偵察用無人直升機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種偵察用無人直升機系統(tǒng)，屬于戰(zhàn)術(shù)偵察【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的偵察用無人直升機系統(tǒng)，包括控制器(1)、第一槳葉組控制模塊(2)、第二槳葉組控制模塊(3)、激光檢測模塊(4)、紅外傳感模塊(5)、探頭回轉(zhuǎn)控制模塊(6)、探頭俯仰控制模塊(7)、無線通訊模塊(8)、GPS定位模塊(9)、視頻采集模塊(10)、陀螺定位模塊(11)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、操作方便、操作方便等特點，通過本發(fā)明的無人直升偵察機可以實現(xiàn)對各種復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境的有效偵察，可以對肉眼無法識別的盲區(qū)進(jìn)行有效監(jiān)測偵察并發(fā)出報警。
【專利說明】偵察用無人直升機系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于戰(zhàn)術(shù)偵察【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的說，屬于一種利用紅外線技術(shù)和激光技術(shù)進(jìn)行偵察的無人機控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]戰(zhàn)場偵察和緊急情況現(xiàn)場偵察技術(shù)是作戰(zhàn)部隊、警察部隊都需要面對的實際問題，如何有效地對戰(zhàn)場和緊急情況現(xiàn)場進(jìn)行有效偵察、是制約野戰(zhàn)部隊和特警部隊偵察的一大難題。野戰(zhàn)部隊的戰(zhàn)場偵察體系應(yīng)是空天地三位一體，即偵察衛(wèi)星、偵察機(包括無人偵察機、偵察直升機等)、地面裝甲偵察車以及特殊情況下由少量偵察兵組成德偵查小組。現(xiàn)有技術(shù)中總是習(xí)慣重視強大的太空偵察等一系列高科技手段，卻忽視了傳統(tǒng)的地面?zhèn)刹斓闹匾饔?，如何對一些隱蔽目標(biāo)進(jìn)行有效偵察抑制是本【技術(shù)領(lǐng)域】的一大難題。
[0003]同時隨著社會的不斷發(fā)展，消防部隊面對的各類災(zāi)害救援日趨復(fù)雜，特別是一些特殊救援，例如高空、山岳救援、抗洪搶險等常規(guī)消防裝備難以滿足救援需要，救援時都需要消防員冒著生命危險深入一線。例如有人員被困于懸崖某處、高空某處或抗洪搶險時被困于洪水中，或者被救援人員不易被肉眼察別，救援時都是消防員冒著生命危險攜帶救援繩索只身前往救援，有時被困時間過長救援難度較大時，還需不定時輸送水或食物等，如何降低消防官兵救援難度、減少人身危害、提高救援效率也是一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了有效地解決以上技術(shù)問題，給出了一種偵察用機器人。
[0005]本發(fā)明的一種偵察用無人直升機系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、第一槳葉組控制模塊、第二槳葉組控制模塊、激光檢測模塊、紅外傳感模塊、探頭回轉(zhuǎn)控制模塊、探頭俯仰控制模塊、無線通訊模塊；
[0006]所述控制器分別與所述第一槳葉組控制模塊、所述第二槳葉組控制模塊、所述激光檢測模塊、所述紅外傳感檢測模塊、所述探頭回轉(zhuǎn)控制模塊、所述探頭俯仰控制模塊、所述無線通訊模塊電性相連；
[0007]所述紅外傳感模塊分別與第一紅外線探頭、第二紅外線探頭電性相連，所述第一紅外線探頭和所述第二紅外線探頭對稱地設(shè)置在飛行本體上；所述第一紅外線探頭的紅外線探測幅度角A與所述第二紅外線探頭的紅外線探測幅度角B相同；所述第一紅外線探頭的紅外線探測區(qū)域S3與所述第二紅外線探頭的紅外線探測區(qū)域S4相互交叉形成一紅外線盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，所述紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C，所述紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與所述紅外線疊加區(qū)域S2同軸；
[0008]所述激光檢測模塊包括所述激光發(fā)射部分和所述激光接收部分，所述激光發(fā)射部分的發(fā)射方向、所述激光接收部分的接收方向與所述紅外線疊加區(qū)域S2軸線方向同向。
