CN105818979A - 无人飞行器保护架及其无人飞行器 - Google Patents

Abstract

一种无人飞行器保护架及其无人飞行器，所述无人飞行器保护架由弧形条(1)和一个连接杆(2)构成，所述无人飞行器保护架经由所述连接杆(2)连接到无人飞行器本体上，所述弧形条(1)开口朝向所述无人飞行器本体且半包围无人飞行器的旋翼外边缘，所述弧形条(1)相对于连接杆(2)大致对称。进一步地，所述弧形条(1)在垂直方向上的截面高度大于截面的宽度。

Description

无人飞行器保护架及其无人飞行器

技术领域

本发明属于无人飞行器安全领域，特别是涉及一种无人飞行器保护架及其无人飞行器。

背景技术

无人飞行器的应用领域正在不断拓展，无论是行业无人机还是消费无人机都得到长足的进步，尤其是多旋翼式无人飞行器为代表的小微型无人飞行器，其各种组成部分开始模块化，产业日趋成熟。

目前，多旋翼无人机在航拍、救援、森林防火、安防等很多领域得到了广泛的应用，其主要由旋翼机身、多台电机和多叶螺旋桨组成，其中旋翼机身上具有多片呈放射状设置的机架，每片机架外端上表面安装有一台电机，并且每台电机上端的输出轴上连接一叶螺旋桨。由于多旋翼飞行器的飞行能力不断提升，要求其旋翼转速越来越快，而且飞行性能的提升使得飞行器的速度也变得更快，在此情况下，如果一旦发生误操作，飞行器碰到障碍物，那么就会对飞行器的旋翼造成伤害甚至坠落，而如果碰到人，高速旋转的旋翼还可能伤害人体。

现有旋翼保护架结构可以分为两种形式，一种是与机架或其他机体部件作为一体，不需安装，无法拆卸的旋翼保护架；另一种是在飞行前进行安装，但这种通常需要拆装多个螺钉。这两种保护架存在明显的不足之处：前者导致无人机体积增大，不便于携带及存放；后者拆装麻烦，严重影响用户使用的便捷性和可靠性。

专利文献CN205150236U公开的螺旋桨顶部保护装置，包括设于无人机上侧的基体(2)，基体中央向上隆起、在基体中央下部形成容纳腔(21)；以容纳腔为中心，基体上均匀开有至少两个通孔(20)，通孔内安装有防护罩(1)，防护罩与无人机本体连接。该专利可避免障碍物损害无人机螺旋桨，又能避免无人机伤人的情况发生。但该专利导致无人机体积增大，不便于携带和存放，且增加风阻，降低了飞行性能。

专利CN205150235U公开的无人机支撑组件包括一次成型的底座(2)、机臂(1)及电机座(4)，机臂两端分别连接底座和电机座,电机座包括下侧开口的空腔，空腔内部通过螺栓固接有护桨座(5)，护桨座下侧卡接护桨(3)。该专利提高了整个无人机机体的集成度，减少了拆装时间。但其导致无人机体积增大，不便于携带和存放，且增加风阻，降低了飞行性能。

专利文献CN205131658U公开的一种多旋翼无人机保护装置包括圆形保护架(1)、多个连接支架(2)和多个双通连接器(3)；其中连接支架(2)为由碳纤维材料制成的长条形板状结构，中部形成有减重孔(4)，每个连接支架(2)的一端固定在多旋翼无人机上一片机架(5)的外端表面和电机(6)下端之间，另一端表面安装有一个双通连接器(3)；双通连接器(3)为圆管状结构，其两端位于连接支架(2)的左右两侧；圆形保护架(1)为圆形杆，同时插入在上述多个双通连接器(3)的内部。该专利可避免障碍物损害无人机螺旋桨，又能避免无人机伤人的情况发生。但该专利导致无人机体积增大，不便于携带和存放，且增加风阻和重量，降低了飞行性能。

