一種飛行擔架的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛行器，特別涉及一種災害救援中用于傷員后送的低空、低速、短距運送的多涵道共軸雙旋翼飛行器。
【背景技術】
[0002]全世界每年都遭受著大量自然災害和人為災害的破壞，造成大面積的建筑物坍塌和人員傷亡。搜救幸存者成為災害搜救工作最迫切的工作。然而，災害現(xiàn)場搜救工作的復雜性、危險性和緊迫性給救援人員以及幸存者帶來了巨大的安全威脅，也給救援工作帶來了極大的困難和挑戰(zhàn)。
[0003]目前，大規(guī)模災害現(xiàn)場傷員的救援以及后送主要以擔架搬運為主，救援車輛和直升飛機運送為輔的方式來完成。但是，災區(qū)交通受阻、地形錯綜復雜、人員部署分散和場地局限等綜合情況，導致救援車輛和直升飛機難以到達災難核心區(qū)域。因此，傷員搬運和后送工作只能依靠擔架徒步搬運出災區(qū)，影響救援工作效率，并且容易造成傷員的二次損傷，增加了災后傷員死亡率。
[0004]國內(nèi)外對用于災害救援中傷員后送的飛行擔架研究較少。以色列費希爾航空航天戰(zhàn)略研究所研制的飛行擔架作為一種無人營救設備，可以營救戰(zhàn)場傷員并迅速將其送往醫(yī)院以提高生還率。該飛行擔架可以垂直起降、盤旋，爬升高度達到約3000米，最多容納4名患者以及I名“隨架”醫(yī)生，最長可在空中停留3個小時。但該飛行擔架體積較大，目前尚處于研制階段，未見投入使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術不足，提供一種不受災害現(xiàn)場人員、地形、場地的限制，快速抵達救援核心區(qū)域，實現(xiàn)傷員以及救災緊急物資的自主運送或助力搬運的飛行擔架。
[0006]本發(fā)明采用以下技術來實現(xiàn)上述目的:
[0007]本發(fā)明的一種飛行擔架，它包括支架，它還包括兩個傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇和至少兩個主升力涵道風扇，所述的至少兩個主升力涵道風扇在支架的重心四周對稱安裝，所述的兩個傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇沿飛行方向對稱安裝在支架重心的左右兩側，在所述的支架上安裝有多個支撐腳輪，在所述的支架頂面上固定有一個載人裝置，在所述的載人裝置上設置有多組固定傷員用的固定卡扣，在所述的支架的底面上固定有底倉，在所述的底倉內(nèi)安裝有飛行控制模塊，部分信號輸出部件直接與飛行控制模塊相連，并且另一部分信號輸出部件通過信號處理模塊與所述的飛行控制模塊相連，所述的部分信號輸出部件將讀取的飛行擔架飛行及起降過程中的各種信號直接輸出給飛行控制模塊，并且另一部分信號輸出部件將讀取的飛行擔架飛行及起降過程中的各種信號經(jīng)信號處理模塊處理后輸出給飛行控制模塊，所述的飛行控制模塊根據(jù)讀取的各種信號完成飛行擔架的姿態(tài)穩(wěn)定控制、高度穩(wěn)定控制、速度穩(wěn)定控制、起降控制、避障控制和路徑規(guī)劃，同時所述的飛行控制模塊將讀取的信號通過通信單元傳送給后方控制中心，并且后方控制中心的控制指令、路徑規(guī)劃與調(diào)度信息通過通信單元傳送給飛行擔架的飛行控制模塊。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明融合涵道姿態(tài)控制技術和傾轉涵道調(diào)節(jié)技術，兼具無人直升機和固定翼無人機的優(yōu)點，使其既能夠像無人直升機一樣垂直起降和懸停，也能像固定翼無人機一樣快速前飛，飛行控制簡單可靠，應用前景廣闊。其具有以下特點:(1)機動性能出色，可以在狹小區(qū)域內(nèi)垂直起降，并可在空中懸停、前后飛行和側飛，適合于在城市和山地等復雜環(huán)境下執(zhí)行任務；(2)采用涵道共軸雙旋翼結構，相比于同直徑的孤立螺旋槳，會產(chǎn)生更大的拉力，推進效率更高；(3)其旋翼布置在涵道內(nèi)，同時進氣道和出氣道加裝防護網(wǎng)，這就避免了因旋翼暴露在機身外面，高速旋轉的槳葉碰到其他物體而發(fā)生的飛行事故，也消除了高速旋轉的槳葉對操作人員的致命威脅，安全性高；(4)同時，旋翼在涵道內(nèi)高速旋轉，其氣動噪聲的傳播受到了涵道壁的阻擋，這在一定程度上降低了飛行噪音的強度和傳播距離。
[0009]飛行擔架可以代替救援人員完成傷員的搬運和后送，減輕救援人員的勞動量，包括自主后送和助力搬運兩種工作模式。其中，自主后送模式主要由后方調(diào)度控制中心根據(jù)受災情況，完成飛行擔架(單個或編隊)的救援任務規(guī)劃，飛行擔架在線感知救援態(tài)勢變化，完成姿態(tài)穩(wěn)定控制、高度穩(wěn)定控制、速度穩(wěn)定控制、起降控制和避障等；助力搬運模式主要是伴隨救援人員進入災害核心區(qū)域，由救援人員控制飛行擔架的高度、速度、起降和避障等操作，飛行擔架則完成姿態(tài)穩(wěn)定控制。
