搜寻和救援无人机布置的制作方法

本发明涉及专门用于各种运输工具的搜寻、引导和救援行动的无人驾驶的飞行器或有人驾驶的迷你飞行器。

背景技术：

无人驾驶飞行器(uav)，也被称为无驾驶员迷你飞机或遥控驾驶车辆，近年来正寻找进入市场的途径，并且在不久的将来，将在众多商业和民用领域使用。从热成像或摄像机成像到包裹投递、农业、作物勘测、电影制作中的特技空中镜头、搜寻和救援行动、建筑行业、检查输电线、水坝、管道、计算野生动植物、向偏远地区或其它无法进入的地区提供医疗用品、动物权利倡导者确定的非法狩猎、活动监控、野火测绘、管道安全、家庭安全、道路巡逻，以及反盗版、将救生工具投放给多个游泳者、损害评估、通过云层、雨水和雾并在白天或夜晚条件下进行全天候成像，都是实时进行的。

无人机还用于遥感任务，其遥感功能包含多个电磁频谱传感器、伽马射线传感器、生物传感器、化学传感器、光学传感器、红外摄像机和合成孔径雷达。

然而，现有技术并未展现在空中发生事故时用于成像、报告、追踪或甚至搜寻多种多样的飞机的无人机，现有技术也未展现针对船舶、游艇和船只的无人机，因此，并没有无人机与此类运输工具相结合以从同一飞机或船舶推出来执行此类任务，或甚至执行例如灭火的其它任务，在事故发生时协助或引导其它工具到达事故区域。

现有技术中可以发现能降落在道路车辆上或从道路车辆推出的无人机，例如：带有系留飞机的机动车(motorvehiclewithcaptiveaircraft)(wo2015057832)，wo2008147681，也是警用无人机，其接近事故区域以进行成像、报告、与驾驶员通信，在现有技术中可用于道路车辆，例如警用无人机：w02014080388，或者甚至是记者无人机：wo2014106814，但它们仍然是在事故发生后介入，并且不适用于飞机或海船。

在现有技术的应用中可以使用与主航班相结合的救援无人机：无人机服务航空母舰w02014080386，包含通过第w02014080387号申请分开申请的救援无人机，这种类型的无人机将与无人机航空母舰相结合。

但是对于载有人的飞机，或载有飞行员的喷气式战斗机，或载有乘客的船舶、游艇和船只，现有技术并未展现附接到这些装置的内置式或安装式迷你飞机，使得当这些装置面临事故时，迷你飞机能从这些装置中的任何一个分开，这样这些迷你飞机就可以进行追踪、搜寻、成像、报告、为工作人员或乘客联系到救援队，甚至在事故发生时直接协助他们或进行灭火处理，而不是等待从另一个地区发来的搜寻和救援无人机进行延迟搜寻然后再协助其它任务。

这种永久安装的无人机非常必要，正如汽车配备的千斤顶、备用轮胎、工具、应急反射器，实际上无人机比汽车配备的这些东西更重要，因为它们将节省当局了解情况的时间、尝试通信、追踪、搜寻、成像和救援工作人员或乘客，如果没有这些类型的无人机，所有这些程序都需要额外的时间，从而延迟了救援行动，这意味着人员和机器的损失将加倍。

在某些情况下，情境更加糟糕，例如当飞机在大海或海洋中失事时，要花费数百万、数千万甚至数亿资金来搜寻飞机或船舶，而整体乘客和工作人员永远消失，没有任何关于发生了什么的数据，其中黑匣子和飞机坠毁位置也无从得知。现有技术并未展现任何此类相关的发明，本发明公开了一些搜寻和救援无人机，其能解决人类在此期间面临的重大事故问题之一。

技术实现要素：

在尾翼上方客机顶端处提供内置式双搜寻救援无人机，所述无人机根据从微处理器发出的命令一次性推出或者逐个地推出，所述微处理器从传感器收集紧急数据，指出将会发生严重的事故、故障、坠落或坠毁等等。

被推出后，无人机将追踪飞机，对飞机、特别是任何外部缺陷的部件进行实时视频成像，将实时照片发送到指挥中心，无人机还提供带飞机坐标和着陆或坠毁位置的完整地图，此外，无人机可以携带灭火器进行灭火，或用一套微型无人机与工作人员或乘客进行通信。

在另一个实施例中，搜寻救援无人机可以在两个位置安装于喷气式战斗机中，第一个位于尾翼上方顶端处，执行先前所述的相同任务，而第二个类似于安装在飞行员脚下的(悬浮)滑板，其中飞行员的脚通过一双鞋子附接到所述滑板，这样当飞行员面临事故并展开他的降落伞时，第二无人机滑板有助于飞行员控制远离敌军、山脉或丛林等朝向安全位置的着陆方向。

