CN110937124A - 照明无人机 - Google Patents

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CN110937124A CN201911108004.0A CN201911108004A CN110937124A CN 110937124 A CN110937124 A CN 110937124A CN 201911108004 A CN201911108004 A CN 201911108004A CN 110937124 A CN110937124 A CN 110937124A
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李宏军
杜志华
李伟建
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Abstract

本发明属于飞行器技术领域，尤其涉及一种照明无人机，包括无人机主体、系留电缆和系泊单元，所述无人机主体的底部设置有机腹灯具，所述系泊单元包括发电机、直流高压电源和系缆绞盘，所述发电机与所述直流高压电源电连接，所述系留电缆均绕于所述系缆绞盘上，且所述系留电缆的两端分别与所述直流高压电源和所述无人机主体电连接。本发明的照明无人机中，一方面，系留电缆均绕在系缆绞盘上，具有又足够大范围的活动空间，确保照明无人机的可飞行高度和直径；另一方面，直流高压电源又通过发电机产生电量，这样可以确保照明无人机具有足够多的电量实现足够长的照明时间，保证该照明无人机能够实现其紧急的照明任务。

Description

照明无人机
技术领域
本发明属于飞行器技术领域，尤其涉及一种照明无人机。
背景技术
在电力抢修、夜间搜捕等光线微弱的环境中，由于受到环境的影响，无法在夜间正常作业，更无法保障作业人员的人身安全。为此，现有技术中，采用无人机飞行的方式提供照明，以减小环境或者人员的局限性对提供照明造成的影响。例如，中国申请号为201811551849.2的专利公开了一种基于无人机信号控制的矩阵照明灯及使用方法的技术方案。该技术方案中，通过采用固定绑带将负载矩阵灯稳固于无人机机臂之下，然后无人机起飞后实现照明。然而，该种技术方案中，其电源由无人机电池进行供给，但受限于无人机自身结构体积的限制，其无法携带大电容量的电池，可照明时间较短，导致其只能够在有限的时间内执行照明工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种照明无人机，旨在解决现有技术中的无人机执行照明工作时，采用自身携带的电池作为照明电源使用存在可照明的时间短的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供的一种照明无人机，包括无人机主体、系留电缆和系泊单元，所述无人机主体的底部设置有机腹灯具，所述系泊单元包括发电机、直流高压电源和系缆绞盘，所述发电机与所述直流高压电源电连接，所述系留电缆均绕于所述系缆绞盘上，且所述系留电缆的两端分别与所述直流高压电源和所述无人机主体电连接。
优选地，所述系留电缆包括承力缆线、直流电源线、通信光纤、高压绝缘层、地线网和外套管，所述直流电源线和通信光纤围设于所述承力缆线的外周，所述高压绝缘层包覆于所述直流电源线和所述通信光纤的外周，所述地线网包覆于所述高压绝缘层的外周，所述外套管包覆于所述地线网的外周。
优选地，所述系留电缆还包括强度材料层，所述强度材料层填充于所述高压绝缘层与所述地线网之间。
优选地，所述地线网为金属网。
优选地，所述无人机主体上设置有充电电池。
优选地，所述机腹灯具包括连接机构、灯架和若干个照明灯，各所述照明灯均安装于所述灯架上，所述连接机构包括卡接凸起座、卡接凹槽座和至少一个锁紧块，所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座中的其中一个与所述无人机主体底部连接，所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座中的另外一个与所述灯架连接，所述卡接凸起座与所述卡接凹槽座滑动配合，至少一个所述锁紧块安装于所述卡接凸起座或所述卡接凹槽座的侧部并用于锁紧配合的所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座。