专利文献CN104986331A公开的一种无人机旋翼保护架包括：保护架本体，可拆卸地设置在无人机机臂(4)上远离无人机本体的一端端部，所述端部设置有螺旋桨(5)，所述螺旋桨(5)的旋转轴线垂直于所述保护架本体的表面，所述保护架本体用于对旋转时的所述螺旋桨(5)进行保护。该专利能够快速安装及拆卸，方便收纳携带，使用时能够快速展开，迅速达到飞行状态。但该专利可靠性差，增加风阻和重量，降低了飞行性能。

现有技术中的旋翼保护架通常是可拆卸安装在机架主体向外延伸的四个悬臂的边缘，但是目前的保护架通常是类似三角形的结构，其中三角形的锐角处与悬臂边缘连接，与该锐角相对的三角形的另一边(保护边)，通常是与旋翼旋转时所形成圆的外边缘吻合，并稍稍大于该圆。如此，保护架的保护边在旋翼之外充当了护栏的作用，能够避免旋翼直接撞击到障碍物。然而，无论该保护架是设计在上述旋翼的正下方或者正上方，由于保护架的若干个筋结构正好挡在旋翼的风路上，所以将会降低旋翼所能给飞行器提供的飞行性能，在某些情况下，这种阻碍能力甚至能达到30％的水平。所以，稍微专业一点的飞手，就希望能够不使用该保护架，从而能够好好的享受高速飞行。如此，也降低了飞行器的飞行安全性。

因此，本领域急需要解决的技术问题在于：在不导致无人飞行器体积增大的情况下，避免障碍物损害无人机螺旋桨，又能避免无人机伤人的情况发生，避免增加无人飞行器的重量和风阻，且不影响无人飞行器的飞行性能。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

基于解决上述技术问题，本发明总的构思在于，提供一种避免增加无人飞行器的重量和风阻，且不影响无人飞行器的飞行性能的无人飞行器保护架。其中，减少阻挡风路的部件和形成涵道结构是实现避免增加风阻的总构思的闪光之处。本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

根据本发明的一方面，一种无人飞行器保护架由弧形条和一个连接杆构成，所述无人飞行器保护架经由所述连接杆连接到无人飞行器本体上，所述弧形条开口朝向所述无人飞行器本体且半包围无人飞行器的旋翼外边缘，所述弧形条相对于连接杆大致对称。优选地，所述无人飞行器保护架由托架、一个连接杆和弧形条构成，所述无人飞行器保护架经由托架可拆卸地设置在无人飞行器机臂的远离无人飞行器本体的端部上。进一步地，设在所述端部上的旋翼的旋转轴线垂直于所述无人飞行器保护架的表面。

优选地，所述弧形条是以旋翼轴心为圆心，连接杆长度为半径的圆弧结构，旋翼的旋转轴线穿过所述圆心。

优选地，所述连接杆的长度略微大于旋翼半径。

优选地，无人飞行器保护架由托架、一个连接杆和弧形条一体形成。

优选地，所述圆弧结构为四分之一圆至三分之一圆的范围内的圆弧结构。

根据本发明的另一方面，无人飞行器保护架由弧形条和连接杆构成，所述无人飞行器保护架经由所述连接杆连接到无人飞行器本体上，所述弧形条开口朝向所述无人飞行器本体且所述弧形条相对于连接杆对称，所述弧形条在垂直方向上的截面高度大于其截面宽度。

优选地，所述无人飞行器保护架仅设有一个连接杆。

优选地，连接杆、弧形条和无人飞行器旋翼之间形成半包围结构，其中，弧形条在垂直方向上的截面高度大于连接杆的截面高度。

根据本发明的又一方面，一种无人飞行器，其装配有所述的无人飞行器保护架。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的无人飞行器保护架的结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的无人飞行器保护架的结构示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的无人飞行器保护架的结构示意图；

图4是根据图2的无人飞行器保护架的A方向的横截面示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

实施例中，无人飞行器简称“无人机”，英文缩写为“UAV”(unmannedaerialvehicle)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。

本发明实施例中优选的无人飞行器为多旋翼无人飞行器，多旋翼无人飞行器可以是四旋翼、六旋翼及旋翼数量大于六的无人飞行器。

本发明技术方案采用的无人飞行器主要是指小、微型多旋翼无人飞行器，这种无人飞行器体积小、成本低、飞行稳定性较好，飞行成本低等。本发明使用的飞行器，典型的以四轴多旋翼飞行器为代表。

