一种复合材料载人无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，更具体的说是涉及一种复合材料载人无人机。

背景技术：

发生坠机、沉船、战争冲突、暴恐袭击、自然灾害等突发事件，现有的搜救勘察手段主要包括派遣人员进行现场勘察、利用飞机或无人机进行抵近勘察，利用卫星进行遥感成像勘察，但是现有的搜救勘察系统均存在一定的局限性，特别是对远海、偏远地区发生灾情的情况，可能导致救援时机延误。

派遣人员进行现场勘察，主要依靠专业的搜救人员徒步，或搭乘车辆、船舶等工具深入灾难现场，对现场情况进行实地勘察、搜索幸存人员并提供及时的服务，但受地形、海况、运输工具性能的影响，人员的行动范围极其有限，且在充分了解事发地具体情况前，贸然派遣人员可能导致次生事故发生。

利用飞机或无人机等航空飞行器进行抵近搜救勘查，可以在不深入灾难腹地的情况下，近距离勘查现场，搜索幸存人员，并通过投放物资等方式实施救援。航空器飞行速度快，机动能力强，可对受灾区域进行大范围普查和抵近详查，但受航空飞行器航程及飞行速度所限，公海、岛屿、外国领地、荒漠地区等地区发生灾难时，即使以当前普遍装备的高亚音速飞机，也需要数小时时间到达现场作业，并需要在燃料耗尽前返航，虽然无人机可选择工作至燃料耗尽被丢弃，但受制于遥控距离的影响，也无法对远方地区实施作业。

利用卫星进行遥感成像勘查，主要指利用光学成像卫星，在卫星对灾难地点过顶期间，对现场进行成像，并将图像数据传输至地面系统，搜救人员通过分析卫星图像，获取灾难现场的信息。卫星遥感的优势在于可以通过星座组网的方式，对全球任意区域实现快速重访，无地理条件制约，成像响应时间可缩短至小时级甚至分钟级，但其局限性在于成像分辨率受卫星轨道高度影响，目前最高只能达到米级至分米级，对人员等小尺度目标识别能力不足，且受云层等天气条件影响严重，阴雨天气无法实施作业。

而且，由于近年来各种灾情不断出现，尤其是在夜间和非可视的地方出现的紧急灾情，现场的照明成为指挥员获得精准数据的重要条件，传统侦查无人机无法在短时间内看清现场的情况，难以进行数据上报，使救援工作难度加大，浪费了宝贵的时间，制约了有效救援的速度。

特别是在中小城市中，道路拥挤，小区车辆乱停乱放，严重制约了消防车的进入，从而错过最佳营救时间。产生各种悲剧事件。同时，随着城市的发展，高层居民楼越来越多，目前高层楼房采用传统灭火方式效果很差，消防员营救体能消耗浪费巨大，无法发现在室内的生命体，撬开房门浪费大量的时间。

因此，如何提供一种复合材料载人无人机是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种复合材料载人无人机，设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便；同时提供了一种基于该载人无人机群的天基快速投送系统，将无人航空飞行器装在于航天器中在轨飞行，利用其全球覆盖特性，突破了传统航空器航程和航速限制，提高灾难应急响应速度，利用再入手段将无人航空飞行器投送至受灾区域上空进行抵近勘察，克服了卫星成像分辨率不足的问题，提高了灾难应急响应的效能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合材料载人无人机，包括：带有分别由相应电机驱动的三轴以上的无人机、设置在无人机上的执行模块、通过无线分别控制无人机和执行模块的控制终端以及用于给执行模块提供电能的电池；执行模块包括：照明系统、雷达生命探测仪、gps定位系统和/或高清摄像头；还包括：十个以上的探测破碎无人机、十个以上的喷水无人机以及十个以上的灭火球无人机。

