CN106828903A - 一种支架结构及无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支架结构及无人机，包括主支撑体、突出于主支撑体设置的至少四个支架、动作处理组件和连接结构，所述支架一端设置有至少一个电机，其特征在于，所述动作处理组件设置在所述主支撑体内部，所述动作处理组件与所述支架电连接使所述支架水平摆动，所述连接结构设置在所述支架内部使所述电机相对于所述支架径向转动。本发明提出一种新的支架结构，在某一或多个位置的支架上电机或旋翼出现故障不工作时，该支架结构中的动作处理组件通过简捷的飞行控制程序算法即可灵活调整其他支架的相对位置和该支架上电机工作状态，从而有效控制该支架结构的重心变化，利用本发明公开的支架结构制作无人机，该无人机飞行稳定性和灵活性得到提高。

Description

一种支架结构及无人机
技术领域
本发明涉及无人机领域，尤其涉及的是一种适合无人机使的支架结构及使用该支架结构的无人机。
背景技术
多旋翼无人机在2010年后呈现出了快速增长的势头。 越来越多的中小企业进入这个行业，一路下降的价格让更多的普通人拥有了它。其在能耗控制，设计优化，飞行控制等方面有了长足进步。现有无人机技术中没有一种有效的方法能使多旋翼飞行器在飞行过程中，当其中一个或多个旋翼电机出现故障的情况下，实行飞行器自救，防止坠机并安全返航。因此，应该提供一种新的技术方案解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支架结构，旨在解决无人机中的部分电机或电机旋翼出现故障后仍保持无人机操控灵活性的技术问题。
本发明的另一个目的在于提供一种使用该支架结构的无人机。
本发明的技术方案如下：一种支架结构，包括主支撑体、突出于主支撑体设置的至少四个支架、动作处理组件和连接结构，所述支架一端设置有至少一个电机，其中，所述动作处理组件设置在所述主支撑体内部，所述动作处理组件与所述支架电连接使所述支架水平摆动，所述连接结构设置在所述支架内部使所述电机相对于所述支架径向转动。
所述的支架结构，其中，所述支架设置有第一转动部和第二连接部，所述电机设置在第一转动部上，所述第二连接部设置在所述主支撑体上，所述连接结构设置在所述第二连接部内部。
所述的支架结构，其中，所述连接结构包括步进电机，所述步进电机设置在所述第二连接部端口处，所述步进电机与所述动作处理组件电连接。
所述的支架结构，其中，所述动作处理组件包括飞行控制器、信号传感器及齿轮结构，飞行控制器与信号处理器电连接，所述齿轮结构包括主动齿轮和带齿连杆，所述带齿连杆设置在所述支架内，所述主动齿轮设置在所述主支撑体内，所述主动齿轮与所述带齿连杆咬合式连接，所述飞行控制器控制齿轮结构运动。
所述的支架结构，其中，所述第一转动部和第二连接部之间设置有转动连接件。
本发明的有益效果：本发明提出一种新的支架结构，在某一或多个位置的支架上的电机或旋翼出现故障不工作时，该支架结构中的动作处理组件通过简捷的飞行控制程序算法即可灵活的调整其他支架的相对位置和该支架上的电机工作状态，从而有效控制调整该支架结构的重心变化，利用本发明公开的支架结构制作无人机，该无人机飞行稳定性和灵活性得到提高。
附图说明
图1是本发明中无人机平稳飞行状态示意图。
图2是本发明中无人机自救工作状态示意图。
图3是本发明中无人机部分零件结构图。
图中标号：1、主支撑体；2、第一转动部；3、电机；4、主动齿轮；5、带齿连杆；6、步进电机；7、转动连接件；8、第二连接部。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
对于处于运动状态的物体，重心的控制和调整是十分重要的。例如无人机，能够控制好无人机的重心，可以极大提高无人机飞行的稳定性操作灵活性。传统的无人机支架和支架上的电机及其电机旋翼，无人机在飞行过程中，当其中一个或多个旋翼电机（实际应用中，本发明中的电机3即设置在无人机支架端部的马达）出现故障的情况下，无人机重心难以控制，难以实现无人机机身的平衡和防坠落，降低无人机飞行的稳定性、操控灵活性和安全性。本发明为了解决上述问题，提供一种支架结构，参见说明书附图1和图2，包括主支撑体1、突出于主支撑体1设置的至少四个支架、动作处理组件和连接结构，支架一端设置有至少一个电机3，动作处理组件设置在主支撑体1内部，动作处理组件与支架电连接使支架水平摆动，连接结构设置在支架内部使电机3相对于支架径向转动。本实用例中，动作处理组件包括飞行控制器（图中未标出）和信号传感器（图中未标出），飞行控制器与信号处理器电连接，当信号传感器侦测到某一支架上的飞行动力不足或电机3停止工作使机身1出现倾斜时，信号传感器将信号传递到飞行控制器内，在飞行控制器经过电信号侦测和软件计算后立即调整相邻一个或多个支架相对于主支撑体1的水平位置，使主支撑体1上的支架处于三点平衡状态，当调节各支架相对位置满足不了主支撑体1重心平衡的情况下，飞行控制器还可调节电机3相对于所在支架径向转动使旋翼运动方向改变(如图2，电机3径向转动方向和支架整体摆动方向如箭头指向所示)，径向转动可解释为两物体之间的同轴多角度转动；动作处理组件还根据主支撑体1此时运动状态（即平稳性）分别控制加大或减小各电机3上旋翼的转速。