一种可连续投放的无人机机载投放装置及操作方法与流程

本发明涉及一种无人机机载投放装置，尤其涉及一种可连续投放的无人机机载投放装置及操作方法。

背景技术：

目前，消防救援中，利用无人机投放救援物资与传统手段相比，具有非常高的效率，可以快速抵达危险区域，如投放救生衣、救生圈、药品、牵引导引绳等，但目前投放装置一般在一次飞行过程中只能投放一次，需要飞回后再次挂载，尤其是在水域救援中，若有多个被救对象需要救生圈，则需要飞多个架次，耽误救援时机，此外若水流较急，投入的救生圈还容易被水冲跑，无法让被救人员拿到，导致投放失败。

公开日为2018年11月6日，公开号为cn208053649u的中国专利文献公开了一种“无人机连续投放装置”，其中给出了一种集中设置了多个抛投器(执行机构)的连续投放装置，用以实现一次飞行多次投放，但是结构比较复杂；

公开日为2019年1月15日，公开号为cn109204819a的中国专利文献，公开的“无人机连续抛投器”一个舵机即可实现连续抛投，凸轮和滑轨结合，物体需要挂载在滑轮上，滑轮随物体投放，需要准备多个专用滑轮以备多次使用，同样结构复杂，使用麻烦。

公开日为2017年1月18日，公开号为cn10633540a的中国专利文献公开了“一种无人机连续抛投装置及控制器”，需要处理器输出pwm精确驱动控制舵机旋转角度，结构和控制均比较复杂，可靠性也较难保证。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可连续投放的无人机机载投放装置，可通过一个动力机构，实现单向间歇转动，进而实现连续投放。

本发明采取以下技术方案：

一种可连续投放的无人机机载投放装置，包括一转盘，转盘位于xoy平面内，其上设有一缺口1；垂直于xoy平面的方向为z向；转盘的四周设有多个l形的投放钩3，各个所述投放钩转动固定在垂直于z向的轴上；投放钩3的宽度不大于所述缺口的宽度；投放钩承重时，投放钩的下部朝转盘中心的方向，上部压在转盘的侧面上；当转盘转动至缺口1对准对应的投放钩3时，在重物重力的带动下，投放钩3翻转，其上部可穿过所述缺口1。

优选的，所述转盘由一单向间歇转动机构驱动。

进一步的，所述单向间歇转动机构为棘轮机构，所述棘轮机构由一舵机驱动。

优选的，一根绳索挂接在若干所述投放钩3上，绳索起始段连接救生设施，投放时，自绳索起始段至末端的若干投放钩依次投放，绳索末端对应的投放钩投放时，将绳索与无人机机载投放装置完全分离。

优选的，投放钩上部长于下部，两者夹角小于或等于90度，投放钩上部在被转盘阻挡时，投放钩下部保持水平或略上钩，当投放钩上部进入缺口失去阻挡，产生翻转后，投放钩不与其他机构发生接触。

进一步的，投放钩下部设置阻挡结构防止悬挂绳索从末端滑脱，只有在投放钩上部向内侧翻转，投放钩下部离开阻挡结构时，绳索才可从末端解脱释放。

一种可连续投放的无人机机载投放装置操作方法，采用上述的可连续投放的无人机机载投放装置；在急流中投放救生圈，包括以下操作步骤：

s1、挂载救生圈绳圈至绳索末端；

s2、将绳索自末端向前依次挂接在第一投放钩、第二投放钩、第三投放钩上；

s3、第一投放钩投放救生圈，若救生圈未能被救援人员直接拿到，由无人机通过第二投放钩锁定的第一段绳索牵引救生圈至被救目标；

s4、被救人员拿到救生圈后，第二投放钩释放第二段牵引绳索，通过无人机辅助牵引被救人员游往岸边，或将牵引绳末端通过第三投放钩投放至救援艇或岸边救援队员等进行牵引救援。

