救援無人機載物資投放箱及工作方法

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救援無人機載物資投放箱及工作方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領域：本發(fā)明涉及一種救援無人機載物資投放箱及工作方法。
[0002]
【背景技術(shù)】：隨著無人機技術(shù)的推廣和普及，越來越多的應用方向都在考慮使用無人機應用來替代傳統(tǒng)行業(yè)的操作方式，本投放箱即應用于救援型無人機的投放作業(yè)。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】
：本發(fā)明的目的是提供一種救援無人機載物資投放箱及工作方法。
[0004] 上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：一種救援無人機載物資投放箱，其組成包括：投放箱，所述的投放箱具有前后板，所述的前后板與側(cè)板連接，所述的側(cè)板、所述的前后板分別與上板連接，所述的上板具有無人機載固定片和減速傘，所述的側(cè)板的內(nèi)側(cè)部位具有聲光報警裝置，所述的投放箱的外部具有安全氣囊，所述的投放箱的內(nèi)部具有隔板，所述的投放箱的滿載重量為5kg，安全系數(shù)為 1. 8,懸掛兩點設計，機載懸掛結(jié)構(gòu)選型為2023SPK型電磁鐵，所述的固定片為D20*3鍍鉻鐵片。
[0005] 所述的救援無人機載物資投放箱，所述的聲光報警裝置具有電源電路、光電檢測電路、MCU電路、聲光報警電路，所述的電源電路與MCU電路、聲光報警電路、光電檢測電路連接，所述的電源電路為各個部件提供穩(wěn)定的+3. 3V電壓，所述的MCU電路配置成輸入的1/ 〇端口與所述的光電檢測電路連接，讀取光電傳感器的狀態(tài)信息，所述的MCU電路配置成輸出的I/O端口與所述的聲光報警電路連接，所述的聲光報警電路驅(qū)動蜂鳴器和發(fā)光二極管進行報警。
[0006] 所述的救援無人機載物資投放箱，所述的電源電路采用兩只200mAH鋰電池供電，所述的MCU電路采用STM32F103VCT6芯片，所述的光電檢測電路采用槽型光電開關管，所述的槽型光電開關管由紅外線發(fā)射管和紅外線接收管組合而成。
[0007] 所述的救援無人機載物資投放箱，所述的投放箱的箱板均可拆卸獨立搭建箱體，所述的投放箱外部尺寸為225 X 235 X 155_，所述的救援無人機載物資投放箱的工作方法，該方法包括如下步驟：投放箱在上板減速傘的作用下，降落到地面，其中聲光報警裝置一旦脫離無人機即開始工作，系統(tǒng)運行時，傳感器采集到光電開關信號之后，單片機通過蜂鳴器和發(fā)光二極管進行聲光報警，使地面輔助被救援人員及時發(fā)現(xiàn)投放箱。
[0008] 本發(fā)明的有益效果： 1.本發(fā)明可在無人機載荷范圍內(nèi)隨意裝配拋投內(nèi)容物，包括食物、飲用水、手電、通訊器等；投放箱外置減速傘，可保證內(nèi)容物在地平面以上150米~200米范圍內(nèi)非自由落體降落，并結(jié)構(gòu)完好；本投放箱外部含有聲光報警，可示意地面人員搜索；本投放箱外部包裹氣囊，除能夠有效減振之外還可以進行水上拋投，使投放箱體浮在水面上。
[0009] 本發(fā)明采用分體設計，可根據(jù)負載物體尺寸自行組合，內(nèi)部隔斷可根據(jù)需要自行設計添加。其能夠裝載5kg以內(nèi)救援設備，包括食品或電子產(chǎn)品等，箱體內(nèi)部密封防水并可保證從地面以上150米~200米距離內(nèi)投放后緩速著陸，如投放在在水上可確保箱體漂浮于，并有聲光示意被救人員便于搜索。這種救援箱可回收并多次使用，為無人機救援業(yè)務增加了另一種新的手段。
[0010] 本發(fā)明電源部分采用兩只200mAH鋰電池供電。鋰電池與其他電池相比較具有體積小、重量輕、同等體積容量大。由于蜂鳴器和發(fā)光二極管的功耗相對較小，工作時間較短，因此采用兩只200mAH的鋰電池完全滿足需求。