优选地，所述卡接凸起座包括第一连接块和设置于所述第一连接块上的燕尾块，所述卡接凹槽座包括第二连接块和设置于所述第二连接块上的燕尾槽，所述第一连接块和所述第二连接块中的其中一个与所述无人机主体底部连接，所述第一连接块和第二连接块中的另外一个与所述灯架连接，所述燕尾块与所述燕尾槽滑动配合，至少一个所述锁紧块安装于所述第一连接块或所述第二连接块的侧部并用于锁紧配合的所述燕尾块与所述燕尾槽。
优选地，所述燕尾块的中部设置有贯穿所述燕尾块的相对两端的形变槽，所述形变槽的延伸方向与所述燕尾块与所述燕尾槽滑动配合的方向一致。
优选地，所述灯架包括灯盘，各所述照明灯均布安装在所述灯盘上，所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座中的其中一个与所述灯盘连接。
优选地，所述灯架包括灯盘和凵形架，所述凵形架呈倒置设置，且所述凵形架的开口朝向侧方，所述灯盘安装于所述凵形架的底部，各所述照明灯均布安装在所述灯盘上，所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座中的其中一个与所述凵形架的顶部连接。
本发明实施例提供的照明无人机中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：本发明的照明无人机中，其无人机主体的底部安装的机腹灯具用于高空照明，而机腹灯具所需要的电源通过系留电缆与系泊单元的直流高压电源电连接，通过直流高压电源为机腹灯具供电，一方面，系留电缆均绕在系缆绞盘上，具有又足够大范围的活动空间，确保照明无人机的可飞行高度和直径；另一方面，直流高压电源又通过发电机产生电量，这样可以确保照明无人机具有足够多的电量实现足够长的照明时间，保证该照明无人机能够实现其紧急的照明任务。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的照明无人机的机腹灯具的结构示意图。
图2为本发明另一实施例提供的照明无人机的机腹灯具的结构示意图。
图3为图2实施例提供的照明无人机的机腹灯具的另一视角的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的照明无人机的连接机构的一个视角的结构示意图。
图5为本发明实施例提供的照明无人机的连接机构的另一视角的结构示意图。
图6为本发明实施例提供的照明无人机的连接机构的卡接凸起座的结构示意图。
图7为本发明实施例提供的照明无人机的连接机构的卡接凹槽座的的结构示意图。
图8为本发明实施例提供的照明无人机的无人机主体的结构示意图。
图9为本发明实施例提供的照明无人机的结构示意图。
图10为本发明实施例提供的照明无人机的系留电缆的结构剖视图。
其中，图中各附图标记：
10—无人机主体 20—机腹灯具 21—连接机构
22—灯架 23—照明灯 30—系留电缆
31—承力缆线 32—直流电源线 33—通信光纤
34—高压绝缘层 35—地线网 36—外套管
37—强度材料层 40—系泊单元 41—发电机
42—直流高压电源 43—系缆绞盘 211—卡接凸起座
212—卡接凹槽座 213—锁紧块 221—灯盘
222—凵形架 2111—第一连接块 2112—燕尾块
2121—第二连接块 2122—燕尾槽 21121—形变槽。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～10描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明的一个实施例中，如图9～10所示，提供一种照明无人机，包括无人机主体10、系留电缆30和系泊单元40，所述无人机主体10的底部设置有机腹灯具20，所述系泊单元40包括发电机41、直流高压电源42和系缆绞盘43，所述发电机41与所述直流高压电源42电连接，所述系留电缆30均绕于所述系缆绞盘43上，且所述系留电缆30的两端分别与所述直流高压电源42和所述无人机主体10电连接。
本发明的照明无人机中，其无人机主体10的底部安装的机腹灯具20用于高空照明，而机腹灯具20所需要的电源通过系留电缆30与系泊单元40的直流高压电源42电连接，通过直流高压电源42为机腹灯具20供电，一方面，系留电缆30均绕在系缆绞盘43上，具有又足够大范围的活动空间，确保照明无人机的可飞行高度和直径；另一方面，直流高压电源42又通过发电机41产生电量，这样可以确保照明无人机具有足够多的电量实现足够长的照明时间，保证该照明无人机能够实现其紧急的照明任务。
本发明实施例提供的照明无人机还至少具有以下优点：
第一，有助于减少抢险救援中不必要的人员伤亡：解决传统移动照明灯23塔机动、灵活性差，难以适应恶劣的环境现场，运输困难，难以快速部署等问题，减少因应急照明供应不及时造成不必要的人员伤亡。
