一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置。其目的是降低无人机牵挂和投放套绳的操控难度。本发明专利技术的装置有一个可活动的喇叭状导轨，喇叭状导轨包括一些辐条和连在辐条之间的可折叠连接物。辐条通过转轴连到固定在无人机机身下方的支杆上，每根辐条连一个支杆。辐条一端连到一个驱动器上。驱动器可以驱动所连辐条端上下运动，以使辐条绕转轴俯仰转动，从而控制喇叭状导轨张合。无人机牵挂套绳飞行时，喇叭状导轨完全张开，辐条贴近无人机机身下方，将套绳卡在支杆外围；无人机需要悬停到指定物体上方时，喇叭状导轨逐渐收合，收合碰到该物体所产生的反作用力会带动无人机向该物体上方移动；需要投放套绳时，喇叭状导轨完全收合，套绳在重力作用下滑落。
【技术实现步骤摘要】
一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置
：本专利技术提供了一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置，属于安全工程领域。
技术介绍
：随着经济持续发展、高层建筑物不断增加，与高层建筑物相关的灾害风险，例如火灾风险也在增大。当发生高楼火灾时，在火灾高楼楼顶与临近安全高楼楼顶之间架设绳索，用以运送人员和物资，可以为高楼火灾救援起到积极的作用。高楼楼顶之间在正常情况下一般是不会架设永久性绳索，因为永久性架设的绳索长期雨淋日晒，保养困难，检修不易，无法保障在灾害救援时的使用安全。所以一般需要在高楼灾害时，临时性地在两栋高楼楼顶之间架设绳索。专利技术专利《一种高楼间自动绳索架设系统》(专利号：201910668991.3，授权公告号CN110354408B)可以在高楼间自动有效地架设临时绳索。该专利技术的系统包括安装在楼顶的立柱和运送绳索的无人机；立柱顶部为圆滑的钝尖状，立柱中部嵌套有一个滑轮，滑轮外圈直径略小于立柱的直径；无人机机身下面有一个喇叭状导轨，用以引导无人机悬停到立柱上方；无人机机身下面围绕喇叭状导轨有一圈挂钩，需架设的绳索环绕喇叭状导轨而挂在挂钩上，绳索挂好后挂钩收起以保证绳索在运送过程中不会从无人机上脱落；当无人机悬停到立柱上方后，挂钩打开让绳套下落套住立柱，并进一步滑落套到立柱下端的滑轮上；从而使得被架设的绳索可以绕着滑轮往复运动，以便用绳索在两栋高楼楼顶之间往复牵引运送人员和物资。该专利技术的系统中，无人机机身下面的喇叭状导轨是保障准确将套绳投放套到楼顶立柱上的关键；该专利技术中的喇叭状导轨是固定在无人机上，不能活动的；为了方便套住楼顶立柱，导轨的尺寸和重量相对于无人机都不会太小，因为导轨是从无人机机身向下伸展的，所以带有导轨的无人机的重心不在无人机的螺旋翼发动机安装平面内，而是远低于螺旋翼发动机安装平面。无人机重心远离螺旋翼发动机安装平面会给无人机的飞行控制造成很大的困难；尤其是该专利技术中有一种将套绳牵挂在喇叭状导轨下端边沿的设计，会使得被牵挂的套绳通过喇叭状导轨对无人机产生一个很大的俯仰扭矩，从而使得无人机很难保持平飞或悬停，除非无人机的螺旋翼发动机的功率足够大。大功率发动机意味着大尺寸和高成本，这都不利于该专利技术专利的推广应用。此外，该专利技术的系统为了保证在无人机的飞行过程中套绳不会意外掉落，专门使用了挂钩；运送套绳时，挂钩收起以便卡住套绳防止其掉落；向楼顶立柱投放套绳时，挂钩打开，套绳在自身重力作用下滑落套到楼顶立柱上。然而，挂钩的收放意味着繁琐的操控步骤，不利于该专利技术系统的操作使用。最后，该专利技术的系统为了能准确将套绳套到楼顶立柱上，主要是靠对无人机的螺旋翼发动机的操控，以便无人机能精确悬停到楼顶立柱上方，相关飞行操控难度不小。本专利技术提出一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置，通过一组可以活动的喇叭状导轨，不用挂钩就能实现卡住和投放套绳的目的；并且在飞行期间可以使得整个无人机系统的重心靠近螺旋翼发动机的安装平面，从而便于操控无人机飞行；在准备向楼顶立柱投放套绳时，通过控制喇叭状导轨张合，就可以引导无人机准确悬停到楼顶立柱正上方，从而保证套绳投放成功。
