一种用于携带空中起飞装置的升空定位装置的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种用于携带空中起飞装置的升空定位装置。

背景技术：

无人机是指利用无线遥控设备和自身的控制装置进行控制的不载人飞行器，例如无人直升机、固定翼无人机、无人伞翼机等。近十几年来，无人机已被广泛应用于航拍摄影、电力巡检、环境监测、森林防火、灾情巡查、防恐救生、军事侦察、战场评估等领域。

目前，绝大多数无人机都是直接从地面起飞，并且无人机为了减轻负载，通常采用较小容量的电池，那么无人机在起飞后需要上升到一定的高度，在上升的过程中，无人机的能耗会非常大，导致电池的电量损耗较多，直接导致无人机在空中的续航时间较短。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能够将无人机提升到一定的高度，节省无人机升空能耗的用于携带空中起飞装置的升空定位装置。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

在一个总体方面，提供一种用于携带空中起飞装置的升空定位装置，与空中起飞装置相连接，包括热气球、加热器、吊篮、蓄电池、控制器、定位模块和第一螺旋桨，其中：

热气球、加热器和吊篮从上至下通过柔性连接件依次固定连接；

第一螺旋桨固定设置在热气球的外表面；

定位模块、蓄电池和控制器均固定设置在吊篮内部；

加热器包括储气瓶和点火器，储气瓶喷出可燃气体，可燃气体经点火器点然后，进入热气球内部；

定位模块、第一螺旋桨、蓄电池、储气瓶和点火器均与控制器电连接，控制器用于控制定位模块、第一螺旋桨、蓄电池、储气瓶和点火器的工作状态。

可选的，柔性连接件为软管，定位模块、第一螺旋桨、储气瓶和点火器与蓄电池电连接的连接线设置在软管内部。

可选的，升空定位装置还包括空速传感器，空速传感器固定设置在吊篮内，空速传感器与控制器电连接。

可选的，升空定位装置还包括气压计，气压计固定设置在吊篮内，气压计与控制器电连接。

可选的，第一螺旋桨围绕热气球等间隔设置。

可选的，第一螺旋桨的数量为偶数。

可选的，热气球由光伏伞布制成，光伏伞布由透光防护层、光伏中间层和不透气承力底层组成。

可选的，热气球与蓄电池电连接。

可选的，光伏中间层由柔性太阳能电池组成。

可选的，升空定位装置还包括太阳能板，太阳能板固定设置在热气球的外表面，太阳能板和蓄电池电连接。

本实用新型提供了一种用于携带空中起飞装置的升空定位装置，由于储气瓶喷出可燃气体，可燃气体经点火器点然后，进入热气球内部可以使热气球具有较大的上升浮力，而定位模块、第一螺旋桨、蓄电池、储气瓶和点火器均与控制器电连接，控制器可以控制定位模块将升空定位装置的位置信息发送给地面上的操作人员，并且可以控制加热器的工作状态来调整升空定位装置的位置高度，控制第一螺旋桨的工作状态来调整升空定位装置的水平位置，无人机可以被升空定位装置带到指定的位置，然后再发射出去，节省了无人机升空的能量，延长了无人机的续航时间，具备很好的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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。

图1是本实用新型的实施例一中的空中起飞系统的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例一中的升空定位装置的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例一中的空中起飞装置的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例一中的弹射机构的结构示意图；

图5是本实用新型的实施例一中的限位安全销及步进电机的结构示意图；

图6是本实用新型的实施例一中的溜板的结构示意图；

图7是本实用新型的实施例一中的无人机的结构示意图；

图8是本实用新型的实施例一中的滑槽与滑扣配合结构示意图；

图9是本实用新型的实施例二中的空中起飞系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型的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的一部分实施例，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。

实施例一

图1是本发明的实施例一中的空中起飞系统的结构示意图，图2是本发明的实施例一中的升空定位装置的结构示意图，图3是本发明的实施例一中的空中起飞装置的结构示意图，结合图1、图2和图3所示，本发明实施例公开了一种空中起飞系统，包括相互连接的空中起飞装置2和升空定位装置1，无人机6设置在空中起飞装置2上，通过升空定位装置1带着空中起飞装置2，从而将无人机6送上高空，并且升空定位装置1可以在空中稳定地悬停，向地面反馈自己的位置信息。

具体的，空中起飞装置包括壳体21、跑道23和弹射机构5，壳体21为上部设置有开口的盒型结构，跑道23固定设置在壳体21上部以遮住开口，跑道23的平面中线位置设置有空隙，空隙沿第一方向布置，第一方向为无人机6的发射方向。

