本發(fā)明涉及水上救援設備技術領域，尤其涉及一種分次拋投救生圈掛載及無人機。

背景技術：

水上救援由于存在復雜性、多變性、突發(fā)性和時效性，救援活動都非常緊急迫切，但由于救援力量往往無法及時了解情況并快速趕到現(xiàn)場，因此從空中觀察和干預救援是目前最快、最便捷的手段。隨著傳統(tǒng)手段局限性日益凸顯，現(xiàn)有技術中已出現(xiàn)了具備救生圈拋投功能的無人機.

目前市面上的無人機拋投救生圈掛載有很多缺點，其中共有最為突出的是產(chǎn)品體積大，不便于收納和運輸；其次是只能搭載單個救生圈，就算能掛載2到3個救生圈，但是不能按落水人員的位置分布實現(xiàn)單獨精準投遞；再有就是掛載所使用的動力源多為三個以上舵機，耗電量大、同步率不穩(wěn)定，影響無人機的續(xù)航時間。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種分次拋投救生圈掛載及無人機，該分次拋投救生圈掛載將救生圈堆疊放置，以減小掛載的體積，且能分次拋投救生圈，拋投完畢后可折疊收納，方便攜帶和運輸保存。

本發(fā)明采用的技術方案是，設計一種分次拋投救生圈掛載，包括：連接架、安裝在連接架上的支撐架、套在支撐架上的救生圈組，救生圈組由至少兩個堆疊放置的救生圈構成，支撐架由多個環(huán)繞連接架的中心呈圓周均勻排列的支撐桿組件構成。

連接架的底部設有安裝座，安裝座上安裝有舵機，舵機的輸出齒輪上同軸安裝有一繞線輪，安裝座的底面安裝有高清攝像頭。

支撐桿組件包括：豎桿、連接在豎桿頂端與連接架之間的主斜桿、鉸接在豎桿內的二層支撐腳、鉸接在豎桿底端的底層支撐腳、鉸接連接在二層支撐腳底部及底層支撐腳頂部的聯(lián)動桿、安裝在豎桿中部的旋轉固定座、連接在旋轉固定座和安裝座之間的連接橫桿、穿過連接橫桿連接在二層支撐腳頂端和繞線輪之間的拉繩、拉動二層支撐腳復位的拉力彈簧，底層支撐腳的底端設有向外折彎的支撐部，拉力彈簧的一端固定在旋轉固定座上、另一端連接在聯(lián)動桿與底層支撐腳之間的鉸接轉軸上。

舵機帶動繞線輪轉動纏繞拉繩，拉繩將二層支撐腳的頂端向內拉動時，二層支撐腳的底端向外轉動托住救生圈組的倒數(shù)第二層救生圈，底層支撐腳的底端向內轉動釋放救生圈組的倒數(shù)第一層救生圈。

優(yōu)選的，支撐桿組件還包括一救生圈壓桿組件，救生圈壓桿組件：通過螺桿軸安裝在主斜桿上的壓桿轉軸座、通過轉軸鉸接在壓桿轉軸座上的壓桿、套在轉軸上的扭簧，救生圈組位于底層支撐腳和壓桿之間，扭簧的兩端分別連接在壓桿和壓桿轉軸座上，壓桿抬起時扭簧扭曲變形。主斜桿的外端設有開口朝上的安裝腔，壓桿轉軸座可轉動設于安裝腔內，螺桿軸從安裝腔底部豎直伸入壓桿轉軸座內。壓桿抬起豎直后，扭簧的回復力是向救生圈壓下，將整個救生圈壓桿組件在水平面內旋轉180°，此時扭簧的回復力是向主斜桿壓下，松開壓桿后在扭簧的作用下，壓桿向主斜桿靠攏，將救生圈套在支撐架上，然后將整個救生圈壓桿組件再旋轉180°放手，壓桿在扭簧的作用下壓住救生圈。

優(yōu)選的，主斜桿的一端鉸接在連接架上、另一端鉸接在豎桿的頂端，連接橫桿的兩端分別鉸接在旋轉固定座和安裝座上。主斜桿的底端設有向下伸出的折彎部，豎桿的頂端鉸接在折彎部內，且豎桿的頂端內側設有向上伸出的下鎖定座，折彎部內設有上鎖定座，下鎖定座內設有一鎖緊螺栓。折彎部與豎桿位于同一直線時，鎖緊螺栓穿過下鎖定座和上鎖定座進行鎖定。