[0011] 部分采用ST公司生產(chǎn)的STM32F103VCT6芯片。該芯片具有運算速度快、功耗低、成本低、外圍電路簡單、片上資源豐富等，能夠滿足一般復雜系統(tǒng)的設計。單片機采集前端光電傳感器的信號，判斷儲物箱數(shù)否脫落。當儲物箱脫落時，開始聲光報警。若不滿足報警條件，進入低功耗模式，降低系統(tǒng)功耗。光電檢測部分采用槽型光電開關管。槽型光電開關其實是對射式光電開關的一種，又被叫做U型光電開關，是一款紅外線感應光電產(chǎn)品，由紅外線發(fā)射管和紅外線接收管組合而成，而槽寬則就決定了感應接收型號的強弱與接收信號的距離，以光為媒介，由發(fā)光體與受光體間的紅外光進行接收與轉(zhuǎn)換，檢測物體的位置。槽型光電開關于接近開關同樣是無接觸式的，受檢測體的制約少，應用非常的廣泛。
[0012] 本發(fā)明外部尺寸設計為225X235X 155 (mm)，許用載荷為5kg，故滿載時箱體密度為
小于水的密度lg/cm3。氣囊設計為每個面積32X48,充氣為0. 3~0. 5atm。全箱氣囊128個，除去緊固帶和固定片等配置，共計116個。該氣囊可有效減振，并使投放箱能夠浮于水面之上。
[0013] 本發(fā)明投放箱6片均可拆卸，并裝配附屬設備，尺寸可以根據(jù)需要任意設計，附件有內(nèi)部隔板，可分隔內(nèi)容物，起到將其穩(wěn)定裝載，并固定投放箱的重心之作用。此救援設備投放箱可配合無人機載投放系統(tǒng)。
[0014]
【附圖說明】：附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 附圖2是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 附圖3是電源電路的原理圖。
[0017] 附圖4是光電檢測電路的原理圖。
[0018] 附圖5是MCU電路第一部分的電路原理圖。
[0019] 附圖6是MCU電路第二部分的電路原理圖。
[0020] 附圖7是MCU電路第三部分的電路原理圖。
[0021] 附圖8是聲光報警電路的原理圖。
[0022]
【具體實施方式】：實施例1: 一種救援無人機載物資投放箱，其組成包括：投放箱5,所述的投放箱具有前后板3,所述的前后板與側(cè)板2連接，所述的側(cè)板、所述的前后板分別與上板1連接，所述的上板具有無人機載固定片和減速傘，所述的側(cè)板的內(nèi)側(cè)部位具有聲光報警裝置4,所述的投放箱的外部具有安全氣囊，所述的投放箱的內(nèi)部具有隔板，所述的投放箱的滿載重量為5kg，安全系數(shù)為1. 8,懸掛兩點設計，機載懸掛結(jié)構(gòu)選型為2023SPK型電磁鐵，所述的固定片為D20*3鍍絡鐵片。
[0023] 實施例2: 根據(jù)實施例1所述的救援無人機載物資投放箱，所述的聲光報警裝置具有電源電路6、光電檢測電路7、MCU電路8、聲光報警電路9，所述的電源電路與所述的MCU電路、所述的聲光報警電路、所述的光電檢測電路連接，所述的電源電路為各個部件提供穩(wěn)定的+3. 3V電壓，所述的MCU電路配置成輸入的I/O端口與所述的光電檢測電路連接，讀取光電傳感器的狀態(tài)信息，所述的MCU電路配置成輸出的I/O端口與所述的聲光報警電路連接，所述的聲光報警電路驅(qū)動蜂鳴器和發(fā)光二極管進行報警。
[0024] 實施例3: 根據(jù)實施例1或2所述的救援無人機載物資投放箱，所述的電源電路采用兩只200mAH 鋰電池供電，所述的MCU電路采用STM32F103VCT6芯片，所述的光電檢測電路采用槽型光電開關管，所述的槽型光電開關管由紅外線發(fā)射管和紅外線接收管組合而成。
[0025] 實施例4: 根據(jù)實施例1或2或3所述的救援無人機載物資投放箱，所述的投放箱的箱板均可拆卸獨立搭建箱體，所述的投放箱外部尺寸為225 X 235 X 155 (_)，實施例5: 一種權(quán)利要求1 一 4之一所述的救援無人機載物資投放箱的工作方法，該方法包括如下步驟：投放箱在上板減速傘的作用下，降落到地面，其中聲光報警裝置一旦脫離無人機即開始工作，系統(tǒng)運行時，傳感器采集到光電開關信號之后，單片機通過蜂鳴器和發(fā)光二極管進行聲光報警，使地面輔助被救援人員及時發(fā)現(xiàn)投放箱。