优选的，探测破碎无人机包括：无人机、设置在无人机上的破碎电机、水平设置在无人机上且与破碎电机传动连接的电动推杆、设置在电动推杆螺母座上且用于击碎高层楼房玻璃窗的破碎榔头以及挂装在电动推杆螺母座上的应急救生包；电动推杆将应急救生包通过击碎的高层楼房玻璃窗送入住宅内；在应急救生包内放置有手提式灭火器、灭火毯、消防过滤式自救呼吸器、救生缓降器和带声光报警功能的强光手电；

优选的，喷水无人机包括：的无人机、设置在无人机下端的水箱、设置在水箱上端的注水孔、与水箱连接且由防水电机带动的射水泵以及设置在射水泵出口且用于向高层楼房玻璃窗内喷水的喷水嘴；

优选的，灭火球无人机包括无人机、安装在无人机下端且底面左高右低设置的存球箱、放置在存球箱内的灭火球体、上端铰接在存球箱上且位于倾斜底面右端的侧翻挡板、设置在存球箱下端的送球电机、设置在送球电机输出轴上的齿轮、与齿轮啮合且水平移动的送球齿条、设置在送球齿条上端且用于将存球箱内的灭火球体送到高层楼房玻璃窗内的送球前伸板以及两端分别铰接在送球齿条与侧翻挡板上的铰接支架；送球齿条通过铰接支架带动侧翻挡板向上摆动打开或向下摆动闭合。

优选的，还包括楼顶载人无人机和楼层载人无人机；

楼顶载人无人机包括至少两台无人机、设置在无人机下方的楼顶载人框、设置在楼顶载人框上且与对应楼顶载人框连接的连接挂钩以及设置在楼顶载人框上的载重警示器；

楼层载人无人机包括：无人机、左端铰接在无人机上的摆杆、设置在摆杆右端的脚踩架以及左端设置在无人机上的挂绳；

挂绳与脚踩架挂接。

优选的，还包括总控制直升机，在总控制直升机上设置有直线驱动装置，在直线驱动装置上设置有用于将总控制直升机内消防员送入高层楼房内的连接梯，在总控制直升机上设置有用于将人从连接梯送到地面的升降架；直线驱动装置为齿轮齿条结构或丝杠丝母结构。

优选的，在总控制直升机上设置有制动电机，制动电机传动连接有卷筒，卷筒上连接有钢丝绳，钢丝绳下端与升降架连接。

优选的，所述无人机机体由轻质复合材料制成，具有耐高温能力，同时所述无人机机体轻，增高增加任务载荷。

优选的，所述无人机还包括防热罩，用来保护飞机的油箱不受失火区域热辐射的影响。

优选的，所述无人机机体内部还设置有可燃气体探测器和有毒气体探测器，所述可燃气体探测器和所述有毒气体探测器与所述控制终端连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种复合材料载人无人机，具有以下有益效果：

1、本发明公开的照明救援侦查无人机，六旋翼可以为人们提供一个俯瞰世界的角度，可以将灾区的图像实时的传输出来，使救援人员对受灾情况有一个整体的了解。

2、六旋翼对起飞和降落的要求较低，机动灵活，可以忽略复杂的地面情况，能够低空飞行工作，精准定点，准确定位被困人员的位置。

3、雷达生命探测仪可以在火场的火焰、烟雾、室内等非可视环境下对生命体征目标探测与救援，比人工搜索的效率要高。

4、雷达生命探测仪探测性能及指标与目前常用的手持生命探测雷达的探测性能及指标相同，保证了救援搜索的准确性。

5、照明系统可以在夜间和非视的救灾现场提供强光照明，该系统照明亮度高，照射距离远，可在高空对地救援、侦查中凸显优势，也为救援人员、指挥员现场操作、指挥提供有效便利。

