CN106143908A - 一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机 - Google Patents

一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，包括本体、设置在本体上方的飞行机构、风力发电机构和设置在本体下方的支撑机构，所述本体上设有指示机构，该具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机通过角度调节单元调节风叶与风向夹角，从而提高发电效率，保证无人机的续航能力，不仅如此，利用第一线圈和第二线圈通电产生排斥作用力作一级缓冲，利用压缩的第一弹簧作二级缓冲，再利用活塞对气缸做功作三极缓冲，通过三层缓冲大幅度提高了无人机降落时的安全性，保证其顺利着陆。

Description

一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机
技术领域
本发明涉及一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机。
背景技术
随着自动控制领域的技术发展，近年来，无人机以其简单的结构、方便的操作以及自主的运行等特点受到越来越多的重视，无人机在各行各业大显身手，逐渐进入普通消费者的日常生活、工作娱乐以及企业的生产管理中。
无人机作为一种用电设备，在运行时需要充足的电源为其飞行工作提供能源，现有的无人机通常采用蓄电池为其本身供电，导致其本身续航能力差，少数无人机采用太阳能或风能发电为其补充工作所用的电能，但由于不能充分合理地利用这些自然能源导致其续航能力的加强效果微乎其微，不仅如此，无人机在降落时缺乏系统安全的保护措施，导致其在落地过程中容易因落地速度过快，使其与地面接触的部分受力过大，从而致使无人机损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，包括本体、设置在本体上方的飞行机构、风力发电机构和设置在本体下方的支撑机构，所述本体上设有指示机构；
所述支撑机构包括若干支撑组件，所述支撑组件周向均匀分布在本体的外周，所述支撑组件包括支架和支撑单元，所述支架的一端固定在本体上，所述支架的另一端与支撑单元连接；
所述支撑单元包括竖向设置的支撑脚、固定在支撑脚上方的通气阀门、设置在支撑脚底部两侧的延伸板和设置在支撑脚下方的缓冲块，所述支撑脚内设有缓冲单元；
所述缓冲单元包括气缸、气压计、竖向设置的活塞、第一线圈、第二线圈和竖向设置的连接杆，所述气缸固定在支撑脚内的顶部且与通气阀门连通，所述活塞的顶端设置在气缸内，所述气压计设置在活塞的顶端，所述第一线圈固定在活塞的底部，所述第二线圈位于第一线圈的下方，所述连接杆的顶端固定在第二线圈上，所述连接杆的底端固定在缓冲块上；
所述风力发电机构包括发电单元、固定单元和角度调节单元，所述发电单元包括轮毂、水平设置的转轴、风向标、机舱、竖向设置的支杆和若干风叶，所述风叶周向均匀分布在轮毂的外周，所述风叶与轮毂传动连接，所述轮毂通过转轴与机舱连接，所述风向标固定在机舱的上方，所述支杆设置在机舱的下方；
所述固定单元包括横杆和两个支柱，所述横杆架设在支柱的顶端，所述支柱的底端固定在本体上，所述横杆上设有通孔，所述支杆穿过通孔且支杆的底端位于横杆的下方；
所述角度调节单元包括第二驱动电机、竖向设置的第二驱动轴、主动齿轮和从动齿轮，所述第二驱动电机固定在横杆的下方，所述第二驱动电机通过第二驱动轴与主动齿轮传动连接，所述从动齿轮固定在支杆的底端，所述从动齿轮与主动齿轮相啮合。
作为优选，为了加强指示效果，所述指示机构包括指示灯、遮光板和传动单元，所述指示灯和传动单元均设置在本体上，所述遮光板位于指示灯和传动单元之间，所述传动单元与遮光板传动连接，所述传动单元包括水平设置的矩形框架、第三驱动电机、第三驱动轴和第三驱动齿轮，所述第三驱动电机固定在本体上，所述第三驱动电机通过第三驱动轴与第三驱动齿轮传动连接，所述框架内壁的上下两侧均设有若干从动齿，所述第三驱动齿轮位于框架内部，所述第三驱动齿轮的外周设有若干主动齿，所述主动齿沿第三驱动齿轮的圆心外向周向均匀分布在第三驱动齿轮的半圆周面上，所述从动齿与第三驱动齿轮的主动齿相啮合。
