一种用于火源监视的飞行器

1.本实用新型涉及飞行器技术领域，特别涉及一种用于火源监视的飞行器。


背景技术：

2.火灾是一种危害非常大的灾害，因此在火灾初期对火源情况的监视至关重要，通过对火源情况的监视可以使处置人员迅速制定具有针对性的处置方案。
3.针对火源监视的需求，现有技术提供了很多产品，例如公开号为cn208149617u的实用新型专利公开了一种蜻蜓仿生飞行器，其包括壳体和尾巴，通过壳体上的翅膀上下扇动，既实现了飞行器的悬停，也可以在飞行过程中转向。
4.但上述现有技术中，当翅膀通过角度转动的方式实现转向时以及高速飞行前进时，翅膀由水平状态转变为倾斜状态，此时翅膀需要更快的扇动频率，以同时提供悬停和前进的动力，这对材料的要求极高，而且零件之间的传动磨损也更大。受限于材料强度以及机械磨损，飞行器不可能向像蜻蜓一样保持灵活的同时并进行高速飞行，但可以利用悬停的特性对火源现场进行监视，然而单一的悬停监视并不能满足火源现场监视的实际需求，而且由于零件之间的机械磨损，飞行器也不能长时间进行监视作业。因此，为了使飞行器能够高速移动进行多方位监视，降低零件之间的机械磨损，提高仿生飞行器的持续作业时长，本实用新型提供了一种用于火源监视的飞行器。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种用于火源监视的飞行器，用以解决现有技术中飞行器采用扇动翅膀的方式进行悬停和前进转向存在磨损较大和作业时长短的问题。
6.一方面，本实用新型实施例提供了一种用于火源监视的飞行器，包括：
7.壳体；
8.控制模块，设置在壳体内部；
9.扑翼机构，设置在壳体的相对两侧，扑翼机构与控制模块电连接，扑翼机构扇动后产生悬停的动力；
10.喷气驱动机构，设置在壳体的外底面上，喷气驱动机构与控制模块电连接，喷气驱动机构包括涡轮风机和导流板，导流板转动设置在涡轮风机的出风口，且导流板在转向马达的控制下转动，涡轮风机和导流板分别产生前进和转向的动力；
11.润滑机构，设置在壳体的外顶部，润滑机构包括存储囊，存储囊用于存储润滑油，存储囊上设置有连通管，连通管伸入至壳体内部，存储囊中的润滑油通过连通管进入壳体对扑翼机构进行润滑；
12.尾翼，设置在壳体的尾端；
13.信号收发模块，设置在尾翼上，信号收发模块与控制模块电连接；
14.摄像头，设置在壳体的头端，摄像头与控制模块电连接。
15.本实用新型中的一种用于火源监视的飞行器，具有以下优点：
16.(1)本实用新型中的扑翼机构只负责飞行器的悬停浮空，悬停状态下的飞行器配合摄像头能够对火源现场进行监视。因扑翼机构只负责飞行器的浮空悬停，因此扑翼机构无需更快的扇动频率，能够降低对材料的要求，节约成本，并且扑翼机构内部的零件也无需进行高速传动，能够极大降低零件之间的磨损。
17.(2)本实用新型中的喷气驱动机构负责飞行器的高速前进以及转向，喷气驱动机构配合扑翼机构使得飞行器既能够悬停拍摄，又能够高速前进以及实现转向，而且不会加大扑翼机构内部的机械磨损，提高扑翼机构的使用寿命，能够满足火源现场监视的实际需求。
18.(3)本实用新型中的润滑机构在人员手动按压后即可对扑翼机构内部的零件进行润滑，润滑后飞行器可立即投入作业中，与火情争分夺秒，既降低了扑翼机构内部的零件磨损，提高使用寿命以及作业时间，又不会太过耽误对火源现场的监视。
19.(4)本实用新型通过设置扑翼机构和润滑机构，将飞行器在持续性作业时产生的热量作为润滑机构的动力来源，使得润滑机构能够在非人为控制下对扑翼机构内部的零件进行自动润滑，降低零件之间的机械磨损，提高飞行器的持续作业时长。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的一种用于火源监视的飞行器的整体结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供的一种用于火源监视的飞行器的分解结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例提供的扑翼机构的结构示意图；
24.图4为本实用新型实施例提供的联动组件和扑翼主体的结构示意图；
25.图5为本实用新型实施例提供的联动组件的分解结构示意图；
26.图6为本实用新型实施例提供的润滑机构的分解结构示意图；
