攀登安全保障飞行器的制作方法

1.本实用新型实施例涉及攀登运动安全保障装备技术领域，特别是涉及一种攀登安全保障飞行器。


背景技术：

2.攀登者在攀登过程中，通常需要通过护膝、防撞头盔、一端固定在岩壁顶部的固定点而另一端系于攀登者腰部的安全绳等安全保障装备对攀登者进行保护。
3.目前，随着科技水平的发展，出现越来越多的用于攀登运动的辅助飞行器。现有的一种攀登辅助飞行器包括机体、组装于所述机体上用于驱动所述机体升降的飞行动力模块、组装于所述机体上的弹射式降落伞模块以及用于控制所述飞行动力模块工作状态的控制器，所述弹射式降落伞模块包括伞舱、折叠收纳于所述伞舱内的降落伞、用于将降落伞快速弹射出伞舱的弹射组件以及用于启动所述弹射组件的激发组件。
4.但这种攀登辅助飞行器在攀登使用时存在一定局限性：
5.1、上述降落伞的作用是保护飞行器以防止飞行器降落时损坏，无法将飞行器与攀登运动结合起来，降落伞打开而不能对人体起跌落保护作用。
6.2、在攀登者在攀登过程中，使用安全绳、护膝、防撞头盔等被动安全保障装备，在攀登者发生跌落时无法避免人体与岩壁的碰撞，且这些安全保障装备均需要随身携带，使攀登者携带沉重，不利于攀登者行动，另外安全绳容易发生缠绕，干扰攀登者行动。
7.综合上述起因，亟须提供一种结合安全绳、降落伞并应用于辅助攀登以保障攀登者安全的飞行器。


技术实现要素：

8.本实用新型实施例要解决的技术问题在于，提供一种攀登安全保障飞行器，方便使用者行动、能够主动保障使用者安全。
9.为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用以下技术方案：一种攀登安全保障飞行器，包括：
10.机体；
11.组装于所述机体上用于驱动所述机体升降的飞行动力模块；
12.组装于所述机体上的弹射式降落伞模块，所述弹射式降落伞模块包括伞舱、折叠收纳于所述伞舱内的降落伞、用于将降落伞快速弹射出伞舱的弹射组件以及用于启动所述弹射组件的激发组件；
13.用于控制所述飞行动力模块工作状态的控制器；
14.安全绳，顶端分别与所述激发组件以及所述降落伞连接固定而底端向下悬垂用于绑固于使用者身体上；以及
15.人体检测模块，组装于所述机体上并连接所述控制器，用于实时检测使用者位置并确定所述机体与所述使用者之间的实时距离值并将所述实时距离值发送给所述控制器，
所述控制器还根据所述实时距离值控制所述飞行动力模块驱动所述机体相应升降以使所述机体始终悬停在所述使用者后上方预定的安全高度位置处。
16.进一步地，所述伞舱包括安装于所述机体上的底座以及活动连接于所述底座的罩盖，所述降落伞通过折叠后收纳于所述底座和所述罩盖闭合后组成的容纳腔内，所述底座的边缘处对称地设置有若干个在自由端形成第一勾扣部的扣臂，各个所述扣臂的根部与所述第一勾扣部之间还形成易折部，所述罩盖的边缘处对应设置有与各个所述第一勾扣部一一对应配合卡扣配合而将罩盖固定于底座上的第二勾扣部，所述扣臂的自由端还与所述激发组件相连而在所述激发组件的带动下向远离第二勾扣部方向转动以使所述扣臂在所述易折部处折断进而使所述罩盖与所述底座解除卡扣连接。
17.进一步地，所述伞舱包括安装于所述机体上的底座以及活动连接于所述底座的罩盖，所述降落伞通过折叠后收纳于所述底座和所述罩盖闭合后组成的容纳腔内，所述底座的边缘处对称地设置有若干个在自由端形成第一勾扣部的扣臂，所述罩盖的边缘处对应设置有与各个所述第一勾扣部一一对应卡扣配合的第二勾扣部，所述扣臂的自由端还与所述激发组件相连而在所述激发组件的带动下向远离第二勾扣部方向转动而使所述第一勾扣部与所述第二勾扣部脱离卡扣连接而使所述罩盖与所述底座解除卡扣连接。
18.进一步地，所述激发组件为拉绳，所述拉绳一端与所述安全绳相连接而另一端与所述扣臂的自由端相连。
19.进一步地，所述罩盖与所述降落伞的伞顶部位连接固定而随所述降落伞被同步弹射出。