三点平衡即其他三个支架的相对位置不能全部处于以主支撑体1为圆心画半圆的内部。本发明巧妙的通过设置可水平摆动的支架和可径向转动调节旋翼受力方向的电机3，在某一或多个位置的支架上的电机3或旋翼出现故障不工作时，该支架结构中的动作处理组件通过简捷的飞行控制程序算法即可灵活的调整其他支架的相对位置和该支架上电机3工作状态，从而有效控制该支架结构的重心变化。本发明中，当相邻两支架或多个支架位置较近而影响电机3上的旋翼旋转时，飞行控制器与信号处理器亦可停止某位置上的电机3电源或相应的调整支架间的水平位置，从而防止电机3或旋翼相碰。本文中介绍的主支撑体1在实际应用中即无人机机身主体。
参见说明书附图3，本实用例中的支架设置有第一转动部2和第二连接部8，第一转动部2和第二连接部8之间设置有转动连接件7用于实现两者的可转动硬性连接。电机3固定设置在第一转动部2上，第二连接部8一端设置在主支撑体1上用于实现支架的水平摆动，连接结构设置在第二连接部8内部用于实现电机3和支架第二连接部8之间的径向转动。电机3设置在第一转动部2上，便于安装，方便电机3的使用，增强结构的紧凑性。
本实用例中，连接结构包括步进电机6，步进电机6设置在支架第二连接部8端口处用于控制第一转动部2的运动状态，步进电机6与动作处理组件中的飞行控制器和信号传感器电连接，步进电机6是将信号传感器的电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，在主支撑体1重心平稳情况下，步进电机6的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化等情况的影响，当主支撑体1重心不平稳时，步进电机6的作用为根据信号传感器信号影响，调节第一转动部2相对于支架第二连接部8的转动角度和转动方向，可做到即停即止，达到精准确定第一转动部2位置的目的。实际应用中，随着科技的进步，不一定只有步进电机6才能实现以上功能，也可以使用磁性连接或其他，本技术方案和达到的技术效果为所有在本发明的申请日之后申请的专利文件提供解决相同问题的技术启示。本连接结构中还需其他装置或结构都属本领域技术人员的公知常识或现有技术。
本实用例中，动作处理组件还包括齿轮结构，齿轮结构包括主动齿轮4和带齿连杆5，主动齿轮4与带齿连杆5咬合式连接。带齿连杆5设置在支架内用于带动支架水平摆动，主动齿轮4设置在主支撑体1处用于实现飞行控制器调整支架水平位置的命令，即通过主动齿轮4的转动，驱动带齿连杆5运动，从而带动支架第二连接部8摆动。利用齿轮结构咬合连接，精准控制支架摆动方向和角度。本动作处理组件中还需其他装置或结构都属本领域技术人员的公知常识或现有技术。
以上实用例中的支架结构可以用于无人机中，使用该支架结构的无人机，相比起使用传统的支架结构的无人机，其飞行的稳定性和操作灵活性更好，所能达到的技术效果是使用传统支架结构无人机所达不到的。当然，以上实用例中的支架结构也可以用于其他运动机械结构中，其作用也是提高这些运动机械结构在运动时的稳定性和操作灵活性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种支架结构，其特征在于，包括主支撑体、突出于主支撑体设置的至少四个支架、动作处理组件和连接结构，所述支架一端设置有至少一个电机，其特征在于，所述动作处理组件设置在所述主支撑体内部，所述动作处理组件与所述支架电连接使所述支架水平摆动，所述连接结构设置在所述支架内部使所述电机相对于所述支架径向转动。
2.根据权利要求1所述的支架结构，其特征在于，所述支架设置有第一转动部和第二连接部，所述电机设置在第一转动部上，所述第二连接部设置在所述主支撑体上，所述连接结构设置在所述第二连接部内部。
3.根据权利要求2所述的支架结构，其特征在于，所述连接结构包括步进电机，所述步进电机设置在所述第二连接部端口处，所述步进电机与所述动作处理组件电连接。
4.根据权利要求1所述的支架结构，其特征在于，所述动作处理组件包括飞行控制器、信号传感器及齿轮结构，飞行控制器与信号处理器电连接，所述齿轮结构包括主动齿轮和带齿连杆，所述带齿连杆设置在所述支架内，所述主动齿轮设置在所述主支撑体内，所述主动齿轮与所述带齿连杆咬合式连接，所述飞行控制器控制齿轮结构运动。
5.根据权利要求2所述的支架结构，其特征在于，所述第一转动部和第二连接部之间设置有转动连接件。
6.一种无人机，其特征在于，所述无人机使用如权利要求1-5任意一项所述的支架结构。
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