CN107140185A - 一种智能多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能多旋翼无人机，包括机体，机体上设置有旋翼支臂，旋翼支臂的悬伸端设置有旋转叶片，机体上还设置有多个伸缩支腿，位于伸缩支腿上分别设置有副距离传感器，副距离传感器的检测端指向地面，副距离传感器的检测端处在同一个平面内，副距离传感器将检测到的距离信号发送至飞行控制器内进行处理，飞行控制器发出控制信号至驱动单元，驱动单元驱动伸缩支腿伸缩，并改变伸缩支腿的长度，通过副距离传感器检测的距离信号，利用飞行控制器进行分析处理，改变伸缩支腿的长度，以适应该不平整路面的降落，该智能多旋翼无人机能够确保无人机停机的平稳性，避免无人机损坏。

Description

一种智能多旋翼无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种智能多旋翼无人机。

背景技术

多旋翼无人机是一种由无线电遥控设备或者由程序控制自动驾驶设备驾驶的航空器，近年来在民用领域也有广泛的应用。传统多旋翼无人机包括机体和机体上设置的多个旋翼，每个旋翼与机体上各自设置的驱动机构的驱动轴连接，驱动机构驱动旋翼在空气中高速旋转，不断的将空气推向下方，从而产生向上的升力，带动无人机向上飞行。同时由飞行控制器调节驱动机构的驱动轴转速，从而间接调整了每个驱动轴的推进力，进而实现对无人机飞行姿态的控制。

多旋翼无人机一般设置有着陆用的支撑腿，当飞行控制器控制多旋翼无人机着陆时，支撑腿实现对机体的支撑，现有的多旋翼无人机的支撑腿多为固定式支架结构，支撑腿的下端多在同一个平面内，并且一般设置3到4个，对于一般比较水平的路面多旋翼无人机的还能够较为平稳的着陆，但对于凹凸不平的路面一般强制着陆，无人机机体很容易发生倾斜，或者是凹凸不平的路面磕碰到机体，从而造成无人机的损坏。

发明内容

本发明的目的是：一种智能多旋翼无人机，能够在崎岖不平的路面进行停机着陆操作，确保无人机停机的平稳性，避免无人机损坏。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

智能多旋翼无人机，包括机体，所述机体上设置有旋翼支臂，所述旋翼支臂的悬伸端设置有旋转叶片；

所述机体上还设置有多个伸缩支腿，位于伸缩支腿上分别设置有副距离传感器，所述副距离传感器的检测端指向地面；

所述副距离传感器的检测端处在同一个平面内；

所述副距离传感器将检测到的距离信号发送至飞行控制器内进行处理，飞行控制器发出控制信号至驱动单元，驱动单元驱动伸缩支腿伸缩，并改变伸缩支腿的长度。

进一步地，所述伸缩支腿分别位于机体的轮廓周边均匀间隔分布，所述机体上还设置有主距离传感器，所述主距离传感器的检测端指向地面，主距离传感器将检测到距离信号发送至飞行控制器内进行处理，飞行控制器发出控制信号至驱动单元，驱动单元驱动伸缩支腿伸缩，并改变伸缩支腿的长度，主距离传感器的检测端与副距离传感器的检测端处在同一个平面内。

进一步地，所述伸缩支腿位于机体周边等间距设置有四个，伸缩支腿的下端连线构成矩形结构，所述副距离传感器设置在伸缩支腿的上端位置处，所述主距离传感器设置在伸缩支腿围合的矩形区域中间位置处所在的机体上。

进一步地，所述旋翼支臂位于机体上设置有四个，驱动机构驱动旋翼支臂转动且转动轴线竖直，位于机体的前后端还设置有侧推旋翼，所述侧推旋翼的旋转面与旋转叶片旋转面垂直。

进一步地，所述机体向下延伸有支臂，所述伸缩支腿与支臂构成竖直方向的滑动导向配合，所述伸缩支腿的长度方向还设置有齿条，所述齿条沿着伸缩支腿长度方向布置，齿条与齿轮啮合，电机驱动齿轮转动，电机固定在机体上。

