一种利用无人机和氢气球的配送装置及其物资配送方法与流程

本发明涉及物资配送的，具体为利用无人机和氢气球的配送装置及配送方法。

背景技术：

1、因国防或科学研究的需要，在海岛，铁塔或雷达站等人迹罕至的偏远地方常常需要战士或科研人员驻守，这就需要外部人员定期配送物资到驻扎点。

2、为了保障驻扎点物资供应，现在配送物资的方式是用船将物资运输到驻扎点附近，由战士或科研人员徒手将物资拎上去，在由战士驻守的驻扎点，一次物资配送都要一个排的战士忙一整天，配送效率非常低，现在还有使用直升飞机进行配送物资，直升机配送的价格非常高，在没有直升机的驻扎点，还只能人力配送。

3、另外，公开号为：cn213677154u的中国实用新型专利，公开了一种用于物流终端配送的翼伞运输系统，包括翼伞以及安装在翼伞上的翼伞控制盒，翼伞控制盒包括箱体和绞盘，绞盘上缠绕翼伞两侧的控制绳，翼伞控制盒上设有翼伞飞行控制器，以及分别与翼伞飞行控制器连接的航姿传感器、北斗导航定位装置、激光雷达装置以及两个电机驱动装置。该专利的具体实施例中指出，在使用时，货物投送前用户上传接货点地址，地面站可自动算出接货点坐标、高度等信息，物流公司再将物流投送任务通过刷码或者usb接口传输分配到每个翼伞运输系统的控制器中，当翼伞运输系统位于投送地点上空附近时，需要将翼伞运输系统投掷出飞机机舱。因此该专利通过飞机将物资运输到接货点的上空，然后再由翼伞运输系统向接货点投放，这种物资配送方式的缺点是：一、飞机运输成本高，特别是向偏远的海岛输运物资，运输成本更高；二、在风力很大的实际环境下，翼伞运输系统很难去调节航行方向，容易造成航向偏离；三、翼伞运输系统无法回收，飞机向下一个接货点投送物资时，还需要使用另一个新的翼伞运输系统。

4、鉴于此，亟待发明一种适合这种偏远的海岛，铁塔或雷达站场景下应用的物资配送装置，提高配送效率，降低配送成本，减轻人力依赖。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用无人机和氢气球的配送装置及其物资配送方法，船体内的制氢装置现场制备氢气，作为氢气球的氢气源，无人机带动导向绳索飞向位置处于高处的海岛，铁塔或雷达站上的配送点，导向绳索形成配送点和船体之间的滑动索道，氢气球即可带动物资沿着导向绳索滑向配送点，配送点即指驻扎点上的物资配送处，减少人力依赖，提高配送效率，降低配送时间。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用无人机和氢气球的配送装置，包括船体、无人机和氢气球，用于向高处的配送点配送物资，其中，所述船体上设置有制氢装置、氢气罐、导向绳索、牵引绳、第一卷线盘和第二卷线盘；

3、所述制氢装置的出气端通过集氢气管与所述氢气罐的进气端相连通，所述氢气罐的出气端通过所述供氢气管与所述氢气球的进气端相连通，用于向所述氢气球内充入氢气；

4、所述第一卷线盘和所述第二卷线盘均安装在所述船体的船首处，所述导向绳索的一端与所述第一卷线盘连接，所述导向绳索的另一端与所述无人机连接，所述第一卷线盘可收纳所述导向绳索；

5、所述氢气球底部连接有吊物绳索，所述吊物绳索的下端连接有盛放物资的载物容器，所述吊物绳索的中部连接有卡扣，所述卡扣套设在所述导向绳索的外部，所述牵引绳的一端与所述第二卷线盘连接，所述牵引绳的另一端与所述吊物绳索连接，所述第二卷线盘可收纳所述牵引绳。

6、通过采用上述技术方案，在实际使用过程中，船体驶向配送点附近的目的地，船体上的人员控制无人机带动导向绳索飞向位于高处的配送点，配送点的人员将导向绳索固定在配送点上，制氢装置现场制备的氢气充入氢气球内，由于氢气球下侧的卡扣套设在导向绳索上，因此导向绳索形成了氢气球向上移动的索道，氢气球依靠浮力带动物资沿着导向绳索滑向配送点，即可将物资配送到配送点，利用第一卷线盘和所述第二卷线盘分别收纳导向绳索和牵引绳，使得导向绳索和牵引绳收放简便，该物资配送装置可减少人力配送，且配送成本低，提高配送效率，降低配送时间，极大的改善了驻扎点的物资供应条件。

7、优选的，所述制氢装置为甲醇重整制氢装置，所述甲醇重整制氢装置包括甲醇水储存罐、甲醇重整器和石灰水容器，所述甲醇水储存罐的出口端与所述甲醇重整器的燃料入口端通过油管连接，所述甲醇重整器的出气端与所述石灰水容器的入口端通过气管连接，所述石灰水容器的出口端通过所述集氢气管与所述氢气罐的进气端相连通。

