破窗无人机的制作方法

本发明属于无人机技术领域，更具体地说，是涉及一种破窗无人机。

背景技术：

随着城镇化的推进，高层建筑建设速度加快，城市高楼林立，随之而来的高层治安问题也日趋严重，常见的如高层建筑火灾等，高层建筑发生火灾，必须通过破坏建筑幕墙玻璃搭建消防水入室通道，方可快速扑灭明火，然而现有的破窗机构，使用需要作业人员手持机构进行破窗作业，使用高度十分有限，几十或百米的高层或者超高层，根本无法使用。

近年来，无人机技术快速发展，无人机越来越广泛的被用于搜救、巡逻、救援及防暴等特殊场景下。如此，随着无人机的普及，应用无人机进行破窗为解决高层破窗问题提供了思路。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种破窗无人机，以解决现有技术中存在的破窗装置需要作业人员手持作业、不适用于执行高度较高时的破窗作业的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种破窗无人机，包括：

无人机主体，包括机壳；

破窗装置，包括外壳、弹球和弹球发射机构，外壳安装于机壳上，外壳内设置有安装腔，弹球发射机构安装于安装腔内；

其中，弹球发射机构包括用于存储及输送弹球的送球组件和用于驱动弹球弹出的发射组件，外壳上开设有供弹球弹出的出球孔，送球组件的出料口与出球孔相连通，发射组件包括推动件，推动件能够沿与出球孔的轴线相平行的方向做反复直线运动，从而推动经出料口输送至出球孔处的弹球从出球孔弹出。

在一些实施例中，发射组件还包括驱动件，外壳包括端部外露出安装腔的支撑架，出球孔开设于支撑架外露出外壳的端部，支撑架内还开设有与出球孔的轴线相平行且贯通出料口和出球孔的滑槽，推动件滑动安装于滑槽内且靠近出球孔的端部能够伸入至出球孔内，驱动件安装于安装腔内且输出轴与推动件相连，驱动件驱动推动件于滑槽内来回滑动从而推动输送至出球孔处的弹球弹出。

在一些实施例中，发射组件还包括安装于滑槽内的弹性件，弹性件的一端与推动件靠近出球孔的端部相连，弹性件的另一端与滑槽的槽壁相连。

在一些实施例中，发射组件还包括与驱动件的输出轴相连的驱动齿轮，推动件远离出球孔的一端沿推动件的长度方向形成有啮齿段，驱动件通过驱动齿轮与啮齿段啮合连接从而驱动推动件做往复直线运动。

在一些实施例中，送球组件包括安装于安装腔内的料仓，出料口开设于料仓朝向支撑架的底部，料仓的底壁坡向出料口设置，支撑架内还开设有连通出料口和滑槽的连接通道，从出料口输出的弹球通过连接通道掉落至滑槽内。

在一些实施例中，弹球发射机构还包括定位组件，定位组件包括磁性件和安装件，支撑架内还开设有贯通滑槽的安装槽，安装槽与连接通道分设于滑槽相对的两侧，且安装槽与滑槽相连通的槽口正对连接通道与滑槽相连通的通道口设置，安装件安装于安装槽内，磁性件固定于安装件朝向滑槽的端部，磁性件的顶面高度低于推动件的底面高度，弹球为与磁性件磁吸配合的金属球。

在一些实施例中，弹球为钢球，且弹球的直径为5mm～10mm。

在一些实施例中，破窗装装置还包括发射筒，发射筒插设于出球孔内且轴线与出球孔的轴线重合。

在一些实施例中，破窗装置还包括观察镜，观察镜安装于外壳或发射筒上，且观察镜的镜头与发射筒朝向相一致。

在一些实施例中，外壳还包括主壳体和盖设于主壳体相对的两端的前盖板和后盖板，后盖板、主壳体及前盖板围设形成安装腔，后盖板与主壳体枢接以打开安装腔，前盖板上开设有穿设孔，支撑架插设于穿设孔内。

本发明提供的破窗无人机中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：本发明的破窗无人机，通过在无人机主体的机壳上搭载破窗装置，需要执行破窗作业时，控制无人机主体飞行至待破窗位置，送球组件将从出料口排出的弹球输送至出球孔的位置处，随后发射组件的推动件朝出球孔移动并将出球孔处的弹球推出，弹球受力被推出后撞击待破窗的玻璃，如此，对同一玻璃多次弹球撞击后即可将玻璃击碎，从而达到破窗的目的。这样，通过在无人机主体上搭载破窗装置，需要对一定高度位置的窗户进行破窗作业时，控制无人机飞行至指定的作业高度，再由破窗装置执行破窗作业即可，破窗装置的使用不受高度限制，使用范围广，使用灵活方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一实施例提供的破窗无人机的破窗装置(与搭载件装配时)的结构示意图；