[0009]根據(jù)以上所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，優(yōu)選，還包括GPS定位模塊，所述GPS定位模塊與所述控制器電性相連。[0010]根據(jù)以上所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，優(yōu)選，還包括視頻采集模塊，所述視頻采集模塊與所述控制器電性相連。
[0011 ] 根據(jù)以上所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，優(yōu)選，還包括陀螺定位模塊，所述陀螺定位模塊與所述控制器電性相連。
[0012]根據(jù)以上所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，優(yōu)選，所述視頻采集模塊的錄取方向與所述激光發(fā)射部分的發(fā)射方向、所述激光接收部分的接收方向保持一致。
[0013]根據(jù)以上所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，優(yōu)選，所述紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C為4-50度。
[0014]本發(fā)明的偵察用無人直升機系統(tǒng)的控制對象為無人駕駛偵察直升機，偵察直升機包括飛行本體、第一槳葉組電機、第二槳葉組電機、偵察探頭機構(gòu)、探頭回轉(zhuǎn)電機、探頭俯仰電機、動力電池、以及上面所述的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對安裝在飛行本體上的第一槳葉組電機、第二槳葉組電機、偵察探頭機構(gòu)、探頭回轉(zhuǎn)電機、探頭俯仰電機進(jìn)行控制；第一槳葉組控制模塊與第一槳葉組電機相連以實現(xiàn)對第一槳葉組電機的控制，第二槳葉組控制模塊與第二槳葉組電機相連以實現(xiàn)對第二槳葉組電機的控制，第一槳葉組電機和第二槳葉組電機共同完成了直升機的飛行運動。探頭回轉(zhuǎn)控制模塊與探頭回轉(zhuǎn)電機相連以實現(xiàn)對探頭回轉(zhuǎn)電機的控制，探頭俯仰控制模塊與探頭俯仰電機相連以實現(xiàn)對探頭俯仰電機的控制；調(diào)整探頭回轉(zhuǎn)電機和探頭俯仰電機是為了實現(xiàn)對偵察探頭機構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使得探頭獲得不同的采集方位角度。動力電池為第一槳葉組電機、第二槳葉組電機、探頭回轉(zhuǎn)電機、探頭俯仰電機提供電能動力，并通過降壓模塊為控制系統(tǒng)中的各部分提供電能。本發(fā)明的控制器分別與無線通訊模塊、GPS定位模塊、視頻采集模塊、陀螺定位模塊相連，無線通訊模塊將外界的無線遙控信號發(fā)送給控制器，GPS定位模塊的信號、視頻采集模塊的信號、陀螺定位模塊的信號可以通過控制器發(fā)送給無線通訊模塊，由無線通訊模塊發(fā)送給外界的無線遙控控制終端。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、操作方便、操作方便等特點，通過本發(fā)明的無人直升偵察機可以實現(xiàn)對各種復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境的有效偵察，可以對肉眼無法識別的盲區(qū)進(jìn)行有效監(jiān)測偵察并發(fā)出報警。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖1是本發(fā)明偵察用無人直升機系統(tǒng)的示意圖一；
[0017]附圖2是本發(fā)明偵察用無人直升機系統(tǒng)的示意圖二 ；
[0018]附圖3是本發(fā)明偵察用無人直升機系統(tǒng)的示意圖三；
[0019]附圖4是本發(fā)明偵察用無人直升機系統(tǒng)的示意圖四；
[0020]附圖5是本發(fā)明偵察用無人直升機系統(tǒng)的示意圖；