第二，助于抢险救援中稳定人心，提升供电企业形象，体现电企的社会责任：在突发灾害的情况下，特别是到夜晚，由于电网的损坏导致灾区电力瘫痪，受灾群众在漆黑的环境下容易高度恐慌，供电企业在第一时间提供现场稳定、可靠的大面积照明，能够较大程度上稳定人心，便于维稳，也能极大提升供电企业形象和在关键时刻体现电网企业的社会责任。
第三，有助于减少应急照明设备投入：在电力应急的抢险工作中，应急照明工作是在整个抢险程序中不可或缺的一个重要环节，涉及到的应急照明设备的选择、应急照明方案的制定对整个应急抢险工作中至关重要。应急全时段空域照明***设计搭载800W大功率LED照明，能够为应急抢险现场提供8000～10000m2的有效照明，同时在照明无人机的机腹底部设计搭载200W加强型照明，通过远程控制能够进行照明角度自由调节，对特殊或指定区域进行照度加强。从照明面积和照明效果上分析，相当于几台甚至十几台大型移动灯塔的照明效果，能很大程度减少照明设备的投入。
第四，协助夜间现场救援，减少救援投入，降低救援成本，提高救援效率：应急全时段空域照明***集成大功率照明***和无线图传***，能够在夜间为应急指挥中心提供清晰的图像，帮助应急指挥中心提前对现场进行勘察，对现场情况进行整体评估，合理调度优势资源，通过全局统筹的措施实现资源的最优利用，在最短的时间内完成抢险救援工作。
第五，减少现场人员投入，提高人员调配效率：应急全时段空域照明***结合照明无人机的优势，从设备运输、重量、照明功率、机动性、快速部署等多方面做到应急照明设备的最优化，减少人员投入，提高应急管理部门人员调配效率。
在本发明的另一个实施例中，如图10所示，所述系留电缆30包括承力缆线31、直流电源线32、通信光纤33、高压绝缘层34、地线网35和外套管36，所述直流电源线32和通信光纤33围设于所述承力缆线31的外周，所述高压绝缘层34包覆于所述直流电源线32和所述通信光纤33的外周，所述地线网35包覆于所述高压绝缘层34的外周，所述外套管36包覆于所述地线网35的外周。如此结构的系留电缆30可以实现电流传输和电信号的传输，并且，耐用性好，适合在野外或者户外作用，能够承受恶劣环境下的高强度工作而不易损伤。
在本发明的另一个实施例中，如图10示，所述系留电缆30还包括强度材料层37，所述强度材料层37填充于所述高压绝缘层34与所述地线网35之间。具体地，强度材料层37可以增强系留电缆30的强度，在使用过程中，即使受到强大的离心力或者撞击等，可以有效防止断裂等的问题发生，确保为照明无人机供电和信号是输送。
优选地，所述地线网35为金属网。
在本发明的另一个实施例中，所述无人机主体10上设置有充电电池。充电电池可以作为备用电源，在系留电缆30无法触及的范围，可以通过暂时不使用系留电缆30，使用备用电源供电，这样无人机主体10的可飞行程更大，使用更加灵活。
在本发明的另一个实施例中，如图4～7所示，所述机腹灯具20安装在无人机主体10的机腹(主体的底部)，这样区别于传统的照明无人机的机臂灯安装在照明无人机的机翼壁底部，进而可以让照射的灯光更加集中，照明效果更佳。具体地，本实施例的该机腹灯具20包括连接机构21、灯架22和若干个照明灯23，根据实际需求，例如是适用的照明无人机的大小可以选择不同数量的照明灯23。各所述照明灯23均安装于所述灯架22上，通过灯架22与照明无人机的机腹实现连接。
进一步地，如图4～5所示，所述连接机构21包括卡接凸起座211、卡接凹槽座212和至少一个锁紧块213，所述卡接凸起座211和所述卡接凹槽座212中的其中一个与无人机主体10底部连接，所述卡接凸起座211和所述卡接凹槽座212中的另外一个与所述灯架22连接，也即是说，卡接凸起座211与无人机主体10底部连接时，卡接凹槽座212则与机架连接；同理，卡接凹槽座212与无人机主体10底部连接时，卡接凸起座211则与机架连接。所述卡接凸起座211与所述卡接凹槽座212滑动配合，即可以相对于卡接凹槽座212，可以将卡接凸起座211划入卡接凹槽座212内并实现与该卡接凹槽座212配合。至少一个所述锁紧块213安装于所述卡接凸起座211或所述卡接凹槽座212的侧部并用于锁紧配合的所述卡接凸起座211和所述卡接凹槽座212。具体地，该锁紧块213可以是一个或者两个，采用一个锁紧块213可以将其安装在卡接凸起座211或卡接凹槽座212的侧部，通过转动该锁紧块213可以将卡接凸起座211与卡接凹槽座212锁紧。相应地，采用两个锁紧块213则可以分别将两个锁紧块213安装座卡接凸起座211和卡接凹槽座212的侧部，同样可以锁紧卡接凸起座211与卡接凹槽座212的连接。
