一种基于机械臂的多功能紧急救援无人机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于机械臂的多功能紧急救援无人机，属于紧急救援无人机技术领域，包括动力单元、摄像单元、悬浮单元、机身单元和抓取单元，机身单元包括机身壳体、垂直尾翼和水平翼，机身壳体下方设置有基架组，动力单元包括螺旋桨、螺旋桨梁和动力源，摄像单元包括前摄像头和侧摄像头，前摄像头和侧摄像头均可绕轴旋转，从而实现双摄像头的协同拍摄、成像和搜集信息，悬浮单元整体通过基架组设置在机身壳体下方，用于接触水面时实现无人机的水面悬停，抓取单元整体也设置在基架组的下方，用于抓握最急需待用的救援物质并在到达指定位置后释放。本实用新型专利技术具备很强的紧急救援能力，能完成多种紧急救援任务。能完成多种紧急救援任务。能完成多种紧急救援任务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机械臂的多功能紧急救援无人机


[0001]本技术属于紧急救援无人机
，更具体地，涉及一种基于机械臂的多功能紧急救援无人机。

技术介绍

[0002]近些年来，虽然人们的生活水平普遍上升，但是各种各样突发的紧急情况还是会严重威胁到人们的生命、财产安全，诸如走失山林、高楼失火、森林火灾、旱涝灾害等等。面对突如其来的紧急情况和复杂多样的救援条件，救援人员由于受到实际情况的诸多限制无法立刻实施有效的救援，甚至自身的安全也难以保证。
[0003]迅猛发展的无人机技术为传统的紧急救援提供了新的思路，无人机凭借灵活、易操纵、反应快等特点，代替救援人员深入危险或未知的现场获取信息，从而能高效地为救援人员提供帮助。
[0004]然而，现有的紧急救援无人机多停留在概念阶段，少有已经投入到实际应用中，现有的紧急救援无人机分为以下几种：
[0005]1.信息搜集型。该类救援无人机多仅用于航拍，从而收集发生紧急情况地区的信息、搜集情报，但仅能用于搜集信息，无法递送物资，紧急救援功能不强；
[0006]2.物资投递型。该类救援无人机可以进行递送救援物资，但所能搭载的载荷很小，所能投递的物资种类也很受限，无法与求救人进行交互，同时造价较高。
[0007]综上所述，市面上已投入使用的无人机多存在功能单一、使用场景甚少、发挥作用受限等不足，导致其综合救援能力不高，因此，亟需开发一种新型的、集多种功能为一体的紧急救援无人机。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供基于机械臂的多功能紧急救援无人机，通过对结构和材料上进行综合设计，解决了现有的紧急救援无人机应用功能单一、救援受限多、救援功能性不强、交互性弱的问题。
[0009]为实现上述专利技术目的，本技术提供一种基于机械臂的新型多功能紧急救援无人机，其包括动力单元、摄像单元、悬浮单元、机身单元和抓取单元，其中，
[0010]机身单元包括机身壳体、垂直尾翼和水平翼，机身壳体包围形成内部空腔，该内部空腔作为存放救援物质的储物槽，水平翼具有两个，两个水平翼设置在机身壳体两侧，并与机身壳体一体成型，垂直尾翼设置在机身壳体的尾部，机身壳体下方设置有基架组，基架组为框架结构，用于起到支撑和连接作用，
[0011]动力单元包括螺旋桨、螺旋桨梁和动力源，螺旋桨的桨叶通过转轴连接动力源，以被动力源驱动旋转，螺旋桨通过螺旋桨梁连接基架组，
[0012]摄像单元包括前摄像头和侧摄像头，前摄像头与机身壳体的头部连接，侧摄像头与基架组相连，并位于基架组前端侧部处，前摄像头和侧摄像头均可绕轴旋转，从而实现双
摄像头的协同拍摄、成像和搜集信息，
[0013]悬浮单元整体通过基架组设置在机身壳体的下方，用于接触水面时实现无人机的水面悬停，
[0014]抓取单元整体也设置在基架组的下方，其包括机械臂和机械爪，机械臂的一端连接机械爪，机械臂的另一端连接于基架组的底部，抓取单元用于抓握最急需待用的救援物质并在到达指定位置后释放。
[0015]进一步的，所述机械臂包括液压杆、横梁、连接关节和旋转关节，横梁包括相互铰接的两段，分别为横梁第一段和横梁第二段，横梁第一段和横梁第二段通过铰接板相互连接，连接关节与横梁第二段的端部铰接，液压杆具有两个，一个液压杆一端铰接于横梁第一段的端部且另一端与铰接板铰接，另一个液压杆一端与铰接板铰接，另一端与连接关节铰接，液压杆在自身伸长或者收缩时候能实现横梁的弯折运动，旋转关节连接连接关节，机械爪连接旋转关节。机械臂可以实现机械爪的折叠、伸展、旋转。
[0016]进一步的，悬浮单元包括滑桨与支架，支架一端连接基架组，另一端连接滑桨，滑桨外形呈船形，滑桨用于在落入水面后通过排水而提供给无人机悬浮力，以实现在水上的悬停作业以及用于悬挂水上救生设备。
[0017]进一步的，支架具有四个，四个支架相互对称，分别设置机身壳体的两侧，每个滑桨对应通过两个支架连接基架组。
[0018]进一步的，支架具有两个，两个支架相互对称，分别设置机身壳体两侧，每个滑桨对应通过一个支架连接基架组。
[0019]进一步的，动力单元具有相同的三套，分别在机身壳体的两侧和尾部均设置有一套，每套动力单元均通过各自自身的螺旋桨梁与基架组固定。