27.图7为本实用新型实施例提供的喷气驱动机构的分解机构示意图。
28.附图标号说明：1-壳体，2-控制模块，3-扑翼机构，31-电机，32-主动伞状齿轮，33-联动组件，331-联动轮，332-连接轴，333-轴承，334-加固架，34-连接弯杆，35-从动伞状齿轮，36-扑翼主体，37-套框，4-喷气驱动机构，41-涡轮风机，42-集气罩，43-转向马达，44-导流板，5-润滑机构，51-连接罩，52-导热管，53-弹性气囊，54-密封板，541-通孔，55-罩体，56-存储囊，57-连通管，58-挤压型出口，59-皮塞，6-尾翼，7-信号收发模块，8-摄像头。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.图1-7为本实用新型实施例提供的一种用于火源监视的飞行器的结构示意图。本
实用新型实施例提供了一种用于火源监视的飞行器，包括：
31.壳体1；
32.控制模块2，设置在壳体1内部；
33.扑翼机构3，设置在壳体1的相对两侧，扑翼机构3与控制模块2电连接，扑翼机构3扇动后产生悬停的动力；
34.喷气驱动机构4，设置在壳体1的外底面上，喷气驱动机构4与控制模块2电连接，喷气驱动机构4包括涡轮风机41和导流板44，导流板44转动设置在涡轮风机41的出风口，且导流板44在转向马达43的控制下转动，涡轮风机41和导流板44分别产生前进和转向的动力；
35.润滑机构5，设置在壳体1的外顶部，润滑机构5包括存储囊56，存储囊56用于存储润滑油，存储囊56上设置有连通管57，连通管57伸入至壳体1内部，存储囊56中的润滑油通过连通管57进入壳体1对扑翼机构3进行润滑；
36.尾翼6，设置在壳体1的尾端；
37.信号收发模块7，设置在尾翼6上，信号收发模块7与控制模块2电连接；
38.摄像头8，设置在壳体1的头端，摄像头8与控制模块2电连接。
39.示例性地，控制模块2可以采用单片机，例如stc89c52或stm32系列的单片机。控制模块2获取摄像头8采集的视频数据后，通过信号收发模块7传输至处置人员携带的终端设备上，该终端设备能够显示视频数据，使处置人员能够实时获取火源的真实情况。而且处置人员还可以通过操作终端设备发出对飞行器的控制指令，例如控制飞行器前进转向等，终端设备发出的控制指令被信号收发模块7接收后发送至控制模块2，控制模块2根据控制指令对相应的执行机构进行控制。例如当控制指令为上升或下降时，控制模块2控制扑翼机构3工作，并对扇动的频率进行调节，使飞行器的悬停高度发生变化；当控制指令为前进时，控制模块2控制涡轮风机41工作，以向飞行器提供向前移动的动力；而当控制指令为转向时，控制模块2在控制涡轮风机41工作的同时，还控制转向马达43工作使导流板44的方向发生变化，以在飞行器前进的过程中改变方向。
40.在本实用新型的实施例中，摄像头8可以采用光学防抖摄像头，以减小甚至消除采集的视频数据中图像的抖动，提高视频数据的质量。
41.进一步地，上述控制模块2、扑翼机构3、涡轮风机41、转向马达43、信号收发模块7和摄像头8均需要电能供应，因此在飞行器上还设置有电池，该电池可以设置在尾翼6内部，而且电池输出的电压经过电源管理板转换后，得到满足各个器件需求的电压，以确保飞行器中每个电子器件正常工作。
42.采用上述结构的飞行器后，扑翼机构3只负责飞行器的浮空悬停，喷气驱动机构4则负责飞行器的高速前进以及转向，如此一来，扑翼机构3无需更快的扇动频率，能够降低对材料的要求，节约成本，并且扑翼机构3内部的零件也无需进行高速传动，能够极大降低零件之间的磨损。飞行器在参与作业前以及作业过程中，润滑机构5能够对扑翼机构3内部的零件进行润滑，防止扑翼机构3因长时间作业出现严重的机械磨损，提高飞行器的持续作业时长。
43.在一种可能的实施例中，扑翼机构3包括：电机31，设置在壳体1尾端的外侧面上，电机31的驱动轴伸入壳体1内部；联动组件33，包括两组联动轮331，两组联动轮331分别通过连接轴332转动设置在壳体1的两相对内侧面上，每组中的联动轮331依次传动连接，且两
组联动轮331中的至少一个联动轮331与电机31的驱动轴传动连接；连接弯杆34，与连接轴332穿出壳体1外部的一端连接；扑翼主体36，设置有两组，两组扑翼主体36分别转动设置在壳体1的两相对外侧面上，且扑翼主体36和连接弯杆34一一对应设置；套框37，设置在扑翼主体36上，连接弯杆34的末端插入套框37中，连接弯杆34转动时驱动扑翼主体36上下扇动。