6、照明系统性能及指标与手术室专用无影手术灯性能及指标相同，保证了现场照明清晰度，且不会产生阴影和暗区。

7、该无人机可以代替救援人员进入非可视的危险搜索区域进行搜索，可以避免二次事故的发生，保证救援的最大价值。

8、通过可燃气体探测器和有毒气体探测器探测灾害发生地是否有甲烷、一氧化碳、一氧化氮等可燃或有毒气体。

9、该无人机可以进入交通闭塞的地区进行搜救以及数据采集任务，让黄金24小时更有价值。

10、适用性较强：适合在夜间和所有非视的情况下发挥其特有的作用。灵活性强：该照明救援侦查无人机体积较小、轻便灵活、功能齐全，可根据指挥员的操作灵活移动，并且精准度较高，避免侦查失误造成救援遗漏。续航时间长：该照明救援侦查无人机设有多个电源，每个电源采用特殊工艺和技术研制生产，飞行时间最长可达到60分钟，为有效救援提供充分保障。效果显著：为救援现场提供充分亮度，保证在夜间和非视的情况下扔可进行正常的现场侦查、数据搜集与传输上报，及时为指挥员提供最直观的现场情况，便于指挥员现场指挥；同时也为救援人员施救和设备安排提供足够的照明度，以及救援工作完毕后现场的清理和设备的规整和收集。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图。

图2附图为本发明提供的载人无人机的仰视结构图。

图3附图为本发明提供的探测破碎无人机的结构示意图。

图4附图为本发明提供的喷水无人机的结构示意图。

图5附图为本发明提供的灭火球无人机的结构示意图。

图6附图为本发明提供的楼顶载人无人机结构示意图。

图7附图为本发明提供的楼层载人无人机结构示意图。

图8附图为本发明提供的总控制直升机的结构示意图。

其中，1为无人机，2为照明系统，3为雷达生命探测仪，4为gps定位系统，5为高清摄像头，6为控制终端，7为探测无人机，8为喷水无人机，9为灭火球无人机，10为楼顶载人无人机，11为楼层载人无人机，12为总控制直升机，13为破碎电机，14为电动推杆，15为破碎榔头，16为应急救生包，17为水箱，18为注水孔，19为射水泵，20为喷水嘴，21为灭火球体，22为存球箱，23为侧翻挡板，24为送球电机，25为送球齿条，26为送球前伸板，27为铰接支架，28为楼顶载人框，29为连接挂钩，30为载重警示器，31为直线驱动装置，32为连接梯，33为摆杆，34为脚踩架，35为挂绳，36为升降架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见附图1-8，本实施例的救援无人机，包括带有分别由相应电机驱动的三轴以上的无人机1、设置在无人机1上的执行模块、通过无线分别控制无人机1和执行模块的控制终端6以及用于给执行模块提供电能的电池；

执行模块包括照明系统2、雷达生命探测仪3、gps定位系统4和/或高清摄像头5。

如图3-8，本实施例的救援机群，包括十个以上的探测破碎无人机7、十个以上的喷水无人机8以及十个以上的灭火球无人机9；

图3，探测破碎无人机7包括无人机1、设置在无人机1上的破碎电机13、水平设置在无人机1上且与破碎电机13传动连接的电动推杆14、设置在电动推杆14螺母座上且用于击碎高层楼房玻璃窗的破碎榔头15以及挂装在电动推杆14螺母座上的应急救生包16；电动推杆14将应急救生包16通过击碎的高层楼房玻璃窗送入住宅内；在应急救生包16内放置有手提式灭火器、灭火毯、消防过滤式自救呼吸器、救生缓降器和带声光报警功能的强光手电；

图4，喷水无人机8包括无人机1、设置在无人机1下端的水箱17、设置在水箱17上端的注水孔18、与水箱17连接且由防水电机带动的射水泵19以及设置在射水泵19出口且用于向高层楼房玻璃窗内喷水的喷水嘴20；

图5，灭火球无人机9包括无人机1、安装在无人机1下端且底面左高右低设置的存球箱22、放置在存球箱22内的灭火球体21、上端铰接在存球箱22上且位于倾斜底面右端的侧翻挡板23、设置在存球箱22下端的送球电机24、设置在送球电机24输出轴上的齿轮、与齿轮啮合且水平移动的送球齿条25、设置在送球齿条25上端且用于将存球箱22内的灭火球体21送到高层楼房玻璃窗内的送球前伸板26以及两端分别铰接在送球齿条25与侧翻挡板23上的铰接支架27；送球齿条25通过铰接支架27带动侧翻挡板23向上摆动打开或向下摆动闭合；

