一种基于无人机应用的辅助登山系统

1.本发明涉及无人机应用领域，尤其涉及一种基于无人机应用的辅助登山系统。


背景技术：

2.随着人们对身体健康的不断重视，越来越多的人选择在空闲时间参加户外活动，登山作为户外活动中男女老少皆宜的项目，受到越来越多的人追捧，然而，由此而引发的迷路和其它意外造成的死亡事故越来越多，虽然发生事故后人们在努力的进行施救，但是没有形成科学的户外救护模式和体系。
3.对登山遇险或受困进行救援，很大程度上是提供保温的装备，和补充的食物、水和氧气。目前，也有一些人试图使用无人机来完成物质补给。但目前的无人机使用主要是以下缺点：(1)目前的无人机主要采用旋翼飞行，而山上比平原空气稀薄，所以升力会减小，就算无人机能飞起来，但是耗电快；(2)目前采用蓄电池的无人机，在平地上一般续航也只有半小时，续航能力很难满足登山补给；(3)山上信号传输困难，无人机自动飞行模式难以实现，而如果采用人工操控，不但对人员要求比较高，使本就难以分身的登山行为雪上加霜。
4.因此，要使无人机能应用于登山，首先要解决无人机自动飞行的信号传输问题，和能于空气稀薄环境下有足够升力且足够续航能力的问题。