在另一个实施例中，搜寻救援无人机可以安装在船舶、游艇、船只、火车、电车或公共汽车的顶端，以执行与客机相同的任务。

附图说明

●图1-a：示出了具有用于双搜寻救援无人机之一的存储位置的客机的三维视图。

●图1-b：示出在客机顶端上方用于双搜寻救援无人机之一的存储空间的三维近视图。

●图1-c：示出在客机顶端上方的用于双搜寻救援无人机之一的存储(外壳)空间的三维视图。

●图1-d至图1-h：从示出搜寻救援无人机的内置式存储位置内部推出搜寻救援无人机的步骤的三维视图。

●图2-a、图2-b：示出搜寻救援喷气式无人机变为螺旋桨无人机的三维视图。

●图3-a：示出携带灭火筒的搜寻救援无人机的三维视图。

●图4：示出在喷气式战斗机驾驶舱内的飞行员脚下的搜寻救援无人机(悬浮滑板)的三维视图。

●图5-a至图5-d：示出从喷气式战斗机中推出搜寻救援无人机的方法的三维视图。

●图6：示出具有用于搜寻/救援无人机的存储位置的海上运输工具的三维视图。

●图7-a、图7-b、图7-c：示出具有内置在鲨鱼天线箱中的一个微型无人机(muav：微型无人驾驶飞行器)的道路车辆的二维和三维视图。

具体实施方式

实施本发明的最佳方式：

为了便于实施本发明，这里提供了由附图支持的本发明部件的详细描述，其中根据部件的重要性按顺序排列主要部件，使得容易通过参考每个特征以部件描述文本中且部件编号列表中包含的数字进行阅读，这里通过从数字20开始顺序地表示部件特征的编号，每当文本中呈现一个部件特征时，将直接对其分配所需的序号。以图1为例，从数字20、21、22...顺序地布置部件特征。此外，搜寻救援无人机或服务救援无人机将标示为srd。

客机srd：

为了给客机20提供srd21，存在将面临并应解决的许多障碍，这些障碍是：

1.由于推出srd20时不会使其撞击飞机20的主体是非常重要的，因此外壳的位置或srd的存储位置不可避免地要使得将srd21定位在飞机尾翼22的顶端靠近后部垂直机翼23处，其中从那里推出srd将使其从飞机主体后方离开(图1-a至图1-b)。

2.srd21的数量：选择双srd21，使得一个定位在垂直机翼23的右侧，且一个在尾翼22上方定位在垂直机翼23的左侧，这种布置和定位将使飞机20的主体左右保持对称。

3.容纳箱24的形状：对于新制造的飞机20，箱24可以在机身内部内置于上文提到的位置处，而对于已经在市场上可购买且配备此类技术进行搜寻工作的飞机，建议安装容纳箱24，使得所述容纳箱的形状不应破坏飞机20的空气动力学，这意味着其应为成比例的，朝向后部并且从右到左平滑地弯曲，没有粗糙的边缘。最佳推荐形状是喷气式战斗机驾驶舱顶篷，其中，这里垂直机翼23将双srd21的容纳箱24分成左右两个相似且对称的部分(图1-c)。

4.容纳箱24的门25：门25不应是摆动型的，因为高速、声速或超音速空气流可能会损坏它，或阻止其关闭，尾翼的空气漩涡也会使其变得难以关闭，最推荐的类型是可折叠门25，其不会在容纳箱24外摆动，可以选择折叠门25，其可以向上方折叠，并且在推出srd21之后直接朝下方关闭(图1-d)。

5.容纳箱24的内部结构：

a.由于srd21最优选推出方向是距地平线30-45°以避免撞击机身后侧的任何部分，因此srd21停放的平台26应远离垂直机翼23倾斜并且向上倾斜，使得srd21的推出将使其遵循向上接近30-45°且与水平方向成30-45°的轨道推动(图1-e)。

b.折叠门25应通过常规地依据驱动马达将其向上拉动而打开(折叠)，并且通过依据相同的马达将其向下推动而关闭(展开)。

c.srd在容纳箱24内部不是自由的，而是需要通过传统的方式附接，但是没有任何阻碍其推出的障碍，其中可以通过将srd朝向门25引导而推出srd，如图1-c所示，其中，srd通过其自身的力推出，或者它需要以相反的方式但是与飞机20相同的方向引导，使得当通过释放因电磁臂29的拉力而将板28按压到弹簧27的力的压力，释放在张力下加载的弹簧27时，所述压力一旦被释放就会释放来自弹簧27的压力，这将推回板28，从而将向外推动srd21(图1-f至图1-h)。