8、通过采用上述技术方案，甲醇水储罐内的甲醇水原料，输送至甲醇重整器内，甲醇重整器内发生甲醇的重整反应，生成富含氢气的重整气，石灰水容器内盛放有石灰水，富氢重整气输送至石灰水容器内，石灰水将重整气中的二氧化碳除去，剩余氢气和少量的一氧化碳，然后氢气和少量的一氧化碳通过集氢气管输送到氢气罐内，氢气罐内的氢气通过供氢气管与氢气球相连通，再利用氢气球的浮力带动物资上升。

9、优选的，所述导向绳索包括钢丝绳索和轻质细绳，所述钢丝绳索和轻质细绳相近的一端相互连接，所述钢丝绳索的另一端与所述第一卷线盘连接，所述轻质细绳的另一端与所述无人机连接。

10、通过采用上述技术方案，若是配送点的位置过高，导致导向绳索的重量超过无人机的负载，因此将导向绳索设计成质量重的钢丝绳索和质量轻的轻质细绳，这样无人机就可以轻易的拖动轻质细绳和少量钢丝绳索，当无人机到达配送点后，配送点上的人员拉动轻质细绳，以将质量重的钢丝绳索牵引至配送点，减少了无人机的负荷，使无人机的续航里程更长。

11、优选的，所述卡扣的外表面喷涂有特氟龙涂料层。

12、通过采用上述技术方案，特氟龙涂料层具有较低的摩擦系数，负载滑动时摩擦系数产生变化，但数值仅在0.05～0.15之间，可以显著的降低卡扣与导向绳索之间的摩擦力，特氟龙涂料层还具有耐热性和耐磨损性，短时间可耐高温到300℃，一般在240℃～260℃之间可连续使用，具有显著的热稳定性，它可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下不融化，在高负载下，具有优良的耐磨性能。

13、一种物资配送方法，其中，包括上述中任意一项所述的利用无人机和氢气球的配送装置，用于向位于高处的配送点配送物资，所述物资配送方法包括：

14、步骤一：所述船体驶向配送点附近的目的地，开启所述制氢装置制备氢气，将氢气输入所述氢气罐内，所述氢气罐通过所述供氢气管向所述氢气球内充满氢气，所述氢气球产生浮力；

15、步骤二：将所述卡扣套在所述导向绳索的外部，所述吊物绳索与所述氢气球和所述载物容器连接，待配送物资放置在所述载物容器内；

16、步骤三：所述无人机拖动所述导向绳索飞向配送点，配送点上的人员将所述导向绳索固定在配送点处，形成所述船体到配送点之间的滑行索道；

17、步骤四：所述船体上的人员通过控制所述第二卷线盘逐渐放开所述牵引绳，所述氢气球将带动所述卡扣沿着所述导向绳索滑向配送点，到达配送点后，配送点上的人员取下物资；

18、步骤五：所述船体上的人员通过控制所述第二卷线盘收回所述牵引绳，将所述氢气球返回所述船体上，可利用所述氢气球对物资进行多次往复配送，直至全部物资配送完毕；

19、步骤六：配送点上的人员将所述导向绳索与配送点解除连接，所述船体上的人员将所述导向绳索、所述牵引绳和所述氢气球收回至所述船体上。

20、通过采用上述技术方案：通过制氢装置现场制备氢气，可以减少船体内存放大容积氢气罐作为氢气球的氢源的安全隐患，利用氢气球的浮力带动物资沿着导向绳索滑向配送点，减少了人力的配送，因此效率更高，配送的时间会更短。

21、优选的，上述步骤三中，所述无人机和所述氢气球共同拖动所述导向绳索飞向配送点，所述船体上的人员通过控制所述第二卷线盘收回所述牵引绳，以将所述氢气球返回所述船体上。

22、通过采用上述技术方案：若是配送点的位置过高，导致导向绳索的重量超过无人机的负载，可选择无人机和所述氢气球共同拖动导向绳索飞向配送点，氢气球的浮力抵消导向绳索的重力，通过无人机的导航抵达配送点，用无人机和所述氢气球协同工作，来减少无人机的负荷，配送点上的人员将导向绳索固定在配送点后，船体上的人员再通过牵引绳将氢气球返回船体上，在氢气球上连接载物容器后，即可利用氢气球配送物资。

23、与相关技术相比较，本发明提供的利用无人机和氢气球的配送装置具有如下有益效果：

24、1、本发明通过无人机将船体和配送点之间拉一根导向绳索，氢气球通过吊物绳索连接载物容器，使用载物容器盛放物资，吊物绳索上固定有套设在导向绳索上的卡扣，利用氢气球的浮力和卡扣带动物资沿着导向绳索向上滑动至配送点，物资配送效率高，减轻人力负担，构思巧妙，实用性强，易于实施；

25、2、本发明具有制氢装置，可以现场制备氢气，向氢气球充满氢气后，即将氢气罐内的氢气排空，这样更安全可靠；

26、3、本发明通过氢气球的浮力平衡物资的重力，减少油耗，环保无污染。