技术实现思路
：本专利技术的目的是要提供一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置，以解决用无人机牵挂和投放套绳时因套绳牵绊和无人机系统重心远离螺旋翼发动机安装平面所造成的无人机难以操控的技术问题。本专利技术的一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置主要含有以下部分：辐条、可折叠连接物、支杆、转轴和驱动器。两两相邻辐条之间连有可折叠连接物，辐条和可折叠连接物组成一个可活动的喇叭状导轨，即，喇叭状导轨可以像雨伞一样张合。驱动器安装在无人机机身下方。支杆环绕分布在驱动器四周，固定在无人机机身下方。辐条通过转轴连到固定在无人机机身下方的支杆上，每根辐条连一个支杆。每根辐条以转轴为界分为两段；一段很长、一段很短；辐条的长段的端头称为辐条长端，而辐条的短段的端头称为辐条短端。辐条短端连到驱动器上。驱动器可以驱动所连辐条短端上下运动，以使辐条绕转轴俯仰转动，从而控制喇叭状导轨张合。当驱动器驱动所连辐条短端向下运动时，辐条长端就会绕转轴向上转动，从而使喇叭状导轨张开。而当驱动器驱动所连辐条短端向上运动时，辐条长端就会绕转轴向下转动，从而使喇叭状导轨收合。当无人机需要牵挂运送套绳时，将绳索环绕套在固定在无人机机身下方的那一圈支杆的外围，然后驱动器带动喇叭状导轨完全张开，辐条长端贴近无人机机身下方，将套绳卡在支杆外围。当无人机牵挂套绳飞行时，喇叭状导轨保持完全张开状态，从而卡住套绳防其掉落；当无人机需要投放套绳时，驱动器带动喇叭状导轨完全收合，从而套绳在自身重力作用下滑落而套到指定物体上；如此，套绳的牵引和投放就不需要额外的挂钩，因为可活动的喇叭状导轨起到了挂钩的作用。当无人机需要悬停到指定物体上方时，驱动器带动喇叭状导轨逐渐收合，收合过程中喇叭状导轨碰到该物体所产生的反作用力会带动无人机向该物体上方移动，从而可以避免只能操控螺旋翼发动机实现悬停到指定物体上方的困难。所专利技术的装置中，连在相邻辐条之间的可折叠连接物可以是呈扇面状的柔性面料，从而当喇叭状导轨完全张开时就像一把打开的雨伞。当无人机已经飞临靠近指定物体时，面状的喇叭状导轨可以顺滑地引导无人机悬停到指定物体上方，但是面状的喇叭状导轨所造成的飞行阻碍力大。所专利技术的装置中，连在相邻辐条之间的可折叠连接物可以是绳网结构，从而当喇叭状导轨完全张开时就像一张蜘蛛网。绳网结构的喇叭状导轨所造成的飞行阻碍力小，但是容易出现绳网结构的喇叭状导轨被异物挂阻的情况。当无人机牵挂套绳飞行时，套绳通常会在牵拽力的作用下而紧紧压贴在支杆上；当无人机牵挂着套绳飞向远处时，套绳会绕着支杆滑动，套绳与支杆之间的紧紧压贴状态会产生很大的摩擦力，而该摩擦力会对无人机产生一个扭矩，从而造成对无人机的操控困难。所专利技术的装置中，固定在无人机机身下方的每个支杆上安装有转环。转环可以减小绳索与支杆之间的摩擦，从而有效避免因摩擦力扭矩所造成的对无人机操控困难的状况。为了进一步减小无人机飞行过程中因套绳与无人机之间的摩擦力所造成的扭矩，所专利技术的装置中，辐条长端背面，即辐条对应喇叭状导轨外侧的那一面可以安装万向滚轮。当无人机牵挂套绳飞行时，万向滚轮可以减小绳索与喇叭状导轨外侧的摩擦。同时，当无人机需要投放套绳时，万向滚轮也有利于套绳滑落套到指定物体上。但是安装万向滚轮会增加所专利技术装置的生产成本和结构复杂度。所专利技术的装置中，驱动器可以通过多种方式驱动辐条绕转轴俯仰转动。第一种方式：辐条连到驱动器的一端，即辐条短端有导槽，每根辐条的短端导槽中都插有一个固定在驱动器上的连杆。驱动器上下运动时，连杆会在辐条短端的导槽中滑动，从而带动辐条绕转轴俯仰转动。第二种方式：驱动器下部与辐条对应的位置有导槽，辐条靠近驱动器的一端，即辐条短端固定有连杆，连杆插在驱动器下部的导槽里。驱动器上下运动时，会迫使固定在辐条短端上的连杆在驱动器下部的导槽中滑动，从而带动辐条绕转轴俯仰转动。