优选的，无人机飞行至目标上空时，无人机距离水面距离短于救生圈第一段牵引绳索长度，防止投放救生圈冲击无人机，且对准目标上游方向投放救生圈。

本发明的有益效果在于：

1)采用一个特殊设计的投放结构，使用单一遥控通道和普通舵机，即可实施多次投放。

2)单次飞行，即可实现多次投放，提高效率。

3)由于单个执行机构即可实现多次投放，与多个执行机构实现的多次投放方案相比，有效降低了重量，提高了无人机续航时间。

4)由于只需要单个遥控通道，采用普通舵机，无需专用控制电路设计，便于在通用的无人机上加装。

5)提高投放的准确性和有效性。比如在水域救援等场景，可将救生圈上连接牵引绳，收纳为可抽出的形式，牵引绳挂载于本发明投放器某一投放档，再将救生圈本体连接挂载于下一投放档，投放时先飞抵被救人员上空附近适当高度(低于绳索长度，防止冲击导致飞机坠落)，投下救生圈，此时救生圈落水，牵引绳索仍连在飞机投放装置上，若被救人员未及时拿到救生圈，水流较大容易使救生圈飘走，但由于救生圈上的牵引绳仍在机载投放器上锁定，可由无人机将救生圈拖拽或吊放至被救人员身边。被救人员拿到救生圈后，则可根据无人机负载能力及现场情况，通过无人机辅助牵引被救人员游往岸边，或将牵引绳末端投放至救援艇或岸边救援队员等进行牵引救援。

附图说明

图1是本发明可连续投放的无人机机载投放装置的主视图。

图2是转盘的平面视图。

图3是实施例中，转盘周围设置三个投放钩，且将一根缆绳不同部位固定在不同的投放钩上的示意图。

图4是实施例中，第一投放钩投放救生设施之后的示意图。

图5是实施例中，第二投放钩和第三投放钩相继投放之后的示意图。

图6是实施例中，单向间歇转动机构的示意图。

图中，1.缺口，2.棘轮，3.投放钩，4.舵机，5.驱动棘爪，6.棘轮，7.摇臂，8.止动棘爪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明进一步说明。

参见图1-图2，一种可连续投放的无人机机载投放装置，包括一转盘，转盘位于xoy平面内，其上设有一缺口1；垂直于xoy平面的方向为z向；转盘的四周设有多个l形的投放钩3，各个所述投放钩转动固定在垂直于z向的轴上；投放钩3的宽度不大于所述缺口的宽度；投放钩承重时，投放钩的下部朝转盘中心的方向，上部压在转盘的侧面上；当转盘转动至缺口1对准对应的投放钩3时，在重物重力的带动下，投放钩3翻转，其上部可穿过所述缺口1。

具体原理继续说明如下：如图1-2，与棘轮同步旋转的转盘上，有一个缺口，沿转盘外缘一周有多个投放钩，投放钩下部水平位置可用绳索悬挂投放物，由于重力原因投放钩上部有向转盘的趋势，但由于投放钩的上部受到转盘外缘阻挡而无法回转，此时投放物被固定。当棘轮和转盘同步旋转到一个角度，转盘缺口对准某投放钩上部时，投放钩上部进入缺口而回转，释放该投放钩，投放钩下部向转盘外侧旋转而使悬挂的投放物向下投放。棘轮和转盘继续旋转，则投放下一个转盘缺口对应的投放钩，单个普通舵机则可实现连续投放。

在此实施例中，参见图1，所述转盘由一棘轮机构驱动，棘轮机构可由一舵机驱动。棘轮几个可以确保转盘单向、步进式转动，需要说明的是，由于棘轮机构本身有多种实现结构，而且是成熟的现有技术，本申请中仅以图6作为示例，舵机4通过摇臂8摆动，摇臂8向左推动棘轮棘爪5，棘轮棘爪5带动棘轮6逆时针旋转一格，并在弹簧的作用下复位，于此同时，棘轮6受到止动棘爪7的限位。由此可以实现单向间歇式转动。根据需要，可以根据棘轮齿数，设置与齿数相同的的投放钩数量。