d.srd21容纳箱24的接线应通过任何传统的电气和电子电路与微处理器连接，所述微处理器收集有关飞机20面临的所有类型的危险和紧急情况的数据，例如：速度突然变化、发动机故障、燃油泄漏、机翼损坏、内部冒烟、发送紧急信息、失去与飞机的通信、恐怖袭击等。微处理器可以根据预先安装的程序操作数据而基于这些数据自动推出srd21。

e.srd21还收集相同的数据，这些数据将转发到飞机20的黑匣子，使得这些数据存储在srd21的存储器内，并在srd21推出后传送到航空中心，或稍后检索用。

6.srd21的推出时间：面临紧急情况的任何飞机20未必将直接坠落，也未必在10,000米高度的空中坠毁，飞机的致命事故在爬升时为10.0％、在巡航时为8.0％、在下降时为4.0％，这意味着近22.0％的致命事故发生在高海拔处，而近50.0％发生在起飞时、最后进场或着陆时，这意味着有一半的致命事故发生在低海拔处，而在中等海拔处为约28.0％，这样的统计数据表明，由于飞机致命事故并非主要发生在高海拔处，而主要是在低海拔处以坠毁事故发生，这主要意味着当事故发生变化将在低海拔处或在陆地上发生坠毁时，事故发生时这种低海拔为推出srd21提供了合适的环境，因为srd21将在这种低高度下工作，同时飞机20的速度将降低，这有助于srd21跟随飞机20。

但是，即使在低海拔处，螺旋桨无人机也很难追踪飞机20，无论如何，专门研究先进uav系统的弗吉尼亚州制造商auroraflightsciences正在通过与stratasys合作推动uav设计的外壳以创造世界首架喷气动力三维打印uav飞机，原型达到150mph，这种速度超过了飞机的起飞、着陆或最后进场速度，当然进一步的研发会使此类uav适合在较低海拔追踪飞机。

幸运的是，用于在紧急情况下利用包含来自无人驾驶飞行器(uav)或无人机的传统911、e911和文本到911消息的紧急消息来确定和验证网络装置的当前物理和地理位置的方法和系统已经是本领域可获得的，并且可从us20150140954；标题为“紧急定位服务的方法和系统(methodandsystemforanemergencylocationservice)”获得。

根据紧急数据推出srd21不必要地需确保飞机20将不可避免发生故障，还不合逻辑地保持srd21的推出延迟直到确保飞机正在经历完全坠毁，为了将这些问题分开，对于每个客机选择两个srd21，使得分开地推出它们，其中根据微处理器中设置的程序推出第一srd，所述微处理器发出命令以执行第一次推出从而获得从外面看飞机20的第一视图，并将所述视图直接作为实时报道与所有其它数据一起发送给航空中心，可能会发生飞机20在10分钟内或在100km内不会坠落的情况，飞机20可能飞得更远，甚至可能接近在靠近机场的位置，在这种情况下，第一srd21无法追踪飞机如此长距离，因此仅使用一个srd21是没有意义的，第二srd21应留在飞机20中并且将在发生以下状况之一时稍后推出：

a.当微处理器设置程序正在操纵数据，得出飞机20将发生极端紧急情况，并且指示器显示飞机20将不可避免地会坠落或坠毁时。

b.如果情况并不是很糟糕且仍能控制，则第二srd21的推出将暂停，但它应在飞机20最后进场时推出，以便从其后面提供实时视频报道，原因有很多：飞机可能会在最后进场阶段意外坠毁，它可能会在着陆时坠毁等等，在飞机20最后进场或着陆时提供有关飞机20的所有数据可能对航空中心非常有利，以便根据飞机20后面的情况的实时报道进行所有准备工作。

这个论点并不意味着srd21应在很长的时间间隔内推出，在其中飞机21即将发生坠毁或爆炸或已经爆炸的严重紧急情况下，可以一次执行两个srd21的推出。

7.srd21陆上功能：当飞机20飞离抵达机场或甚至撞击陆地或俯冲至海中时，srd21的任务并没有完成，它们的设计目的是将涡轮动力喷气式迷你飞机(jetuav)变成螺旋桨无人机31，当上下盖(未示出)被推离srd21的中心或其机翼或这两者时发送这种情况，其中，螺旋桨32在涡轮发动机停止时出现并开始旋转(图2-a、2-b)，以此方式，srd21可以在客机20的坠毁部分周围低速盘旋，从而提供关于飞机20和乘客的情况的连续实时视频，根据其内置的gps(全球定位系统)指定飞机20的准确位置，它们还可以使用由第二srd21(竖直或水平)携载的灭火筒33进行灭火(图3)，它们也可以为任何一个幸存者联系导航中心或救援队。

