一种基于无人机的救生圈投放装置转让专利
申请号 : CN202010557777.3
文献号 : CN111661282B
文献日 : 2021-08-17
发明人 : 李洁
申请人 : 河北柒壹壹玖工业自动化技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于无人机的救生圈投放装置，包括无人机本体（1），所述无人机本体（1）下方设有充气机构，充气机构一侧设有开关机构，开关机构一侧设有推动机构，推动机构一侧设有检测机构，其特征在于，所述无人机本体（1）下端安装有投放机构，投放机构一侧设有转动切换机构，
所述投放机构包括固定安装在无人机本体（1）下方的盛放台（2），盛放台（2）下表面一侧安装有旋转电机（3），旋转电机（3）旋转端安装有联轴器（4），联轴器（4）上连接有转动杆（5），转动杆（5）末端安装有第一滚动轴承（6），第一滚动轴承（6）上端安装有连接柱（7），连接柱（7）上端固定安装在盛放台（2）下表面，转动杆（5）上安装有第二滚动轴承（8），第二滚动轴承（8）外侧安装有第一伞齿轮（9），第一伞齿轮（9）一侧设有第二伞齿轮（10），第二伞齿轮（10）一侧表面安装有丝杠（11），通过第一伞齿轮（9）与第二伞齿轮（10）的啮合，可带动丝杠（11）转动，丝杠（11）两端安装有第三滚动轴承（12），第三滚动轴承（12）上端安装有连接杆（13），连接杆（13）上端与盛放台（2）下表面固定连接，丝杠（11）上通过螺纹连接套装有移动块（14），盛放台（2）下表面安装有导向滑道（15），导向滑道（15）内两侧开有滑槽（16），移动块（14）上端位于导向滑道（15）内，移动块（14）两侧表面两端安装有多个滑轮（17），滑轮（17）一端位于滑槽（16）内，移动块（14）一侧设有三棱台（18），三棱台（18）的两个倾斜面安装有多个推动轮（19），三棱台（18）通过连接轴（20）与移动块（14）固定连接，盛放台（2）下方设有充气筒（21），充气筒（21）通过连接台（22）与盛放台（2）固定连接，充气筒（21）一侧安装有多个扭动阀门（23），扭动阀门（23）出口端安装有充气针（24），充气针（24）下方设有救生圈（25），救生圈（25）上设有充气嘴（26），充气针（24）一端插入充气嘴（26）内，充气嘴（26）上安装有移动板（27），充气嘴（26）上方一侧设有导向杆（28），移动板（27）套装在导向杆（28）上，导向杆（28）一端固定安装在充气筒（21）上，导向杆（28）上方设有L形固定板（29），L形固定板（29）内侧表面安装有固定杆（30），固定杆（30）上套装有移动套筒（31），L形固定板（29）内侧安装有弹簧顶针（32），弹簧顶针（32）伸缩端伸到移动套筒（31）一侧，L形固定板（29）一侧设有固定柱（33），固定柱（33）一端固定安装在连接台（22）上，固定柱（33）上安装有两个圆形挡板（34），固定柱（33）上套装有拨动板（35），所述转动切换机构包括固定安装在转动杆（5）上的第四滚动轴承（36），第四滚动轴承（36）外侧安装有第一传动轮（37），第一传动轮（37）和第一伞齿轮（9）两侧表面安装有棘轮（38），转动杆（5）上安装有三个方形传动轴（39），第二滚动轴承（8）和第四滚动轴承（36）位于三个方形传动轴（39）之间，方形传动轴（39）外侧套装有移动圆筒（40），棘轮（38）一侧设有棘爪（41），棘爪（41）一端固定安装在移动圆筒（40）上，棘爪（41）另一端伸到棘轮（38）处，移动圆筒（40）外侧安装有两个圆形防护板（42），转动杆（5）一侧设有导向块（43），导向块（43）一侧开有导向槽（44），导向块（43）一侧设有移动台（45），移动台（45）一端位于导向槽（44）内，移动