图2为图1所示破窗装置的爆炸示意图；

图3为图1所示破窗装置处于一状态时的剖切视图；

图4为图1所示破窗装置处于另一状态时的剖切视图。

其中，图中各附图标记：

10-外壳；100-破窗装置；101-出球孔；11-安装腔；12-支撑架；121-滑槽；122-连接通道；123-安装槽；13-主壳体；14-前盖板；141-穿设孔；15-后盖板；20-弹球发射机构；200-搭载件；21-送球组件；211-出料口；212-料仓；22-发射组件；221-推动件；2211-啮齿段；222-驱动件；223-弹性件；224-驱动齿轮；23-定位组件；231-磁性件；232-安装件；30-发射筒；300-弹球；40-观察镜。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1～4及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明说明书中描述的参考“一个实施例”、“一些实施例”或“实施例”意味着在本发明的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。

如图1～4所示，本发明的一实施例提供了一种破窗无人机，包括无人机主体(图未示)和破窗装置100，其中，无人机主体可以为现有的固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机中的任意一种。无人机主体包括机壳，破窗装置100包括外壳10、弹球300和弹球发射机构20，外壳10安装于机壳上，具体地，可以在机壳上安装搭载件200如快拆盒等用于连接破窗装置100的外壳10，弹球300为具有一定的质量和硬度的球体。

进一步地，如图1～4所示，外壳10内设置有安装腔11，弹球发射机构20安装于安装腔11内，其中，弹球发射机构20包括用于存储输送弹球300的送球组件21和用于驱动弹球300弹出的发射组件22，外壳10上开设有供弹球300弹出的出球孔101，送球组件21的出料口211与出球孔101相连通，发射组件22包括推动件221，推动件221能够沿与出球孔101的轴线相平行的方向做反复直线运动，从而推动经出料口211输送至出球孔101处的弹球300从出球孔101弹出，如图3和图4所示。具体地，执行破窗作业时，送球组件21通过出球口输送弹球300至出球孔101，待弹球300移动至出球孔101处后，发射组件22的推动件221朝出球孔101方向移动，并撞击位于出球孔101处的弹球300，从而将弹球300推动至从出球孔101弹出，弹球300弹出后飞向需要击碎的玻璃并撞击该玻璃。

本发明实施例的破窗无人机，通过在无人机主体的机壳上设置搭载件200搭载破窗装置100，需要执行破窗作业时，控制无人机主体飞行至待破窗位置，送球组件21将从出料口211排出的弹球300输送至出球孔101的位置处，随后发射组件22的推动件221朝出球孔101移动并将出球孔101处的弹球300推出，弹球300受力被推出后撞击待破窗的玻璃，如此，对同一玻璃多次弹球300撞击后即可将玻璃击碎，从而达到破窗的目的。这样，通过在无人机主体上搭载破窗装置100，需要对一定高度位置的窗户进行破窗作业时，控制无人机飞行至指定的作业高度，再由破窗装置100执行破窗作业即可，破窗装置100的使用不受高度限制，使用范围广，使用灵活方便。

在本发明的另一实施例中，如图1、图2和图3所示，发射组件22还包括驱动件222，外壳10包括端部外露出安装腔11的支撑架12，出球孔101开设于支撑架12外露出外壳10的端部，支撑架12内还开设有与出球孔101的轴线相平行且贯通出料口211和出球孔101的滑槽121，推动件221滑动安装于滑槽121内且靠近出球孔101的端部能够伸入至出球孔101内，驱动件222安装于安装腔11内且输出轴与推动件221相连，驱动件222驱动推动件221于滑槽121内来回滑动从而推动输送至出球孔101处的弹球300弹出。具体地，无需推出弹球300时，驱动件222移动至滑槽121远离出球孔101的端部，需要推出弹球300时，驱动件222驱动推动件221快速朝出球孔101移动，从而撞击弹球300给弹球300提供弹出的驱动力，当一个弹球300弹出后，驱动件222再驱动推动件221远离出球孔101移动，以便在下一个弹球300到达出球孔101处时执行下一次弹球300的推动动作。如此，需要破窗时，只需控制驱动件222驱动推动件221在弹球300达到出球孔101时朝出球孔101移动，并在弹球300弹出后背离出球孔101移动即可，弹球300推出动作简单、涉及结构简单。

优选地，在本实施例中，如图3和图4所示，推动件221的轴线、弹球300的中心线及出球孔101的轴线三者重合，如此，推动件221撞击弹球300时作用力集中于弹球300的中间部位，确保弹球300受力沿出球孔101的孔轴线直线弹出，避免弹球300撞击出球孔101的孔壁削弱其弹出力度。

在本发明的另一实施例中，如图3和图4所示，发射组件22还包括安装于滑槽121内的弹性件223，在本实施例中，弹性件223优选为设于推动件221上的筒形弹簧，弹性件223的一端与推动件221靠近出球孔101的端部相连，弹性件223的另一端与滑槽121的槽壁相连。并且，当弹性件223处于自然伸长状态时，如图3所示，推动件221的端部伸入至出球孔101内，需要执行破窗作业时，从送球组件21的出料口211输出的弹球300掉落至推动件221上，此时，启动驱动件222驱动推动件221背离出球孔101移动，推动件221移动同时挤压弹性件223，弹性件223受压发生弹性变形并蓄积弹性力，当推动件221移动至弹球300落入出球孔101处，如图4所示，且弹性件223蓄积的弹性推力足以将弹球300推出至撞击外部的玻璃时，驱动件222停止驱动推动件221移动，此时，推动件221在弹性件223的弹力作用下朝出球孔101移动并将弹球300推出。如此，设置弹性件223将推动件221弹性连接与滑槽121内，弹性件223与驱动件222配合推动弹球300弹出即可。