在此实施例中，参见图3-5，一根绳索挂接在若干所述投放钩3上，绳索起始段连接救生设施，投放时，自绳索起始段至末端的若干投放钩依次投放，绳索末端对应的投放钩投放时，将绳索与无人机机载投放装置完全分离。

在此实施例中，参见图1，投放钩上部长于下部，两者夹角小于或等于90度，投放钩上部在被转盘阻挡时，投放钩下部保持水平或略上钩，当投放钩上部进入缺口失去阻挡，产生翻转后，投放钩不与其他机构发生接触，不能阻挡其它机构活动。

在此实施例中，投放钩下部设置阻挡结构防止悬挂绳索从末端滑脱，只有在投放钩上部向内侧翻转，投放钩下部离开阻挡结构时，绳索才可从末端解脱释放。该阻挡结构可以设置成钩状，也可以设置成块状，只要能阻挡绳索即可，附图也未对其具体展示，但不影响本领域技术人员的理解和实施。

参见图3-图5，一种可连续投放的无人机机载投放装置操作方法，采用上述的可连续投放的无人机机载投放装置；在急流中投放救生圈，包括以下操作步骤：

s1、挂载救生圈绳圈至绳索末端；

s2、将绳索自末端向前依次挂接在第一投放钩、第二投放钩、第三投放钩上；

s3、第一投放钩投放救生圈，若救生圈未能被救援人员直接拿到，由无人机通过第二投放钩锁定的第一段绳索牵引救生圈至被救目标；

s4、被救人员拿到救生圈后，第二投放钩释放第二段牵引绳索，通过无人机辅助牵引被救人员游往岸边，或将牵引绳末端通过第三投放钩投放至救援艇或岸边救援队员等进行牵引救援。

同时，无人机飞行至目标上空时，无人机距离水面距离短于救生圈第一段牵引绳索长度，防止投放救生圈冲击无人机，且对准目标上游方向投放救生圈。

具体操作方法：

1)将多个投放物连接投放绳索，下挂投放物部分的绳索不能过长，防止钟摆效应影响飞行安全。

2)转动转轮，当缺口对准某投放钩时，将投放钩向内侧回转，把投放绳圈套在投放钩下部(注意绳圈不能用活结，防止锁紧在投放钩上释放不下来)，并将投放钩复位，转动转轮缺口至下一个投放钩如法操作，挂载投放物，旋转操作一周后，所有投放钩挂载完毕。挂载时需要注意的是，由于是按转轮缺口旋转顺序投放，所以挂载时要根据任务需要进行顺序挂载。

3)起飞至目标物上空，遥控操作进行投放，再飞至下一目标再次投放，直至投放任务完成。

4)若是在急流中投放救生圈，需要投放后再实施牵引，注意挂载时，先挂载救生圈绳圈(为减少飞行风阻，可用气胀式救生圈)，下一投放钩挂载收纳好的牵引绳索。

5)飞行至目标上空时，注意飞机距离水面距离要短于救生圈第一段牵引绳索长度，防止投放救生圈冲击飞机，对准目标上游方向投放救生圈。

6)若救生圈未能被被救援人员拿到，由于救生圈仍由牵引绳索连在飞机投放器上，则可由飞机牵引救生圈至被救目标。

7)被救目标拿到救生圈后，则可根据无人机负载能力及现场情况，通过无人机辅助牵引被救人员游往岸边，或将牵引绳末端投放至救援艇或岸边救援队员等进行牵引救援。

8)若需要更远距离的绳索牵引救援，则牵引绳索可分放两次或多次投放，如第一个投放位挂载投放救生圈，第二个投放位挂载投放一个用于牵引救生圈至被救人员长度的绳索(比如5-10米)，第三个投放位挂载更长的牵引绳索，比如50米，可由无人机拉至岸边由救援人员控制。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除