台（45）上安装有三个推动杆（46），推动杆（46）一端伸到移动圆筒（40）上的两个圆形防护板（42）之间，推动杆（46）位于圆形防护板（42）之间的位置安装有多个万向滚珠（47），移动台（45）一侧设有支撑台（48），支撑台（48）固定安装在盛放台（2）下表面，支撑台（48）上安装有电磁铁（49），移动台（45）另一侧设有第一复位板（50），第一复位板（50）一端固定安装在盛放台（2）上，第一复位板（50）另一端安装有第一复位弹簧（51），第一复位弹簧（51）一端与移动台（45）固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的救生圈投放装置，其特征在于，所述移动圆筒（40）内开有方形传动孔（52）。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的救生圈投放装置，其特征在于，所述充气嘴（26）内设有橡胶垫，可在充气针（24）被取下时，自动将充气嘴（26）封闭。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的救生圈投放装置，其特征在于，所述第一传动轮（37）两侧的棘轮（38）分别与棘爪（41）连接时，可带动第一传动轮（37）向不同的方向转动，所述第一伞齿轮（9）两侧的棘轮（38）分别与棘爪（41）连接时，可带动第一伞齿轮（9）向不同的方向转动，所述第一传动轮（37）和第一伞齿轮（9）处于同一侧的棘轮（38）与棘爪（41）连接时，可带动第一传动轮（37）和第一伞齿轮（9）向不同的方向转动。
5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的救生圈投放装置，其特征在于，充气机构包括位于第一传动轮（37）一侧的第二传动轮（53），第二传动轮（53）通过传动带（54）与第一传动轮（37）连接，第二传动轮（53）一侧设有第五滚动轴承（55），第二传动轮（53）一端插入第五滚动轴承（55）内，第五滚动轴承（55）上安装有固定块（56），固定块（56）一端固定安装在盛放台（2）下表面，第二传动轮（53）一侧表面安装有第一传动杆（57），第二传动轮（53）一侧设有固定滑道（58），固定滑道（58）内设有滑块（59），滑块（59）一侧表面安装有第二传动杆（60），第一传动杆（57）和第二传动杆（60）通过传动板（61）连接，传动板（61）两端开有连接孔（62），传动板（61）通过连接孔（62）与第一传动杆（57）和第二传动杆（60）连接，第一传动杆（57）和第二传动杆（60）末端安装有拦截板（63），固定滑道（58）一侧设有固定套筒（64），固定套筒（64）通过支撑块（65）固定安装在盛放台（2）下表面，固定套筒（64）内设有移动活塞（66），移动活塞（66）通过传动柱（67）与滑块（59）连接，固定套筒（64）一侧安装有第一单向阀（68），固定套筒（64）另一侧安装有第二单向阀（69），第二单向阀（69）通过连接管（70）与充气筒（21）连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的救生圈投放装置，其特征在于，开关机构包括固定安装在扭动阀门（23）上端的转动把手（71），转动把手（71）一侧设有第二复位板（72），第二复位板（72）一端固定安装在连接台（22）上，第二复位板（72）另一端安装有第二复位弹簧（73），第二复位弹簧（73）与转动把手（71）连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于无人机的救生圈投放装置，其特征在于，推动机构包括固定安装在三棱台（18）两侧的延伸杆（74），延伸杆（74）上安装有推动板（75），推动板（75）下端安装有推动柱（76），推动柱（76）外侧套装有推动圆筒（77），推动柱（76）下端安装有固定挡板（78）。
