一种直升机模拟搜救系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直升机模拟搜救系统，包括地面工作站、单旋翼无人机和机械抓取模块，地面工作站和单旋翼无人机通过无线连接模块相连接，单旋翼无人机和机械抓取模块相连接，其机械抓取模块包含有主支架和图像拍摄模块。本发明专利技术通过真空吸头与机械爪的双保险，保证了对光滑物体以及不规则的抓取成功率，也保证了抓取物在空中飞行时的安全性，创新性的使用外八字结构的设计，使得救援时脚架对于被救物体以及抓取结构的影响降到最低。

【技术实现步骤摘要】
一种直升机模拟搜救系统
本专利技术涉及无人机领域，特别涉及一种直升机模拟搜救系统。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，目前民用设备中通常为农用航行无人机、单旋翼无人机和多旋翼无人机，市场上较为常见的一般为单旋翼无人机和多旋翼无人机。由于传统的人工搜救只能通过听力和视力查找受害者，在地震救援中大部分伤者都被埋在废墟之下，加之机械工作发出的噪音干扰，想要通过人的眼力和听力判断受害人的方位十分困难。于是警犬在救援中起到十分重要的作用，灵敏的嗅觉能准确找到一定范围内埋在房屋下的遇难者，即使在夜晚也能快速实现搜救工作，但警犬搜救依然存在范围的局限性。现代科技技术下的无人机搜救提供了互补。巴黎圣母院发生火灾，消防队员依靠大疆无人机MavicPro的可见光摄像头、光学和电子变焦镜头来追踪火灾动态，让消防员精准灭火，提高效率。但是，现成无人机的搜救抓取普遍没有成体系，通常现象为使用最简单的挂钩或者机械爪进行抓取，非常考验运气和操控者的技术，稍有不慎便会机毁人亡，并且现有的挂钩或者机械爪对于抓取的物体外形有着过高的要求，稍微形状光滑或者形状不规则就不能搜救成功。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种直升机模拟搜救系统。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种直升机模拟搜救系统，包括地面工作站、单旋翼无人机和机械抓取模块，地面工作站和单旋翼无人机通过无线连接模块相连接，所述单旋翼无人机和机械抓取模块相连接，其机械抓取模块包含有主支架和图像拍摄模块；所述主支架的顶端安装有摄像头支架，所述主支架为矩形结构，其矩形结构四角均设置有碳管夹，所述碳管夹的一端安装有固定脚架，所述主支架的中部安装有转动电机，所述转动电机的底端安装有固定板，所述固定板的底端安装有底管夹，所述底管夹的内侧安装有滑动导轨，所述滑动导轨的一端安装有左固定端，所述左固定端的内部安装有固定轴承，所述滑动导轨的另一端安装有右固定端，所述滑动导轨的中部安装有滑动模块，所述左固定端和右固定端之间安装有连接皮带，其连接皮带和滑动模块为贯穿设置，所述滑动模块包含有舵机、拉杆、滑动轴承和旋转杆，所述滑动模块两侧表面底端安装有上齿轮杆，所述上齿轮杆的一端安装有限位轴，所述限位轴的一端安装有下齿轮杆，所述下齿轮杆的底端内侧安装有真空电机，所述滑动模块的底端中部安装有抓取臂，所述抓取臂的底端安装有抓取槽。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述转动电机的表面设置有电机套，其电机套和固定板为固定连接，所述滑动导轨的个数为四个，其位于上层所述滑动导轨和底管夹通过U型螺栓结构为固定连接，所述滑动导轨分别与左固定端和右固定端为固定连接，所述滑动模块和导轨通过滑动轴承为滑动连接。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述固定轴承的底端安装有驱动电机，所述右固定端的内部设置有右滚轴圈，所述驱动电机和固定轴承为传动连接，所述固定轴承和滑动模块通过连接皮带为传动连接。