一种智能浮空器及控制终端转让专利
申请号 : CN201911205908.5
文献号 : CN110979628B
文献日 : 2021-12-24
发明人 : 马玉林 , 杨帆 , 倪娜 , 甄玉龙 , 王旭 , 陈涛 , 王悦 , 张亮 , 任居胜
申请人 : 北京无线电计量测试研究所
摘要 :
权利要求 :
1.一种智能浮空器,其特征在于,包括:可伸展和收缩的浮空器本体,置于浮空器本体中的压缩气罐、中控器以及一个或多个气囊,所述气囊具有进气阀和排气阀,所述压缩气罐具有控制阀,所述压缩气罐的控制阀通过气体管道与所述气囊的进气阀连接;
所述气囊是微型气囊,分成若干组,组内气囊间通过气体管道连接,每组气囊均有1个进气阀和1个排气阀;
所述中控器用于在需要气囊充气时控制打开所述控制阀和进气阀对所述气囊充气,气囊充气使得智能浮空器到预定位置后关闭所述控制阀和进气阀停止对所述气囊充气;
所述中控器用于在需要气囊放气时控制打开所述排气阀对所述气囊放气,气囊放气使得智能浮空器下降到预定位置后关闭所述排气阀停止对所述气囊放气;
所述浮空器本体具有中心体,所述浮空器是围绕中心体边缘转轴的转动伸展收缩结构,通过对气囊充气而自动向侧面伸展浮空器本体,通过对气囊排气而自动收缩浮空器本体;
所述浮空器本体为多边形结构,浮空器本体的边缘具有拼接结构,多个浮空器本体之间通过所述拼接结构进行拼接扩展;
所述浮空器本体的中控器包括:中控管理单元,以及被所述中控管理单元管理控制的电源管理单元、定位单元、无线通信单元、信息采集单元、指示单元。
2.如权利要求1所述的智能浮空器,其特征在于,所述浮空器本体的上表面具有太阳能电池,所述太阳能电池与所述电源管理单元相连接。
3.如权利要求1所述的智能浮空器,其特征在于,所述电源管理单元包括锂电池组、充放电管理电路和电压变换电路。
4.如权利要求1所述的智能浮空器,其特征在于,所述信息采集单元包括但不限于如下信息采集器件:加速度传感器、高度传感器、气压传感器、风速风向传感器、温度传感器。
5.如权利要求1所述的智能浮空器,其特征在于,所述浮空器本体的边缘具有电源接口和挂钩,所述挂钩用于连接4轴飞行器,所述电源接口与所述电源管理单元相连,用于为所述飞行器补充电能。
说明书 :
一种智能浮空器及控制终端
技术领域
背景技术
面还要承受恶劣环境带来的对身体健康和人员安全的危害。目前,遮阳挡雨采用的措施主
要是采用固定于地面的遮阳棚或遮阳伞,上述遮阳装置若面积太小则作用有限,若面积太
大又存在携带及收放不便等问题,同时因其为固定设置也无法随太阳移动角度或落雨角度
变化而自动调整达到最佳遮蔽效果。尤其,对于自然灾害应急救援工作、紧急开展的户外科
研工作、户外伤病救治工作等领域,更需要便于携带且组装简单的户外遮蔽防护装置。
发明内容
缩气罐具有控制阀,所述压缩气罐的控制阀通过气体管道与所述气囊的进气阀连接;所述
中控器用于在需要气囊充气时控制打开所述控制阀和进气阀对所述气囊充气,气囊充气使
得智能浮空器到预定位置后关闭所述控制阀和进气阀停止对所述气囊充气;所述中控器用
于在需要气囊放气时控制打开所述放气阀对所述气囊放气,气囊放气使得智能浮空器下降
到预定位置后关闭所述放气阀停止对所述气囊放气。
向传感器、温度传感器。
提供电能;电源管理模块用于为显示模块、定位模块、无线通信模块提供稳定的工作电源;
显示模块用于显示智能浮空器的状态信息,同时通过控制按钮对浮空器的控制和调节;无
线通信模块用于实现与浮空器之间的无线通信,还用于与远程云端服务器之间的通信实现
对浮空器远程监控。
块化设计实现自由拼接,更进一步还可与无人机连接实现跟随防护遮蔽。还将物联网等新
技术推广到浮空器领域,该浮空器集成多种传感器,并且依靠Zigbee搭建无线局域网,实现
设备互联互通和快速反馈调节,实现了智能控制。本发明的智能浮空器具有携带方便和组
装快捷的特点,为户外工作尤其是救灾抢险和科研攻坚提供了一道保护屏障,让户外工作
者少遭受自然环境的伤害,在户外条件下依然可以健康高效的工作,对社会和谐高效的发
展具有重要意义。
附图说明
具体实施方式
部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做
出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
也可以用于大型建筑的室内防护遮蔽。
制。所述控制终端可以固定在地面进行操作控制或者人员随身携带进行操作控制。控制终