作为优选，为了保证无人机的飞行能力，所述飞行机构包括若干飞行单元，所述飞行单元周向均匀分布在本体的外周，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，所述飞行组件包括第一驱动电机、竖向设置的第一驱动轴和若干桨叶，所述第一驱动电机固定在支架上，所述桨叶周向均匀分布在第一驱动轴的外周上，所述第一驱动电机通过第一驱动轴与各桨叶传动连接。
作为优选，为了固定支杆的高度位置，所述支杆的两侧均设有固定块，所述固定块设置在横杆的上方。
作为优选，为了进一步加强缓冲单元的缓冲能力，保证无人机安全降落，所述第一线圈和第二线圈之间设有竖向设置的第一弹簧。
作为优选，为了进一步加强缓冲单元的缓冲能力，保证无人机安全降落，所述缓冲块的两端设有竖向设置的第二弹簧，所述第二弹簧的底端固定在缓冲块上，所述第二弹簧的顶端固定在延伸板上。
作为优选，利用橡胶弹性强、寿命长的特点，为了保证缓冲块的长期缓冲能力，所述缓冲块的材质为橡胶。
作为优选，为了限制连接杆的移动轨迹从而保证缓冲单元的缓冲能力，所述支撑脚的内壁两侧均设有限位块。
本发明的有益效果是，该具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机通过角度调节单元调节风叶与风向夹角，从而提高发电效率，保证无人机的续航能力，不仅如此，利用第一线圈和第二线圈通电产生排斥作用力作一级缓冲，利用压缩的第一弹簧作二级缓冲，再利用活塞对气缸做功作三极缓冲，通过三层缓冲大幅度提高了无人机降落时的安全性，保证其顺利着陆。
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是本发明的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机的结构示意图；
图2是本发明的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机的支撑单元的结构示意图；
图3是本发明的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机的风力发电机构的结构示意图；
图4是本发明的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机的指示机构的结构示意图；
图中：1.本体，2.指示机构，3.风力发电机构，4.支架，5.第一驱动电机，6.第一驱动轴，7.桨叶，8.支架，9.支撑单元，10.支撑脚，11.通气阀门，12.气缸，13.气压计，14.活塞，15.第一线圈，16.第一弹簧，17.第二线圈，18.限位块，19.延伸板，20.第二弹簧，21.缓冲块，22.轮毂，23.风叶，24.转轴，25.风向标，26.机舱，27.支杆，28.固定块，29.横杆，30.支柱，31.第二驱动电机，32.第二驱动轴，33.主动齿轮，34.从动齿轮，35.指示灯，36.遮光板，37.框架，38.从动齿，39.第三驱动电机，40.第三驱动轴，41.第三驱动齿轮，42.主动齿，43.连接杆。
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4所示，一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，包括本体1、设置在本体1上方的飞行机构、风力发电机构3和设置在本体1下方的支撑机构，所述本体1上设有指示机构2；
所述支撑机构包括若干支撑组件，所述支撑组件周向均匀分布在本体1的外周，所述支撑组件包括支架8和支撑单元9，所述支架8的一端固定在本体1上，所述支架8的另一端与支撑单元9连接；
