一种救援固定翼无人机系统

1.本实用新型属于固定翼无人机设备技术领域，具体涉及一种救援固定翼无人机系统。


背景技术：

2.应急救援突发性强，技术要求高、难度大、风险高，其当前主要面临的三个问题为：
3.1.搜救失联人员困难。
4.2.传统抛投器的使用环境和范围均有很大的局限性，并且效率较低，精准度差。
5.3.部分灾害造成通信基站损毁，通信困难。
6.固定翼无人机拥有续航时间长，飞行速度快，比较经济，运载能力大等优点，使其在行业内备受青睐，目前已被广泛应用在救援、测绘、地质、农林等军事及民用领域。
7.油电混动无人机一定程度上提高了无人机的续航能力与负载能力，但其巨大的体积与重量使其在地势复杂的抢险救援现场难以入场辅助救援。系留式无人机通过地面供电的方案，有效地为无人机提供超长时间续航的问题，但受限于供电方式，无人机并不具备灵活性与出击条件。
8.本发明目标为设计出一款具有自主起飞降落、受灾人员检测定位、投放应急灾后物资、搭载小型移动基站提供临时通信、灾后信息重建功能的应急救援固定翼无人机系统。


技术实现要素：

9.针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种救援固定翼无人机系统以克服抢险救灾现场复杂环境与情况的问题。
10.在应急救灾现场，本实用新型救援固定翼无人机系统自主完成起飞、巡航、降落，并通过计算机视觉、深度学习等算法自动搜索、定位受灾人员，投放应急救灾物资；在巡航过程中扫描构建灾情地图，完成灾后信息的重建，其对现场指挥救援具有指导意义。同时，该固定翼无人机搭载小型移动基站，提供灾后紧急通信服务，构建“空天地”一体化的通信保障体系。
11.一种救援固定翼无人机系统，包括机体(1)和地面控制系统，所述机体(1)的两侧均设置有可拆卸机翼(2)，机体后端设置有垂尾和平尾；
12.所述机翼与机体(1)连接端预埋有空心碳杆ⅰ(5)、反爪螺母(6)和定位碳杆(7)；
13.所述机体(1)的两侧设置有用于安装内嵌空心碳杆ⅱ的通孔，所述的空心碳杆ⅱ(9)内嵌在机体中，空心碳杆ⅱ(9)的两端分别穿过机体的两侧的通孔。
14.所述可拆卸机翼(2)与机体(1)通过空心碳杆ⅱ(9)与空心碳杆1(5)嵌套连接，通过所述定位碳杆(7)与定位孔(10)嵌套定位，所述机体(1)的两侧设置与所述反爪螺母(6)配合的螺纹孔，所述反爪螺母(6)通过螺形手拧螺丝与机体(1)连接。
15.进一步的，所述可拆卸机翼(2)的前端设有螺旋桨(3)和无刷电机(4)，所述的机翼远离机体一侧的后端设置有副翼，机翼内部设置有电子调速器(8)、副翼伺服舵机，所述的
副翼连接副翼伺服舵机，所述无刷电机(4)连接电子调速器(8)。
16.所述机体(1)前下方固定有图像传输设备(10)，图像传输设备(10)独立供电，图像传输设备(10)与大功率网卡相连接，通过wifi-broadcast技术回传视频至地面指挥中心；机体(1)底部设置有固定投放装置，机体(1)上方固定小型移动基站(11)，所述小型移动基站(11)独立供电。
17.所述的垂尾和平尾分别连接垂尾伺服舵机和平尾伺服舵机，所述机体(1)的机舱内设置有飞控、电源模块、4g模块、协同处理器和遥控信号接收器。所述飞控连接电源模块、协同处理器、电子调速器(8)、副翼伺服舵机、垂尾伺服舵机、平尾伺服舵机和遥控信号接收器。所述的协同处理器连接4g模块和固定投放装置。
18.进一步的，所述的地面控制系统包括遥控器(15)、轻量级服务器(13)和地面指挥中心(14)；
19.遥控器(15)发射信号至遥控信号接收机。
20.所述地面指挥中心(14)用于gps规划航线，显示飞行数据，处理视频数据，发送飞行指令。
21.轻量级服务器(13)为网络传输基站，将地面指挥中心指令通过网络发送至4g模块。
22.所述4g模块通过轻量级服务器(13)，接受地面指挥中心指令，并将指令传输至协同处理器。