端用于遥控和调节智能浮空器工作状态,同时接收浮空器实时状态信息。
气;
自动收缩浮空器本体。
空器本体。
收缩浮空器本体。
个排气阀,进气阀用于控制器气囊中气体的充入,排气阀用于控制器气囊中气体的排出,所
有进气阀通过气体管道与压缩气罐连接,压缩气罐内充满压缩氢气或氦气。
阀,打开排气阀,依靠浮空器自身重力实现缓慢降落,成功着陆以后收缩装置将气囊中的气
体迅速排除,从而实现体积压缩。
指示单元。其中,定位单元用于提供浮空器位置信息,包括北斗定位模块和/或GPS定位模
块。所述无线通信单元包括Zigbee无线通信芯片和/或4G通信模块和/或5G通信模块。
Zigbee无线通信芯片用于与控制终端以及其他智能浮空器节点之间通信,以便于实时获取
浮空器位置等信息,进行局域组网控制。指示单元用于在浮空器夜间工作时,亮起闪烁的指
示灯,避免与其他飞行物体发生碰撞。电源管理单元主要由锂电池组、充放电管理电路和电
压变换电路组成,为其他部件提供稳定的工作电源。
时中控器的电子单元受损。
外表面镶嵌多块重量轻且可弯曲的柔性太阳能电池。太阳能电池为可以为电池组充电,保
证智能浮空器的电子单元和动力单元长时间正常工作。太阳能能电池板展开时呈圆弧状,
保证在不同的太阳照射角度都可以获得足够的太阳能。浮空器表面呈圆弧状,保证太阳能
电池在不同的太阳照射角度都可以获得足够的光照强度,同时圆弧可以方便雨滴滑落,避
免雨水囤积对浮空器造成浮空器重量过载。
速度信息,高度传感器用于获取浮空器高度信息,气压传感器用于获取浮空器环境气压信
息,风速风向传感器用于获取浮空器风速风向信息,温度传感器用于获取浮空器温度信息。
采用拉链+挂钩结构,满足防水和强度双重要求。
飞行器补充电能。浮空器单个使用时,浮空器本体结构外观为六边形时,六边形的每个角均
可挂接1台4轴飞行器,使用挂钩连接方式方便拆卸;此外,每个角还预留防水电源接口,便
于通过太阳能电池板给4轴飞行器充电。4轴飞行器满足户外防水要求。
行器分布和设备编号进行录入,平台自动控制系统即可根据飞行器位置采用相关算法进行
调节和控制。浮空器降落时,关闭进气阀,打开排气阀,借助收缩装置缓慢排出气囊中气体,
减少浮力,同时借助4轴飞行器缓慢降落到达指定位置。收缩装置最终可以将浮空器体积收
缩到最小,便于携带。浮空器降落以后自动转入低功耗模式,通过控制终端zigbee无线通信
模块可以唤醒和再次启动浮空器工作。
为控制终端提供电能;电源管理模块用于为显示模块、定位模块、无线通信模块提供稳定的
工作电源;显示模块用于显示智能浮空器的状态信息,同时通过控制按钮对浮空器的控制
和调节;无线通信模块用于实现与浮空器之间的无线通信,还用于与远程云端服务器之间
的通信实现对浮空器远程监控。所述电池单元是可充电锂电池。所述定位模块包括北斗定
位模块和/或GPS定位模块、无线通信模块包括4G/5G无线通信模块以及Zigbee无线通信芯
片。显示模块用于显示浮空器状态等信息,同时通过相应的按钮可以实现对浮空器的控制
和调节;4G/5G无线通信模块主要实现设备接入云端,实现对浮空器远程监控;Zigbee无线
通信模块则实现与浮空器之间的无线通信。
器到达指定高度,4轴飞行器和智能浮空器(具体为浮空器中央控制单元)组成的局域网实
现三维坐标数据共享,浮空器中央控制单元对飞行器进行统一调度管理,实现最终的预期
位置和高度。
积。例如,浮空器为六边形结构式,边缘6个角均配有电源接口和挂钩,每个角都可以连接1
个4轴飞行器,电源接口为飞行器补充电能。4轴飞行器帮助浮空器快速展开,并且维持浮空
器在稳定悬浮在空中。每个4轴飞行器均配有Zigbee通信模块、高度传感模块和GPS定位模
块,高度传感模块和GPS定位模块用于获取飞行器三维位置信息,Zigbee通信模块用于实现
组网和数据共享,快速实现浮空器平衡。
置与浮空器位置信息不一致时,4轴飞行器牵引浮空器进行跟随,保证浮空器中心位置尽量
接近控制终端的位置。
线缆包含电源导线,必要时可以从地面取电或者进行电量快速补充。
法回收,确保浮空器安全着陆。
没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。
在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素
的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。