44.示例性地，由于本实用新型的实施例采用了润滑油进行润滑，因此联动轮331优选采用齿轮，且一组中相邻的两个联动轮331啮合。而在其他不使用润滑油或无需润滑的实施例中，联动轮331之间还可以采用皮带进行传动连接。
45.在本实用新型的实施例中，每组中的联动轮331数量为四个，四个联动轮331依次排列并传动连接，因此电极31带动一个联动轮331转动后，其他联动轮331也同步转动，使位于壳体1外部的八个扑翼主体36均同步扇动。
46.进一步地，一组中相邻两个联动轮331上连接弯杆34的弯折方向相反，两组中位于对应位置的联动轮331上连接的连接弯杆34的弯折方向相同。由于连接弯杆34插接在套框37中，且套框37采用矩形框，其大小大于连接弯杆34的截面尺寸，因此连接弯杆34能够在套框37内部转动以及滑动，进而带动扑翼主体36运动。当连接弯杆34转动至朝向正上方时，扑翼主体36也随之转动至最高的位置，而当连接弯杆34转动至朝向正下方时，扑翼主体36也随之转动至最低的位置，通过这种方式，使一半的扑翼主体36向上扇动时另一半的扑翼主体36向下扇动，确保飞行器能够保持悬停的状态。
47.在一种可能的实施例中，电机31的驱动轴伸入壳体1内部的一端设置有主动伞状齿轮32，每组联动轮331中的一个联动轮331上设置有同轴的从动伞状齿轮35，主动伞状齿轮32和从动伞状齿轮35啮合。
48.示例性地，由于电机31的驱动轴方向和联动轮331的连接轴332方向垂直，因此通过伞状齿轮啮合传动后，实现了垂直方向的动力传输。而在其他实施例中，电机31可以采用双轴电机，并且电机31设置在壳体1内部，此时电机31的两个驱动轴分别和两组联动轮331中的一个联动轮331同轴连接，也可以实现动力的传输。
49.在一种可能的实施例中，连接轴332同轴设置在联动轮331的两侧面上，其中一个连接轴332通过轴承333转动设置在壳体1的侧面上，另一个连接轴332也通过轴承333与加固架334连接，加固架334固定设置在壳体1的内底面上。
50.示例性地，联动组件33中的联动轮331负责相互传动，联动轮331在高速转动时，两侧均通过连接轴332进行受力支撑，提高联动轮331在高速转动过程中的稳定性。而且联动轮331在转动时，两个连接轴332分别通过一个轴承333与加固架334和壳体1之间构成固定连接，进一步使得联动轮331能够稳定转动。
51.在一种可能的实施例中，连通管57伸入至壳体1的一端设置有挤压型出口58，挤压型出口58一一对应的设置在每个联动轮331的正上方。
52.示例性地，挤压型出口58可以采用具有弹性的材料制成，且在该挤压型出口58的末端开设有与连通管57连通的挤出孔，该挤出孔在自然状态下闭合，润滑油无法流出，而当存储囊56受到挤压后，其内部的润滑油也经过连通管57向外流动，流动至挤压型出口58后，挤压型出口58在压力作用下张开，此时挤出孔扩大使润滑油能够流出，并滴落在联动轮331上，以对联动轮331进行润滑。
53.进一步地，存储囊56的顶面上设置有贯通的加注口，该加注口上设置有皮塞59。处
置人员可以将皮塞59拔出并向存储囊56中加注润滑油，加注完成后将皮塞59插入加注口，以避免润滑油泄露。
54.在一种可能的实施例中，润滑机构5还包括：连接罩51，设置在壳体1尾端的外侧面上，电机31位于连接罩51内部；弹性气囊53，设置在存储囊56的上方，且弹性气囊53紧贴存储囊56设置；导热管52，两端分别插入连接罩51和弹性气囊53，导热管52将连接罩51中的热量传递至弹性气囊53中，弹性气囊53膨胀并挤压存储囊56。
55.示例性地，电机31在长时间工作后会产生大量热量，而由于电机处在连接罩51内部，因此导热管52能够将连接罩51内部的热量传递至弹性气囊53内部。弹性气囊53为中空的密封结构，其内部的气体吸收导热管52传递的热量后发生膨胀，进而使弹性气囊53的体积增大，因而向存储囊56施加压力，在该压力的作用下存储囊56中的润滑油从挤压型出口58中流出，实现对扑翼机构3的自动润滑。