图1为本发明的一个实施例的无人飞行器保护架的结构示意图，本发明实施例将结合图1进行具体说明。

如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种无人飞行器保护架，一种无人飞行器保护架由弧形条1和一个连接杆2构成，所述无人飞行器保护架经由所述连接杆2连接到无人飞行器本体上，所述弧形条1开口朝向所述无人飞行器本体且半包围旋翼外边缘，所述弧形条1相对于连接杆2大致对称。

由弧形条1和一个连接杆2构成的无人飞行器保护架不会阻碍旋翼的风路，避免了降低旋翼所能给飞行器提供的飞行性能，在某些情况下，可以避免甚至能达到30％的水平的飞行性能，由于弧形条1相对于连接杆2对称使得无人飞行器保护架是个平衡的结构，有利于无人飞行器的稳定；进一步地，如果一旦发生误操作，无人飞行器碰到障碍物，那么就会对飞行器的旋翼造成伤害甚至坠落，而如果碰到人，高速旋转的旋翼还可能伤害人体，弧形条在旋翼之外提供一个物理遮挡物，能够降低旋翼的损坏程度以及保护其它人或物免受旋转的旋翼的损伤。

如图2所示，本发明的一个实施例提供了一种无人飞行器保护架，无人飞行器保护架由托架3、一个连接杆2和弧形条1构成，所述无人飞行器保护架经由托架3可拆卸地设置在无人飞行器机臂4的远离无人飞行器本体的端部上，设在所述端部上的旋翼5的旋转轴线垂直于所述无人飞行器保护架的表面。

托架3可以以多种方式可拆卸地设置在机臂的端部上，例如卡合、嵌入或螺纹连接等方式可拆卸地设在机臂的端部上，例如托架3的形状与机臂4端部紧密配合以保证安装的稳定性，并保持外型小巧；另外，托架的中心轴线与旋翼5的轴线重合。托架还可以设置安装件以将所述托架3锁定在端部上，安装件可以是卡口件。

在本实施例中的无人飞行器保护架可完全避免旋翼在飞行过程中与人体的任何接触，确保人身安全；同时，能够使得无人机在遭遇不同方向撞击时，承受并通过弹性变形吸收一定的能量，减小撞击破坏性，进一步提高安全性能高；另外，可拆卸的连接方式使得无人飞行器保护架能够快速安装及拆卸，方便收纳携带，使用时能够快速展开，迅速达到飞行状态；最后，无人飞行器保护架仅使用一个连接杆，使无人飞行器保护架不会阻碍旋翼的风路，避免了降低旋翼所能给飞行器提供的飞行性能，而且结构简单，重量轻便，进一步提高了飞行性能。

如图3所示，本发明的一个实施例提供了一种无人飞行器保护架，无人飞行器保护架由托架3、一个连接杆2和弧形条1构成，所述弧形条1是以旋翼5的轴心为圆心，连接杆2长度为半径的圆弧结构，旋翼5的旋转轴线穿过所述圆心。在本实施例中，由于旋转轴线穿过圆心，避免了来自旋翼的振动，进一步提高了无人飞行器飞行的稳定性。

本发明实施例中优选的，所述连接杆2的长度大于或等于旋翼半径。优选地，连接杆的长度处于旋翼半径的1.05至1.2倍之间的范围。

本发明实施例中优选的，无人飞行器保护架由托架3、一个连接杆2和弧形条1一体形成。由于本无人飞行器保护架减少了保护架的筋结构，所以相应的降低了保护架本身的强度，采用一体形成的保护架提高了强度，这有助于无人飞行器保护架的稳固性。