8.根据权利要求1所述的一种基于无人机的救生圈投放装置，其特征在于，检测机构包括固定安装在充气筒（21）一侧的检测管（79），检测管（79）末端安装有气压表（80）。
说明书 :
一种基于无人机的救生圈投放装置
技术领域
背景技术
在水中不方便移动，若通过人工携带救生圈，救援效率比较低。
时，一般都是充气完毕的救生圈，其所占据的空间较大，无人机所携带救生圈的数量较少，
在遇到灾难时，投放不及时，并且，充好气的救生圈，其体积较大，相对的其空气阻力较大，
无人机在飞行时，容易影响无人机的稳定性。
发明内容
测机构，所述无人机本体下端安装有投放机构，投放机构一侧设有转动切换机构，
一滚动轴承，第一滚动轴承上端安装有连接柱，连接柱上端固定安装在盛放台下表面，转动
杆上安装有第二滚动轴承，第二滚动轴承外侧安装有第一伞齿轮，第一伞齿轮一侧设有第
二伞齿轮，第二伞齿轮一侧表面安装有丝杠，丝杠两端安装有第三滚动轴承，第三滚动轴承
上端安装有连接杆，连接杆上端与盛放台下表面固定连接，丝杠上通过螺纹连接套装有移
动块，盛放台下表面安装有导向滑道，导向滑道内两侧开有滑槽，移动块上端位于导向滑道
内，移动块两侧表面两端安装有多个滑轮，滑轮一端位于滑槽内，移动块一侧设有三棱台，
三棱台的两个倾斜面安装有多个推动轮，三棱台通过连接轴与移动块固定连接，盛放台下
方设有充气筒，充气筒通过连接台与盛放台固定连接，充气筒一侧安装有多个扭动阀门，扭
动阀门出口端安装有充气针，充气针下方设有救生圈，救生圈上设有充气嘴，充气针一端插
入充气嘴内，充气嘴上安装有移动板，充气嘴上方一侧设有导向杆，移动板套装在导向杆
上，导向杆一端固定安装在充气筒上，导向杆上方设有L形固定板，L形固定板内侧表面安装
有固定杆，固定杆上套装有移动套筒，L形固定板内侧安装有弹簧顶针，弹簧顶针伸缩端伸
到移动套筒一侧，L形固定板一侧设有固定柱，固定柱一端固定安装在连接台上，固定柱上
安装有两个圆形挡板，固定柱上套装有拨动板，
方形传动轴，第二滚动轴承和第四滚动轴承位于三个方形传动轴之间，方形传动轴外侧套
装有移动圆筒，棘轮一侧设有棘爪，棘爪一端固定安装在移动圆筒上，棘爪另一端伸到棘轮
处，移动圆筒外侧安装有两个圆形防护板，转动杆一侧设有导向块，导向块一侧开有导向
槽，导向块一侧设有移动台，移动台一端位于导向槽内，移动台上安装有三个推动杆，推动
杆一端伸到移动圆筒上的两个圆形防护板之间，推动杆位于圆形防护板之间的位置安装有
多个万向滚珠，移动台一侧设有支撑台，支撑台固定安装在盛放台下表面，支撑台上安装有
电磁铁，移动台另一侧设有第一复位板，第一复位板一端固定安装在盛放台上，第一复位板
另一端安装有第一复位弹簧，第一复位弹簧一端与移动台固定连接。
同的方向转动，所述第一传动轮和第一伞齿轮处于同一侧的棘轮与棘爪连接时，可带动第
一传动轮和第一伞齿轮向不同的方向转动。
动轴承内，第五滚动轴承上安装有固定块，固定块一端固定安装在盛放台下表面，第二传动
轮一侧表面安装有第一传动杆，第二传动轮一侧设有固定滑道，固定滑道内设有滑块，滑块
一侧表面安装有第二传动杆，第一传动杆和第二传动杆通过传动板连接，传动板两端开有
连接孔，传动板通过连接孔与第一传动杆和第二传动杆连接，第一传动杆和第二传动杆末
端安装有拦截板，固定滑道一侧设有固定套筒，固定套筒通过支撑块固定安装在盛放台下
表面，固定套筒内设有移动活塞，移动活塞通过传动柱与滑块连接，固定套筒一侧安装有第
一单向阀，固定套筒另一侧安装有第二单向阀，第二单向阀通过连接管与充气筒连接。
弹簧，第二复位弹簧与转动把手连接。
