[發明專利]無人機定向爆破系統及爆破方法

有效

• 申請號: 202210415860.6
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114812311B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 邱賢陽;邱泓杰;何祥銳;陳新;史秀志;張宗國;張世安
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;B64C39/02
• 代理公司: 長沙市岳麓慧專利代理事務所(普通合伙) 43270
• 代理人: 鄒劍峰

1.一種無人機定向爆破系統，其特征在于：包括無人飛行器(1)，所述無人飛行器(1)上設有定向 發射鋼釘(21)的鋼釘發射裝置(2)，所述無人飛行器(1)底部設有固定繩釋放裝置(3)，一條連續柔性繩(4)的中部連接在固定繩釋放裝置(3)上，所述柔性繩(4)其中一端與爆炸物(5)固定連接，所述爆炸物(5)將該段固定繩繃直并被吊裝在無人飛行器(1)下方，所述柔性繩(4)另一端與鋼釘發射裝置(2)中的鋼釘(21)連接，該段固定繩為自由松弛狀態；

還包括與無人飛行器(1)以及其上鋼釘發射裝置(2)和固定繩釋放裝置(3)通信連接的一體化爆破-飛行遙控器(7)。

2.根據權利要求1所述的一種無人機定向爆破系統，所述無人飛行器(1)上設有電池模塊(12)、信號通信模塊(13)和飛行控制模塊(15)。

3.根據權利要求1所述的一種無人機定向爆破系統，所述無人飛行器(1)還設有與一體化爆破-飛行遙控器上自帶顯示屏通信連接的攝像頭(14)，所述攝像頭(14)朝向鋼釘發射裝置(2)的鋼釘發射方向設置。

4.根據權利要求3所述的一種無人機定向爆破系統，所述鋼釘發射裝置(2)包括發射管(22)以及發射管(22)對接的可更換高壓氣瓶(23)，所述發射管(22)通過固定座(24)固定安裝在無人飛行器(1)的機體上，發射管前端朝外，發射管后端與嵌裝在固定座(24)內的高壓氣瓶(23)出氣口對接，所述鋼釘(21)插裝在發射管(22)內，利用高壓氣瓶(23)噴出的高壓氣體將鋼釘從發射管前端定向射出。

5.根據權利要求4所述的一種無人機定向爆破系統，所述發射管后端開口設置開孔錐(25)，通過開孔錐(25)頂開與發射管后端對接的高壓氣瓶(23)出氣口閥門，將高壓氣瓶(23)內的高壓氣體通過開孔錐的通道進入發射管(22)，所述開孔錐(25)內側的發射管(22)內設有電動控制的氣閥(26)，所述氣閥(26)的開閉控制單元與一體化爆破-飛行遙控器(7)通信連接。

6.根據權利要求4或5所述的一種無人機定向爆破系統，所述鋼釘(21)上設有用于柔性繩(4)栓接的導向繩扣(211)，所述發射管(22)上設有在鋼釘發射過程中供導向繩扣(211)滑行的導向溜槽(221)。

7.根據權利要求5所述的一種無人機定向爆破系統，所述固定繩釋放裝置(3)包括翻轉掛鉤(32)和活動繩環(33)，所述翻轉掛鉤(32)轉動裝配在釋放機架(31)上，并通過釋放機架(31)設置在無人飛行器的機體底部，所述柔性繩(4)中部與活動繩環(33)固定栓接，所述柔性繩(4)連接的爆炸物通過活動繩環(33)吊裝在翻轉掛鉤(32)上；

所述翻轉掛鉤(32)的翻轉控制單元與一體化爆破-飛行遙控器(7)通信連接。

8.根據權利要求7所述的一種無人機定向爆破系統，所述爆炸物(5)采用聚能炸藥(53)，所述聚能炸藥(53)在聚能炸藥穴外包裹設有平衡支撐氣囊(51)。

9.根據權利要求1所述的一種無人機定向爆破系統，所述一體化爆破-飛行遙控器(7)通過現場架設的無線基站(6)與無人飛行器(1)以及其上鋼釘發射裝置(2)和固定繩釋放裝置(3)通信連接。

10.權利要求8中的一種無人機定向爆破系統的爆破方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一、在爆破現場架設無線基站，并測試基站信號覆蓋范圍，確保無人飛行器正常工作；

步驟二、組裝爆炸物，并將爆炸物連接的柔性繩與無人飛行器上的鋼釘發射裝置和固定繩釋放裝置連接；

步驟三、將高壓氣瓶放置到鋼釘發射裝置上，將瞬時高壓氣體釋放到發射管后端，此時發射管內的氣閥關閉，確保發射管內瞬時高壓氣體準備完畢；

步驟四、作業人員通過一體化爆破-飛行遙控器，在自帶顯示器和無人飛行器上的攝像頭指引下，遙控無人飛行器飛至爆破區域懸浮；

步驟五、遙控調整無人飛行器的飛行姿態，使鋼釘發射裝置的發射管朝向爆破區域的上方，遙控鋼釘發射裝置發射鋼釘，將鋼釘扎入爆破區域上方錨固；

步驟六、再次遙控調整無人飛行器的飛行姿態，并逐漸降低飛行高度，調整固定繩釋放裝置下方吊裝的爆破物，使其上平衡支撐氣囊朝向爆破區域塊石，遙控固定繩釋放裝置釋放活動繩環，將爆炸物從無人飛行器上脫離，爆炸物通過柔性繩和鋼釘的吊裝緊貼爆破區域塊石；

步驟七、遙控無人飛行器飛回安全區域，作業人員遙控引爆爆炸物對爆破區域塊石進行爆破；

步驟八、確認安全后進入作業面檢查爆破效果，并清運被爆破的塊石。