23.进一步的，一侧的可拆卸机翼底部固定安装多光谱兼热成像仪(12)。
24.进一步的，所述的飞控采用pixhawk2.4.8；
25.本实用新型有益效果：
26.本实用新型专利公开了一种救援固定翼无人机系统。通过机翼与机体的连接件设计实现强度可靠的、安装便捷的功能；通过地面指挥中心与机载飞控及其协同处理器、图像传输设备、投放装置的信息交互设计，实现高效、稳定的救援功能。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例固定翼无人机结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例可拆卸机翼结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例固定翼无人机侧面图图；
30.图4为本实用新型实施例固定翼无人机系统示意图图；
31.其中，1-机体，2-可拆卸机翼，3-螺旋桨，4-无刷电机，5-空心碳杆ⅰ，6-反爪螺母，7-定位碳杆，8-电子调速器，9-空心碳杆ⅱ,10-图像传输设备，11-小型移动基站，12-多光谱兼热成像仪，13-轻量级服务器，14-地面指挥中心，15-遥控器。
具体实施方式
32.以下结合附图与实施例对本实用新型技术方案进行进一步描述。
33.如图1-4所示，一种救援固定翼无人机系统，包括机体(1)和地面控制系统，机体1的两侧均设置有可拆卸机翼2，机体后端设置有垂尾和平尾；
34.机翼与机体1连接端预埋有空心碳杆ⅰ5、反爪螺母6和定位碳杆7；
35.机体1的两侧设置有用于安装内嵌空心碳杆ⅱ的通孔，空心碳杆ⅱ9内嵌在机体中，空心碳杆ⅱ9的两端分别穿过机体的两侧的通孔。
36.可拆卸机翼2与机体1通过空心碳杆ⅱ9与空心碳杆ⅰ5嵌套连接，通过定位碳杆7与定位孔10嵌套定位，机体1的两侧设置与反爪螺母6配合的螺纹孔，反爪螺母6通过螺形手拧螺丝与机体1连接。
37.可拆卸机翼2的前端设有螺旋桨3和无刷电机4，机翼远离机体一侧的后端设置有副翼，机翼内部设置有电子调速器8、副翼伺服舵机，副翼连接副翼伺服舵机，无刷电机4连接电子调速器8。
38.机体1前下方固定有图像传输设备10，图像传输设备10独立供电，图像传输设备10与大功率网卡相连接，通过wifi-broadcast技术回传视频至地面指挥中心；机体1底部设置有固定投放装置，机体1上方固定小型移动基站11，小型移动基站11独立供电。
39.垂尾和平尾分别连接垂尾伺服舵机和平尾伺服舵机，机体1的机舱内设置有飞控、电源模块、4g模块、协同处理器和遥控信号接收器。飞控连接电源模块、协同处理器、电子调速器8、副翼伺服舵机、垂尾伺服舵机、平尾伺服舵机和遥控信号接收器。协同处理器连接4g模块和固定投放装置。
40.地面控制系统包括遥控器15、轻量级服务器13和地面指挥中心14；
41.遥控器15发射信号至遥控信号接收机。
42.地面指挥中心14用于gps规划航线，显示飞行数据，处理视频数据，发送飞行指令。
43.轻量级服务器13为网络传输基站，将地面指挥中心指令通过网络发送至4g模块。
44.4g模块通过轻量级服务器13，接收地面指挥中心指令，并将指令传输至协同处理器。
45.一侧的可拆卸机翼底部固定安装多光谱兼热成像仪12。
46.飞控采用pixhawk2.4.8；
47.无人机搭载机载小型基站，在通信基站损毁的危急情况下可以实现在高空盘旋连续工作，作为地面无线基站的“替身”，实现广范围、长时间、高质量的移动信号覆盖，可以用于提供灾后的紧急通信服务。
48.该救援固定翼无人机系统在应急救灾现场，优先装载投放物资如医疗物资、食物等。后将机翼内舵机、电子调速器与机体内飞控连接。根据定位碳杆与定位孔定位，机翼通过空心碳杆与内嵌于机翼内的的空心碳杆相连接，其连接方式通过手拧螺丝与机翼预埋反抓螺母连接，预计组装时间三分钟。无人机安装组装后，打开遥控器，连接锂电池，等待飞控自检。打开小型移动基站、图像传输设备、多光谱兼热成像仪开关，打开地面指挥中心程序，检查与轻量级服务器连接、与飞控连接，检查无误后部署飞行任务。检查图像传输设备与地面指挥中心连接。检查各舵面逻辑关系。检查无误后可以起飞。