56.进一步地，润滑机构5还包括：罩体55，设置在壳体1的外顶面上，存储囊56设置在罩体55内部；密封板54，设置在罩体55的顶部，弹性气囊53设置在密封板54的底部。密封板54可以通过螺钉等组件连接在罩体55的顶部，以使存储囊56和弹性气囊53共同处在大小固定的空间中，而且密封板54具有足够的强度，在弹性气囊53膨胀时不会发生形变，因此弹性气囊53因膨胀产生的位移全部作用在存储囊56上，使润滑油从挤压型出口58流出的同时，也对皮塞59进行限位，使皮塞59不易从存储囊56上脱落，确保存储囊56与皮塞59之间的密封效果。
57.在本实用新型的实施例中，密封板54上设置有贯穿的通孔541。飞行器在作业之前，处置人员可以通过该通孔541挤压弹性气囊53，进而向存储囊56施加压力，以使扑翼机构3获得预先的润滑。而在作业过程中，导热管52将热量传递至弹性气囊53后，弹性气囊53向存储囊56施加压力，进而使扑翼机构3在作业过程中也能获得持续的润滑。
58.采用作业前的预先润滑和作业中的持续润滑，可以使飞行器能够立即投入到作业中，与火情争分夺秒，既降低了扑翼机构3内部的零件磨损，提高使用寿命以及作业时间，又不会太过耽误对火源现场的监视。
59.在一种可能的实施例中，喷气驱动机构4还包括：集气罩42，涡轮风机41设置在集气罩42的头端，转向马达43设置在集气罩42靠近尾端的侧面上，导流板44竖直设置在集气罩42的尾端，转向马达43的驱动轴穿过集气罩42并与导流板44连接，以驱动导流板44沿水平方向转动。
60.示例性地，集风罩42的头端尺寸大于尾端的尺寸，因此涡轮风机41产生的气流将在集风罩42内获得加速，增大了飞行器前进的动力。当导流板44居中，即与集风罩42的轴向平行时，飞行器的前进方向不受影响，当导流板44在转向马达43的带动下向左转动时，从集气罩42输出的气流集中向右后方喷出，最终带动飞行器向右转向，同理，也可向左转向。喷气驱动机构4配合扑翼机构3使得飞行器既能够悬停拍摄，又能够高速前进以及实现转向。
61.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
62.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及
其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，包括：壳体(1)；控制模块(2)，设置在所述壳体(1)内部；扑翼机构(3)，设置在所述壳体(1)的相对两侧，所述扑翼机构(3)与所述控制模块(2)电连接，所述扑翼机构(3)扇动后产生悬停的动力；喷气驱动机构(4)，设置在所述壳体(1)的外底面上，所述喷气驱动机构(4)与所述控制模块(2)电连接，所述喷气驱动机构(4)包括涡轮风机(41)和导流板(44)，所述导流板(44)转动设置在所述涡轮风机(41)的出风口，且所述导流板(44)在转向马达(43)的控制下转动，所述涡轮风机(41)和导流板(44)分别产生前进和转向的动力；润滑机构(5)，设置在所述壳体(1)的外顶部，所述润滑机构(5)包括存储囊(56)，所述存储囊(56)用于存储润滑油，所述存储囊(56)上设置有连通管(57)，所述连通管(57)伸入至所述壳体(1)内部，所述存储囊(56)中的润滑油通过所述连通管(57)进入所述壳体(1)对所述扑翼机构(3)进行润滑；尾翼(6)，设置在所述壳体(1)的尾端；信号收发模块(7)，设置在所述尾翼(6)上，所述信号收发模块(7)与所述控制模块(2)电连接；摄像头(8)，设置在所述壳体(1)的头端，所述摄像头(8)与所述控制模块(2)电连接。2.根据权利要求1所述的一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，所述扑翼机构(3)包括：电机(31)，设置在所述壳体(1)尾端的外侧面上，所述电机(31)的驱动轴伸入所述壳体(1)内部；联动组件(33)，包括两组联动轮(331)，两组所述联动轮(331)分别通过连接轴(332)转动设置在所述壳体(1)的两相对内侧面上，每组中的所述联动轮(331)依次传动连接，且两组所述联动轮(331)中的至少一个所述联动轮(331)与所述电机(31)的驱动轴传动连接；连接弯杆(34)，与所述连接轴(332)穿出所述壳体(1)外部的一端连接；扑翼主体(36)，设置有两组，两组所述扑翼主体(36)分别转动设置在所述壳体(1)的两相对外侧面上，且所述扑翼主体(36)和连接弯杆(34)一一对应设置；套框(37)，设置在所述扑翼主体(36)上，所述连接弯杆(34)的末端插入所述套框(37)中，所述连接弯杆(34)转动时驱动所述扑翼主体(36)上下扇动。