在本发明的另一实施例中，如图2～4所示，发射组件22还包括与驱动件222的输出轴相连的驱动齿轮224，推动件221为杆件，且推动件221远离出球孔101的一端沿推动件221的长度方向形成有啮齿段2211，驱动件222通过驱动齿轮224与啮齿段2211啮合连接从而驱动推动件221做往复直线运动。其中，啮齿段2211的长度等于推动件221移动挤压弹性件223压缩的长度，驱动齿轮224的一段设置有轮齿另一段未设置轮齿，其设置有轮齿的一段的长度与啮齿段2211的长度相等，弹性件223处于自然伸长状态时，如图3所述，啮齿段2211远离出球孔101的最前端于轮齿的起始端处与驱动齿轮224啮合连接，这样，驱动件222驱动驱动齿轮224转动至轮齿脱离啮齿段2211时，推动件221挤压弹性件223至使弹性件223处于挤压极限位，弹性件223蓄力最大，驱动件222再继续驱动驱动齿轮224转动时，驱动齿轮224的轮齿脱离啮齿段2211，如图4所示，推动件221即可在弹性件223的弹性推力的作用下朝出球孔101快速移动，从而将位于出球孔101处的弹球300推出。

在本发明的另一实施例中，如图2和图3所示，上述的驱动件222优选为舵机，驱动齿轮224固接于舵机的转动轴上，舵机可以与无人机的指挥平台通讯连接，当无人机主体飞行至破窗高度及破窗位置时，指挥平台控制舵机启动驱动推动件221动作并推动弹球300弹出。

在本发明的另一实施例中，如图2～4所示，送球组件21包括安装于安装腔11内的料仓212，料仓212内放置有多个弹球300，出料口211开设于料仓212朝向支撑架12的底部，料仓212的底壁坡向出料口211设置，支撑架12内还开设有连通出料口211和滑槽121的连接通道122，从出料口211输出的弹球300通过连接通道122掉落至滑槽121内。

进一步地，在本实施例中，如图2～4所示，弹球发射机构20还包括定位组件23，定位组件23包括磁性件231和安装件232，支撑架12内还开设有贯通滑槽121的安装槽123，安装槽123与连接通道122分设于滑槽121相对的两侧，且安装槽123与滑槽121相连通的槽口正对连接通道122与滑槽121相连通的通道口设置，安装件232安装于安装槽123内，磁性件231固定于安装件232朝向滑槽121的端部，磁性件231的顶面高度低于推动件221的底面高度，磁性件231不深入滑槽121内部，不会干扰推动件221的正常伸缩移动，弹球300为与磁性件231磁吸配合的金属球。这样，当驱动件222驱动推动件221远离出球孔101移动至使被推动件221止挡的弹球300掉落时，从连接通道122掉下的弹球300能够快速被磁性件231吸附并静止，从而使推动件221能够更加准确的将推动力集中作用于弹球300的中部，使得弹球300以最快的速度从出球孔101弹出。

在本发明的另一实施例中，弹球300为钢球，且弹球300的直径为5mm～10mm，相同推力作用下，弹球300尺寸适中，撞击玻璃时的力度更大，弹球300推出时产生的后坐力更小，对无人机主体的飞行平稳性影响更小。在一些具体的实施例中，弹球300可以为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm以及10mm等尺寸的钢球

在本发明的另一实施例中，如图1、图3和4所示，破窗装置100还包括发射筒30，发射筒30插设于出球孔101内且轴线与出球孔101的轴线重合，弹球300受推动件221推动后，沿发射筒30飞出，将发射筒30的出球端与玻璃抵接，弹球300沿发射筒30直线飞出撞击玻璃，弹球300路线可控，撞击玻璃的点可控，从而能够实现对玻璃同一点位的多次撞击，夹块破窗速度。

在本发明的另一实施例中，如图1、图3和图4所示，破窗装置100还包括用于观察玻璃是否破裂的观察镜400，观察镜400安装于外壳10上，或者观察镜400安装于发射筒30上，且观察镜400的镜头与发射筒30朝向相一致，以便在弹球300从发射筒30射出撞击玻璃的同时观察玻璃是否破裂，弹球300撞击玻璃后无需调整无人机主体的飞行姿态，即可观察到玻璃的状态。

在本发明的另一实施例中，如图1、图2和图4所示，外壳10还包括主壳体13和盖设于主壳体13相对的两端的前盖板14和后盖板15，后盖板15、主壳体13及前盖板14围设形成安装腔11，后盖板15与主壳体13枢接以打开安装腔11，从而能够向料仓212内补充弹球300，前盖板14上开设有穿设孔141，支撑架12插设于穿设孔141内从而与前盖板14连接固定。

以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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