技术实现要素：

5.本发明是针对现有技术所存在的不足，而提供了一种结构简单、设计合理，解决了无人机应用于登山辅助自动飞行的信号传输问题，又解决了空气稀薄环境下有无人机具有足够升力和续航能力的问题的一种基于无人机应用的辅助登山系统。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种基于无人机应用的辅助登山系统，包括无人机，所述无人机包括机架，所述机架连接有供能机构和旋翼机构，所述机架还设置有运输舱；
7.所述供能机构包括氢燃料电池，所述氢燃料电池连通有氢气储存罐，所述氢燃料电池连通有空气输送管，所述空气输送管设置有进气风扇；
8.所述空气输送管连通有氧气储存罐，所述氧气储存罐与所述空气输送管之间设置有流量调节阀；
9.所述供能机构设置于所述机架的底部，所述旋翼机构分布于所述机架顶部的四周，所述供能机构电连接所述旋翼机构。
10.进一步的，所述机架包括顶部框架，所述顶部框架由四根横梁两两相连构成矩形，所述旋翼机构与所述顶部框架相连，所述旋翼机构与所述顶部框架之间设置有旋翼支臂；
11.所述顶部框架四角向下设置有立柱，所述立柱下端连接有壳体，所述壳体内部设置有所述供能机构；
12.所述顶部框架、立柱与壳体之间的空腔构成所述运输舱。
13.进一步的，所述进气风扇设置于所述壳体前端，所述氢燃料电池的排气孔设置有
所述壳体的底部。
14.进一步的，包括导航系统，所述导航系统包括设置于登山路径上的信号塔；
15.所述登山路径小于设定距离即设置有一平整场地，所述平整场地设置有所述信号塔，且所述信号塔之间没有高大林木隔阻。
16.进一步的，所述平整场地设置有临时机库，部分所述临时机库常备有装载备用物质的无人机。
17.进一步的，所述临时机库包括框架结构，所述框架结构包括弧形拱梁，所述弧形拱梁之间连接有水平直梁，所述水平直梁与弧形拱梁构成瓦状的框架结构；
18.所述水平直梁与弧形拱梁之间设置有玻璃板；
19.所述框架结构的一端设置有自动折叠门，另一端封闭。
20.进一步的，所述临时机库设置有所述自动折叠门的一端前方设置有降落标志位；
21.所述无人机设置有行走轮，所述行走轮设置于所述壳体下端，所述行走轮传动连接有电机；
22.所述无人机进入所述临时机库前，首先降落于所述降落标志位，所述临时机库的所述自动折叠门打开，所述无人机在所述行走轮的驱动下进入所述临时机库，所述自动折叠门关闭。
23.进一步的，所述临时机库内部设置有进库导向信号器；
24.所述无人机降落位置及降落姿态由所述信号塔传送控制信号，所述无人机降落后进入所述临时机库，由所述进库导向信号器传送控制信号。
25.进一步的，所述临时机库内部的地面由四周向中部逐渐升高，所述无人机进入所述临时机库后停放在地面位置最高处。
26.在登山季节，部分临时机库中停放入备用无人机，且无人机中装载有备用物质，包括保暖衣物、罐头、饼干、药品和水。一旦登山队伍有需要，可以就近支援，毕竟从远处的山下向上输送，可能时间比较久。
27.同时，在山下也能根据需要进一步提供物质补给。
28.由于目前的蓄电池无人机，续航能力不足，因而本方案采用了氢燃料电池来供能，同时考虑到高海拔空气稀薄，无人机本就需要更大的动力，却又面临供气不足问题，也配置了氧气储存罐辅助供气。
29.考虑到需要携带物质二次起降，常用的将物质绑在无人机下方的携带方式，就不方便采用了，因而在机架上设置有运输舱，从而不影响无人机自动二次起降。同时，考虑到供能机构比较沉重，并且氢燃料电池会产生水滴落，所以将供能机构设置于机架的底部。而运输舱设置于供能机构的上方。
30.为了信号塔的信号通畅，以及一般的登山路径选择，信号塔一般设置于山脊，考虑到风的影响，临时机库设置为拱形结构。考虑到山顶可能会因为降雨降雪引起临时机库内部潮湿，因而采用玻璃板，利用温室效应祛湿。临时机库地面中部逐渐升高，也是为了避免降雨天气积水。
31.本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，结构简单，设计合理，解决了无人机应用于登山辅助自动飞行的信号传输问题，又解决了空气稀薄环境下有无人机具有足够升力和续航能力的问题。
附图说明
32.图1为本发明的结构示意图。
33.图2为图1的俯视图。
34.图3为本发明氢燃料电池的进气示意图。
35.图4为本发明登山路径上信号塔和临时机库设置示意图。
36.图5为本发明临时机库和无人机降落点俯视图。
37.图6为图5的a—a剖视图。
38.图中，1、无人机；2、机架；3、供能机构；4、旋翼机构；5、运输舱；6、氢燃料电池；7、氢气储存罐；8、空气输送管；9、进气风扇；10、氧气储存罐；11、流量调节阀；12、顶部框架；13、旋翼支臂；14、立柱；15、壳体；16、信号塔；17、平整场地；18、临时机库；19、弧形拱梁；20、水平直梁；21、玻璃板；22、自动折叠门；23、降落标志位；24、行走轮；25、电机。
具体实施方式
39.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
40.如图1-6所示，本实施例是一种基于无人机应用的辅助登山系统，包括无人机1，无人机1包括机架2，机架2连接有供能机构3和旋翼机构4，机架2还设置有运输舱5；
41.供能机构3包括氢燃料电池6，氢燃料电池6连通有氢气储存罐7，氢燃料电池6连通有空气输送管8，空气输送管8设置有进气风扇9；
42.空气输送管8连通有氧气储存罐10，氧气储存罐10与空气输送管8之间设置有流量调节阀11；
43.供能机构3设置于机架2的底部，旋翼机构4分布于机架2顶部的四周，供能机构3电连接旋翼机构4。
44.进一步的，机架2包括顶部框架，顶部框架12由四根横梁两两相连构成矩形，旋翼机构4与顶部框架12相连，旋翼机构4与顶部框架12之间设置有旋翼支臂13；
45.顶部框架12四角向下设置有立柱14，立柱14下端连接有壳体15，壳体15内部设置有供能机构3；
46.顶部框架12、立柱14与壳体15之间的空腔构成运输舱5。
47.进一步的，进气风扇8设置于壳体15前端，氢燃料电池6的排气孔设置有壳体15的底部。
48.进一步的，包括导航系统，导航系统包括设置于登山路径上的信号塔16；
49.登山路径小于设定距离即设置有一平整场地17，平整场地17设置有信号塔16，且信号塔16之间没有高大林木隔阻。