[0021]附圖6是本發(fā)明紅外傳感模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1是本發(fā)明偵察用無人直升機系統(tǒng)的示意圖一；圖2是本發(fā)明偵察用無人直升機系統(tǒng)的示意圖二 ；圖3是本發(fā)明偵察用無人直升機系統(tǒng)的示意圖三；圖4是本發(fā)明偵察用無人直升機系統(tǒng)的示意圖四。本發(fā)明的偵察用無人直升機系統(tǒng)，無人直升偵察機上有飛行本體、第一槳葉組電機、第二槳葉組電機、偵察探頭機構(gòu)、探頭回轉(zhuǎn)電機、探頭俯仰電機、動力電池、以及控制系統(tǒng)；偵察探頭機構(gòu)安裝在飛行本體上，第一槳葉組電機和第二槳葉組電機共同控制飛行本體的運動，第一槳葉組電機為直升機主旋翼提供動力、第二槳葉組電機為直升機尾部的平衡旋翼提供動力，探頭回轉(zhuǎn)電機和探頭俯仰電機控制偵察探頭機構(gòu)的運動以調(diào)整偵察視角，動力電池為第一槳葉組電機、第二槳葉組電機、探頭回轉(zhuǎn)電機和探頭俯仰電機提供動力。第一槳葉組電機、第二槳葉組電機、探頭回轉(zhuǎn)電機、探頭俯仰電機、動力電池均置于飛機內(nèi)部，圖1、圖2、圖3、圖4中沒有顯示第一槳葉組電機、第二槳葉組電機、探頭回轉(zhuǎn)電機、探頭俯仰電機、動力電池。
[0023]直升偵察機飛行本體具有靈活的運動特性可以保證紅外線檢測部分和激光檢測部分的協(xié)調(diào)工作；本優(yōu)選實施例中飛行本體采用雙動力結(jié)構(gòu)形式，控制器I對第一槳葉組控制模塊2和第二槳葉組控制模塊3進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，可以使飛行本體沿著任意方向和高度的運動、以配合紅外線檢測部分和激光檢測部分對被偵察對象進(jìn)行有效監(jiān)測偵察。外界無線遙控控制終端可以對無人直升機進(jìn)行遙控，本發(fā)明中控制器I對第一槳葉組控制模塊2和第二槳葉組控制模塊3進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的原理與現(xiàn)有技術(shù)中的直升機航?？刂圃硐嗤?br> [0024]圖5是本發(fā)明無人直升偵察機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；控制系統(tǒng)包括控制器1、第一槳葉組控制模塊2、第二槳葉組控制模塊3、激光檢測模塊4、紅外傳感模塊5、探頭回轉(zhuǎn)控制模塊6、探頭俯仰控制模塊7、無線通訊模塊8、GPS定位模塊9、視頻采集模塊10。
[0025]控制器I分別與第一槳葉組控制模塊2、第二槳葉組控制模塊3、激光檢測模塊4、紅外傳感檢測模塊5、探頭回轉(zhuǎn)控制模塊6、探頭俯仰控制模塊7、無線通訊模塊8、GPS定位模塊9、視頻采集模塊10電性相連，控制器I分別對第一槳葉組控制模塊2、第二槳葉組控制模塊3、激光檢測模塊4、紅外傳感檢測模塊5、探頭回轉(zhuǎn)控制模塊6、探頭俯仰控制模塊7、無線通訊模塊8、GPS定位模塊9、視頻采集模塊10進(jìn)行控制；動力電池通過降壓模塊分別為控制器1、第一槳葉組控制模塊2、第二槳葉組控制模塊3、激光檢測模塊4、紅外傳感檢測模塊5、探頭回轉(zhuǎn)控制模塊6、探頭俯仰控制模塊7、無線通訊模塊8、GPS定位模塊9、視頻采集模塊10提供供電電源，動力電池置于直升機本體中。
[0026]第二槳葉組控制模塊3與第一槳葉組電機電性相連以實現(xiàn)對第一槳葉組電機的控制，第一槳葉組控制模塊2與第二槳葉組電機電性相連以實現(xiàn)對第二槳葉組電機的控制，通過對第一槳葉組電機和第二槳葉組電機的控制實現(xiàn)了對飛行本體。探頭回轉(zhuǎn)控制模塊6與探頭回轉(zhuǎn)電機相連以實現(xiàn)對探頭回轉(zhuǎn)電機的控制，探頭俯仰控制模塊7與探頭俯仰電機相連以實現(xiàn)對探頭俯仰電機的控制，通過對探頭回轉(zhuǎn)電機的控制和對探頭俯仰電機的控制實現(xiàn)了對偵察探頭機構(gòu)的控制。
[0027]紅外傳感模塊5分別與第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502電性相連,第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設(shè)置在飛行本體下面的偵查探頭上；第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4相互交叉形成一紅外線盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2,紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C，紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2同軸。
