CN105836115A - 一种基于物联网的安全可靠的智能型无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的安全可靠的智能型无人机，包括主体、设置在主体上方的发电装置和飞行机构、设置在主体下方的支撑机构和设置在飞行机构上方的一级缓冲机构，该基于物联网的安全可靠的智能型无人机的电源稳压电路中，通过集成电路能够实现双路低静态电流高效同步降压，通过反馈调整和低成本的电感电容对输出电压进行降噪处理，保证了输出电压的稳定性，还降低了生产成本，提高了无人机的市场竞争力，不仅如此，利用一级缓冲机构中的降落伞和遮挡板大幅度降低了无人机着陆过程的速度，同时通过二级缓冲机构中的活塞克服水的重力做功，进一步限制了其着陆速度，使得无人机的缓冲性能大幅提高，保证了其安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于物联网的安全可靠的智能型无人机。
背景技术
人驾驶飞机，简称无人机(UAV)，是一种处在迅速发展中的新概念武器装备，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、占地面积小、可以悬停、便于操控等的优点。无人机通过搭载多类传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人机的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。
在现有的无人机工作过程中，需要对各个模块进行供电，而目前的无人机中的工作电源中，都是采用多路工作电源并行输出的方式来对各个模块进行供电，这样不仅使得电路结构复杂化、稳定性受到影响，而且还提高了电路的生产成本，降低了无人机的市场竞争力，同时，无人机在停靠过程中保护措施结构过于简单，落地后通常采用单一的弹簧起到缓冲减震作用，而一旦无人机落地时速度过快，与地面接触时，产生的反作用力超出弹簧可接受范围，容易造成无人机损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术电路结构复杂、稳定性差、生产成本高且缓冲结构单一安全可靠性低造成安全系数较低的不足，提供一种电路结构简单、稳定性高、生产成本低且缓冲结构安全可靠性高的基于物联网的安全可靠的智能型无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的安全可靠的智能型无人机，包括主体、设置在主体上方的发电装置和飞行机构、设置在主体下方的支撑机构和设置在飞行机构上方的一级缓冲机构，所述主体上设有指示灯；
所述一级缓冲机构包括壳体、两个设置在壳体两侧的支撑板和两个旋转单元，所述旋转单元包括旋转电机和遮挡板，所述旋转电机固定在壳体的顶端，所述旋转电机通过旋转电机的传动轴与遮挡板传动连接，所述壳体内设有喷气机、隔板、降落伞和两个竖向设置的支柱，所述喷气机设置在壳体内的底部，所述隔板水平设置在喷气机的上方，所述隔板的中心位置设有通气孔，两个所述支柱的底端均固定在隔板上且位于通气孔的两侧，所述降落伞位于隔板的上方且降落伞的底部固定在隔板上，所述喷气机的喷嘴通过通气孔与降落伞连通；
所述发电装置内设有电源稳压模块，所述电源稳压模块包括电源稳压电路，所述电源稳压电路包括集成电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电感和第二电感，所述集成电路的型号为ISL8088，所述集成电路的输入电源端通过第一电容接地，所述集成电路的输入电源端分别与集成电路的第一路调节器使能端和第二路调节器使能端连接，所述集成电路的接地端接地，所述集成电路的第一路交换节点端通过第一电感和第二电容组成的串联电路接地，所述集成电路的第一路交换节点端通过第一电阻和第二电阻组成的串联电路接地，所述第三电容与第一电阻并联，所述集成电路的第一路反馈节点端分别与第一电阻和第二电阻连接，所述集成电路的第二路交换节点端通过第二电感和第四电容组成的串联电路接地，所述集成电路的第二路交换节点端通过第三电阻和第四电阻组成的串联电路接地，所述第五电容与第三电阻并联，所述集成电路的第二路反馈节点端分别与第三电阻和第四电阻连接；
所述主体内设有中央处理器，所述中央处理器内设有无线通讯模块，所述旋转电机和喷气机均与中央处理器电连接。
作为优选，为了加强无人机落地时的缓冲能力，所述支撑架的下方设有二级缓冲机构，所述二级缓冲机构包括固定在支撑架下方的外壳、进液阀门、出水管、缓冲块和设置在外壳内部的活塞，所述进液阀门和出水管均设置在外壳的上方，所述缓冲块设置在外壳的下方并与活塞连接。