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述上齿轮杆和下齿轮杆均为成对设置，其内侧均安装有齿轮头，且齿轮头均为啮合连接，所述限位轴的个数不少于五个，其上齿轮杆和下齿轮杆的个数均为四个，所述下齿轮杆的一端和真空电机通过限位轴为活动连接，所述下齿轮杆和上齿轮杆的一端通过限位轴为活动连接，其限位轴内侧安装有拉杆，所述上齿轮杆和滑动模块通过限位轴为活动连接，所述上齿轮杆的中部与抓取臂通过限位轴为活动连接，所述下齿轮杆的中部和抓取槽通过限位轴为活动连接。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述旋转杆的个数不少于四个，所述舵机和拉杆为传动连接，其拉杆的位移方向为垂直上下设置，所述拉杆和上齿轮杆为固定连接，所述抓取臂和抓取槽通过旋转杆为活动连接，所述抓取槽为铲型结构。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述图像拍摄模块安装于摄像头支架表面，所述驱动电机、转动电机和驱动电机均与单旋翼无人机为电性连接，所述机械抓取模块包含有FreeRTOS操作系统和pid算法，所述地面工作站包含系统主机，其系统主机搭载有OpenCV计算机视觉开源库。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述固定轴承的顶端和底端均设置有限位块，所述滑动导轨是由碳管结构组成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1：本专利技术通用户在计算机上的画面选取需要抓取的物体将直角坐标系转为极坐标系，计算机算出机械臂需要转动的角度和移动距离发送到下位机处理，下位机控制机械臂做出相应的动作，完成抓取过程，实现精准抓取的效果。2：本专利技术通过真空吸头与机械爪的双保险，保证了对光滑物体以及不规则的抓取成功率，也保证了抓取物在空中飞行时的安全性，创新性的使用外八字结构的设计，使得救援时脚架对于被救物体以及抓取结构的影响降到最低。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的正视结构示意图；图2是本专利技术的局部结构示意图；图3是本专利技术的立体结构示意图；图4是本专利技术的模块结构示意图；图5是本专利技术的结构组成示意图；图中：1、主支架；101、碳管夹；102、固定脚架；2、摄像头支架；3、转动电机；4、固定板；401、底管夹；5、滑动导轨；501、左固定端；502、固定轴承；503、右固定端；504、驱动电机；6、滑动模块；601、拉杆；602、滑动轴承；603、上齿轮杆；604、限位轴；605、下齿轮杆；606、真空电机；607、抓取臂；608、抓取槽。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1如图1-5所示，本专利技术提供一种直升机模拟搜救系统，包括地面工作站、单旋翼无人机和机械抓取模块，地面工作站和单旋翼无人机通过无线连接模块相连接，单旋翼无人机和机械抓取模块相连接，其机械抓取模块包含有主支架1和图像拍摄模块；主支架1的顶端安装有摄像头支架2，主支架1为矩形结构，其矩形结构四角均设置有碳管夹101，碳管夹101的一端安装有固定脚架102，主支架1的中部安装有转动电机3，转动电机3的底端安装有固定板4，固定板4的底端安装有底管夹401，底管夹401的内侧安装有滑动导轨5，滑动导轨5的一端安装有左固定端501，左固定端501的内部安装有固定轴承502，滑动导轨5的另一端安装有右固定端503，滑动导轨5的中部安装有滑动模块6，左固定端501和右固定端503之间安装有连接皮带，其连接皮带和滑动模块6为贯穿设置，滑动模块6包含有舵机、拉杆601、滑动轴承602和旋转杆，滑动模块6两侧表面底端安装有上齿轮杆603，上齿轮杆603的一端安装有限位轴604，限位轴604的一端安装有下齿轮杆605，下齿轮杆605的