还可以还包括楼顶载人无人机10和楼层载人无人机11；

图6，楼顶载人无人机10包括至少两台无人机1、设置在无人机1下方的楼顶载人框28、设置在楼顶载人框28上且与对应楼顶载人框28连接的连接挂钩29以及设置在楼顶载人框28上的载重警示器30；

图7，楼层载人无人机11包括无人机1、左端铰接在无人机1上的摆杆33、设置在摆杆33右端的脚踩架34以及左端设置在无人机1上的挂绳35；

图8，挂绳35与脚踩架34挂接。

还可以还包括总控制直升机12，在总控制直升机12上设置有直线驱动装置31，在直线驱动装置31上设置有用于将总控制直升机12内消防员送入高层楼房内的连接梯32，在总控制直升机12上设置有用于将人从连接梯32送到地面的升降架36；直线驱动装置31为齿轮齿条结构或丝杠丝母结构。

在总控制直升机12上设置有制动电机，制动电机传动连接有卷筒，卷筒上连接有钢丝绳，钢丝绳下端与升降架36连接。

无人机机体由轻质复合材料制成，具有耐高温能力，同时所述无人机机体轻，增高增加任务载荷。

无人机还包括防热罩，用来保护飞机的油箱不受失火区域热辐射的影响。

无人机机体内部还设置有可燃气体探测器和有毒气体探测器，可燃气体探测器和有毒气体探测器与控制终端连接；通过可燃气体探测器和有毒气体探测器探测灾害发生地是否有甲烷、一氧化碳等可燃气体，避免发生二次火灾。

关于飞行控制：根据发动机参数与油门位置，通过控制终端调整垂直陀螺、速率陀螺、磁行向针、无线电高度表、gps定位系统4控制无人机的飞行；模拟量模块接收垂直陀螺、速率陀螺、磁行向针、无线电高度表、gps定位系统4反馈的信号，从将信号输出给舵机控制板，舵机控制板控制相应舵机转动；

雷达生命探测仪3将生命信号，gps定位系统4将gps定位信号、高清摄像头5将视频信号输入给主机，主机将信号发送给控制终端，在控制终端显示生命信号。图像或视频信号，接收gps位置信息。上述模块都是现有技术模块，本申请的通过将其组合使用产生良好的使用效果。

本发明的照明救援侦查无人机，优选六轴飞行器，雷达生命探测仪为主被动雷达生命探测与搜索系统，是一种结合主动雷达和被动探测雷达技术用于生命探测与搜索的系统。主动雷达探测系统是利用雷达技术、生物医学工程技术于一体的生命探测设备。它主要利用电磁波的反射原理制成，通过检测人体生命活动所引起的各种微动，从这些微动中得到呼吸、心跳的有关信息，从而辨识有无生命。被动探测雷达系统是一种能对空中、地面和海上目标（发射电磁信号）进行定位，识别和跟踪的电子侦测系统。探测性能及指标：主动雷达探测能力：穿透实体介质探测模式：距离墙面距离30m，穿透砖混墙体（厚度24cm）能够探测到墙体后面10m内的人体肢体微动：穿透雾化介质探测模式：穿透烟雾、尘雾、水雾等（距离≥50m）能够检测到人体的肢体微动；距离分辨率：≤1m，探测张角：有效探测区为张角120度，方位角和俯仰角；能识别和区分多人体目标：目标个数≤3，人体表面径向距离不小于1m，目标间方位角度不小于15度；对生命体目标反应时间≤30s。被动雷达探测能力：激励60米内穿透能力：砖墙4层，钢混结构墙体2层；探测水平局里300米内穿透能力：砖墙3层，钢混结构墙体1层；信号检测灵敏度：优于-105bm；探测速度：每分钟探测信号60个；定位精度：优于8米；工作频段：800mhz/2ghz。本发明的照明系统采用聚焦无影灯与led手术无影灯技术相结合，聚焦无影灯是一种利用计算机辅助模块化设计，多颗led光柱聚焦照射，最科学的弧度灯头，多点光源设计，实现长距离深度照明，中心照度最高，且节能环保使用寿命长，它主要利用光照射物体形成本影和半影的原理设计，通过多个灯光照射，使本影完全消失，半影也淡化变无，并通过聚焦技术，实现多个强光的集中照射和分散照射，确保照射物无本影和暗影出现。照明性能及指标：照明能力：最大照射距离可达到100米，多个灯光聚焦一点照射，多个灯光分散高清无影照射，led冷光源长时间照射不会对照射物产生可燃温度，使用寿命达5万小时以上，单个灯源损坏对照射物不会产生明显影响，当被多个物体遮挡时，同样能达到完美的无影照明效果。