[0010]此外，飛行擔架還能夠根據(jù)需要加裝相應的醫(yī)療監(jiān)控設備(心率、血壓、血氧等)或醫(yī)療救護模塊(呼吸機、吸氧裝置)以適應不同的場合，滿足不同的需求。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的飛行擔架的工作模式示意圖；
[0012]圖2是飛行擔架的結構俯視圖；
[0013]圖3是飛行擔架的結構前視圖；
[0014]圖4是飛行擔架的結構右視圖；
[0015]圖5是飛行擔架的結構側視圖；
[0016]圖6是圖2所示的飛行擔架中的支架結構示意圖；
[0017]圖7是圖2所示的飛行擔架中的載人裝置結構示意圖；
[0018]圖8是圖2所示的飛行擔架中的涵道風扇結構示意圖；
[0019]圖9是圖2所示的飛行擔架中的涵道結構示意圖；
[0020]圖10是圖2所示的飛行擔架中的風扇旋翼結構上視圖；
[0021]圖11是圖2所示的飛行擔架中的風扇旋翼結構前視圖；
[0022]圖12是圖2所示的飛行擔架中的涵道防護罩結構示意圖；
[0023]圖13是圖2所示的飛行擔架中的支撐腳輪結構示意圖；
[0024]圖14是圖2所示的飛行擔架中的底倉結構示意圖；
[0025]圖15是圖2所示的飛行擔架中的底倉功能模塊結構示意圖；
[0026]圖16是本發(fā)明的飛行擔架的運動描述示意圖；
[0027]圖17是本發(fā)明的飛行擔架的姿態(tài)定義示意圖。
[0028]其中:1.主升力涵道風扇I 2.主升力涵道風扇II 3.主升力涵道風扇III4.主升力涵道風扇IV 5.傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇I 6.傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇II 7.載人裝置8.支撐腳輪I 9.支撐腳輪II 10.支撐腳輪III 11.支撐腳輪IV 12.天線I 13.天線II 14.支架15.底倉16.固定卡口 17.攝像頭I 18.攝像頭II 19.攝像頭III
20.高度傳感器 21.距離傳感器I 22.距離傳感器II 23.涵道壁 24.涵道支撐架25.上旋翼26.下旋翼27.電機28.防護網(wǎng)29.腳輪30.腳輪軸承31.液壓支撐桿32.視頻處理模塊I 33.視頻處理模塊II 34.視頻處理模塊III 35.姿態(tài)傳感器I 36.加速度傳感器I 37.加速度傳感器II 38.姿態(tài)傳感器II 39.電源模塊I40.電源模塊II 41.高度傳感器處理模塊42.距離傳感器處理模塊43.飛行控制模塊44.定位模塊45.通信處理模塊46.音頻處理模塊47.音頻傳感器
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0030]如附圖所示的本發(fā)明的一種飛行擔架，它包括支架14，支架14可以采用圓形、橢圓形或正方形等形狀，它還包括至少兩個主升力涵道風扇和兩個傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇，至少兩個主升力涵道風扇在支架的重心四周對稱安裝，防止發(fā)生俯仰和翻滾。優(yōu)選方式:主升力涵道風扇在穿過支架的重心的兩對角線的四角處對稱安裝，如圖所述，分別為主升力涵道風扇I 1、主升力涵道風扇II 2、主升力涵道風扇III3和主升力涵道風扇IV4，用于提供升力，控制飛行擔架的俯仰、滾轉運動。所述的兩個傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇沿飛行方向對稱安裝在支架重心的左右兩側，防止飛行過程中發(fā)生偏航。優(yōu)選方式:所述的支架為矩形，兩個傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇分別安裝在支架的兩長邊的中間位置，如圖所述，分別為傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇I 5和傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇II 6，其可以傾轉一定的角度，用于控制飛行擔架的偏航運動，以及平飛時的速度。涵道風扇是主升力涵道風扇和傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇的基本形式，所述的主升力涵道風扇和傾轉調(diào)節(jié)涵道風扇包括環(huán)形涵道壁23，在所述的環(huán)形涵道壁23中間通過涵道支撐架24連接有電機27，在電機的殼體和環(huán)形涵道壁23內(nèi)壁之間連接有上旋翼25，在上旋翼25下方的電機的殼體和環(huán)形涵道壁23內(nèi)壁之間連接有下旋翼26