作为优选，为了保证为人机的稳定飞行能力，所述飞行机构包括两个飞行单元，所述飞行单元位于主体的两侧，所述飞行单元包括支架和飞行组件，所述支架的一端固定在本体上，所述支架的另一端与飞行组件固定，所述飞行组件包括位于支架两侧的且竖直设置的驱动电机、驱动轴和若干桨叶，所述桨叶周向均匀分布在驱动轴上，所述驱动电机通过驱动轴与桨叶传动连接，所述驱动轴的顶端与壳体的底端连接，所述驱动电机与中央处理器电连接。
作为优选，为了保证无人机的太阳能发电，所述发电装置包括太阳能板。
作为优选，为了方便无人机降落时壳体内部的上方有足够的空间供降落伞打开，所述壳体的竖向截面为等腰梯形。
作为优选，利用直流电机驱动力强的特点，为了加强无人机飞行机构的飞行能力。所述驱动电机为直流电机。
作为优选，利用步进电机转动角度稳定的特点，为了方便遮挡板以旋转电机为圆心转动180°，所述旋转电机为步进电机。
作为优选，为了提高电源稳压电路对温度的抗干扰能力，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的温漂系数均为5％ppm。
本发明的有益效果是，该基于物联网的安全可靠的智能型无人机的电源稳压电路中，通过集成电路能够实现双路低静态电流高效同步降压，通过反馈调整和低成本的电感电容对输出电压进行降噪处理，保证了输出电压的稳定性，还降低了生产成本，提高了无人机的市场竞争力，不仅如此，利用一级缓冲机构中的降落伞和遮挡板大幅度降低了无人机着陆过程的速度，同时通过二级缓冲机构中的活塞克服水的重力做功，进一步限制了其着陆速度，使得无人机的缓冲性能大幅提高，保证了其安全可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于物联网的安全可靠的智能型无人机的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的安全可靠的智能型无人机的一级缓冲机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的安全可靠的智能型无人机的一级缓冲机构的结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的安全可靠的智能型无人机的二级缓冲机构的结构示意图；
图5是本发明的基于物联网的安全可靠的智能型无人机的电源稳压电路的电路原理图；
图中：1.发电装置，2.主体，3.飞行机构，4.支架，5.支撑架，6.驱动电机，7.驱动轴，8.桨叶，9.指示灯，10.一级缓冲机构，11.二级缓冲机构，12.壳体，13.支撑板，14.隔板，15.喷气机，16.降落伞，17.旋转电机，18.遮挡板，19.通气孔，20.支柱，21.活塞，22.进液阀门，23.出水管，24.外壳，25.缓冲块，U1.集成电路，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，C4.第四电容，C5.第五电容，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，L1.第一电感，L2.第二电感。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图5所示，一种基于物联网的安全可靠的智能型无人机，包括主体2、设置在主体2上方的发电装置1和飞行机构3、设置在主体1下方的支撑机构和设置在飞行机构3上方的一级缓冲机构10，所述主体2上设有指示灯9；
所述一级缓冲机构10包括壳体12、两个设置在壳体12两侧的支撑板13和两个旋转单元，所述旋转单元包括旋转电机17和遮挡板18，所述旋转电机17固定在壳体12的顶端，所述旋转电机17通过旋转电机17的传动轴与遮挡板18传动连接，所述壳体12内设有喷气机15、隔板14、降落伞16和两个竖向设置的支柱20，所述喷气机15设置在壳体12内的底部，所述隔板14水平设置在喷气机15的上方，所述隔板14的中心位置设有通气孔19，两个所述支柱20的底端均固定在隔板14上且位于通气孔19的两侧，所述降落伞16位于隔板14的上方且降落伞16的底部固定在隔板14上，所述喷气机15的喷嘴通过通气孔19与降落伞16连通；