进一步地，所述旋翼支臂的悬伸端设置有主轴，主轴上设置有中联结构，所述主轴的上端与中联结构之间转动式连接且转动轴芯线水平，旋转叶片与中联结构连接，所述中联结构与主轴的轴身构成插接配合，中联结构与主轴之间设置有阻尼块，中联结构上设置有横轴，横轴的一端插置在桨夹的一端开设的凹槽内，横轴与凹槽之间设置有轴承，位于凹槽的槽口与横轴之间还设置有封堵块，所述封堵块与横轴构成转动式配合，桨夹上设置有注油孔与凹槽的槽腔连通。

进一步地，所述中联结构由两瓣体式结构相互扣合构成，所述主轴位于两瓣体式结构之间，主轴的上端设置有销轴，所述销轴的杆长方向与主轴长度方向垂直且伸出主轴的两端，销轴的两端分别设置有滚动轴承, 滚动轴承与中联结构的两瓣体式结构构成转动式配合。

进一步地，所述中联结构的两瓣体式结构之间设置有用于容纳阻尼块的卡槽，所述卡槽位于中联结构的两瓣体式结构之间设置有两个，卡槽的槽口相对且沿着主轴的轴芯对称布置，所述阻尼块由橡胶材料制成，所述卡槽的槽长方向与主轴的长度方向垂直，卡槽的槽壁上设置有安装孔，安装螺栓穿过安装孔且两端与中联结构的两瓣体式结构固连。

进一步地，所述横轴的轴端设置成T形结构，所述轴承套设在横轴的轴身上且外圈与凹槽的槽腔抵靠，所述封堵块为环状结构，所述桨夹上设置有安装孔，安装孔内设置有安装螺栓，安装螺栓穿过安装孔与封堵块连接。

进一步地，所述桨夹的另一端设置有开口，旋转叶片位于该开口内，开口所在的桨夹上设置有螺栓，螺栓穿过桨夹及旋转叶片且伸出端设置有螺母。

与现有技术相比，本发明具备的技术效果为：在多旋翼无人机的机体上设置多个长度可变的伸缩支腿，并且在伸缩支腿上分别设置副距离传感器，无人机需要着陆时，副距离传感器的检测端指向地面，用于检测伸缩支腿与地面的距离，并将检测到距离信号发送至飞行控制器内进行判断处理，如若副距离传感器检测的距离信号一致，则说明该降落区域为平地，无需改变伸缩支腿，即可平稳降落，如若距离传感器检测的距离信号存在较大差异，则说明该降落区域地面不够平整，通过改变伸缩支腿的长度，以适应该不平整路面的降落，该智能多旋翼无人机能够确保无人机停机的平稳性，避免无人机损坏。

附图说明

图1是智能多旋翼无人机的俯视结构示意图；

图2是智能多旋翼无人机的主视图；

图3是智能多旋翼无人机控制逻辑示意图；

图4是智能多旋翼无人机中伸缩支腿的结构示意图；

图5是智能多旋翼无人机中旋转叶片与旋翼支臂连接处的结构示意图；

图6是智能多旋翼无人机中旋转叶片与旋翼支臂连接处的结构主视图；

图7是智能多旋翼无人机中旋转叶片与旋翼支臂连接处的剖面结构图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对发明的具体实施例做进一步详细描述：

结合图1至图7，对本发明作进一步地说明

一种智能多旋翼无人机，包括机体10，所述机体10上设置有旋翼支臂20，所述旋翼支臂20的悬伸端设置有旋转叶片30；

所述机体10上还设置有多个伸缩支腿40，位于伸缩支腿40上分别设置有副距离传感器50，所述副距离传感器50的检测端指向地面；

所述副距离传感器50的检测端处在同一个平面内；

所述副距离传感器50将检测到的距离信号发送至飞行控制器60内进行处理，飞行控制器60发出控制信号至驱动单元，驱动单元驱动伸缩支腿40伸缩，并改变伸缩支腿40的长度。

结合图1和图2所示，在多旋翼无人机的机体10上设置多个长度可变的伸缩支腿40，并且在伸缩支腿40上分别设置副距离传感器50，无人机需要着陆时，副距离传感器50的检测端指向地面，用于检测伸缩支腿40与地面的距离，并将检测到距离信号发送至飞行控制器60内进行判断处理，如若副距离传感器50检测的距离信号一致，则说明该降落区域为平地，无需改变伸缩支腿40，即可平稳降落，如若副距离传感器50检测的距离信号存在较大差异，则说明该降落区域地面不够平整，副距离传感器50检测高度差异大的位置，则说明该伸缩支腿40所在区域的地面过高或者过低，飞行控制器60发出控制信号控制驱动机构，从而驱动伸缩支腿40伸缩，以使得改变伸缩支腿40的长度，以适应该不平整路面的降落，当伸缩支腿40所在区域的高度较低时，使得伸缩支腿40长度变长，从而能够确保无人机机体10始终处在较为水平的姿态，当伸缩支腿40所在区域的高度较高时，使得伸缩纸托40的长度变短，从而以适应不同地形的降落需要；