20.进一步地，所述飞行动力模块包括一个组装于所述机体中心处且在所述控制器控制下工作的空心轴旋转电机与安装在所述空心轴旋转电机的输出轴上的旋翼，所述空心轴旋转电机的输出轴的中轴线与所述飞行器整体的重垂线重合，所述空心轴旋转电机的轴心处设有贯穿整个所述空心轴旋转电机的贯穿孔，所述弹射式降落伞模块组装于所述飞行动力模块的上方，所述安全绳从所述贯穿孔中穿过。
21.进一步地，所述弹射式降落伞模块组装于所述机体的中部，而所述飞行动力模块包括多个对称地设置于所述机体靠边缘处且输出轴平行设置的旋转电机和多个分别一一对应地安装于各个所述旋转电机的输出轴上的旋翼，所述降落伞的弹射路线位于全部所述旋翼的旋转区域之外，所述机体中部设置有上下贯穿所述机体的贯穿孔，所述安全绳从所述贯穿孔中穿过。
22.进一步地，所述安全绳上在位于所述机体和使用者之间的预定位置处设置有用于在安全绳上升时对应抵挡在所述贯穿孔的下端孔口处而使使用者与所述机体保持预定安全距离的挡止部。
23.进一步地，所述机体与所述降落伞的伞绳底端直接连接固定或通过一缓冲绳连接固定，所述缓冲绳的缓冲距离小于所述安全绳随被弹射出去的所述降落伞快速上升的距离。
24.进一步地，所述飞行器还包括设置于所述机体底部并与所述控制器相连、用于监测所述安全绳活动状态的传感器，所述传感器在所述安全绳跟随被弹射出去的所述降落伞快速上升时被激发而产生关停信号并发送所述关停信号给所述控制器，所述控制器根据所述关停信号控制所述飞行动力模块停止输出动力。
25.采用上述技术方案，本实用新型实施例至少具有以下有益效果：本实用新型实施例通过在机体上设置人体检测模块，人体检测模块实时检测使用者的位置信息并确定机体与使用者之间的实时距离值，控制器根据实时距离值控制飞行动力模块驱动机体相应升降以使机体悬停在使用者上空始终保持预定的安全距离而不会影响使用者正常的攀登动作，而一旦使用者在攀登过程中不慎发生跌落，安全绳会跟随使用者快速下落而使与安全绳相连的激发组件被激发，进而由激发组件启动弹射组件来将降落伞快速弹射出伞舱外，并且与降落伞相连的安全绳也能随降落伞上升进而能向上拉拽使用者以避免使用者继续坠落，而降落伞在被弹射出去后即会展开提供足够的浮力实现缓慢安全降落，安全性高，如此，相比于传统的安全绳、护膝、防撞头盔等被动保险装备，能够方便使用者行动、并主动保障使用者安全。
附图说明
26.图1是本实用新型攀登安全保障飞行器的一个可选实施例的立体结构示意图。
27.图2是本实用新型攀登安全保障飞行器的一个可选实施例沿伞舱一个中轴面的剖面结构示意图。
28.图3是图2中在a处的局部放大示意图。
29.图4是本实用新型攀登安全保障飞行器的一个可选实施例的弹射降落伞后降落伞处于展开状态的立体结构示意图。
30.图5是本实用新型攀登安全保障飞行器的另一个可选实施例的弹射降落伞后降落伞处于展开状态的立体结构示意图。
31.图6是本实用新型攀登安全保障飞行器的一个可选实施例的控制原理框图。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定，而且，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
33.如图1-图6所示，本实用新型一个可选实施例提供一种攀登安全保障飞行器，包括机体1、组装于所述机体1上用于驱动所述机体1升降的飞行动力模块2、组装于所述机体1 上的弹射式降落伞模块3、用于控制所述飞行动力模块2工作状态的控制器6、安全绳4以及人体检测模块5；所述弹射式降落伞模块3包括伞舱31、折叠收纳于所述伞舱31内的降落伞32、用于将降落伞32快速弹射出伞舱31的弹射组件33以及用于启动所述弹射组件33 的激发组件34；安全绳4的顶端分别与所述激发组件34以及所述降落伞32连接固定相连而底端向下悬垂用于绑固于使用者身体上；人体检测模块5组装于所述机体1上并连接所述控制器6，人体检测模块5用于实时检测使用者位置并确定所述机体1与所述使用者之间的实时距离值并将所述实时距离值发送给所述控制器6，所述控制器6还根据所述实时距离值控制所述飞行动力模块2驱动所述机体1相应升降以使所述机体1始终悬停在所述使用者后上方的预定的安全高度位置处。
