应急救援(医疗)无人机的设计与制作

(西北民族大学电气工程学院 甘肃 兰州 730124)

应急救援(医疗)无人机的设计与制作

魏孝楠姜坤陈一王慧

(西北民族大学电气工程学院甘肃兰州730124)

在灾害事件或交通事故突发时，救援活动紧急，救援力量到达现场往往需要一定的时间。从空中观察和救援往往是最快、最便捷的手段。

无人机；救援

一、方案设计和背景介绍

当前，我国正处在突发性公共事件的多发时间段，并且，在未来很长一段时间，这些突发性公共事件将会给我国带来很多严峻的考验。同时，我国也是世界上自然灾害最为严重的国家之一，灾害种类繁多、发生频率较高、经济人员损失严重。

在灾害事件或交通事故突发时，救援活动紧急，救援力量到达现场往往需要一定的时间。从空中观察和救援往往是最快、最便捷的手段。与有人驾驶的飞机相比，无人机具有体积小、造价低、机动灵活、使用方便等优点，对环境要求也相对要低，可在数百米至几米范围内飞行，而且还无需机场，驾驶简单。随着无人机技术的逐渐成熟，无人机的用途也越来越广，在各个方面大显身手。

本项目设计的是基于多轴无人机的应急救援，可携带应急救援包、摄像头、通讯工具等简易设备，为救援现场提供简单的医疗救援、提供现场影像、通讯等功能。

二、无人机介绍

(一)无人机的简单介绍

无人机英文名为Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV,指不载人但可以自主飞行或着通过遥控驾驶的飞行器。

多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力。旋翼的总距固定，而不像一般直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。

无人机系统包含了无人机飞行平台、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。

多旋翼无人机，操控简单，可靠性高，可实现垂直起降和空中悬停，主要适用于低空域、低速率、狭隘地域、无法滑行起飞或者需要悬停的任务类型。

无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器，无人机航空遥控系统如图1所示。

图1 无人机航空遥感系统

(二)无人机优点

无人机结构简单、使用成本低，不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务，在处理突发应急事件中有很大的作用。无人机机载救援探测装备可从空中全方位、全时段的独立飞行搜索，能对灾区、海上等多种复杂区域进行搜救、监视和侦查。获取灾区受灾情况、救援情况和对受灾人员的搜索、搜救。还可对救灾车辆、船只实时监控，保护救援人员的安全，同时实时掌握救灾情况和信息。在灾害事件或交通事故突发时，救援活动紧急，救援力量到达现场往往需要一定的时间。从空中观察和救援往往是最快、最便捷的手段。

(三)无人机相关技术设计

该项目设计的思路是基于多轴无人机的应急救援，可携带应急救援包、摄像头、通讯工具等简易设备，为救援现场提供简单的医疗救援、提供现场影像、通讯等功能。

随着市场的发展和认可，民用无人机已经应用广泛，同时技术性能和成本较低。大疆无人机的快速发展，使得无人机从原来的专业市场主导逐渐转向大众主导。技术已经在各个方面快速发展和完善，为无人机在各方面的发展提供了可靠的技术保证。

三、无人机救援的优点

(一)数据传输

采集现场数据，迅速将现场的视、音频信息传送到基站，供救援人员快速掌握现场。

无人机通常会机载高清的航拍设备，主要负责完成目的区域的低空拍摄和信息采集，通过无线传输的方式，传回到地面接收站。无人机机载的摄像机可根据需要来选择更换，例如常规摄像机、红外夜视仪、扫描仪等设备。可将需要的数据实时传输到后方。一般无人机的传输距离可达到数十公里。比如“华鹰”无人机能够采集稳定的视频画面，其数据传输距离可达30公里。

(二)无人机通信

一般灾区受灾时，地面线路往往会受到较大损坏，通信中断，抢修也需要一定的时间，此时如果采用无人机来实现通信中继的功能，便可以快速恢复局部的通信。

当地震、洪水、泥石流、海啸等自然灾害发生时，灾区的有线通信线路一般都会受到较大的破坏而无法实现通信，而此时通信的快速恢复就是一个需要急需解决的问题。而无人机正好可以作为一个通信中继，快速而又便捷，在救援现场搭起一个无形的保障网络，快速构建一个应急的局部通信网络，为救灾提供帮助。另外在偏远地区发生交通事故发生时，也可快速反应，第一时间到达现场，提供简易的救援包和救援指导。

四、展望

每年我国都会频繁的发生各种自然灾害，并造成巨大的经济损失和人员伤亡。这些自然灾害发生时，如果能够准确、及时的向救灾人员提供灾区信息，救灾的效率就会大大提高。普通的灾害监测成本都普遍较高，且实时性差，根本无法满足救灾抢险的需要。无人机低空遥感系统，是卫星遥感和大型载人飞机遥感的补充，具有成本低、操作灵活简便、实施性强、对环境要求小等优点，在自然灾害救援方面具有很好的发展空间和应用前景。

[1]马轮基,马瑞升,等.微型无人机遥感应用初探

[2]晏磊,吕书强,等.无人机航空遥感系统关键技术研究

[3]龚建华、赵终明.四川汶川地震应急无人机遥感信息获取与应用

由2017年中央专项资金资助本科生科研创新项目资助，项目编号：Y17119

魏孝楠(1996.03-)，男，汉族，吉林长春人，本科，毕业于西北民族大学，院系电气工程学院；姜坤(1995.12-)，男，汉族，云南曲靖人，本科，毕业于西北民族大学，院系电气工程学院；陈一(1996.10-)，男，汉族,吉林长春人，本科，毕业于西北民族大学，院系电气工程学院；王慧(1995.10-)，女，汉族，新疆伊犁人，毕业于西北民族大学，院系维吾尔语言文化学院。