第三种方式：驱动器下部与辐条对应的位置有一根可以活动的连杆，活动连杆的一端通过活栓连在驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置，用于降低无人机牵挂和投放套绳的操控难度；本专利技术的装置主要含有以下部分：辐条、可折叠连接物、支杆、转轴和驱动器；两两相邻辐条之间连有可折叠连接物，辐条和可折叠连接物组成一个可活动的喇叭状导轨；驱动器安装在无人机机身下方；支杆环绕分布在驱动器四周，固定在无人机机身下方；辐条通过转轴连到固定在无人机机身下方的支杆上，每根辐条连一个支杆；辐条一端，即辐条短端连到驱动器上；驱动器可以驱动所连辐条短端上下运动，以使辐条绕转轴俯仰转动，从而控制喇叭状导轨张合；当驱动器驱动所连辐条短端向下运动时，辐条的另一端，即辐条长端就会绕转轴向上转动，从而使喇叭状导轨张开；而当驱动器驱动所连辐条短端向上运动时，辐条长端就会绕转轴向下转动，从而使喇叭状导轨收合；当无人机需要牵挂运送套绳时，将绳索环绕套在固定在无人机机身下方的一圈支杆的外围，然后驱动器带动喇叭状导轨完全张开，辐条贴近无人机机身下方，将套绳卡在支杆外围；当无人机牵挂套绳飞行时，喇叭状导轨保持完全张开状态，从而卡住套绳防其掉落；当无人机需要悬停到指定物体上方时，驱动器带动喇叭状导轨逐渐收合，收合过程中喇叭状导轨碰到该物体所产生的反作用力会带动无人机向该物体上方移动；当无人机需要投放套绳时，驱动器带动喇叭状导轨完全收合，从而套绳在自身重力作用下滑落而套到指定物体上。/n...
【技术特征摘要】
1.一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置，用于降低无人机牵挂和投放套绳的操控难度；本发明的装置主要含有以下部分：辐条、可折叠连接物、支杆、转轴和驱动器；两两相邻辐条之间连有可折叠连接物，辐条和可折叠连接物组成一个可活动的喇叭状导轨；驱动器安装在无人机机身下方；支杆环绕分布在驱动器四周，固定在无人机机身下方；辐条通过转轴连到固定在无人机机身下方的支杆上，每根辐条连一个支杆；辐条一端，即辐条短端连到驱动器上；驱动器可以驱动所连辐条短端上下运动，以使辐条绕转轴俯仰转动，从而控制喇叭状导轨张合；当驱动器驱动所连辐条短端向下运动时，辐条的另一端，即辐条长端就会绕转轴向上转动，从而使喇叭状导轨张开；而当驱动器驱动所连辐条短端向上运动时，辐条长端就会绕转轴向下转动，从而使喇叭状导轨收合；当无人机需要牵挂运送套绳时，将绳索环绕套在固定在无人机机身下方的一圈支杆的外围，然后驱动器带动喇叭状导轨完全张开，辐条贴近无人机机身下方，将套绳卡在支杆外围；当无人机牵挂套绳飞行时，喇叭状导轨保持完全张开状态，从而卡住套绳防其掉落；当无人机需要悬停到指定物体上方时，驱动器带动喇叭状导轨逐渐收合，收合过程中喇叭状导轨碰到该物体所产生的反作用力会带动无人机向该物体上方移动；当无人机需要投放套绳时，驱动器带动喇叭状导轨完全收合，从而套绳在自身重力作用下滑落而套到指定物体上。
2.根据权利要求1所述的一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置，其特征是：所述的装置中，连在相邻辐条之间的可折叠连接物是呈扇面状的柔性面料。
3.根据权利要求1所述的一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置，其特征是：所述的装置中，连在相邻辐条之间的可折叠连接物是绳网结构。
4.根据权利要求1所述的一种用于无人机牵挂和投放套绳的装置，其特征是：所述的装置中，固定在无人机机身下方的每个支杆上安装有转环；当无人机牵挂套绳飞行时，转环可以减小绳索与支杆之间的摩擦。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡苏鸣，
申请(专利权)人：胡苏鸣，
类型：发明
国别省市：北京;11
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