该智能多旋翼无人机能够确保无人机停机的平稳性，避免无人机损坏。

结合图3所示，作为本发明的优选方案，所述伸缩支腿40分别位于机体10的轮廓周边均匀间隔分布，所述机体10上还设置有主距离传感器70，所述主距离传感器70的检测端指向地面，主距离传感器70将检测到距离信号发送至飞行控制器60内进行处理，飞行控制器60发出控制信号至驱动单元，驱动单元驱动伸缩支腿40伸缩，并改变伸缩支腿40的长度，主距离传感器70的检测端与副距离传感器50的检测端处在同一个平面内；

上述实施例中，在机体10上设置有与副距离传感器50检测端处在一个平面内的主距离传感器70，当针对于地面中间高，四周低的停机区域，位于机体10周边设置伸缩支腿40可能在实际检测的过程中，多个伸缩支腿40检测的距离不存在差异，但是副距离传感器50采集的距离数值与主距离传感器70采集的距离数值存在差异，并且主距离传感器70采集的距离数值小于副距离传感器50采集的距离数值，则说明无人机着陆区域的中间位置较高，如若直接降落，存在损伤机体10的风险，此时的飞行控制器60发出控制信号至伸缩支腿40，从而使得伸缩支腿40长度变长，从而将整个无人机的停机高度增高，进而避免机体10损伤；

上述的主距离传感器70如若采集的距离数值与副距离传感器50采集的距离数值差别不大，则说明该停机区域较为平整，直接着陆不存在问题；

上述的主距离传感器70如若采集的距离数值小于副距离传感器50采集的距离数值，或者差值较大，可以基本判断该停机区域四周高两边低，飞行控制器60控制该无人机转移至下一个停机位，直至主距离传感器70采集的距离数值与副距离传感器50采集的距离数值基本吻合，或者差距不大，方能确保无人机停机的稳定性，避免无人机损伤。

上述实施例中，如若副距离传感器50采集的距离数值之间存在较大差异，并且大于飞行控制器60内设定的阈值范围，从而能够基本判断该着陆区域坑洼面较大，不适合无人机着陆，飞行控制器60就会选择其他位置着陆。

进一步地，所述伸缩支腿40位于机体10周边等间距设置有四个，伸缩支腿40的下端连线构成矩形结构，所述副距离传感器50设置在伸缩支腿40的上端位置处，所述主距离传感器70设置在伸缩支腿40围合的矩形区域中间位置处所在的机体10上。

更进一步地，为方便调整无人机的上飞行姿态，所述旋翼支臂20位于机体10上设置有四个，驱动机构驱动旋翼支臂20转动且转动轴线竖直，位于机体10的前后端还设置有侧推旋翼12，所述侧推旋翼12的旋转面与旋转叶片30旋转面垂直；

上述实施例中，当无人机在较强的侧向风中停机时，为确保停机位置的准确度，利用在机体10前后端设置的侧推旋翼12，从而方便实现对机体10飞行姿态的控制以及调整。

更进一步地，结合图4所示，所述机体10向下延伸有支臂11，所述伸缩支腿40与支臂11构成竖直方向的滑动导向配合，所述伸缩支腿40的长度方向还设置有齿条41，所述齿条41沿着伸缩支腿40长度方向布置，齿条41与齿轮42啮合，电机43驱动齿轮42转动，电机43固定在机体10上；

上述实施例中，飞行控制器60根据主、副距离传感器50、70采集到的距离分析，从而控制电机43的正反转以及电机的转动圈数，从而使得实现对伸缩支腿40长度的调整。

进一步地，结合图5至图7，所述旋翼支臂20的悬伸端设置有主轴21，主轴21上设置有中联结构22，所述主轴21的上端与中联结构22之间转动式连接且转动轴芯线水平，旋转叶片30与中联结构22连接，所述中联结构22与主轴21的轴身构成插接配合，中联结构22与主轴21之间设置有阻尼块23，中联结构22上设置有横轴24，横轴24的一端插置在桨夹25的一端开设的凹槽251内，横轴24与凹槽251之间设置有轴承26，位于凹槽251的槽口与横轴24之间还设置有封堵块27，所述封堵块27与横轴24构成转动式配合，桨夹25上设置有注油孔252与凹槽251的槽腔连通；