本发明实施例的机腹灯具20可以应用于照明无人机的机腹上，也即是可以安装在无人机主体10的底部位置，由于其包括连接机构21，且该连接机构21包括卡接凸起座211、卡接凹槽座212和至少一个锁紧块213，安装时，通过将卡接凸起座211和卡接凹槽座212中的两个分别安装在无人机主体10底部以及灯架22上，然后再将卡接凸起座211滑入卡接凹槽座212内实现与卡接凹槽座212配合连接，最后采用锁紧块213将配合连接的卡接凸起座211和卡接凹槽座212锁紧连接，机腹灯具20安装于照明无人机上的操作非常方便，并且，卡接凸起座211和卡接凹槽座212配合后再结合锁紧块213锁紧，进而可以有效保障机腹灯具20安装后的稳定性良好。
在本发明的另一个实施例中，如图4～7所示，所述卡接凸起座211包括第一连接块2111和设置于所述第一连接块2111上的燕尾块2112，所述卡接凹槽座212包括第二连接块2121和设置于所述第二连接块2121上的燕尾槽2122，所述第一连接块2111和所述第二连接块2121中的其中一个与无人机主体10底部连接，所述第一连接块2111和第二连接块2121中的另外一个与所述灯架22连接，所述燕尾块2112与所述燕尾槽2122滑动配合，具体地，第一连接块2111和第二连接块2121的结构大致相同或者相同，例如可以是方形或者圆形，亦可以是其他不规则形状，通过在第一连接块2111上凸起设置一个燕尾块2112以及在第二连接块2121上凹陷挖设一个燕尾槽2122，并且确保该燕尾快和燕尾槽2122的截面相同并且可以适配，形成间隙配合，这样当将燕尾块2112滑入燕尾槽2122内时，可以实现连接配合，并且由于燕尾形状的结构可以确保完成配合的燕尾块2112和燕尾槽2122不会轻易松脱。进一步地，至少一个所述锁紧块213安装于所述第一连接块2111或所述第二连接块2121的侧部并用于锁紧配合的所述燕尾块2112与所述燕尾槽2122。即是通过旋转该锁紧块213一定的角度即可将完成配合的燕尾块2112和燕尾槽2122锁紧连接，进而实现了机腹灯具20的安装和固定。
优选地，燕尾块2112的边角处可以做倒角处理，这样可以方便对其进行装配，减少燕尾块2112与燕尾槽2122的壁面之间产生干涉和碰撞。
需要按说明的是，本实施例中所述的燕尾块2112和燕尾槽2122两者的截面呈燕尾的形状或者大致呈燕尾形状。也即是截面呈梯形。
在本发明的另一个实施例中，如图4和6～7所示，所述燕尾块2112的中部设置有贯穿所述燕尾块2112的相对两端的形变槽21121，所述形变槽21121的延伸方向与所述燕尾块2112与所述燕尾槽2122滑动配合的方向一致，如此设计可以避免形变槽21121对燕尾块2112与燕尾槽2122的配合位置造成破坏，保证其能够正常实现与燕尾槽2122的滑动配合。具体地，形变槽21121的设置为燕尾块2112的形变提供的空间，即再将燕尾块2112滑配入燕尾槽2122内时，燕尾块2112收到一定的挤压力后可以产生的微小的形变，从而可以更加快速和容易与燕尾槽2122实现配合，结构设计巧妙，利于连接机构21实现连接，设计合理，实用性强。
在本发明的另一个实施例中，如图1～3所示，所述灯架22包括灯盘221，各所述照明灯23均布安装在所述灯盘221上，所述卡接凸起座211和所述卡接凹槽座212中的其中一个与所述灯盘221连接。具体地，灯盘221可以将各个照明灯23集中安装在一起，有利于各个照明灯23将灯光集中于一起进行照射，提高照明效果。并且，也可以先通过该灯盘221集中安装照明灯23，然后再将该灯盘221通过连接机构21与无人机主体10的底部连接，这样即实现将各个照明灯23安装于照明无人机上。
在本发明的另一个实施例中，如图1所示，所述灯架22包括灯盘221和凵形架222，所述凵形架222呈倒置设置，且所述凵形架222的开口朝向侧方，所述灯盘221安装于所述凵形架222的底部，各所述照明灯23均布安装在所述灯盘221上，所述卡接凸起座211和所述卡接凹槽座212中的其中一个与所述凵形架222的顶部连接。具体地，凵形架222作为灯盘221与无人机主体10的居中部件，可以使得灯盘221呈竖向安装，这样照明灯23的照射方向也位于侧方，如此形成不同角度的照射。其中，灯盘221和凵形架222之间的连接可以采用紧固件可拆卸的连接方式实现。
在本发明的另一个实施例中，所述照明灯23与所述灯架22之间安装有用于调节所述照明灯23的照明角度的角度调节器(图未示)。具体地，角度调节器的设置可以使得照明灯23能够实现角度的调节，如此可以通过调节该照明灯23的角度，实现不同方向的照射。进一步地，该角度调节器可以是万向节等可以定位的关节。
