CN106347654B - 一种球形无人机 - Google Patents

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    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts

Abstract

本发明公开了一种球形无人机，包括设置于万向支架内的无人机本体（4），所述万向支架外面设置有球形框架（1）。所述万向支架包括水平圆环（3），所述水平圆环（3）的中央设置有所述无人机本体（4），所述无人机本体（4）为四旋翼无人机，所述四旋翼无人机包括两个垂直交叉设置的机架（44），一个所述机架（44）的两个末端均连有薄片小圆环（43）；所述水平圆环（3）内侧设置有两个分别用于与所述薄片小圆环（43）相连接的第一连接轴（5）；所述水平圆环（3）与竖直圆环（2）相连并。本发明提供的一种球形无人机，结构新颖，旋翼叶片对外界伤害较小，同时具有自身防护作用。

Description

一种球形无人机
技术领域
本发明涉及一种球形无人机，属于无人机技术领域。
背景技术
无人机目前已广泛应用于各行各业，但是当前的无人机，旋翼的叶片大都暴露于空气，叶片很容易伤害到人类或其他事物。除此之外，飞行器发生碰撞或坠落时，也容易造成自身损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构新颖，旋翼叶片对外界伤害较小，同时具有自身防护作用的球形无人机；进一步地，本发明提供一种便于设备拆卸维修或材料循环利用的球形无人机。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种球形无人机，包括设置于万向支架内的无人机本体，所述万向支架外面设置有球形框架。
所述万向支架包括水平圆环，所述水平圆环的中央设置有所述无人机本体，所述无人机本体为四旋翼无人机，所述四旋翼无人机包括两个垂直交叉设置的机架，两所述机架的端头上表面均设置有无刷电机，所述无刷电机与螺旋桨相连，一个所述机架的两个末端均连有薄片小圆环；所述水平圆环内侧设置有两个分别用于与所述薄片小圆环相连接的第一连接轴；所述水平圆环与竖直圆环相连并形成所述万向支架，所述竖直圆环的外侧通过第二连接轴与所述球形框架相连。
所述第一连接轴上设置有安装凹槽，所述安装凹槽内设置有螺套，螺钉穿过所述薄片小圆环后与所述螺套相连接。
所述球形框架采用若干细条围成足球状笼子，所述足球状笼子外面包裹减震材料。
所述减震材料包括气泡膜或泡沫。
所述细条的材质包括全碳纤维复合材料；所述细条围成若干五边形和若干六边形；所述球形框架的上下两个六边形的中心均通过一个七插口管线棒连接件将六个角与与其对应的所述第二连接轴固连；相邻的五边形和六边形之间均通过一个三插口管线棒连接件固连。
所述机架的中心设置有电源，所述电源与飞控系统相连。
所述飞控系统包括微控制器和与其相连的姿态传感器；所述微控制器的型号为STM32F103VCT6；所述姿态传感器包括整合9轴组合传感器的GY-86模块。
所述GY-86模块包括轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁场、气压计和GPS模块。
所述螺旋桨采用全碳纤维1045正反桨，所述无刷电机还与电子调速器相连，所述电子调速器与所述微控制器相连。
本发明提供的一种球形无人机，无人机本体与万向支架配合，使得球形无人机能够在碰到障碍物反弹后迅速调整姿势，保持安全平稳飞行。无人机本体外围的球形框架可以避免无人机的旋翼叶片暴露，进而伤害人类或其他事物，同时也可使无人机失控撞击或落地时，有效的保护旋翼及机载设备。球形框架还可使机载设备搭载更加便利。此外，球形框架以及万向支架都通过组装连接，便于设备拆卸维修或材料循环利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中无人机本体的结构示意图；
图3为本发明中第一连接轴的结构示意图；
图4为本发明中球形框架的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1~图4所示，一种球形无人机，包括设置于万向支架内的无人机本体4，所述万向支架外面设置有球形框架1。
所述万向支架包括水平圆环3，所述水平圆环3的中央设置有所述无人机本体4，所述无人机本体4为四旋翼无人机，所述四旋翼无人机包括两个垂直交叉设置的机架44，两所述机架44的端头上表面均设置有无刷电机42，所述无刷电机42与螺旋桨41相连，一个所述机架44的两个末端均连有薄片小圆环43；所述水平圆环3内侧设置有两个分别用于与所述薄片小圆环43相连接的第一连接轴5；所述水平圆环3与竖直圆环2相连并形成所述万向支架，所述竖直圆环2的外侧通过第二连接轴6与所述球形框架1相连。