所述支撑单元9包括竖向设置的支撑脚10、固定在支撑脚10上方的通气阀门11、设置在支撑脚10底部两侧的延伸板19和设置在支撑脚10下方的缓冲块21，所述支撑脚10内设有缓冲单元；
所述缓冲单元包括气缸12、气压计13、竖向设置的活塞14、第一线圈15、第二线圈17和竖向设置的连接杆43，所述气缸12固定在支撑脚10内的顶部且与通气阀门11连通，所述活塞14的顶端设置在气缸12内，所述气压计13设置在活塞14的顶端，所述第一线圈15固定在活塞14的底部，所述第二线圈17位于第一线圈15的下方，所述连接杆43的顶端固定在第二线圈17上，所述连接杆43的底端固定在缓冲块21上；
所述风力发电机构包括发电单元、固定单元和角度调节单元，所述发电单元包括轮毂22、水平设置的转轴24、风向标25、机舱26、竖向设置的支杆27和若干风叶23，所述风叶23周向均匀分布在轮毂22的外周，所述风叶23与轮毂22传动连接，所述轮毂22通过转轴24与机舱26连接，所述风向标25固定在机舱26的上方，所述支杆27设置在机舱26的下方；
所述固定单元包括横杆29和两个支柱30，所述横杆29架设在支柱30的顶端，所述支柱30的底端固定在本体1上，所述横杆29上设有通孔，所述支杆27穿过通孔且支杆27的底端位于横杆29的下方；
所述角度调节单元包括第二驱动电机31、竖向设置的第二驱动轴32、主动齿轮33和从动齿轮34，所述第二驱动电机31固定在横杆29的下方，所述第二驱动电机31通过第二驱动轴32与主动齿轮33传动连接，所述从动齿轮34固定在支杆27的底端，所述从动齿轮34与主动齿轮33相啮合。
作为优选，为了加强指示效果，所述指示机构2包括指示灯35、遮光板36和传动单元，所述指示灯35和传动单元均设置在本体1上，所述遮光板36位于指示灯35和传动单元之间，所述传动单元与遮光板36传动连接，所述传动单元包括水平设置的矩形框架37、第三驱动电机39、第三驱动轴40和第三驱动齿轮41，所述第三驱动电机39固定在本体1上，所述第三驱动电机39通过第三驱动轴40与第三驱动齿轮41传动连接，所述框架37内壁的上下两侧均设有若干从动齿38，所述第三驱动齿轮41位于框架37内部，所述第三驱动齿轮41的外周设有若干主动齿42，所述主动齿42沿第三驱动齿轮41的圆心外向周向均匀分布在第三驱动齿轮41的半圆周面上，所述从动齿38与第三驱动齿轮41的主动齿42相啮合。
作为优选，为了保证无人机的飞行能力，所述飞行机构包括若干飞行单元，所述飞行单元周向均匀分布在本体1的外周，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1上，所述支架4的另一端与飞行组件固定，所述飞行组件包括第一驱动电机5、竖向设置的第一驱动轴6和若干桨叶7，所述第一驱动电机5固定在支架4上，所述桨叶7周向均匀分布在第一驱动轴6的外周上，所述第一驱动电机5通过第一驱动轴6与各桨叶7传动连接。
作为优选，为了固定支杆27的高度位置，所述支杆27的两侧均设有固定块28，所述固定块28设置在横杆29的上方。
作为优选，为了进一步加强缓冲单元的缓冲能力，保证无人机安全降落，所述第一线圈15和第二线圈16之间设有竖向设置的第一弹簧16。
作为优选，为了进一步加强缓冲单元的缓冲能力，保证无人机安全降落，所述缓冲块21的两端设有竖向设置的第二弹簧20，所述第二弹簧20的底端固定在缓冲块21上，所述第二弹簧20的顶端固定在延伸板19上。
作为优选，利用橡胶弹性强、寿命长的特点，为了保证缓冲块21的长期缓冲能力，所述缓冲块21的材质为橡胶。
作为优选，为了限制连接杆43的移动轨迹从而保证缓冲单元的缓冲能力，所述支撑脚10的内壁两侧均设有限位块18。
无人机在飞行过程中，过了保证其续航能力，由本体1上的风力发电机构3为无人机的飞行提供源源不断的电能。在风力发电机构3中，利用发电单元的风向标25检测风力方向，同时角度调节单元中的第二驱动电机31转动，带动主动齿轮33旋转，由于从动齿轮34与主动齿轮33相啮合，从而使从动齿轮34旋转，带动支杆27沿其自身中心轴线发生一定角度的旋转，从而使机舱26转动，调节风叶23与风力方向的夹角，提高风叶23旋转速度，从而提高发电效率，为无人机的运行提供持续可靠的能源，保证其续航能力。该具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机通过角度调节单元调节风叶23与风向夹角，从而提高发电效率，保证无人机的续航能力。