[0028]激光檢測模塊4分別與激光發(fā)射部分401、激光接收部分402電性相連，激光發(fā)射部分401和激光接收部分402設(shè)置在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間的中點附近；激光發(fā)射部分401和激光接收部分402在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用，激光發(fā)射部分401和激光接收部分402直接采用現(xiàn)有技術(shù)即可。第一紅外線探頭501的軸線、第二紅外線探頭502的軸線與激光發(fā)射部分401的發(fā)射方向、激光接收部分402的接收方向均位于同一個平面內(nèi)，這樣可以保證紅外線與激光的共同組合檢測結(jié)果最優(yōu)。激光發(fā)射部分401、激光接收部分402、第一紅外線探頭501的軸線、第二紅外線探頭502在偵查探頭上的具體放置圖4所示，探頭回轉(zhuǎn)控制模塊6與探頭回轉(zhuǎn)電機相連以實現(xiàn)對探頭回轉(zhuǎn)電機的控制，探頭俯仰控制模塊7與探頭俯仰電機相連以實現(xiàn)對探頭俯仰電機的控制，通過對探頭回轉(zhuǎn)電機的控制和對探頭俯仰電機的控制實現(xiàn)了對偵察探頭機構(gòu)的控制，可以保證偵察探頭可以對地面進(jìn)行有效偵查監(jiān)控。
[0029]控制系統(tǒng)通過無線通訊模塊8與供無線終端遙控中心人員的無線遙控收發(fā)模塊進(jìn)行通訊聯(lián)系、無線遙控收發(fā)模塊與無線通訊模塊8雙向無線通訊，
[0030]無線遙控收發(fā)模塊與無線通訊模塊8無線通訊可以實現(xiàn)對偵察飛行機器人進(jìn)行遠(yuǎn)程無線控制，使得偵察飛行機器人具有智能自動功能和人工遠(yuǎn)程控制功能，大大拓展了偵察無人機的應(yīng)用場合和偵察效果。
[0031]視頻采集模塊10的錄取方向與激光發(fā)射部分401的發(fā)射方向、激光接收部分402的接收方向保持一致，視頻采集模塊10采集到的視頻信息通過控制器I和無線通訊模塊8發(fā)送給無線遙控控制終端，偵察無人機的操作人員可以直觀地看到無線遙控模塊12上顯示的視頻信息和紅外線與激光的聯(lián)合報警信號，視頻采集模塊10和激光測距的方向保持一致可以使得視頻采集模塊10采集到的視頻信息可以用于進(jìn)一步確證紅外線與激光的偵察報警結(jié)果。
[0032]激光檢測模塊4分別與激光發(fā)射部分401、激光接收部分402電性相連，激光發(fā)射部分401和激光接收部分402設(shè)置在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502的附近；第一紅外線探頭501的軸線、第二紅外線探頭502的軸線與激光發(fā)射部分401的發(fā)射方向、激光接收部分402的接收方向均可以位于同一個平面內(nèi)。
[0033]圖6是本發(fā)明紅外線檢測的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖中可以看出第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設(shè)置在一起時可以獲得非常好的偵察監(jiān)測效果。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角為A，第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角為B，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間的距離為氏。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一盲區(qū)區(qū)域S1，第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一重疊的紅外線疊加區(qū)域S2，其中盲區(qū)區(qū)域S1的軸線有效距離為H2,紅外線疊加區(qū)域S2的軸線有效距離為H3,盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線、即H2和H3同軸線，盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與上偵察探頭的正前方保持一致、即H2和H3與飛行本體上偵察探頭的偵查正前方保持一致。
[0034]第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502均可以采用熱釋電紅外傳感器來檢測被偵察人員或者物體輻射的紅外信號，在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502形成的探測器前端形成一個盲區(qū)區(qū)域S1和一個紅外線疊加區(qū)域S2,紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C范圍為4-50度，紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C優(yōu)選10-20度。被偵察對象發(fā)出的紅外線就不斷地交替變化的進(jìn)入紅外線疊加區(qū)域S2，這樣便得到了紅外信號以忽強忽弱的脈沖。被偵察人員或者物體輻射的紅外線中心波長為9?10um，在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7?10um，正好適合于被偵察人員或者物體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收。