上述实施例中，主轴21与中联结构22构成转动式连接，而中联结构22与主轴21转动式部位作为跷跷板的支点，中联部件22下方的阻尼块23承受中联结构22的摆动冲击，避免了中联结构22的下步直接与无人机主轴21碰撞，有效的延长了无人机主轴21和中联结构22的使用寿命，同时阻尼块223的缓冲作用也降低了无人机旋翼头的整体机械振动，将桨夹25上开设凹槽251，横轴25的一端插置在凹槽251内，横轴25与凹槽251之间设置轴承26，在凹槽251的槽口设置封堵块27，这样就形成了较为封闭的储油腔，在桨夹25上设置有注油孔252，这样就方便向凹槽251的槽腔内注入润滑油脂，润滑油脂注入凹槽251的槽腔内后，旋转叶片30在旋转的过程中，可避免润滑油脂甩出桨夹25，还确保轴承26的润滑效果。

所述中联结构22由两瓣体式结构相互扣合构成，所述主轴21位于两瓣体式结构之间，主轴21的上端设置有销轴211，所述销轴211的杆长方向与主轴21长度方向垂直且伸出主轴21的两端，销轴211的两端分别设置有滚动轴承212, 滚动轴承211与中联结构22的两瓣体式结构构成转动式配合。将中联结构22采用两瓣体式结构，方便中联结构22的安装，利用销轴211及其两端设置的滚动轴承211，可进一步减少无人机旋转叶片30浮动时造成主轴21与中联结构22的磨损，进一步地提高了中联结构22的使用寿命。

更进一步地，所述中联结构22的两瓣体式结构之间设置有用于容纳阻尼块221的卡槽222，所述卡槽222位于中联结构22的两瓣体式结构之间设置有两个，卡槽222的槽口相对且沿着主轴21的轴芯对称布置，所述阻尼块221由橡胶材料制成，所述卡槽222的槽长方向与主轴21的长度方向垂直，卡槽222的槽壁上设置有安装孔2221，安装螺栓穿过安装孔2221且两端与中联结构22的两瓣体式结构固连。

所述横轴24的轴端设置成T形结构，所述轴承26套设在横轴24的轴身上且外圈与凹槽251的槽腔抵靠，所述封堵块27为环状结构，所述桨夹25上设置有安装孔，安装孔内设置有安装螺栓253，安装螺栓253穿过安装孔与封堵块27连接；

上述T形横轴24是整体锻造加工成型可以承受较大的大桨旋转离心力，而传统无人机横轴24采用螺丝帽固定桨夹25及轴承26，因为螺纹接触受力面积有限相对能承受桨夹25旋转的离心力也比较有限。

所述桨夹25的另一端设置有开口254，旋转叶片30位于该开口254内，开口254所在的桨夹25上设置有螺栓255，螺栓255穿过桨夹25及旋转叶片30且伸出端设置有螺母。

以上所述，仅是发明的较佳实施例而已，并非对发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.智能多旋翼无人机，其特征在于：包括机体（10），所述机体（10）上设置有旋翼支臂（20），所述旋翼支臂（20）的悬伸端设置有旋转叶片（30）；

所述机体（10）上还设置有多个伸缩支腿（40），位于伸缩支腿（40）上分别设置有副距离传感器（50），所述副距离传感器（50）的检测端指向地面；

所述副距离传感器（50）的检测端处在同一个平面内；

所述副距离传感器（50）将检测到的距离信号发送至飞行控制器（60）内进行处理，飞行控制器（60）发出控制信号至驱动单元，驱动单元驱动伸缩支腿（40）伸缩，并改变伸缩支腿（40）的长度。

2.根据权利要求1所述的智能多旋翼无人机，其特征在于：所述伸缩支腿（40）分别位于机体（10）的轮廓周边均匀间隔分布，所述机体（10）上还设置有主距离传感器（70），所述主距离传感器（70）的检测端指向地面，主距离传感器（70）将检测到距离信号发送至飞行控制器（60）内进行处理，飞行控制器（60）发出控制信号至驱动单元，驱动单元驱动伸缩支腿（40）伸缩，并改变伸缩支腿（40）的长度，主距离传感器（70）的检测端与副距离传感器（50）的检测端处在同一个平面内。