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直升机模拟搜救系统，包括地面工作站、单旋翼无人机和机械抓取模块，地面工作站和单旋翼无人机通过无线连接模块相连接，其特征在于，所述单旋翼无人机和机械抓取模块相连接，其机械抓取模块包含有主支架(1)和图像拍摄模块；/n所述主支架(1)的顶端安装有摄像头支架(2)，所述主支架(1)为矩形结构，其矩形结构四角均设置有碳管夹(101)，所述碳管夹(101)的一端安装有固定脚架(102)，所述主支架(1)的中部安装有转动电机(3)，所述转动电机(3)的底端安装有固定板(4)，所述固定板(4)的底端安装有底管夹(401)，所述底管夹(401)的内侧安装有滑动导轨(5)，所述滑动导轨(5)的一端安装有左固定端(501)，所述左固定端(501)的内部安装有固定轴承(502)，所述滑动导轨(5)的另一端安装有右固定端(503)，所述滑动导轨(5)的中部安装有滑动模块(6)，所述左固定端(501)和右固定端(503)之间安装有连接皮带，其连接皮带和滑动模块(6)为贯穿设置，所述滑动模块(6)包含有舵机、拉杆(601)、滑动轴承(602)和旋转杆，所述滑动模块(6)两侧表面底端安装有上齿轮杆(603)，所述上齿轮杆(603)的一端安装有限位轴(604)，所述限位轴(604)的一端安装有下齿轮杆(605)，所述下齿轮杆(605)的底端内侧安装有真空电机(606)，所述滑动模块(6)的底端中部安装有抓取臂(607)，所述抓取臂(607)的底端安装有抓取槽(608)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种直升机模拟搜救系统，包括地面工作站、单旋翼无人机和机械抓取模块，地面工作站和单旋翼无人机通过无线连接模块相连接，其特征在于，所述单旋翼无人机和机械抓取模块相连接，其机械抓取模块包含有主支架(1)和图像拍摄模块；
所述主支架(1)的顶端安装有摄像头支架(2)，所述主支架(1)为矩形结构，其矩形结构四角均设置有碳管夹(101)，所述碳管夹(101)的一端安装有固定脚架(102)，所述主支架(1)的中部安装有转动电机(3)，所述转动电机(3)的底端安装有固定板(4)，所述固定板(4)的底端安装有底管夹(401)，所述底管夹(401)的内侧安装有滑动导轨(5)，所述滑动导轨(5)的一端安装有左固定端(501)，所述左固定端(501)的内部安装有固定轴承(502)，所述滑动导轨(5)的另一端安装有右固定端(503)，所述滑动导轨(5)的中部安装有滑动模块(6)，所述左固定端(501)和右固定端(503)之间安装有连接皮带，其连接皮带和滑动模块(6)为贯穿设置，所述滑动模块(6)包含有舵机、拉杆(601)、滑动轴承(602)和旋转杆，所述滑动模块(6)两侧表面底端安装有上齿轮杆(603)，所述上齿轮杆(603)的一端安装有限位轴(604)，所述限位轴(604)的一端安装有下齿轮杆(605)，所述下齿轮杆(605)的底端内侧安装有真空电机(606)，所述滑动模块(6)的底端中部安装有抓取臂(607)，所述抓取臂(607)的底端安装有抓取槽(608)。


2.根据权利要求1所述的一种直升机模拟搜救系统，其特征在于，所述转动电机(3)的表面设置有电机套，其电机套和固定板(4)为固定连接，所述滑动导轨(5)的个数为四个，其位于上层所述滑动导轨(5)和底管夹(401)通过U型螺栓结构为固定连接，所述滑动导轨(5)分别与左固定端(501)和右固定端(503)为固定连接，所述滑动模块(6)和导轨通过滑动轴承(602)为滑动连接。


3.根据权利要求2所述的一种直升机模拟搜救系统，其特征在于，所述固定轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：金文浩，李雷行至，黄嘉皓，沈晨阳，吴智勇，高灿林，
申请(专利权)人：金文浩，
类型：发明
国别省市：天津;12