34.本实用新型实施例通过在机体上设置人体检测模块5，人体检测模块5实时检测使用者的位置信息并确定机体1与使用者之间的实时距离值，控制器6根据实时距离值控制飞
行动力模块2驱动机体1相应升降以使机体1悬停在使用者上空始终保持预定的安全距离而不会影响使用者正常的攀登动作，而一旦使用者在攀登过程中不慎发生跌落，安全绳4会跟随使用者快速下落而使与安全绳4相连的激发组件34被激发，进而由激发组件34启动弹射组件33来将降落伞32快速弹射出伞舱31外，并且与降落伞32相连的安全绳4也能随降落伞 32上升进而能向上拉拽使用者以避免使用者继续坠落，而降落伞32在被弹射出去后即会展开提供足够的浮力实现缓慢安全降落，安全性高，如此，相比于传统的安全绳、护膝、防撞头盔等被动保险装备，能够方便使用者行动、并主动保障使用者安全。在实际应用中，降落伞32可以采用中国9d型单兵降落伞，中国9d型单兵降落伞的通用性好、质量上乘，折叠后的中国9d型单兵降落伞便于收纳到容纳腔313内，且重量轻盈，重约4.8kg，可以将飞行器负重控制在较小范围内，以提升所述飞行器的续航时长，通常地，飞行器的续航时长应当不低于1小时。
35.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述人体检测模块5是设置于所述机体1底部的红外线探测器或人体探测雷达。本实施例中，人体检测模块5为红外线探测器，红外线探测器实时检测使用者位置并确定机体1与使用者之间的实时距离值并将实时距离值发送给控制器6，控制器6还根据实时距离值控制飞行动力模块2驱动机体1相应升降以使机体1始终悬停在垂直距离于使用者上方2米且攀登者与岩壁保持一定水平距离的安全高度位置处，如此，飞行器能够实时跟随攀登中的使用者，及时保障使用者的安全。在实际应用中，机体1与攀登者的水平距离及垂直距离的参数，可由攀登者在登山之前，根据山势情况，设置为人体检测模块5的锁定参数。
36.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述伞舱31包括安装于所述机体1 上的底座311以及活动连接于所述底座311的罩盖312，所述降落伞32通过折叠后收纳于所述底座311和所述罩盖312闭合后组成的容纳腔313内，所述底座311的边缘处对称地设置有若干个在自由端形成第一勾扣部3113的扣臂3111，各个所述扣臂3111的根部与第一勾扣部3113之间还形成易折部3112，所述罩盖312的边缘处对应设置有与各个所述第一勾扣部3113一一对应配合卡扣配合而将罩盖312固定于底座311上的第二勾扣部3121，所述扣臂3111的自由端还与所述激发组件34相连而在所述激发组件34的带动下向远离第二勾扣部3121方向转动以使所述扣臂3111在所述易折部3112处折断进而使所述罩盖312与所述底座311解除卡扣连接。本实施例中，设置有一个扣臂3111，通过设置易折部3112，在安全绳4受到使用者跌落时向下的拉力时，安全绳4拉紧激发组件34从而带动激发组件34对扣臂3111施加向下方的拉力，由于第一扣钩部3113在第二扣钩部3121中限位，而使扣臂 3111中部的易折部3112在第二扣钩部3121处形成扭矩，易折部3112在扭力作用下会被破坏，导致底座311和罩盖312分离，此时处于压缩状态的弹射组件33在失去罩盖312及降落伞32施加的恒压力后，弹射组件33在底座311底部往上复位进而弹射降落伞32和罩盖 312，最终通过空气对打开状态的降落伞32的阻力来抵抗人体的重力，减小使用者跌落时的冲击力，实现飞行器对使用者的主动保护功能。在实际应用中，第一扣钩部3113为倒钩，第二扣钩部3121为卡扣孔，除此之外也还可以采用其它能达到同样功效的结构。