力较小，可保证无人机在飞行时的稳定性，此装置在飞行时，可通过电机的转动，自动向救
生圈内充气，提高了救援的效率，在充气完毕后，通过电机的反转，可带动三棱台移动，从而
可将充气完毕的救生圈投放，使用比较方便，当无人机上所有的救生圈均投放完毕后，将无
人机降落在地面上，由工作人员添加救生圈，然后启动电磁铁，更改棘轮和棘爪的连接关
系，通过电机的反向运行，可继续将救生圈充气和投放，使用方便。
附图说明
承；13、连接杆；14、移动块；15、导向滑道；16、滑槽；17、滑轮；18、三棱台；19、推动轮；20、连
接轴；21、充气筒；22、连接台；23、扭动阀门；24、充气针；25、救生圈；26、充气嘴；27、移动板；
28、导向杆；29、L形固定板；30、固定杆；31、移动套筒；32、弹簧顶针；33、固定柱；34、圆形挡
板；35、拨动板；36、第四滚动轴承；37、第一传动轮；38、棘轮；39、方形传动轴；40、移动圆筒；
41、棘爪；42、圆形防护板；43、导向块；44、导向槽；45、移动台；46、推动杆；47、万向滚珠；48、
支撑台；49、电磁铁；50、第一复位板；51、第一复位弹簧；52、方形传动孔；53、第二传动轮；
54、传动带；55、第五滚动轴承；56、固定块；57、第一传动杆；58、固定滑道；59、滑块；60、第二
传动杆；61、传动板；62、连接孔；63、拦截板；64、固定套筒；65、支撑块；66、移动活塞；67、传
动柱；68、第一单向阀；69、第二单向阀；70、连接管；71、转动把手；72、第二复位板；73、第二
复位弹簧；74、延伸杆；75、推动板；76、推动柱；77、推动圆筒；78、固定挡板；79、检测管；80、
气压表。
具体实施方式
构，开关机构一侧设有推动机构，推动机构一侧设有检测机构，无人机本体1下端安装有投
放机构，投放机构一侧设有转动切换机构，
装有第一滚动轴承6，第一滚动轴承6上端安装有连接柱7，连接柱7上端固定安装在盛放台2
下表面，转动杆5上安装有第二滚动轴承8，第二滚动轴承8外侧安装有第一伞齿轮9，第一伞
齿轮9一侧设有第二伞齿轮10，第二伞齿轮10一侧表面安装有丝杠11，丝杠11两端安装有第
三滚动轴承12，第三滚动轴承12上端安装有连接杆13，连接杆13上端与盛放台2下表面固定
连接，丝杠11上通过螺纹连接套装有移动块14，盛放台2下表面安装有导向滑道15，导向滑
道15内两侧开有滑槽16，移动块14上端位于导向滑道15内，移动块14两侧表面两端安装有
多个滑轮17，滑轮17一端位于滑槽16内，移动块14一侧设有三棱台18，三棱台18的两个倾斜
面安装有多个推动轮19，三棱台18通过连接轴20与移动块14固定连接，盛放台2下方设有充
气筒21，充气筒21通过连接台22与盛放台2固定连接，充气筒21一侧安装有多个扭动阀门
23，扭动阀门23出口端安装有充气针24，充气针24下方设有救生圈25，救生圈25上设有充气
嘴26，充气针24一端插入充气嘴26内，充气嘴26上安装有移动板27，充气嘴26上方一侧设有
导向杆28，移动板27套装在导向杆28上，导向杆28一端固定安装在充气筒21上，导向杆28上
方设有L形固定板29，L形固定板29内侧表面安装有固定杆30，固定杆30上套装有移动套筒
31，L形固定板29内侧安装有弹簧顶针32，弹簧顶针32伸缩端伸到移动套筒31一侧，L形固定
板29一侧设有固定柱33，固定柱33一端固定安装在连接台22上，固定柱33上安装有两个圆
形挡板34，固定柱33上套装有拨动板35，
安装有三个方形传动轴39，第二滚动轴承8和第四滚动轴承36位于三个方形传动轴39之间，
方形传动轴39外侧套装有移动圆筒40，棘轮38一侧设有棘爪41，棘爪41一端固定安装在移