所述发电装置1内设有电源稳压模块，所述电源稳压模块包括电源稳压电路，所述电源稳压电路包括集成电路U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电感L1和第二电感L2，所述集成电路U1的型号为ISL8088，所述集成电路U1的输入电源端通过第一电容C1接地，所述集成电路U1的输入电源端分别与集成电路U1的第一路调节器使能端和第二路调节器使能端连接，所述集成电路U1的接地端接地，所述集成电路U1的第一路交换节点端通过第一电感L1和第二电容C2组成的串联电路接地，所述集成电路U1的第一路交换节点端通过第一电阻R1和第二电阻R2组成的串联电路接地，所述第三电容C3与第一电阻R1并联，所述集成电路U1的第一路反馈节点端分别与第一电阻R1和第二电阻R2连接，所述集成电路U1的第二路交换节点端通过第二电感L2和第四电容C4组成的串联电路接地，所述集成电路U1的第二路交换节点端通过第三电阻R3和第四电阻R4组成的串联电路接地，所述第五电容C5与第三电阻R3并联，所述集成电路U1的第二路反馈节点端分别与第三电阻R3和第四电阻R4连接；
所述主体2内设有中央处理器，所述中央处理器内设有无线通讯模块，所述旋转电机17和喷气机12均与中央处理器电连接。
作为优选，为了加强无人机落地时的缓冲能力，所述支撑架5的下方设有二级缓冲机构11，所述二级缓冲机构11包括固定在支撑架5下方的外壳24、进液阀门22、出水管23、缓冲块25和设置在外壳24内部的活塞21，所述进液阀门22和出水管23均设置在外壳24的上方，所述缓冲块25设置在外壳24的下方并与活塞21连接。
作为优选，为了保证为人机的稳定飞行能力，所述飞行机构包括两个飞行单元，所述飞行单元位于主体2的两侧，所述飞行单元包括支架4和飞行组件，所述支架4的一端固定在本体2上，所述支架4的另一端与飞行组件固定，所述飞行组件包括位于支架4两侧的且竖直设置的驱动电机6、驱动轴7和若干桨叶3，所述桨叶3周向均匀分布在驱动轴7上，所述驱动电机6通过驱动轴7与桨叶3传动连接，所述驱动轴7的顶端与壳体12的底端连接，所述驱动电机6与中央处理器电连接。
作为优选，为了保证无人机的太阳能发电，所述发电装置1包括太阳能板。作为优选，为了方便无人机降落时壳体12内部的上方有足够的空间供降落伞16打开，所述壳体12的竖向截面为等腰梯形。
作为优选，利用直流电机6驱动力强的特点，为了加强无人机飞行机构的飞行能力。所述驱动电机6为直流电机。
作为优选，利用步进电机转动角度稳定的特点，为了方便遮挡板18以旋转电机17为圆心转动180°，所述旋转电机17为步进电机。
作为优选，为了提高电源稳压电路对温度的抗干扰能力，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的温漂系数均为5％ppm。
该无人机飞行过程中，驱动电机6消耗的电能由发电装置1采集的太阳能转化而成，在发电装置1内部的电源稳压模块中，由电源稳压电路提供稳定的工作电源，该基于物联网的安全可靠的智能型无人机的电源稳压电路中，集成电路U1的型号为ISL8088，是双路800mA低静态电流高效2.25MHz同步降压电源稳压器，电源电压从2.75V到5.5V，工作频率2.25MHz,可使用小型低成本电感和电容，每路输出电压可低至0.6V。该电源稳压电路的工作原理是：集成电路U1具有两路输出，其中通过电阻进行分压，再通过反馈端对信号进行反馈检测，保证了输出电压的稳定性，同时通过电感对电源电压进行降噪处理，进一步保证了输出电压的稳定性。
在无人机降落过程中，由一级缓冲机构10和二级关冲机构11对无人机着陆过程进行缓冲处理，在一级缓冲机构10中，由中央处理器控制旋转17电机转动，驱动遮挡板18发生180°朝外转动，转动完成后，遮挡板18在无人机下落过程中利用空气的阻力减缓下落速度，在遮挡板18转动完成后，利用喷气机15进行喷气，气流通过隔板14上的通气孔19，使降落伞16张开，利用降落伞16对空气的阻力大幅度减缓无人机下降速度，使安全可靠性得到了保障。
为了进一步加强无人机的安全可靠性，在无人机接触地面时，二级缓冲机构11开始起缓冲减速作用，在二级缓冲机构中，首先由缓冲块25接触地面，地面对缓冲块25产生作用力，推动活塞21向上移动，在移动过程中推动外壳24内的水流向上，克服水的重力做功，无人机从碰地时下降速度又一次得到了减缓，因此进一步保证了无人机下降过程的安全，当根据下降时的速度大小，外壳24内的水部分经过出水管23排出，当外壳24的水过少时，可通过打开进液阀门22后注入水源，之后关闭进液阀门22，操作不仅方便快捷，而且保证了无人机降落的安全可靠性。
与现有技术相比，该基于物联网的安全可靠的智能型无人机的电源稳压电路中，通过集成电路U1能够实现双路800mA低静态电流高效2.25MHz同步降压，通过反馈调整和低成本的电感电容对输出电压进行降噪处理，保证了输出电压的稳定性，还降低了生产成本，提高了无人机的市场竞争力，不仅如此，利用一级缓冲机构10中的降落伞16和遮挡板18大幅度降低了无人机着陆过程的速度，同时通过二级缓冲机构11中的活塞21克服水的重力做功，进一步限制了其着陆速度，使得无人机的缓冲性能大幅提高，保证了其安全可靠性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种基于物联网的安全可靠的智能型无人机，其特征在于，包括主体(2)、设置在主体(2)上方的发电装置(1)和飞行机构(3)、设置在主体(1)下方的支撑机构和设置在飞行机构(3)上方的一级缓冲机构(10)，所述主体(2)上设有指示灯(9)；