[0035]紅外傳感模塊5分別與第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502電性相連，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設(shè)置在偵察探頭機構(gòu)的前端；第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4形成一盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2。激光檢測模塊4分別與激光發(fā)射部分401、激光接收部分402電性相連，激光發(fā)射部分401和激光接收部分402設(shè)置在飛行本體上、并與飛行本體上偵察探頭的偵查正向保持一致。
【權(quán)利要求】
1.一種偵察用無人直升機系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器(1)、第一槳葉組控制模塊(2)、第二槳葉組控制模塊(3)、激光檢測模塊(4)、紅外傳感模塊(5)、探頭回轉(zhuǎn)控制模塊(6)、探頭俯仰控制模塊(7)、無線通訊模塊(8)； 所述控制器(I)分別與所述第一槳葉組控制模塊(2)、所述第二槳葉組控制模塊(3)、所述激光檢測模塊(4)、所述紅外傳感檢測模塊(5)、所述探頭回轉(zhuǎn)控制模塊(6)、所述探頭俯仰控制模塊(7)、所述無線通訊模塊(8)電性相連； 所述紅外傳感模塊(5)分別與第一紅外線探頭(501)、第二紅外線探頭(502)電性相連，所述第一紅外線探頭(501)和所述第二紅外線探頭(502)對稱地設(shè)置在飛行本體上；所述第一紅外線探頭(501)的紅外線探測幅度角A與所述第二紅外線探頭(502)的紅外線探測幅度角B相同；所述第一紅外線探頭(501)的紅外線探測區(qū)域S3與所述第二紅外線探頭(502)的紅外線探測區(qū)域S4相互交叉形成一紅外線盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2,所述紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C，所述紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與所述紅外線疊加區(qū)域S2同軸；所述激光檢測模塊(4)包括所述激光發(fā)射部分(401)和所述激光接收部分(402)，所述激光發(fā)射部分(401)的發(fā)射方向、所述激光接收部分(402)的接收方向與所述紅外線疊加區(qū)域S2軸線方向同向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，其特征在于，還包括GPS定位模塊(9)，所述GPS定位模塊(9)與所述控制器(I)電性相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，其特征在于，還包括視頻采集模塊(10)，所述視頻采集模塊(10)與所述控制器(I)電性相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，其特征在于，還包括陀螺定位模塊(11)，所述陀螺定位模塊(11)與所述控制器(I)電性相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻采集模塊(10)的錄取方向與所述激光發(fā)射部分(401)的發(fā)射方向、所述激光接收部分(402)的接收方向保持一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偵察用無人直升機系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C為4-50度。
【文檔編號】B64C27/06GK103950536SQ201410182990
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】李興海, 趙宏博, 李穎, 朱坤學(xué), 劉揚, 李響, 孫昭華, 姜紹俊 申請人:李穎