动圆筒40上，棘爪41另一端伸到棘轮38处，移动圆筒40外侧安装有两个圆形防护板42，转动
杆5一侧设有导向块43，导向块43一侧开有导向槽44，导向块43一侧设有移动台45，移动台
45一端位于导向槽44内，移动台45上安装有三个推动杆46，推动杆46一端伸到移动圆筒40
上的两个圆形防护板42之间，推动杆46位于圆形防护板42之间的位置安装有多个万向滚珠
47，移动台45一侧设有支撑台48，支撑台48固定安装在盛放台2下表面，支撑台48上安装有
电磁铁49，移动台45另一侧设有第一复位板50，第一复位板50一端固定安装在盛放台2上，
第一复位板50另一端安装有第一复位弹簧51，第一复位弹簧51一端与移动台45固定连接，
通过旋转电机3正向转动，可向救生圈25内充气，充气完毕后，通过旋转电机3反向转动，可
带动三棱台18移动，从而可将移动板27推动，进而将救生圈25投放，通过电磁铁49带动导向
块43移动，可在旋转电机3转动时，带动第一传动轮37和第一伞齿轮9向不同的方向转动，便
于将救生圈25投放。
9向不同的方向转动，第一传动轮37和第一伞齿轮9处于同一侧的棘轮38与棘爪41连接时，
可带动第一传动轮37和第一伞齿轮9向不同的方向转动，可改变第一传动轮37和第一伞齿
轮9的转动方向。
53一端插入第五滚动轴承55内，第五滚动轴承55上安装有固定块56，固定块56一端固定安
装在盛放台2下表面，第二传动轮53一侧表面安装有第一传动杆57，第二传动轮53一侧设有
固定滑道58，固定滑道58内设有滑块59，滑块59一侧表面安装有第二传动杆60，第一传动杆
57和第二传动杆60通过传动板61连接，传动板61两端开有连接孔62，传动板61通过连接孔
62与第一传动杆57和第二传动杆60连接，第一传动杆57和第二传动杆60末端安装有拦截板
63，固定滑道58一侧设有固定套筒64，固定套筒64通过支撑块65固定安装在盛放台2下表
面，固定套筒64内设有移动活塞66，移动活塞66通过传动柱67与滑块59连接，固定套筒64一
侧安装有第一单向阀68，固定套筒64另一侧安装有第二单向阀69，第二单向阀69通过连接
管70与充气筒21连接，通过曲柄滑块结构、第一单向阀68和第二单向阀69可进行充气。
安装有第二复位弹簧73，第二复位弹簧73与转动把手71连接，可便于将扭动阀门23自动关
闭，防止漏气。
端安装有固定挡板78，可便于将扭动阀门23打开。
在地面上，由工作人员拿起救生圈25，将移动套筒31向远离导向杆28的方向移动，并将弹簧
顶针32压缩，将移动板27通过导向杆28和固定杆30之间的间隙套装在导向杆28上，并使得
移动板27位于推动板35外侧，松开移动套筒31，在弹簧顶针32自身弹力的作用下，可将移动
套筒31推动到原位，并将导向杆28和固定杆30之间的间隙挡住，防止救生圈25掉落，将充气
针24插入充气嘴26内，将所有的救生圈25装好之后，将电磁铁49断电，在第一复位弹簧51的
拉力作用下，可将导向块43在导向槽44内拉动，并带动推动杆46移动，通过圆形防护板42可
将移动圆筒40向一侧拉动，使得第一传动轮37和第一伞齿轮9一侧的棘爪41与棘轮38连接，
并且这两个棘爪41的偏转方向不同，
机1起飞后，启动旋转电机3正转，旋转电机3通过联轴器4带动转动杆5转动，转动杆5上安装
有第二滚动轴承8和第四滚动轴承36，第一伞齿轮9和第一传动轮37受到外力的作用，且其
分别安装在第二滚动轴承8和第四滚动轴承36上，在转动杆5转动时，会带动第二滚动轴承8
和第四滚动轴承36内圈转动，第一伞齿轮9和第一传动轮37不转动，转动杆5会带动方形传
动轴39、移动圆筒40、棘爪41转动，移动圆筒40在转动时，万向滚珠47可减小移动圆筒40与