具体的，在本实施例中，壳体21为一个长方体，跑道23为一个长方形平面，无人机可以在平面上起飞。

进一步的，升空定位装置包括热气球11、加热器12、吊篮13、蓄电池、控制器、定位模块和第一螺旋桨171，热气球11、加热器12和吊篮13从上至下通过柔性连接件依次固定连接，第一螺旋桨171固定设置在热气球11的外表面，定位模块、蓄电池和控制器均固定设置在吊篮13内部，加热器12包括储气瓶和点火器，储气瓶喷出可燃气体，可燃气体可以为甲烷类物质，可燃气体经点火器点然后，使受热的空气进入热气球11内部。

进一步的，定位模块、第一螺旋桨171、蓄电池、储气瓶和点火器均与控制器电连接，控制器用于控制定位模块、第一螺旋桨171、蓄电池、储气瓶和点火器的工作状态，例如，控制器可以控制定位模块采集升空定位装置的位置信息，然后通过调整储气瓶的阀门出气量以及点火器的点火时间，以改变对空气的加热强度，达到控制升力大小的目的，从而调整升空定位装置的位置，同时，还可以控制第一螺旋桨171转动，实现调整升空定位装置的方位，以上数据均可通过控制器的无线传输模块传输到地面数据基站4，同时，地面上的工作人员看到数据后，也可以将控制指令通过地面数据基站4发送个控制器，让控制器执行控制动作。

值得注意的时，空中起飞装置2设置在升空定位装置1的下方，壳体21和吊篮13通过柔性连接件固定连接。柔性连接件可以为钢丝绳，橡胶绳或者软管，在本实施例中，采用软管作为柔性连接件，定位模块、第一螺旋桨171、储气瓶和点火器与蓄电池电连接的连接线均可以设置在软管内部，受到软管的保护。

图4是本发明的实施例一中的弹射机构的结构示意图，如图4所示，弹射机构5设置在壳体21内部，弹射机构5包括滑架51、溜板机构、滑块511、缆绳512、弹簧513、限位销514和安装板515，安装板515平行于第一方向设置，滑架51固定设置在安装板515上且滑架51位于空隙的下方，溜板机构可滑动设置在滑架51上，滑块511固定设置在溜板机构上，滑块511的上部穿过缝隙设置于壳体21外部，滑块511用于推动无人机6，弹簧513的一端与安装板515连接，缆绳512的一端与弹簧513的另一端连接，缆绳512的另一端与溜板机构连接，限位销514插设在安装板515上，缆绳512的中部绕过限位销514，缆绳512被限位销514张紧，当无人机6放置在跑道上时，滑块511抵住无人机，通过缆绳512的中部绕过限位销514使缆绳512被限位销514张紧，弹簧513伸长，无人机6处于待发射射状态，拔下限位销514，缆绳512失去张力，弹簧513恢复原状，使得溜板机构在缆绳512的拉动下在滑架51上滑动，从而使滑块511滑动，推动无人机6发射出去，由于弹簧513收缩形变较大，因此无人机6具有较大的动力。

图6是本发明的实施例一中的溜板的结构示意图，结合图4和图6所示，弹射机构5还包括第一滑轮54、第二滑轮55和第三滑轮56，溜板机构包括上溜板59和下溜板510，滑架51包括上滑板和下滑板，第一滑轮54和第三滑轮56均可转动设置在上溜板59下方，上滑板穿设在上溜板59和第一滑轮54、第三滑轮56之间，第二滑轮55可转动设置在下溜板510上方，下滑板穿设在下溜板510和第二滑轮55之间，缆绳512的另一端依次绕过第三滑轮56、第二滑轮55和第一滑轮54后与安装板515固定连接，上滑板和下滑板朝向第一方向的一端之间的距离小于上滑板和下滑板背离第一方向的另一端之间的距离，通过设置滑轮组，可以是弹簧513在收缩时，缆512提供给第二滑轮55力提高一倍，从而加速度也提高，无人机6飞出的速度也提高。值得注意的是，滑轮组还可以根据需要设置多个滑轮。并且，上滑板和下滑板均为楔形板，且上滑板和下滑板朝向第一方向的一端向上翘起，给无人机6提供一个向上飞起的推力。

进一步的，弹射机构5还包括第四滑轮57，限位销514穿过第四滑轮57插设在安装板515上，缆绳512绕设在第四滑轮57上，使得缆绳512不会与限位销514发生摩擦，减小了摩擦力。

进一步的，弹射机构5还包括第五滑轮58，第五滑轮58设置在第四滑轮57下方，缆绳512绕设在第五滑轮57上，改变弹簧513的布置方向，节省空间。

进一步的，滑架51还包括第一支腿52和第二支腿53，第一支腿52固定设置在上滑板和下滑板背离第一方向的另一端，第二支腿53固定设置在上滑板和下滑板朝向第一方向的一端。值得注意的是，当设置有第二支腿53时，第二支腿53上需要开设一个供缆绳512穿过的孔洞。