在无人机降落时，由支撑单元9保证无人机的安全平稳降落。在支撑单元9中，第一线圈15和第二线圈17通电，产生相互排斥的作用力，从而使缓冲块21接触地面时，需要克服第一线圈15和第二线圈17间的作用力，起到一定的缓冲作用，随着降落，第一线圈15和第二线圈17的距离缩小，作用力逐渐增大，同时，在第一线圈15和第二线圈17间的第一弹簧16产生挤压，为恢复形变，第一弹簧16对缓冲块21产生向下的作用力，进一步提高了缓冲作用，同时第一弹簧16对活塞14产生向上的作用力，活塞14克服气缸12内的气体做功，从而使支撑单元9的缓冲作用力进一步加强，当气缸12内的压力过大时，通过气压计13检测到压力数据，同时打开通气阀门11排气，待压力数据恢复初始值后，关闭通气阀门11。该具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机利用第一线圈15和第二线圈17通电产生排斥作用力作一级缓冲，利用压缩的第一弹簧16作二级缓冲，再利用活塞14对气缸12做功作三极缓冲，通过三层缓冲大幅度提高了无人机降落时的安全性，保证其顺利着陆。
在指示机构2中，通过第三驱动电机39转动，带动第三驱动齿轮41旋转，使框架37发生左右移动，在框架37作用移动的同时，固定在框架37上的遮光板36发生循环左右移动，在往指示灯35移动过程中，逐渐遮住指示灯35，之后，远离指示灯35移动，使指示灯35恢复原来的显示光亮，从而使指示灯35产生闪烁的效果，加强了指示作用，足够引起人们的注意。
与现有技术相比，该具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机通过角度调节单元调节风叶23与风向夹角，从而提高发电效率，保证无人机的续航能力，不仅如此，利用第一线圈15和第二线圈17通电产生排斥作用力作一级缓冲，利用压缩的第一弹簧16作二级缓冲，再利用活塞14对气缸12做功作三极缓冲，通过三层缓冲大幅度提高了无人机降落时的安全性，保证其顺利着陆。
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)

1.一种具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，其特征在于，包括本体(1)、设置在本体(1)上方的飞行机构、风力发电机构(3)和设置在本体(1)下方的支撑机构，所述本体(1)上设有指示机构(2)；
所述支撑机构包括若干支撑组件，所述支撑组件周向均匀分布在本体(1)的外周，所述支撑组件包括支架(8)和支撑单元(9)，所述支架(8)的一端固定在本体(1)上，所述支架(8)的另一端与支撑单元(9)连接；
所述支撑单元(9)包括竖向设置的支撑脚(10)、固定在支撑脚(10)上方的通气阀门(11)、设置在支撑脚(10)底部两侧的延伸板(19)和设置在支撑脚(10)下方的缓冲块(21)，所述支撑脚(10)内设有缓冲单元；
所述缓冲单元包括气缸(12)、气压计(13)、竖向设置的活塞(14)、第一线圈(15)、第二线圈(17)和竖向设置的连接杆(43)，所述气缸(12)固定在支撑脚(10)内的顶部且与通气阀门(11)连通，所述活塞(14)的顶端设置在气缸(12)内，所述气压计(13)设置在活塞(14)的顶端，所述第一线圈(15)固定在活塞(14)的底部，所述第二线圈(17)位于第一线圈(15)的下方，所述连接杆(43)的顶端固定在第二线圈(17)上，所述连接杆(43)的底端固定在缓冲块(21)上；