推动杆46之间的摩擦力，处于第一伞齿轮9一侧的棘爪41不会偏转，从而可带动第一伞齿轮
9转动，第一传动轮37一侧的棘爪41向一侧偏转，第一传动轮37不转动，在第一伞齿轮9转动
时，通过第一伞齿轮9与第二伞齿轮10的啮合，可带动丝杠11转动，丝杠11通过螺纹与移动
块14连接，可在丝杠11转动时，带动移动块14在导向滑道15内向远离旋转电机3的方向移
动，滑轮17可减小移动块14移动时的摩擦力，移动块14在移动时，可带动三棱台18移动，三
棱台18带动延伸杆74、推动板75、推动柱76移动，从而使得推动柱76从转动把手71处经过，
并将转动把手71推动转动，可将扭动阀门23打开，并将第二复位弹簧73压缩，
一伞齿轮9不转动，通过丝杠11与移动块14的螺纹连接，可防止移动块14移动，并使得扭动
阀门23处于打开状态，第一传动轮37一侧的棘爪41向不会偏转，第一传动轮37转动，第一传
动轮37转动时，通过传动带54带动第二传动轮53转动，第二传动轮53、第一传动杆57、固定
滑道58、滑块59、第二传动杆60、传动板61、连接孔62、拦截板63组成了一个曲柄滑块结构，
可在第二传动轮53转动时，带动滑块59在固定滑道58内往复移动，并通过传动柱67可带动
移动活塞66在固定套筒64内移动，当移动活塞66向固定套筒64外侧移动时，可使得固定套
筒64内产生负压，并通过第一单向阀68向固定套筒64内吸气，第二单向阀69可防止气体进
入，当移动活塞66向固定套筒64内侧移动时，可使得固定套筒64内的气体排出，第一单向阀
68可防止气体排出，气体通过第二单向阀69和连接管70进入充气筒21内，然后通过打开的
扭动阀门23、充气针24、充气嘴26进入救生圈25内，从而向救生圈25内充气，救生圈25开始
膨胀，通过气压表80和检测管79可检测出充气筒21内的气压，并判断救生圈25的气压，当救
生圈25内的气压达到设定值后，关闭旋转电机3，当无人机本体1移动到求救者的上方时，将
无人机本体1的高度降低，
通过连接轴20可带动三棱台18移动，在三棱台18移动时，其经过拨动板35，通过三棱台18的
斜面作用，可将拨动板35向外侧推动，推动轮19可减小三棱台18与拨动板35之间移动时的
摩擦力，拨动板35向外侧移动时，可将移动板27向外侧推动，并使得移动板27在导向杆28上
滑动，从而将移动套筒31推动，并将弹簧顶针32压缩，将导向杆28和固定杆30之间的间隙漏
出来，可使得移动板27掉落，在移动板27移动时，会带动充气嘴26向后侧移动，并使得充气
针24与充气嘴26断开连接，从而可使得救生圈25掉落，充气嘴26内的橡胶垫可在救生圈25
内的气压下，自动将出口封闭，防止漏气，
推回原位，并将扭动阀门23关闭，可防止充气筒21漏气，当推动柱76继续移动时，可将第二
个扭动阀门23打开，并重复上述过程，将第二个救生圈25充气和投放，当所有的救生圈25投
放完毕后，将无人机本体1移动到地面上，并重新添加救生圈25，在添加救生圈25时，应将移
动板27放置在拨动板35外侧，
侧推动，使得第一传动轮37和第一伞齿轮9另一侧的棘爪41与棘轮38连接，此时，在旋转电
机3反转时，带动的棘爪41可带动第一传动轮37转动，旋转电机3正转时，带动的棘爪41可带
动第一伞齿轮9转动，即在旋转电机3反转时，可通过第一传动轮37的转动，带动固定套筒64
进行充气，在旋转电机3正转时，可带动移动块14向靠近旋转电机3的方向移动，并带动三棱
台18移动，从而可先将扭动阀门23的转动把手71打开，在充气后，在通过三棱台18将拨动板
35和移动板27推动，从而将救生圈25投放，扭动阀门23在向两侧偏转时，均可将出口打开，
便于充气，在拨动柱76通过之后，第二复位弹簧73的弹力可将扭动阀门23关闭。
内。