进一步的，如图3所示，空中起飞装置还包括滑越机构24，滑越机构24包括可调斜面241和支撑杆243，可调斜面241通过铰链242与跑道23沿第一方向布置的一端可转动连接，可调斜面241的上表面为曲面，当无人机6从可调斜面241上弹出时，可调斜面241可以给无人机一个向上斜飞的倾角，使无人机飞起，支撑杆243的一端可转动设置在壳体21朝向第一方向的侧壁上，支撑杆243设置于可调斜面241的下方，支撑杆243的一端与可调斜面241的底面相抵接，通过调整支撑杆243的角度，可以改变可调斜面241的角度，从而改变无人机6起飞的角度。

进一步的，如图2所示，空中起飞装置还包括至少两个第二螺旋桨172，第二螺旋桨172分成两组，两组第二螺旋桨172分别相对布置在壳体21位于空隙两侧的侧壁外部，第二螺旋桨172与控制器电连接，通过控制第二螺旋桨172的转动，可以调整整个空中起飞装置的方位。

图5是本发明的实施例一中的限位安全销及步进电机的结构示意图，如图5所示，空中起飞装置还包括电机516和连杆机构517，电机516固定设置在安装板515上，电机516与控制器电连接，电机516的主轴方向与安装板515平行，连杆机构517包括第一连杆和第二连杆，第一连杆与电机516的主轴垂直，第一连杆的一端与电机516的主轴固定连接，第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与限位销514铰接，通过控制器使电机516转动，从而使连杆机构517转动，带动限位销514从安装板515脱离，使得第四滑轮57脱落，缆绳512失去约束，弹簧513收，从而拉动无人机6向第一方向弹出。

图7是本发明的实施例一中的无人机的结构示意图，如图7所示，无人机6包括无人机本体和设置在无人机本体上的无人机机载太阳能板61、无人机机载储能电池62、无人机机载数据收发器43和设置在无人机6翼间小翼外侧的滑扣63，无人机机载数据收发器43用于与地面地面数据基站4通信，无人机机载太阳能板61与无人机机载储能电池62电连接，用于将太阳能转换成电能，提高无人机续航能力。

图8是本发明的实施例一中的滑槽与滑扣配合结构示意图，结合图3、图7和图8所示，壳体21位于空隙两侧的侧壁的高度超过跑道23的高度，因此，壳体21位于空隙两侧的侧壁超过跑道23的部分的内部设置有滑槽22，滑槽22位于跑道23上方，滑槽22平行于第一方向设置，滑扣63插设在滑槽22内，当无人机6在跑道3上弹射出去时，滑扣63和滑槽22的配合可以避免无人机6因初始加速度过大而侧翻，确保起飞过程的安全。

进一步的，升空定位装置1还包括空速传感器，空速传感器固定设置在吊篮13内，空速传感器与蓄电池电连接，空速传感器可以测量热气球11的航速。

进一步的，升空定位装置1还包括气压计，气压计固定设置在吊篮13内，气压计与蓄电池电连接，气压计可以通过测量大气压强来测得热气球11高度。

进一步的，第一螺旋桨171围绕热气球11等间隔设置，第一螺旋桨171的数量设置为偶数，可以平衡第一螺旋桨171带来的力矩。

进一步的，热气球11由光伏伞布制成，光伏伞布由透光防护层、光伏中间层和不透气承力底层组成，光伏中间层由柔性太阳能电池组成，可将太阳能转化为电能，热气球11与蓄电池电连接，可以利用太阳能给蓄电池充电。

值得注意的是，当热气球11不采用光伏伞布制作时，可以在热气球11上设置太阳能板，太阳能板固定设置在热气球11的外表面，太阳能板和蓄电池电连接，可以利用太阳能给蓄电池充电。

进一步的，空中起飞装置还包括地面数据基站4，地面数据基站4与控制器和无人机机载数据收发器43无线通信，地面数据基站4用于接收控制器和无人机采集到的图片信息及位置信息，并且地面数据基站4还可以向控制器和无人机6发送控制指令。

实施力二

图9是本发明的实施例二中的空中起飞系统的结构示意图，如图9所示，作为本发明的又一实施例，与上一实施例不同的是，本实施例的空中起飞装置2设置在升空定位装置1的上方，空中起飞系统还包括隔热层18，隔热层18固定设置在热气球11上，壳体21固定设置在热隔热层18上。

本说明书的实施例提供了一种用于携带空中起飞装置的升空定位装置，由于储气瓶喷出可燃气体，可燃气体经点火器点然后，进入热气球内部可以使热气球具有较大的上升浮力，而定位模块、第一螺旋桨、蓄电池、储气瓶和点火器均与控制器电连接，控制器可以控制定位模块将升空定位装置的位置信息发送给地面上的操作人员，并且可以控制加热器的工作状态来调整升空定位装置的位置高度，控制第一螺旋桨的工作状态来调整升空定位装置的水平位置，无人机可以被升空定位装置带到指定的位置，然后再发射出去，节省了无人机升空的能量，延长了无人机的续航时间，具备很好的实用性。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出至少两个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。