50.进一步的，平整场地17设置有临时机库18，部分临时机库18常备有装载备用物质的无人机。
51.进一步的，临时机库18包括框架结构，框架结构包括弧形拱梁19，弧形拱梁19之间连接有水平直梁20，水平直梁20与弧形拱梁构19成瓦状的框架结构；
52.水平直梁20与弧形拱梁19之间设置有玻璃板21；
53.框架结构的一端设置有自动折叠门22，另一端封闭。
54.进一步的，临时机库18设置有自动折叠门22的一端前方设置有降落标志位23；
55.无人机1设置有行走轮24，行走轮24设置于壳体15下端，行走轮传动连接有电机25；
56.无人机1进入临时机库18前，首先降落于降落标志位23，临时机库18的自动折叠门22打开，无人机1在行走轮24的驱动下进入临时机库18，自动折叠门22关闭。
57.进一步的，临时机库18内部设置有进库导向信号器；
58.无人机1降落位置及降落姿态由信号塔16传送控制信号，无人机1降落后进入临时机库18，由进库导向信号器传送控制信号。
59.进一步的，临时机库18内部的地面由四周向中部逐渐升高，无人机1进入临时机库18后停放在地面位置最高处。
60.在登山季节，部分临时机库18中停放入备用无人机1，且无人机1中装载有备用物质，包括保暖衣物、罐头、饼干、药品和水。一旦登山队伍有需要，可以就近支援，毕竟从远处的山下向上输送，可能时间比较久。
61.同时，在山下也能根据需要进一步提供物质补给。
62.由于目前的蓄电池无人机1，续航能力不足，因而本方案采用了氢燃料电池6来供能，同时考虑到高海拔空气稀薄，无人机1本就需要更大的动力，却又面临供气不足问题，也配置了氧气储存罐辅助供气。
63.考虑到需要携带物质二次起降，常用的将物质绑在无人机1下方的携带方式，就不方便采用了，因而在机架2上设置有运输舱5，从而不影响无人机1自动二次起降。同时，考虑到供能机构3比较沉重，并且氢燃料电池6会产生水滴落，所以将供能机构3设置于机架2的底部。而运输舱5设置于供能机构3的上方。
64.为了信号塔16的信号通畅，以及一般的登山路径选择，信号塔16一般设置于山脊，考虑到风的影响，临时机库18设置为拱形结构。考虑到山顶可能会因为降雨降雪引起临时机库18内部潮湿，因而采用玻璃板21，利用温室效应祛湿。临时机库地面中部逐渐升高，也是为了避免降雨天气积水。
65.本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于无人机应用的辅助登山系统，其特征在于，包括无人机，所述无人机包括机架，所述机架连接有供能机构和旋翼机构，所述机架还设置有运输舱；所述供能机构包括氢燃料电池，所述氢燃料电池连通有氢气储存罐，所述氢燃料电池连通有空气输送管，所述空气输送管设置有进气风扇；所述空气输送管连通有氧气储存罐，所述氧气储存罐与所述空气输送管之间设置有流量调节阀；所述供能机构设置于所述机架的底部，所述旋翼机构分布于所述机架顶部的四周，所述供能机构电连接所述旋翼机构。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机应用的辅助登山系统，其特征在于，所述机架包括顶部框架，所述顶部框架由四根横梁两两相连构成矩形，所述旋翼机构与所述顶部框架相连，所述旋翼机构与所述顶部框架之间设置有旋翼支臂；所述顶部框架四角向下设置有立柱，所述立柱下端连接有壳体，所述壳体内部设置有所述供能机构；所述顶部框架、立柱与壳体之间的空腔构成所述运输舱。3.根据权利要求2所述的一种基于无人机应用的辅助登山系统，其特征在于，所述进气风扇设置于所述壳体前端，所述氢燃料电池的排气孔设置有所述壳体的底部。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机应用的辅助登山系统，其特征在于，包括导航系统，所述导航系统包括设置于登山路径上的信号塔；所述登山路径小于设定距离即设置有一平整场地，所述平整场地设置有所述信号塔，且所述信号塔之间没有高大林木隔阻。5.根据权利要求4所述的一种基于无人机应用的辅助登山系统，其特征在于，所述平整场地设置有临时机库，部分所述临时机库常备有装载备用物质的无人机。6.根据权利要求5所述的一种基于无人机应用的辅助登山系统，其特征在于，所述临时机库包括框架结构，所述框架结构包括弧形拱梁，所述弧形拱梁之间连接有水平直梁，所述水平直梁与弧形拱梁构成瓦状的框架结构；所述水平直梁与弧形拱梁之间设置有玻璃板；所述框架结构的一端设置有自动折叠门，另一端封闭。7.根据权利要求6所述的一种基于无人机应用的辅助登山系统，其特征在于，所述临时机库设置有所述自动折叠门的一端前方设置有降落标志位；所述无人机设置有行走轮，所述行走轮设置于所述壳体下端，所述行走轮传动连接有电机；所述无人机进入所述临时机库前，首先降落于所述降落标志位，所述临时机库的所述自动折叠门打开，所述无人机在所述行走轮的驱动下进入所述临时机库，所述自动折叠门关闭。8.根据权利要求7所述的一种基于无人机应用的辅助登山系统，其特征在于，所述临时机库内部设置有进库导向信号器；所述无人机降落位置及降落姿态由所述信号塔传送控制信号，所述无人机降落后进入所述临时机库，由所述进库导向信号器传送控制信号。9.根据权利要求6所述的一种基于无人机应用的辅助登山系统，其特征在于，所述临时
机库内部的地面由四周向中部逐渐升高，所述无人机进入所述临时机库后停放在地面位置最高处。

技术总结
本申请公开了一种基于无人机应用的辅助登山系统，包括无人机，无人机包括机架，机架连接有供能机构和旋翼机构，机架还设置有运输舱；供能机构包括氢燃料电池，氢燃料电池连通有氢气储存罐，氢燃料电池连通有空气输送管，空气输送管设置有进气风扇；空气输送管连通有氧气储存罐，氧气储存罐与空气输送管之间设置有流量调节阀；供能机构设置有机架的底部，旋翼机构分布于机架顶部的四周，供能机构电连接旋翼机构。本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，结构简单，设计合理，解决了无人机应用于登山辅助自动飞行的信号传输问题，又解决了空气稀薄环境下有无人机具有足够升力和续航能力的问题。续航能力的问题。续航能力的问题。


技术研发人员：丛晓
受保护的技术使用者：山东商务职业学院
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/5/12