優(yōu)選的，繞線輪安裝在安裝座內，安裝座的側面設有用于拉繩穿過的缺口，繞線輪的旋轉軸與連接架的中心軸處于同一直線上。

優(yōu)選的，連接架的頂面設有環(huán)繞其中心均勻排布的卡扣，卡扣的頂部設有向外伸出的扣舌，至少有一個卡扣上設有螺孔。

本發(fā)明還提供了一種具有上述分次拋投救生圈掛載的無人機，包括：機身，機身底部固定有安裝架，安裝架的底部設有空腔，該空腔的側面均勻設有卡槽，卡槽的數(shù)量與卡扣相同，卡槽的一端為可容納扣舌插入的敞口，至少有一個卡槽上設有穿透安裝座側壁的固定孔，扣舌可分別旋轉插入對應的卡槽中，螺孔可旋轉至與固定孔對齊。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明將救生圈由上至下堆疊放置，通過環(huán)繞安裝在連接架上的支撐桿組件支撐定位在連接架的下方，救生圈的投放動作由一個舵機控制，舵機正向旋轉時帶動拉繩收緊，倒數(shù)第一層救生圈被釋放，舵機反向旋轉時拉繩放松，拉力彈簧帶動底層支撐腳及二層支撐腳復位，倒數(shù)第二層救生圈下落至倒數(shù)第一層救生圈的位置，等待下一次投放，本發(fā)明可將救生圈分次投放，且能通過高清攝像頭拍攝圖像并傳送至地面站的顯示屏上顯示，以觀察環(huán)境狀況，實現(xiàn)單次精準投遞。同時，本發(fā)明采用一個舵機，耗電量小。更優(yōu)異的是，本發(fā)明的支撐桿組件采用折疊式結構，需要支撐救生圈進行拋投工作時，支撐桿組件可展開固定，不需要進行拋投工作時，支撐桿組件可向中心折疊收攏，減小掛載的體積，便于收納和運輸。

附圖說明

下面結合實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細說明，其中：

圖1是本發(fā)明中整機的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明中支撐桿組件的第一結構示意圖；

圖3是本發(fā)明中支撐桿組件的第二結構示意圖；

圖4是本發(fā)明中整機的剖面示意圖；

圖5是本發(fā)明中連接架頂部快拆結構的放大示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明提出的分次拋投救生圈掛載，包括：連接架1、安裝在連接架1上的支撐架2、套在支撐架2上的救生圈組，救生圈組由至少兩個堆疊放置的救生圈構成，支撐架2由多個環(huán)繞連接架1的中心呈圓周排列的支撐桿組件21構成。連接架1的底部設有安裝座3，安裝座3上安裝有一個舵機4，舵機4的輸出軸傳動連接有一繞線輪5，圖1示出的繞線輪5、高清攝像頭6處于拆分狀態(tài)。

如圖1所示，在本實施例中，支撐架2由三個支撐桿組件21構成，以最少的支撐桿組件21達到最穩(wěn)定的支撐效果。如圖2至圖4所示，支撐桿組件21包括：豎桿210、主斜桿211、二層支撐腳212、底層支撐腳213、聯(lián)動桿214、旋轉固定座215、連接橫桿216、拉繩217及拉力彈簧218，主斜桿211的一端安裝在連接架1上、另一端連接在豎桿210的頂端上，豎桿210的中部內還設有貫通其內外兩側的空腔，該空腔內設有豎直放置的二層支撐腳212，豎桿210的底端鉸接有底層支撐腳213，底層支撐腳213的底端設有向外折彎的支撐部，通過支撐部托起救生圈組，底層支撐腳213的頂端通過鉸接轉軸與聯(lián)動桿214底端連接，聯(lián)動桿214的頂端與二層支撐腳212的底部鉸接。旋轉固定座215固定安裝在豎桿210的中部內側，連接橫桿216的兩端分別連接在旋轉固定座215和安裝座3上，拉繩217穿過連接橫桿216連接在二層支撐腳212頂端和繞線輪5之間，繞線輪5安裝在安裝座3內，安裝座3的側面設有用于拉繩217穿過的缺口，繞線輪5的旋轉軸與連接架1的中心軸處于同一直線上。拉力彈簧218的一端固定在旋轉固定座215上、另一端連接在聯(lián)動桿214與底層支撐腳213之間的鉸接轉軸上。

如圖1、4所示，分次拋投的過程是通過控制舵機4正向旋轉，帶動固定在舵機4上的繞線輪5旋轉，從而使固定在繞線輪5上的拉繩217纏繞到繞線輪5上，通過拉繩217的收縮拉動二層支撐腳212頂端向內擺動，因二層支撐腳212中部過鉸接軸固定在豎桿210上，則二層支撐腳212下端繞鉸接軸旋轉向外伸出，托住倒數(shù)第二層救生圈；在二層支撐腳212向外伸出的同時，聯(lián)動桿214會拉動底層支撐腳213的頂端向外側擺動，而底層支撐腳213的底端會繞鉸接軸向內擺動，從而投放倒數(shù)第一層救生圈。然后控制舵機4反向旋轉，在復位拉力彈簧218的作用下，拉動底層支撐腳213頂端向內擺動，底層支撐腳213底端向外擺動，同時聯(lián)動桿214帶動二層支撐腳212的底端向內擺動，二層救生圈失去支撐，掉落到底層支撐腳213上完成一個救生圈的拋投，第二個救生圈以此類推，從而達到按照溺水人員的具體位置，分次拋投救生圈。本發(fā)明僅使用一個舵機作為動力源，不但減輕了整體產(chǎn)品的重量，減小了耗電量，從而延長了無人機的續(xù)航時間。