喷气式战斗机34：

用于搜寻和救援的第一srd21可以安装在底侧的任何合适位置，具有与本发明中提到的用于客机的相同外壳结构和操作方法，srd可以从内置室内部推出，或者掉落在容器内部，所述容器在掉落后打开以释放srd，或者通过将srd围封在投射器或助推器内部以便稍后从投射器或助推器内部推出无人机(uav)。

第二srd将是服务和救援无人机，此无人机将承担特殊任务，并具有高喷气功率，可以从现有技术领域选择的合适srd名为flyingboardair35，或归属于frankzapata的jetpack/hoverboard，frankzapata通过youtube和zapataracing网站推出了第一个现场演示，但对于此发明并没有公开任何专利。

这是一款空气推进版本，在2016年4月获得通过悬浮板进行最远飞行的吉尼斯纪录。zapata声称根据功率为每个250hp的内部四个发动机，可以飞行高达10,000英尺、最高时速可达150km/h，并且可以运行10分钟。总计1000hp，这使得滑板能够承载近200磅重的人，滑板35的大小为长度接近55.0cm，宽度45.0cm且高度35.0cm。

滑板35通过人穿着从其顶侧附接到滑板35的长筒靴36而连接到人的身体，其中人可以站在滑板上，此技术可以安装在喷气式战斗机驾驶舱37内部在人的弹射座椅38前方，其中飞行员40的脚和腿伸入一双长筒靴36内部，所述长筒靴牢固地附接到滑板35(图4)，一旦喷气式战斗机34面临严重的紧急情况，并且弹射座椅38被启动，则驾驶舱37顶篷39将被打开，飞行员40将与他的座椅以及滑板35一起弹出(图5-a、5-b、5-c、5-e)，滑板35现在的任务将是服务救援无人机(srd)21，它将在以下两个条件下服务并救援飞行员40：

1.如果在空中弹射后飞行员40的高度不适合打开降落伞41，滑板35就可以挽救飞行员的性命，可以简单地通过启动滑板来实现，滑板不像降落伞41那样需要长距离、高海拔和长时间周期来完全操作和活动，它可以直接运行，并且可以得到控制以安全地将飞行员降落在其选择的合适位置。

2.如果飞行员40在空中弹射后的高度适合他打开降落伞41，但在向下移动时他发现所述区域不适合着陆，例如在河流、陡峭的山脉、敌方阵地上等等，则飞行员可以控制其飞行器41将他从这些不适合的着陆环境中移开。

在另一个实施例中，弹射座椅可以直接装载到滑板上，如图5-d所示，这意味着驾驶员将不会双脚着陆，而是在所述弹射座椅上着陆，这在飞行员受伤的情况下会对飞行员有利。

在这里显而易见的是，可能某些发明人要求对于坐在弹射座椅上的飞行员使用滑板代替降落伞，而降落伞备用放置，发明人在此确保这对他们来说是显而易见的。

海上、铁路和道路运输工具：

运输工具包含海上的船舶、游艇42和船只、铁轨上的火车和有轨电车、道路上的公共汽车和卡车。对于这些运输工具，可以在图6的后部平坦和水平部分的任何中心上方安装一个srd21(服务和救援无人机)。由于所提及的相同空气动力学原因，容纳箱24的形状可以类似于喷气式战斗机顶篷的形状。srd21的大小以及因此其容纳箱24的大小可以根据运输工具的大小和使用面积来选择。推出机构内部结构对于客机srd21是相同的。srd21要执行的任务是用于向特定指挥中心发送关于任何事故或紧急情况的实时视频展示，以确定事故位置，如果是夜间，发送引向事故位置的紧急(危险)警告灯和来自撞击怠速运输工具的警报，如果有火灾，进行灭火任务，还要将命令发送者与幸存者联系以估算情况并评估拯救幸存者所需的人员和材料。

道路车辆：

虽然现有技术也展示了从道路车辆推出某些类型的无人机，但是当车辆正在道路上移动并就要遭遇事故时推出此类无人机是非常危险的，因为这些无人机在交通拥挤的道路中推出时是不受控制的，它们可能会撞到任何来自后方的车辆，造成新的事故，而如果无人机从侧面推出，它也可能会撞到其它过往的车辆或撞到树木、桥梁、交通灯/交通岗或行人，因此，提供4wd和salon车辆将限于在容纳箱24内的微型无人机43，其将在车辆静止时推出或仅在被驾驶员或了解汽车正在发送紧急消息的指挥中心启动时才推出，因此这些微型无人机在道路车辆中将具有以下设计和任务：