49.最后需要说明的是以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本实用新型精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种救援固定翼无人机系统，其特征在于，包括机体(1)和地面控制系统，所述机体(1)的两侧均设置有可拆卸机翼(2)，机体后端设置有垂尾和平尾；所述机翼与机体(1)连接端预埋有空心碳杆ⅰ(5)、反爪螺母(6)和定位碳杆(7)；所述机体(1)的两侧设置有用于安装内嵌空心碳杆ⅱ的通孔，所述的空心碳杆ⅱ(9)内嵌在机体中，空心碳杆ⅱ(9)的两端分别穿过机体的两侧的通孔；所述可拆卸机翼(2)与机体(1)通过空心碳杆ⅱ(9)与空心碳杆ⅰ(5)嵌套连接，通过所述定位碳杆(7)与定位孔嵌套定位，所述机体(1)的两侧设置与所述反爪螺母(6)配合的螺纹孔，所述反爪螺母(6)通过螺形手拧螺丝与机体(1)连接。2.根据权利要求1所述的一种救援固定翼无人机系统，其特征在于，所述可拆卸机翼(2)的前端设有螺旋桨(3)和无刷电机(4)，所述的机翼远离机体一侧的后端设置有副翼，机翼内部设置有电子调速器(8)和副翼伺服舵机，所述的副翼连接副翼伺服舵机，所述无刷电机(4)连接电子调速器(8)；所述机体(1)前下方固定有图像传输设备(10)，图像传输设备(10)独立供电，图像传输设备(10)与大功率网卡相连接，通过wifi-broadcast技术回传视频至地面指挥中心；机体(1)底部设置有固定投放装置，机体(1)上方固定小型移动基站(11)，所述小型移动基站(11)独立供电；所述的垂尾和平尾分别连接垂尾伺服舵机和平尾伺服舵机，所述机体(1)的机舱内设置有飞控、电源模块、4g模块、协同处理器和遥控信号接收器；所述飞控连接电源模块、协同处理器、电子调速器(8)、副翼伺服舵机、垂尾伺服舵机、平尾伺服舵机和遥控信号接收器；所述的协同处理器连接4g模块和固定投放装置。3.根据权利要求2所述的一种救援固定翼无人机系统，其特征在于，所述的地面控制系统包括遥控器(15)、轻量级服务器(13)和地面指挥中心(14)；遥控器(15)用于发射信号至遥控信号接收机；所述地面指挥中心(14)用于gps规划航线，显示飞行数据，处理视频数据，发送飞行指令；轻量级服务器(13)为网络传输基站，将地面指挥中心指令通过网络发送至4g模块；所述4g模块通过轻量级服务器(13)，接受地面指挥中心指令，并将指令传输至协同处理器。4.根据权利要求1或2或3所述的一种救援固定翼无人机系统，其特征在于，一侧的可拆卸机翼底部固定安装多光谱兼热成像仪(12)。5.根据权利要求2或3所述的一种救援固定翼无人机系统，其特征在于，所述的飞控采用pixhawk2.4.8。

技术总结
本实用新型公开了一种救援固定翼无人机系统，包括机体和地面控制系统，机体的两侧均设置有可拆卸机翼，机体后端设置有垂尾和平尾；可拆卸机翼与机体通过空心碳杆Ⅱ与空心碳杆1嵌套连接，通过定位碳杆与定位孔嵌套定位。地面控制系统包括遥控器轻量级服务器和地面指挥中心。本实用新型救援固定翼无人机系统，通过机翼与机体的连接件设计实现强度可靠的、安装便捷的功能。通过地面指挥中心与机载飞控及其协同处理器、图像传输设备、投放装置的信息交互设计，实现高效、稳定的救援功能。稳定的救援功能。稳定的救援功能。


技术研发人员：董羽川 徐淼 赵睿 杨瑞宇 张嘉诚 骆懿
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2022.08.19
技术公布日：2023/4/17