[0026] 實施例6: 減速傘大小的確定：
[0027] 由％今麵，重力為m，重力加速度為g=9. 81m/s2;和A = Π 〇2/4得出，降落傘直
[0028] 故，設計風阻系數(shù)Cd=2. 4,負載5kg，期望下降速度為7m/s的減速傘直徑D約為 0· 9m2〇
【主權(quán)項】
1. 一種救援無人機載物資投放箱，其組成包括：投放箱，其特征是：所述的投放箱具有前后板，所述的前后板與側(cè)板連接，所述的側(cè)板、所述的前后板分別與上板連接，所述的上板具有無人機載固定片和減速傘，所述的側(cè)板的內(nèi)側(cè)部位具有聲光報警裝置，所述的投放箱的外部具有安全氣囊，所述的投放箱的內(nèi)部具有隔板，所述的投放箱的滿載重量為5kg，安全系數(shù)為1. 8,懸掛兩點設計，機載懸掛結(jié)構(gòu)選型為2023SPK型電磁鐵，所述的固定片為 D20*3鍍鉻鐵片。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的救援無人機載物資投放箱，其特征是：所述的聲光報警裝置具有電源電路、光電檢測電路、MCU電路、聲光報警電路，所述的電源電路分別與所述的MCU 電路、所述的聲光報警電路、所述的光電檢測電路連接，所述的電源電路為各個部件提供穩(wěn) 定的+3. 3V電壓，所述的MCU電路配置成輸入的I/O端口與所述的光電檢測電路連接，讀取光電傳感器的狀態(tài)信息，所述的MCU電路配置成輸出的I/O端口與所述的聲光報警電路連接，所述的聲光報警電路驅(qū)動蜂鳴器和發(fā)光二極管進行報警。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的救援無人機載物資投放箱，其特征是：所述的電源電路采用兩只200mAH鋰電池供電，所述的MCU電路采用STM32F103VCT6芯片，所述的光電檢測電路采用槽型光電開關管，所述的槽型光電開關管由紅外線發(fā)射管和紅外線接收管組合而成。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的救援無人機載物資投放箱，其特征是：所述的投放箱的箱板均可拆卸獨立搭建箱體，所述的投放箱外部尺寸為225X235X155_。5. -種權(quán)利要求1 一4之一所述的救援無人機載物資投放箱的工作方法，其特征是：該方法包括如下步驟：投放箱在上板減速傘的作用下，降落到地面，其中聲光報警裝置一旦脫離無人機即開始工作，系統(tǒng)運行時，傳感器采集到光電開關信號之后，單片機通過蜂鳴器和發(fā)光二極管進行聲光報警，輔助地面被救援人員及時發(fā)現(xiàn)投放箱。
【專利摘要】救援無人機載物資投放箱及工作方法。隨著無人機技術(shù)的推廣和普及，越來越多的應用方向都在考慮使用無人機應用來替代傳統(tǒng)行業(yè)的操作方式，本投放箱即應用于救援型無人機的投放作業(yè)。一種救援無人機載物資投放箱，其組成包括：投放箱（5），投放箱具有前后板（3），前后板與側(cè)板（2）連接，側(cè)板、前后板分別與上板（1）連接，上板具有無人機載固定片和減速傘，側(cè)板的內(nèi)側(cè)部位具有聲光報警裝置（4），投放箱的外部具有安全氣囊，投放箱的內(nèi)部具有隔板，投放箱的滿載重量為5kg，安全系數(shù)為1.8，懸掛兩點設計，機載懸掛結(jié)構(gòu)選型為2023SPK型電磁鐵，固定片為D20*3鍍鉻鐵片。本發(fā)明應用于救援無人機載物資投放裝置。
【IPC分類】G05B19/04
【公開號】CN105259799
【申請?zhí)枴緾N201510538638
【發(fā)明人】李志新
【申請人】哈爾濱蒙鷹科技有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年8月28日

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