所述第一连接轴5上设置有安装凹槽31，所述安装凹槽31内设置有螺套32，螺钉穿过所述薄片小圆环43后与所述螺套32相连接。
本发明的球形无人机，在四旋翼无人机外围增加一层万向支架结构与球形防护结构，这个万向支架结构通过与四旋翼无人机横轴配合，使得四旋翼无人机在碰到障碍物反弹后迅速调整姿势，保持安全平稳飞行，球形无人机使失控撞击或落地时也可以借助球形框架1的防护，有效的保护旋翼及机载设备。
无刷电机42为动力系统，采用Happymodel无刷电机，支持3-4S锂电池
电子调速器采用好盈Platinum铂金系列。
螺旋桨41采用全碳纤维1045正反桨。
飞控系统46硬件主要包括主控制器模块（即微控制器）、电源模块、姿态传感器和电机驱动模块。飞控系统选用的微控制器是STM32F103VCT6。电源模块选用航模专用锂电池（5200mAH，4S，14.8V）。姿态传感器选用整合9轴组合传感器的GY-86模块，集成了三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁场和气压计，所使用的芯片分别为陀螺仪MPU6050、地磁计HMC5883L、气压计MS5611。空间位置包括高度信息和经纬度信息，高度信息一般采用气压计和超声波来获取；经纬度信息一般采用GPS模块获取。电机驱动模块是用来输出驱动信号到电子调速器，电子调速器根据主控制器模块输出的PWM信号控制无刷电机42转速，无刷电机42带动螺旋桨41提供向上的升力。
飞控系统46通过姿态传感器获取到球形无人机的位姿信息，并传给微控制器，微控制器获取到飞行位姿，进行姿态解算，经过PID处理后输出最终姿态角，输出控制动力系统的转速，保持稳定飞行。
万向支架与四旋翼无人机的连接处用安装凹槽31和螺套32配合，在万向支架的水平圆环3的内侧设有的孔内安装有螺套32，在四旋翼无人机的横轴末端各设有薄片小圆环43，在所述螺套32处用螺钉将万向支架和四旋翼无人机的薄片小圆环43连接在一起。
万向支架的竖直圆环2上下两端各固接一个第二连接轴6。
球形框架1采用全碳纤维细条11围成足球状笼子，细条11外围包裹气泡膜，达到减震效果。球形框架1由全碳纤维细条11围成12个五边形和20个六边形，全碳纤维细条11之间通过管线棒连接件连接。球形框架1的上下两个六边形通过一个七插口管线棒连接件12将六个角与万向支架的竖直圆环2固接的第二连接轴6固连。其余五、六边形分别通过一个三插口管线棒连接件13固连。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种球形无人机，其特征在于，包括设置于万向支架内的无人机本体（4），所述万向支架外面设置有球形框架（1）；
所述万向支架包括水平圆环（3），所述水平圆环（3）的中央设置有所述无人机本体（4），所述无人机本体（4）为四旋翼无人机，所述四旋翼无人机包括两个垂直交叉设置的机架（44），两所述机架（44）的端头上表面均设置有无刷电机（42），所述无刷电机（42）与螺旋桨（41）相连，一个所述机架（44）的两个末端均连有薄片小圆环（43）；所述水平圆环（3）内侧设置有两个分别用于与所述薄片小圆环（43）相连接的第一连接轴（5）；所述水平圆环（3）与竖直圆环（2）相连并形成所述万向支架，所述竖直圆环（2）的外侧通过第二连接轴（6）与所述球形框架（1）相连；
所述第一连接轴（5）上设置有安装凹槽（31），所述安装凹槽（31）内设置有螺套（32），螺钉穿过所述薄片小圆环（43）后与所述螺套（32）相连接；
所述球形框架（1）采用若干细条（11）围成足球状笼子，所述足球状笼子外面包裹减震材料；
所述减震材料包括气泡膜或泡沫；
所述细条（11）的材质包括全碳纤维复合材料；所述细条（11）围成若干五边形和若干六边形；所述球形框架（1）的上下两个六边形的中心均通过一个七插口管线棒连接件（12）将六个角与与其对应的所述第二连接轴（6）固连；相邻的五边形和六边形之间均通过一个三插口管线棒连接件（13）固连。
2.根据权利要求1所述的一种球形无人机，其特征在于：所述机架（44）的中心设置有电源（45），所述电源（45）与飞控系统（46）相连。
3.根据权利要求2所述的一种球形无人机，其特征在于：所述飞控系统（46）包括微控制器和与其相连的姿态传感器；所述微控制器的型号为STM32F103VCT6；所述姿态传感器包括整合9轴组合传感器的GY-86模块。
4.根据权利要求3所述的一种球形无人机，其特征在于：所述GY-86模块包括轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁场、气压计和GPS模块。
5.根据权利要求3所述的一种球形无人机，其特征在于：所述螺旋桨（41）采用全碳纤维1045正反桨，所述无刷电机（42）还与电子调速器相连，所述电子调速器与所述微控制器相连。
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