37.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述伞舱31包括安装于所述机体1 上的底座311以及活动连接于所述底座311的罩盖312，所述降落伞32通过折叠后收纳于所述底座311和所述罩盖312闭合后组成的容纳腔313内，所述底座311的边缘处对称地设置
有若干个在自由端形成第一勾扣部3113的扣臂3111，所述罩盖312的边缘处对应设置有与各个所述第一勾扣部3113一一对应卡扣配合的第二勾扣部3121，所述扣臂3111的自由端还与所述激发组件34相连而在所述激发组件34的带动下向远离第二勾扣部3121方向转动而使所述第一勾扣部3113与所述第二勾扣部3121脱离卡扣连接而使所述罩盖312与所述底座311解除卡扣连接。本实施例中，扣臂3111具有弹性变形能力，激发组件34带动扣臂 3111发生变形并向远离第二勾扣部3121方向转动，使所述第一勾扣部3113与所述第二勾扣部3121脱离，从而完成解除罩盖312与所述底座311的卡口连接。
38.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，底座311和罩盖312形状均为半圆状，底座311和罩盖312闭合后的容纳腔313横截面为圆形，设置半圆状的底座311和罩盖 312便于收纳折叠后的降落伞32，更进一步，底座311和罩盖312形状也可以为多边形结构，形成的容纳腔313横截面例如为菱形、长方形及正方形等，结构设计多样。
39.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述激发组件34为拉绳，所述拉绳一端与所述安全绳4相连接而另一端与所述扣臂3111的自由端相连。本实施例中，所述激发组件34采用结构简单的拉绳，成本低，方便组装，而在使用者跌落时安全绳4受到的拉力能快速通过拉绳传递至扣臂3111自由端处来带动扣臂3111相应旋转以实现让罩盖312与底座311解除卡扣连接的目的。在实际应用中，拉绳可以选用钢丝绳、尼龙绳等由抗拉性好的材质制成的绳索。
40.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述罩盖312与所述降落伞32的伞顶部位连接固定而随所述降落伞32被同步弹射出。本实施例中，弹射组件33为压缩弹簧，罩盖312与降落伞32的顶部相连接，弹射组件33弹射降落伞32时，罩盖312随降落伞32 一同向上空弹射，有利于降落伞32的伞顶部位始终位于最上方而使降落伞32的弹射和展开的过程更加平稳，能够提高降落伞32的展开效率，有效保障使用者的安全。在实际应用中，可根据使用者的不同的体重区间而相应配设具有对应弹射力的弹射组件33以满足不仅能有效弹射降落伞32还能拉动该体重区间的使用者平稳上升适当的高度，由此还能形成不同弹射力规格的系列产品以供使用者选用，确保不同体重的使用者均能得到有效的安全保障。
41.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述飞行动力模块2包括一个组装于所述机体1中心处且在所述控制器6控制下工作的空心轴旋转电机21与安装在所述空心轴旋转电机21的输出轴上的旋翼22，所述空心轴旋转电机21的输出轴的中轴线与所述飞行器整体的重垂线重合，所述空心轴旋转电机21的轴心处设有贯穿整个所述空心轴旋转电机21的贯穿孔211，所述弹射式降落伞32模块3组装于所述飞行动力模块2的上方，所述安全绳4从所述贯穿孔211中穿过。本实施例中，设置具有贯穿孔211的空心轴旋转电机 21方便安全绳44的安装，采用现有的空心轴旋转电机21的结构，有助进一步降低设计成本。
