛物，系统流程（如图2）。

附图说明

图1所述为大载重无人机空中简易定位抛投装置定点抛物轴视投影图。

图2所述为大载重无人机空中简易定位抛投装置定点抛物系统流程图。

图3所述为大载重无人机空中简易定位抛投装置方向调节部分轴视投影图。

图4所述为大载重无人机空中简易定位抛投装置力度调节部分轴视投影图。

图5所述为大载重无人机空中简易定位抛投装置动力提供部分轴视投影图。

图6所述为大载重无人机空中简易定位抛投装置俯视图。

具体实施方式

碳纤维支架（1）外侧长1.7米，宽1.5米，内测长1.6米，宽1.4米，厚3厘米，支架内测位置镶嵌三对轴承（6），前端用于承载传动杆1（3），中间承载传动杆2（5），后端承载传动杆3（11），前端镶嵌碳纤维支柱，长0.4米，支柱有齿轮滑道（4），通过传动杆1（3）可上下调节传动杆高度，托盘架（13）长0.9米，宽3厘米，后1厘米，一端固定在传动杆3（7）上，两根支架成60°角，另一端固定在托盘（12）上，U型（8）架高0.6米，上端支撑杆自由转动，下端与传动杆2（5）相连，可随着传动杆2（5）转动改变角度。

橡皮筋（2）是人工合成的，有高强度的、高弹性、耐腐蚀、弹性稳定等特点，首端固定在传动杆1（3）上，采用多根并联解决办法，保证弹力稳定，弹力大小满足形变1米产生2000N拉力，尾端固定在托盘（12）上。

电机1（17）功率100W，采用与传动杆1（3）一体设计，电机转动带动传动杆在支柱齿轮滑道（4）上转动，电机2（7）功率100W，采用与传动杆2（5）齿轮贴合设计，通过齿轮传动带动U型管（8）转动，电机3（14）功率10KW，采用电机带动线缆（14）转盘设计，线缆另一端固定在托盘（12）下端。

传感器1（9）、传感器2（9）采用激光测距传感器，分别测量传动杆1（3）高度和U型架（8）转动角度，用来计算物体抛出时的速度、方向。

云台与TOF摄像头装置，挂载到无人机头部下方（如图6），用于电脑绘制抛物路线图。

此发明装置优势：结构简单：主体结构零件少，全碳纤维材质，重量轻；无爆炸危险：无人机纯电力飞行，橡皮筋纯物理弹力，无燃油、火药、高压爆炸危险；可空中装载：采用托盘抛射物品，可用小型挂载无人机遥控装载；抛物线路多样可调：该装置设有抛物方向、力度调节部分，可抛出多种抛物线路；定点抛物：采用云台加深感摄像头信息采集，再加自身传感器可结合视频绘制处抛出物品飞行路线及着陆点。