具体应用案例：某城市交通拥挤，小区内车辆乱停放，消防通道被私家车占用。

某日，天气干燥，某小区35层高楼发生燃气爆炸，发生火灾，住户厨房的消防监测报警器感应到火焰，控制电磁阀打开进行喷水；电磁阀断电打开进行喷水；电磁阀为通电时候闭合水路，断电时候打开水路；火势小，直接扑灭。

某日，天气干燥，市中心某小区35层高楼发生燃气爆炸，发生火灾，住户厨房的消防监测报警器感应到火焰，控制电磁阀打开进行喷水；电磁阀断电打开进行喷水；电磁阀为通电时候闭合水路，断电时候打开水路；但是恰好遇到自来水公司维修管道停水。

消防监测报警器感应，通过单元楼消防处理器通知本单元楼其他住户的消防监测报警器感应报警蜂鸣，提示人们疏散，但是，由于火势大，电路中断，很多人无法穿越火灾逃生，只好向楼顶逃生；

社区服务器（一般在物业处）通过显示屏观察各个消防监测报警器的状态，可以正常为绿色，非正常为红色，报警为橙色，同时语音报警或蜂鸣报警，从而方便物业消防人员准确判断着火单元楼或楼层，启动探测破碎无人机7将玻璃窗进行破碎，具体是，物业消防人员通过遥控器通过电池带动破碎电机13-电动推杆14-螺母座-破碎榔头15用尖端撞击玻璃，将其击碎，电动推杆14将应急救生包16通过击碎的高层楼房玻璃窗送入住宅内实现自救，当然通过雷达可以更加准确的判定哪户人家有人，从而实现精准投放，提高营救效率，减少消防器材的浪费；然后启动喷水无人机8通过射水泵19将水箱17中的水喷射到高层中，通过遥控将喷完说的无人机送到消防池中，通过注水孔18进行快速注水，从而延缓和降低火势，射水泵19通过电机驱动，电池给电机供电是公知常识，电机遥控是显而易见的公知常识。启动灭火球无人机9通过电机-齿轮-齿条-送球前伸板26伸入楼房中，铰接支架27带动侧翻挡板23向上摆动打开，灭火球体21在自重作用下沿底面、送球前伸板26滚入楼房中，实现自动灭火，减少火势。

片区总服务器调动附件小区的无人机进行支援，在每个社区都备有相应无人机的遥控器，可以通过颜色进行区分，楼顶载人框28降落到楼顶，人们可以通过连接挂钩29连接，实现多个无人机同时营救，当然通过载重警示器30防止超载；通过雷达监测有生命的住户，楼层载人无人机11将摆杆33送入该住户中，人们站在脚踩架34上，摘下挂绳35，摆杆33转为竖直，从而将其救出。

市区总调度站调动总控制直升机12、楼顶载人无人机10以及楼层载人无人机11支援，将消防战士空运到火灾现场并进行营救。消防战士根据雷达精准从窗户中进入寻找生命体，避免盲目寻找的时间浪费与体能消耗，通过梯子将其送到总控制直升机12上，总控制直升机12通过升降架36将其送到地面，极大的提高营救效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。