較優(yōu)的，如圖4所示，支撐桿組件21還包括一救生圈壓桿組件，救生圈壓桿組件：通過螺桿軸221安裝在主斜桿211上的壓桿轉軸座222、通過轉軸鉸接在壓桿轉軸座222上的壓桿219、套在轉軸上的扭簧223，救生圈組位于底層支撐腳213和壓桿219之間，扭簧223的兩端分別連接在壓桿219和壓桿轉軸座222上，壓桿219抬起時扭簧223扭曲變形。主斜桿211的外端設有開口朝上的安裝腔，壓桿轉軸座222活動放置在安裝腔內，螺桿軸221從安裝腔底部豎直伸入壓桿轉軸座222內，壓桿轉軸座222能夠以螺桿軸221為轉軸在水平面內轉動。

壓桿219的具體使用過程如下，壓桿219抬起豎直后，扭簧的回復力是向救生圈壓下，將整個救生圈壓桿組件在水平面內旋轉180°，此時扭簧的回復力是向主斜桿211壓下，松開壓桿219后在扭簧的作用下，壓桿219向主斜桿211靠攏，為了便于收納壓桿219，主斜桿211的頂面設置有容納槽。當所有救生圈組件的壓桿219都抬起靠攏在各自對應的主斜桿211上，將救生圈從支撐架2頂部向下依次套入，最后將整個救生圈壓桿組件再旋轉180°放手，壓桿219在扭簧的作用下壓住救生圈組。

進一步的，如圖1、2、4所示，主斜桿211的一端鉸接在連接架1上、另一端鉸接在豎桿210的頂端，連接橫桿216兩端分別鉸接在旋轉固定座215和安裝座3上。主斜桿211的底端設有向下伸出的折彎部，豎桿210的頂端鉸接在折彎部內，且豎桿210的頂端內側設有向上伸出的下鎖定座，折彎部內設有上鎖定座，下鎖定座內設有一鎖緊螺栓220。支撐桿組件21展開正常工作時，將主斜桿211和豎桿210向外拉開至折彎部與豎桿210位于同一直線，鎖緊螺栓220穿過下鎖定座和上鎖定座進行鎖定，完成三顆鎖緊螺栓220固定后，整個支撐架2牢固可靠。支撐桿組件21不需要使用時，松開三顆鎖緊螺栓220，將主斜桿211和豎桿210向內轉動收攏，三個支撐桿組件21呈傘狀向內收縮，既能既能節(jié)約2/3存放空間，方便攜帶和運輸保存，同時由于收攏后產(chǎn)品更小，能有效的保護產(chǎn)品不被劃傷損壞。

如圖1、4所示，安裝座3的底面還固定有高清攝像頭6，能通過無人機飛控和圖傳系統(tǒng)，在地面站的顯示屏上形成實時影像，搜尋溺水人員位置，通過顯示屏十字星對溺水人員進形定位，從而精準的將救生圈實時地投放到溺水人員身上，達到一人一圈，提高救援效率。

再進一步的，如圖5所示，連接架1上設有快拆結構，連接架1的頂面設有環(huán)繞其中心均勻排布的卡扣11，卡扣11的頂部設有向外伸出的扣舌，至少有一個卡扣上設有螺孔12。連接架1內設有安裝腔，該安裝腔內可安裝電池、電路板等元件，連接架1的外側設有數(shù)據(jù)連接接口等。

如圖1所示，本發(fā)明還提供了一種具有上述分次拋投救生圈掛載的無人機，包括：機身和主板，主板與舵機4和高清攝像頭6連接，主板上設有與地面站進行數(shù)據(jù)交互的無線收發(fā)模塊，高清攝像頭6拍攝到的影像通過主板發(fā)送至地面站，地面站向主板發(fā)出飛行指令及拋投指令，主板接收拋投指令后控制舵機4的旋轉拋投。

機身底部固定有安裝架，安裝架的底部設有空腔，該空腔的側面均勻設有卡槽，卡槽的數(shù)量與卡扣11相同，卡槽的一端為可容納扣舌插入的敞口，至少有一個卡槽上設有穿透安裝架側壁的固定孔，當卡扣11旋轉插入卡槽中時，螺孔12與固定孔對齊，再采用螺釘鎖入固定孔和螺孔12，即將連接架1和安裝架穩(wěn)定的固定在一起，這種結構使得連接架與安裝架的拆裝更方便。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。