3.根据权利要求2所述的智能多旋翼无人机，其特征在于：所述伸缩支腿（40）位于机体（10）周边等间距设置有四个，伸缩支腿（40）的下端连线构成矩形结构，所述副距离传感器（50）设置在伸缩支腿（40）的上端位置处，所述主距离传感器（70）设置在伸缩支腿（40）围合的矩形区域中间位置处所在的机体（10）上。

4.根据权利要求1或2或3所述的智能多旋翼无人机，其特征在于：所述旋翼支臂（20）位于机体（10）上设置有四个，驱动机构驱动旋翼支臂（20）转动且转动轴线竖直，位于机体（10）的前后端还设置有侧推旋翼（12），所述侧推旋翼（12）的旋转面与旋转叶片（30）旋转面垂直。

5.根据权利要求3所述的智能多旋翼无人机，其特征在于：所述机体（10）向下延伸有支臂（11），所述伸缩支腿（40）与支臂（11）构成竖直方向的滑动导向配合，所述伸缩支腿（40）的长度方向还设置有齿条（41），所述齿条（41）沿着伸缩支腿（40）长度方向布置，齿条（41）与齿轮（42）啮合，电机（43）驱动齿轮（42）转动，电机（43）固定在机体（10）上。

6.根据权利要求4所述的智能多旋翼无人机，其特征在于：所述旋翼支臂（20）的悬伸端设置有主轴（21），主轴（21）上设置有中联结构（22），所述主轴（21）的上端与中联结构（22）之间转动式连接且转动轴芯线水平，旋转叶片（30）与中联结构（22）连接，所述中联结构（22）与主轴（21）的轴身构成插接配合，中联结构（22）与主轴（21）之间设置有阻尼块（23），中联结构（22）上设置有横轴（24），横轴（24）的一端插置在桨夹（25）的一端开设的凹槽（251）内，横轴（24）与凹槽（251）之间设置有轴承（26），位于凹槽（251） 的槽口与横轴（24）之间还设置有封堵块（27），所述封堵块（27）与横轴（24）构成转动式配合，桨夹（25）上设置有注油孔（252）与凹槽（251）的槽腔连通。

7.根据权利要求6所述的智能多旋翼无人机，其特征在于：所述中联结构（22）由两瓣体式结构相互扣合构成，所述主轴（21）位于两瓣体式结构之间，主轴（21）的上端设置有销轴（211），所述销轴（211）的杆长方向与主轴（21）长度方向垂直且伸出主轴（21）的两端，销轴（211）的两端分别设置有滚动轴承（212）, 滚动轴承（212）与中联结构（22）的两瓣体式结构构成转动式配合。

8.根据权利要求7所述的智能多旋翼无人机，其特征在于：所述中联结构（22）的两瓣体式结构之间设置有用于容纳阻尼块（221）的卡槽（222），所述卡槽（222）位于中联结构（22）的两瓣体式结构之间设置有两个，卡槽（222）的槽口相对且沿着主轴（21）的轴芯对称布置，所述阻尼块（221）由橡胶材料制成，所述卡槽（222）的槽长方向与主轴（21）的长度方向垂直，卡槽（222）的槽壁上设置有安装孔（2221），安装螺栓穿过安装孔（2221）且两端与中联结构（22）的两瓣体式结构固连。

9.根据权利要求6所述的智能多旋翼无人机，其特征在于：所述横轴（24）的轴端设置成T形结构，所述轴承（26）套设在横轴（24）的轴身上且外圈与凹槽（251）的槽腔抵靠，所述封堵块（27）为环状结构，所述桨夹（25）上设置有安装孔，安装孔内设置有安装螺栓（253），安装螺栓（253）穿过安装孔与封堵块（27）连接。

10.根据权利要求9所述的智能多旋翼无人机，其特征在于：所述桨夹（25）的另一端设置有开口（254），旋转叶片（30）位于该开口（254）内，开口（254）所在的桨夹（25）上设置有螺栓（255），螺栓（255）穿过桨夹（25）及旋转叶片（30）且伸出端设置有螺母。