本发明实施例中优选的，所述圆弧结构为四分之一圆至三分之一圆范围内的圆弧结构。进一步地，所述圆弧结构为80度到100度的圆弧，更优选地，所述圆弧结构为90度圆弧。

如图4所示，本发明的一个实施例提供了一种无人飞行器保护架，无人飞行器保护架由弧形条1和连接杆2构成，所述无人飞行器保护架经由所述连接杆2连接到无人飞行器本体上，所述弧形条1开口朝向所述无人飞行器本体且所述弧形条1相对于连接杆2大致对称，所述弧形条1在垂直方向上的截面高度大于截面宽度，且大于连接杆2的截面高度。

在一个实施例中，弧形条1高出旋翼5所述弧形条1横截面高度三分之一的距离，弧形条1和旋翼5间隔所述弧形条横截面高度的二分之一。

在本实施例中，在无人飞行器的垂直方向上即起降方向上，增加弧形条截面高度。具体参见图4，所述弧形条1在垂直方向上的截面高度大于连接杆2的截面高度。由于弧形条截面高度的增加，增强了保护架的刚性。

为了进一步降低风阻，所述弧形条和连接杆的截面为圆形。

本发明实施例中优选的，所述无人飞行器保护架仅设有一个连接杆2。

本发明实施例中优选的，连接杆2、弧形条1和无人飞行器旋翼5之间形成半包围涵洞结构，该结构有助于改善旋翼的风力，提升多旋翼飞行器的性能。

本发明实施例中优选的，无人飞行器保护架由碳纤维材料制成，其重量轻、弹性好、强度好。

另外，本发明还提供了一种无人飞行器，其包括如上所述的无人飞行器保护架。关于具无人飞行器的结构，由于并非本发明重点，这里不再详述。常见的多旋翼飞行器包括旋翼、电子调速器、马达、飞行控制器、电池、机架、起落架等结构，为了实现航拍目的的飞行器还包括云台、摄像装置等。另外，还有在地面通过无线信号与其通信的遥控设备，操作人员通过遥控设备对飞行器发出指令，控制其飞行过程。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种无人飞行器保护架，其特征在于：所述无人飞行器保护架由弧形条(1)和一个连接杆(2)构成，所述无人飞行器保护架经由所述连接杆(2)连接到无人飞行器本体上，所述弧形条(1)开口朝向所述无人飞行器本体且半包围无人飞行器的旋翼外边缘，所述弧形条(1)相对于连接杆(2)大致对称。

2.根据权利要求1的所述无人飞行器保护架，其特征在于：所述无人飞行器保护架由托架(3)、一个连接杆(2)和弧形条(1)构成，所述无人飞行器保护架经由托架(3)可拆卸地设置在无人飞行器机臂(4)的远离无人飞行器本体的端部上。

3.根据权利要求2的所述无人飞行器保护架，其特征在于：所述弧形条(1)是以旋翼(5)的轴心为圆心，连接杆(2)长度为半径的圆弧结构，旋翼(5)的旋转轴线穿过所述圆心。

4.根据权利要求2的所述无人飞行器保护架，其特征在于：所述连接杆(2)的长度略微大于旋翼半径。

5.根据权利要求2的所述无人飞行器保护架，其特征在于：无人飞行器保护架由托架(3)、一个连接杆(2)和弧形条(1)一体形成。

6.根据权利要求3的所述无人飞行器保护架，其特征在于：所述圆弧结构为从四分之一圆至三分之一圆的范围内的圆弧结构。

7.一种无人飞行器保护架，其特征在于：所述无人飞行器保护架由弧形条(1)和连接杆(2)构成，所述无人飞行器保护架经由所述连接杆(2)连接到无人飞行器本体上，所述弧形条(1)开口朝向所述无人飞行器本体且所述弧形条(1)相对于连接杆(2)对称，所述弧形条(1)在垂直方向上的截面高度大于截面的宽度。

8.根据权利要求7的所述无人飞行器保护架，其特征在于：所述无人飞行器保护架仅设有一个连接杆(2)。

9.根据权利要求7的所述无人飞行器保护架，其特征在于：连接杆(2)、弧形条(1)和无人飞行器旋翼(5)之间形成半包围结构，其中，弧形条(1)在垂直方向上的截面高度大于连接杆(2)的截面高度。

10.一种无人飞行器，其装配有如权利要求1-8中任一项所述的无人飞行器保护架。