[0020]进一步的，还包括照明、指示单元，照明、指示单元包括照明灯和指示灯，指示灯具有多个，在每一个螺旋桨下方均设置有指示灯，照明灯设置在基架组前部一侧，以提供照明。
[0021]进一步的，其还包括互动单元，互动单元包括音响与麦克风，音响与麦克风设置在基架组前端的一侧，与照明灯相连且位于照明灯背后，用于实现对外界声音的收集和声音的播放，提高与求救人员及前线救援人员交互性，从而第一时间达成通讯，获取和传递信息。
[0022]进一步的，机身壳体的背部具有开盖，开盖通过转轴连接在机身壳体的壳身，该开盖用作储物槽的门盖，以通过门盖进行救援物资的取出和放入。
[0023]进一步的，机身壳体通过螺栓与螺母固定在基架组上。
[0024]本技术中，机身壳体设置在基架组的顶部，机身内带有一个储物槽空间，盖子一端的转轴位于机身壳体上可以实现开合，储物槽可通过盖子来开合用于携带或者取出救援物资或其他物品。前摄像头设置在机身前端，侧摄像头设置在在基架组前端的一侧，两个摄像头用于协同拍摄，经交叉比对、图像处理后成像，准确地搜集现场信息。机械臂包括液压杆、横梁、连接关节、旋转关节，设置在基架组的底部，可以实现折叠、伸展、旋转，基于碳纤维增强环氧复合材料(CFRP)材料的机械臂重量轻、强度大。机械爪与机械臂相连，可以实现对救援物资的抓取与释放。滑桨与支架相连，以提供水上作业时的浮力，可以实现水中的悬停。音响与麦克风设置在在基架组前端的一侧，与照明灯相连，可以实现对外界声音的收
集和声音的播放，提高与求救人员及前线救援人员交互性，第一时间达成通讯，获取和传递信息。储物槽的设计，充分了利用了机身的空间，使得可以递送更多的物资，同时也不会干扰飞行。前摄像头与机身相连，前摄像头转轴位于机身壳体内，侧摄像头通过螺栓与螺母和基架组相连，从而实现双红外摄像头的协同拍摄与成像，交叉比对提高收集信息的精准度。螺旋桨通过螺旋桨梁与无人机的基架组相连，指示灯位于螺旋桨底部。机械臂和机械爪协同使用，所述机械臂的梁与基架组相连，连接关节一端连接梁另一端连接旋转关节，所述机械爪与旋转关节相连，从而实现了机械臂和机械爪的多关节运动和抓取。
[0025]工作时，将部分物资放于机身的储物槽中，启动螺旋桨使无人机起飞，使机械臂完成对救援物资的牢固抓取，开启前摄像头，操控无人机进行移动，到达需要开展救援工作的区域后，开启侧摄像头、照明灯、指示灯进行航拍搜索与信息收集，确定求救人位置后，无人机靠近求救人，开启音响与麦克风与求救人进行交流，机械臂与机械爪进行物资的递送，以及机身储物槽物资的递送；如若水上作业，可以依托底部滑桨在水上进行悬停，再完成上述流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机械臂的多功能紧急救援无人机，其特征在于，其包括动力单元、摄像单元、悬浮单元、机身单元和抓取单元，其中，机身单元包括机身壳体(1)、垂直尾翼和水平翼，机身壳体(1)包围形成内部空腔，该内部空腔作为存放救援物质的储物槽，水平翼具有两个，两个水平翼设置在机身壳体两侧，并与机身壳体一体成型，垂直尾翼设置在机身壳体的尾部，机身壳体(1)下方设置有基架组(2)，基架组为框架结构，用于起到支撑和连接作用，动力单元包括螺旋桨(13)、螺旋桨梁(4)和动力源，螺旋桨(13)的桨叶通过转轴连接动力源，以被动力源驱动旋转，螺旋桨通过螺旋桨梁(4)连接基架组(2)，摄像单元包括前摄像头(3)和侧摄像头(5)，前摄像头(3)与机身壳体(1)的头部连接，侧摄像头(5)与基架组(2)相连，并位于基架组(2)前端侧部处，前摄像头(3)和侧摄像头(5)均可绕轴旋转，从而实现双摄像头的协同拍摄、成像和搜集信息，悬浮单元整体通过基架组(2)设置在机身壳体(1)下方，用于接触水面时实现无人机的水面悬停，抓取单元整体也设置在基架组(2)的下方，其包括机械臂(7)和机械爪(8)，机械臂的一端连接机械爪(8)，机械臂的另一端连接于基架组(2)的底部，抓取单元用于抓握最急需待用的救援物质并在到达指定位置后释放。2.如权利要求1所述的一种基于机械臂的多功能紧急救援无人机，其特征在于，所述机械臂(7)包括液压杆(15)、横梁(14)、连接关节(16)和旋转关节(17)，横梁(14)包括相互铰接的两段，分别为横梁第一段和横梁第二段，横梁第一段和横梁第二段通过铰接板相互连接，连接关节与横梁第二段的端部铰接，液压杆具有两个，一个液压杆一端铰接于横梁第一段的端部且另一端与铰接板铰接，另一个液压杆一端与铰接板铰接，另一端与连接关节铰接，液压杆在自身伸长或者收缩时候能实现横梁的弯折运动，旋转关节(17)连接连接关节(16)，机械爪连接旋转关节(17)。3.如权利要求2所述的一种基于机械臂的多功能紧急救援无人机，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天赐，张天泽，张智芃，马小茜，李逸飞，夏卫生，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：