42.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述弹射式降落伞模块3组装于所述机体1的中部，而所述飞行动力模块2包括多个对称地设置于所述机体1靠边缘处且输出轴平行设置的旋转电机21和多个分别一一对应地安装于各个所述旋转电机21的输出轴上的旋翼22，所述降落伞32的弹射路线位于全部所述旋翼22的旋转区域之外，所述机体1中部设置有上下贯穿所述机体1的贯穿孔211，所述安全绳4从所述贯穿孔211中穿过。本实施例中，飞行器为多旋翼飞行器，例如四旋翼飞行器或八旋翼飞行器，能够提供约10kg的最大有效载荷，为飞行器提供充足的飞行动力。
43.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述安全绳4上在位于所述机体1 和使用者之间的预定位置处设置有用于在安全绳4上升时对应抵挡在所述贯穿孔211的下端孔口处而使使用者与所述机体1保持预定安全距离的挡止部41。在具体实施时，所述挡止部41可以是在安全绳4上打的绳结，也可以是固定组装在安全绳4上且无法通过贯穿孔 211的挡块。所述预定安全距离范围可以设定为30cm-50cm。在本实施例中，将降落伞4快速弹射出伞舱31外，与降落伞32相连的安全绳4也能随降落伞32上升，安全绳4上的挡止部41受到机体1的阻挡而无法通过机体1，从而能让使用者与机体1之间保持预定安全距离，避免使用者与机体1发生碰撞而受伤，提高了使用该飞行器的安全性。
44.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述机体1与所述降落伞32的伞绳底端直接连接固定或通过一缓冲绳42连接固定，所述缓冲绳42的缓冲距离小于所述安全绳 4随被弹射出去的所述降落伞32快速上升的距离。本实施例中，通过设置缓冲绳42，机体 1在由缓冲绳42提供一定的缓冲距离之后即会随降落伞32上升，而缓冲绳42的缓冲距离大于安全绳4随降落伞32可上升的距离，能有效保证机体1始终在使用者上方，避免在射弹降落伞32后使用者与机体1发生碰撞而受伤，提高了使用该飞行器的安全性。需要说明的是，缓冲绳42可为无弹性或有弹性的缓冲绳42，本实施例采用的是具有弹性的缓冲绳 42，缓冲绳42的缓冲距离为所述缓冲绳42提供缓冲作用的工作段的有效长度与缓冲绳42 的弹性拉伸长度之和。
45.在本实用新型一个可选实施例中，复阅图1-图6，所述飞行器还包括设置于所述机体 1底部并与所述控制器6相连、用于监测所述安全绳4活动状态的传感器7，所述传感器7 在所述安全绳4跟随被弹射出去的所述降落伞32快速上升时被激发而产生关停信号并发送所述关停信号给所述控制器7，所述控制器7根据所述关停信号控制所述飞行动力模块2停止输出动力。本实施例中，安全传感器7为位移传感器，通过设置位移传感器，在使用者跌落时，位移传感器即可立即检测到安全绳4快速上升的位移信息，从而能产生并传输关停信号，控制器6则可根据关停信号让所述旋转电机21停止输出动力以便于节能，而且，旋翼 22会随即在短时间内停止旋转，避免旋翼22高速转动而对人体造成意外伤害，进一步提高了使用该飞行器的安全性。在实际应用中，安全传感器7可以选用其它能够达到同等检测功效用以激发关停信号给控制器6的传感器，例如霍尔感应开关、压力传感器、加速度传感器等。
46.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多变化形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。