在本发明的另一个实施例中，如图1～2所示，所述照明灯23包括灯壳(图未示)和灯珠(图未示)，所述灯壳安装于所述灯架22上，所述灯珠设置于所述灯壳之内，且所述灯壳之内还设置有散热片(图未示)。具体地，在灯壳的内部是设置散热片，可以对灯壳内部的灯珠产生的热量进行时散失，减少高温对灯珠造成的影响，提高照明灯23的使用寿命。
在本发明的另一个实施例中，如图1～2所示，所述灯壳采用航空材料制造成型。具体地，航空材料例如可以是金属材料(结构钢、不锈钢、高温合金、有色金属及合金等)、有机高分子材料(橡胶、塑料、透明材料、涂料等)和复合材料，其具有质量轻，使用寿命长的优点。
在本发明的另一个实施例中，如图1～2所示，所述灯珠为高通量立体灯珠。高通量立体灯珠的例如是800W大功率的LED灯珠，能够为应急抢险现场提供8000～1000m2的有效照明。
本实施例的照明无人机由于其使用有上述的机腹灯具20，那么该照明无人机上的灯具采用卡接锁紧的方式安装，区别于传统的采用捆绑的安装方式，大大地提高了安装的便利性，以及机腹灯具20完成安装后的稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种照明无人机，其特征在于：包括无人机主体、系留电缆和系泊单元，所述无人机主体的底部设置有机腹灯具，所述系泊单元包括发电机、直流高压电源和系缆绞盘，所述发电机与所述直流高压电源电连接，所述系留电缆均绕于所述系缆绞盘上，且所述系留电缆的两端分别与所述直流高压电源和所述无人机主体电连接。
2.根据权利要求1所述的照明无人机，其特征在于：所述系留电缆包括承力缆线、直流电源线、通信光纤、高压绝缘层、地线网和外套管，所述直流电源线和通信光纤围设于所述承力缆线的外周，所述高压绝缘层包覆于所述直流电源线和所述通信光纤的外周，所述地线网包覆于所述高压绝缘层的外周，所述外套管包覆于所述地线网的外周。
3.根据权利要求2所述的照明无人机，其特征在于：所述系留电缆还包括强度材料层，所述强度材料层填充于所述高压绝缘层与所述地线网之间。
4.根据权利要求2所述的机腹灯具，其特征在于：所述地线网为金属网。
5.根据权利要求1所述的照明无人机，其特征在于：所述无人机主体上设置有充电电池。
6.根据权利要求1～5任一项所述的照明无人机，其特征在于：所述机腹灯具包括连接机构、灯架和若干个照明灯，各所述照明灯均安装于所述灯架上，所述连接机构包括卡接凸起座、卡接凹槽座和至少一个锁紧块，所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座中的其中一个与所述无人机主体底部连接，所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座中的另外一个与所述灯架连接，所述卡接凸起座与所述卡接凹槽座滑动配合，至少一个所述锁紧块安装于所述卡接凸起座或所述卡接凹槽座的侧部并用于锁紧配合的所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座。
7.根据权利要求6所述的机腹灯具，其特征在于：所述卡接凸起座包括第一连接块和设置于所述第一连接块上的燕尾块，所述卡接凹槽座包括第二连接块和设置于所述第二连接块上的燕尾槽，所述第一连接块和所述第二连接块中的其中一个与所述无人机主体底部连接，所述第一连接块和第二连接块中的另外一个与所述灯架连接，所述燕尾块与所述燕尾槽滑动配合，至少一个所述锁紧块安装于所述第一连接块或所述第二连接块的侧部并用于锁紧配合的所述燕尾块与所述燕尾槽。
8.根据权利要求7所述的机腹灯具，其特征在于：所述燕尾块的中部设置有贯穿所述燕尾块的相对两端的形变槽，所述形变槽的延伸方向与所述燕尾块与所述燕尾槽滑动配合的方向一致。
9.根据权利要求6所述的机腹灯具，其特征在于：所述灯架包括灯盘，各所述照明灯均布安装在所述灯盘上，所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座中的其中一个与所述灯盘连接。
10.根据权利要求6所述的机腹灯具，其特征在于：所述灯架包括灯盘和凵形架，所述凵形架呈倒置设置，且所述凵形架的开口朝向侧方，所述灯盘安装于所述凵形架的底部，各所述照明灯均布安装在所述灯盘上，所述卡接凸起座和所述卡接凹槽座中的其中一个与所述凵形架的顶部连接。
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