3.根据权利要求2所述的一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，所述电机(31)的驱动轴伸入所述壳体(1)内部的一端设置有主动伞状齿轮(32)，每组所述联动轮(331)中的一个所述联动轮(331)上设置有同轴的从动伞状齿轮(35)，所述主动伞状齿轮(32)和从动伞状齿轮(35)啮合。4.根据权利要求2所述的一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，所述联动轮(331)为齿轮，一组中相邻的两个所述联动轮(331)啮合，一组中相邻两个所述联动轮(331)上连接所述连接弯杆(34)的弯折方向相反，两组中位于对应位置的所述联动轮(331)上连接的连接弯杆(34)的弯折方向相同。5.根据权利要求2所述的一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，所述连接轴(332)同轴设置在所述联动轮(331)的两侧面上，其中一个所述连接轴(332)通过轴承(333)转动
设置在所述壳体(1)的侧面上，另一个所述连接轴(332)也通过轴承(333)与加固架(334)连接，所述加固架(334)固定设置在所述壳体(1)的内底面上。6.根据权利要求2所述的一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，所述连通管(57)伸入至所述壳体(1)的一端设置有挤压型出口(58)，所述挤压型出口(58)一一对应的设置在每个所述联动轮(331)的正上方。7.根据权利要求2所述的一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，所述润滑机构(5)还包括：连接罩(51)，设置在所述壳体(1)尾端的外侧面上，所述电机(31)位于所述连接罩(51)内部；弹性气囊(53)，设置在所述存储囊(56)的上方，且所述弹性气囊(53)紧贴所述存储囊(56)设置；导热管(52)，两端分别插入所述连接罩(51)和弹性气囊(53)，所述导热管(52)将所述连接罩(51)中的热量传递至所述弹性气囊(53)中，所述弹性气囊(53)膨胀并挤压所述存储囊(56)。8.根据权利要求7所述的一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，所述润滑机构(5)还包括：罩体(55)，设置在所述壳体(1)的外顶面上，所述存储囊(56)设置在所述罩体(55)内部；密封板(54)，设置在所述罩体(55)的顶部，所述弹性气囊(53)设置在所述密封板(54)的底部。9.根据权利要求8所述的一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，所述密封板(54)上设置有贯穿的通孔(541)。10.根据权利要求1所述的一种用于火源监视的飞行器，其特征在于，所述喷气驱动机构(4)还包括：集气罩(42)，所述涡轮风机(41)设置在所述集气罩(42)的头端，所述转向马达(43)设置在所述集气罩(42)靠近尾端的侧面上，所述导流板(44)竖直设置在所述集气罩(42)的尾端，所述转向马达(43)的驱动轴穿过所述集气罩(42)并与所述导流板(44)连接，以驱动所述导流板(44)沿水平方向转动。

技术总结
本实用新型公开了一种用于火源监视的飞行器，包括：壳体、控制模块、扑翼机构、喷气驱动机构、润滑机构、尾翼、信号收发模块和摄像头，扑翼机构扇动后产生悬停的动力，喷气驱动机构设置在壳体的外底面上，喷气驱动机构产生前进和转向的动力，润滑机构对扑翼机构进行润滑。本实用新型采用喷气驱动机构对飞行器进行推进和转向，并采用润滑机构对扑翼机构进行润滑，提高了扑翼机构的使用寿命，能够满足火源现场监视的实际需求。现场监视的实际需求。现场监视的实际需求。


技术研发人员：高辉 杨炀
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：2022.11.22
技术公布日：2023/8/17