所述风力发电机构包括发电单元、固定单元和角度调节单元，所述发电单元包括轮毂(22)、水平设置的转轴(24)、风向标(25)、机舱(26)、竖向设置的支杆(27)和若干风叶(23)，所述风叶(23)周向均匀分布在轮毂(22)的外周，所述风叶(23)与轮毂(22)传动连接，所述轮毂(22)通过转轴(24)与机舱(26)连接，所述风向标(25)固定在机舱(26)的上方，所述支杆(27)设置在机舱(26)的下方；
所述固定单元包括横杆(29)和两个支柱(30)，所述横杆(29)架设在支柱(30)的顶端，所述支柱(30)的底端固定在本体(1)上，所述横杆(29)上设有通孔，所述支杆(27)穿过通孔且支杆(27)的底端位于横杆(29)的下方；
所述角度调节单元包括第二驱动电机(31)、竖向设置的第二驱动轴(32)、主动齿轮(33)和从动齿轮(34)，所述第二驱动电机(31)固定在横杆(29)的下方，所述第二驱动电机(31)通过第二驱动轴(32)与主动齿轮(33)传动连接，所述从动齿轮(34)固定在支杆(27)的底端，所述从动齿轮(34)与主动齿轮(33)相啮合。
2.如权利要求1所述的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，其特征在于，所述指示机构(2)包括指示灯(35)、遮光板(36)和传动单元，所述指示灯(35)和传动单元均设置在本体(1)上，所述遮光板(36)位于指示灯(35)和传动单元之间，所述传动单元与遮光板(36)传动连接，所述传动单元包括水平设置的矩形框架(37)、第三驱动电机(39)、第三驱动轴(40)和第三驱动齿轮(41)，所述第三驱动电机(39)固定在本体(1)上，所述第三驱动电机(39)通过第三驱动轴(40)与第三驱动齿轮(41)传动连接，所述框架(37)内壁的上下两侧均设有若干从动齿(38)，所述第三驱动齿轮(41)位于框架(37)内部，所述第三驱动齿轮(41)的外周设有若干主动齿(42)，所述主动齿(42)沿第三驱动齿轮(41)的圆心外向周向均匀分布在第三驱动齿轮(41)的半圆周面上，所述从动齿(38)与第三驱动齿轮(41)的主动齿(42)相啮合。
3.如权利要求1所述的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，其特征在于，所述飞行机构包括若干飞行单元，所述飞行单元周向均匀分布在本体(1)的外周，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(1)上，所述支架(4)的另一端与飞行组件固定，所述飞行组件包括第一驱动电机(5)、竖向设置的第一驱动轴(6)和若干桨叶(7)，所述第一驱动电机(5)固定在支架(4)上，所述桨叶(7)周向均匀分布在第一驱动轴(6)的外周上，所述第一驱动电机(5)通过第一驱动轴(6)与各桨叶(7)传动连接。
4.如权利要求1所述的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，其特征在于，所述支杆(27)的两侧均设有固定块(28)，所述固定块(28)设置在横杆(29)的上方。
5.如权利要求1所述的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，其特征在于，所述第一线圈(15)和第二线圈(16)之间设有竖向设置的第一弹簧(16)。
6.如权利要求1所述的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，其特征在于，所述缓冲块(21)的两端设有竖向设置的第二弹簧(20)，所述第二弹簧(20)的底端固定在缓冲块(21)上，所述第二弹簧(20)的顶端固定在延伸板(19)上。
7.如权利要求1所述的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，其特征在于，所述缓冲块(21)的材质为橡胶。
8.如权利要求1所述的具有在线发电功能的安全可靠的智能无人机，其特征在于，所述支撑脚(10)的内壁两侧均设有限位块(18)。
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