1.微型无人机43的任务将限于防盗系统，这样当汽车停放，小偷试图用力打开车门或窗户时，防盗系统推出微型无人机43以向车主的智能手机和最近的警察局发送小偷的实时视频展示，如图7-a所示。

2.容纳箱24应安装在鲨鱼天线(车顶顶部后侧)的位置，并出于空气动力学原因，具有驾驶舱顶篷形状，如图7-b、7-c所示。

3.容纳箱24应尽可能小到可以在其内部装入天线和一个微型无人机43的程度。

4.微型无人机43的推出应与客机中的srd21相同，但应竖直向上推出1.0至1.5米。

5.如果小偷试图盖上微型无人机43的容纳箱，则传感器应检测到并且警报系统被启动。

6.在紧急情况下，只有驾驶员或警察局内的指挥中心可以在车辆静止时推出微型无人机43，所述微型无人机将被向上推出1.0至1.5米以提供有关紧急情况的实时报道。

注：

需要注意的是，对于本发明的发明人来说，完全显而易见的是，在其上方携载人的滑板35连接到作为工具的降落伞41，这将引起其他发明人要求发明新系统以基于此设计(滑板+人+降落伞)＝(滑板+人+工具)执行特定任务，这样发明人可以使用其它发明中的任何工具放入在此布置中，然后将它们作为真正的发明来要求保护，因此，本发明人在此希望确保他将这种布置用于：

1.人坐在椅子上，在底部滑板的支撑下在空中飞行，使用以下国际专利申请中提及的所述工具和过程清洁表面：wo2013108141，wo2013190397，wo2014037821

2.警察站立或坐着附接到滑板并携带用于交通管制或事故控制任务的工具，如以下申请中要求保护的工具：wo2014080388

3.当直接安装在滑板上时用于立面清洁的工具，例如在以下申请中要求保护的工具：wo2013076711，wo2013076712

4.人站立或坐着附接到滑板并携带用于灭火的工具，如灭火筒或以下申请中要求保护的类似工具：wo2014080385

5.人站立或坐着附接到滑板并携带用于实时视频报道、媒体采访的工具：wo2014106814

6.两个人在由两个或多个滑板支撑的网笼内通过以下申请中要求保护的所述工具进行立面清洁，或者对不使用起重机则无法接近的高空立面、建筑工地、电力线、工业场所进行任何类似的维护：wo2013105001

注-2：

搜寻/服务和救援(uav/无人机)21将飞行员的安全弹射座椅38布置或设置成从其底部附接到悬浮滑板35可以应用于许多民用服务，具体但不限于：高层建筑物中的灭火、立面清洁或维修、高层工业结构维护、警方行动等等，或进一步，它可以与类似的座椅连接，并容纳在顶篷内部，以提供安全的运输工具。

注-2：

需要注意的是，对于本发明的发明人来说，完全显而易见的是，携带灭火筒的srd将引起其他发明人发明新系统，以基于此设计通过提供携带灭火筒的围绕建筑物或塔楼立面或甚至其内部的特定区域处的全时无人机执行特定任务，所述无人机在检测到火灾时直接启动，比民防提前10至30分钟接近处于火灾中的公寓或办公室，并通过例如用前部金属突出物打破窗玻璃等方式进入，且开始进行灭火工作，为指挥中心提供完整实时视频报道。

工业适用性：

1.无人机搜寻、服务和救援(srd)由可用的工具、部件、机制制成，可适当修改。

2.(srd)在民用和军用中的多种用途可以挽救生命、节省物质和资金。

3.容纳箱形状的制造简单采用可用的成功空气动力学形状的工具，并开发它们以适应当前的使用区域。

4.推出机制取决于可用的工具，对所述工具进行布置和修改以适应当前使用区域。

部件图索引：

20客机。

21搜寻/服务救援无人机(srd)。

22飞机尾翼。

23垂直机翼。

24容纳箱。

25门。

26平台。

27弹簧。

28板。

29电磁开关+臂。

30涡轮动力uav。

31螺旋桨无人机。

32螺旋桨。

33灭火筒。

34喷气式战斗机。

35滑板。

36长筒靴。

37驾驶舱。

38弹射座椅。

39顶篷。

40飞行员。

41降落伞。

42游艇。

43微型无人机。