所述一级缓冲机构(10)包括壳体(12)、两个设置在壳体(12)两侧的支撑板(13)和两个旋转单元，所述旋转单元包括旋转电机(17)和遮挡板(18)，所述旋转电机(17)固定在壳体(12)的顶端，所述旋转电机(17)通过旋转电机(17)的传动轴与遮挡板(18)传动连接，所述壳体(12)内设有喷气机(15)、隔板(14)、降落伞(16)和两个竖向设置的支柱(20)，所述喷气机(15)设置在壳体(12)内的底部，所述隔板(14)水平设置在喷气机(15)的上方，所述隔板(14)的中心位置设有通气孔(19)，两个所述支柱(20)的底端均固定在隔板(14)上且位于通气孔(19)的两侧，所述降落伞(16)位于隔板(14)的上方且降落伞(16)的底部固定在隔板(14)上，所述喷气机(15)的喷嘴通过通气孔(19)与降落伞(16)连通；
所述发电装置(1)内设有电源稳压模块，所述电源稳压模块包括电源稳压电路，所述电源稳压电路包括集成电路(U1)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电感(L1)和第二电感(L2)，所述集成电路(U1)的型号为ISL8088，所述集成电路(U1)的输入电源端通过第一电容(C1)接地，所述集成电路(U1)的输入电源端分别与集成电路(U1)的第一路调节器使能端和第二路调节器使能端连接，所述集成电路(U1)的接地端接地，所述集成电路(U1)的第一路交换节点端通过第一电感(L1)和第二电容(C2)组成的串联电路接地，所述集成电路(U1)的第一路交换节点端通过第一电阻(R1)和第二电阻(R2)组成的串联电路接地，所述第三电容(C3)与第一电阻(R1)并联，所述集成电路(U1)的第一路反馈节点端分别与第一电阻(R1)和第二电阻(R2)连接，所述集成电路(U1)的第二路交换节点端通过第二电感(L2)和第四电容(C4)组成的串联电路接地，所述集成电路(U1)的第二路交换节点端通过第三电阻(R3)和第四电阻(R4)组成的串联电路接地，所述第五电容(C5)与第三电阻(R3)并联，所述集成电路(U1)的第二路反馈节点端分别与第三电阻(R3)和第四电阻(R4)连接；
所述主体(2)内设有中央处理器，所述中央处理器内设有无线通讯模块，所述旋转电机(17)和喷气机(12)均与中央处理器电连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的安全可靠的智能型无人机，其特征在于，所述支撑架(5)的下方设有二级缓冲机构(11)，所述二级缓冲机构(11)包括固定在支撑架(5)下方的外壳(24)、进液阀门(22)、出水管(23)、缓冲块(25)和设置在外壳(24)内部的活塞(21)，所述进液阀门(22)和出水管(23)均设置在外壳(24)的上方，所述缓冲块(25)设置在外壳(24)的下方并与活塞(21)连接。
3.如权利要求1所述的基于物联网的安全可靠的智能型无人机，其特征在于，所述飞行机构包括两个飞行单元，所述飞行单元位于主体(2)的两侧，所述飞行单元包括支架(4)和飞行组件，所述支架(4)的一端固定在本体(2)上，所述支架(4)的另一端与飞行组件固定，所述飞行组件包括位于支架(4)两侧的且竖直设置的驱动电机(6)、驱动轴(7)和若干桨叶(3)，所述桨叶(3)周向均匀分布在驱动轴(7)上，所述驱动电机(6)通过驱动轴(7)与桨叶(3)传动连接，所述驱动轴(7)的顶端与壳体(12)的底端连接，所述驱动电机(6)与中央处理器电连接。
4.如权利要求1所述的基于物联网的安全可靠的智能型无人机，其特征在于，所述发电装置(1)包括太阳能板。
5.如权利要求1所述的基于物联网的安全可靠的智能型无人机，其特征在于，所述壳体(12)的竖向截面为等腰梯形。
6.如权利要求1所述的基于物联网的安全可靠的智能型无人机，其特征在于，所述驱动电机(6)为直流电机。
7.如权利要求1所述的基于物联网的安全可靠的智能型无人机，其特征在于，所述旋转电机(17)为步进电机。
8.如权利要求1所述的基于物联网的安全可靠的智能型无人机，其特征在于，所述第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的温漂系数均为5％ppm。
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