CN107416199A - 一种小型防碰撞多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，提供了一种小型防碰撞多旋翼无人机，包括无人机本体、设置于无人机本体上方的铝膜充气防护圈；铝膜充气防护圈设置有若干个中空区，中空区对应于无人机螺旋桨位置，无人机螺旋桨可在中空区内自由转动；铝膜充气防护圈中部设置有连接机构，并通过连接机构与无人机本体连接；无人机螺旋桨与铝膜充气防护圈之间还设置有轻质漏气护挡。本发明的有益效果为：无人机的气囊结构可以在碰撞中吸收冲击载荷，保证室内或复杂空间环境中飞行时螺旋桨受到充分保护，陀螺仪、加速度计等传感器不会被碰撞的冲击造成失效；采用轻质气囊，不增加无人机重量，续航能力强；不倒翁式稳定机构，飞行稳定可靠。

Description

一种小型防碰撞多旋翼无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种小型防碰撞多旋翼无人机。

背景技术

为满足室内飞行，避免可能的擦碰引起螺旋桨失效而炸机，现有多旋翼无人机（以四旋翼为例），普遍采用框式护边结构或笼式护圈结构。

上述技术存在三个主要弱点：

一是增加无效载荷：作为防护螺旋桨的关键结构件，需要足够的抗冲击能力，从而对结构的刚度提出要求，刚度足够的结构，需要足够重量的材料作为支撑；而增加的这些重量，可能造成10%~15%的续航能力损失；

二是现有结构碰撞吸震效果欠佳：多旋翼无人机在复杂环境中飞行，虽然安装防护结构，保护螺旋桨不被伤害到，但防撞结构的弹性不足，对于不期而遇的碰撞冲击，可能产生过大的加速度或者角加速度；这些加速度和角加速度可能造成多旋翼无人机的陀螺仪、加速度计出现超调，从而失控；

三是增加成本：框式护边防护效果不如笼式护罩，笼式护罩的成本很高，框式护边的成本也不低，为了减重，都需要制造复杂的模具，并注塑轻盈的零件。

针对上述缺点，本发明将通过结构和材料选型的优化，实现减少无效载荷，减小冲击，节约成本的目的。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的缺陷，具体解决了以下实际工程问题：

1、现有多旋翼飞机在狭小的室内复杂空间使用时轻微碰撞容易导致失控；

2、现有多旋翼飞机足够强度的螺旋桨防护罩占据过多重量；

3、现有多旋翼飞机螺旋桨防护罩昂贵易损。

本发明提供了一种小型防碰撞多旋翼无人机，在室内或者复杂的空间环境中飞行，螺旋桨受到充分保护；同时减轻飞行重量，提高飞行稳定性。

本发明一种小型防碰撞多旋翼无人机，包括无人机本体、设置于所述无人机本体上方的铝膜充气防护圈；所述铝膜充气防护圈设置有若干个中空区，所述中空区对应于无人机螺旋桨位置，所述无人机螺旋桨可在所述中空区内自由转动；所述铝膜充气防护圈中部设置有连接机构，并通过所述连接机构与所述无人机本体连接。

进一步的，所述无人机螺旋桨与所述铝膜充气防护圈之间还设置有轻质漏气护挡，所述轻质漏气护挡与所述铝膜充气防护圈连接。

进一步的，所述轻质漏气护挡与所述铝膜充气防护圈一体成型。

进一步的，所述中空区形状为圆形或多边形，所述多边形的边为直线或曲线。

进一步的，所述无人机整体结构重心在铝膜充气防护圈之下。

进一步的，所述连接机构为卡扣机构，所述铝膜充气防护圈通过所述卡扣机构与所述无人机本体连接。

进一步的，所述轻质漏气护挡的形状为圆形，材质为碳纤、玻纤或者发泡材料。

进一步的，所述铝膜充气防护圈的材质为塑料和铝复合的薄膜，所述铝膜充气防护圈内填充气体为氢气或氦气。

本发明的有益效果为：

1.适合小型多旋翼无人机在室内或者复杂的空间环境中飞行，螺旋桨受到充分保护，不会被轻易被打到；无人机的气囊结构，可以在碰撞中吸收冲击载荷，陀螺仪、加速度计等传感器不会被碰撞的冲击造成失效；气囊包裹的结构可以做得很圆滑，不会轻易被其他物体剐蹭或挂住；

2.本发明解决了增加结构件必然增加重量的矛盾问题，虽然增加了防撞缓冲结构件，但因为其内部填充轻质气体，具备升力，其自身重量已经被抵消，故而在飞机续航上没有影响，根据需要，可以做出足够大的气囊结构，可以增加续航里程；

3.本发明在复杂环境（如多重障碍的室内）中飞行时，铝膜充气防护圈遇到未知破坏而漏气，由于铝膜没有橡胶那样的弹性，不会爆炸；在轻质漏气护挡的保护下，铝膜不会与螺旋桨干涉；

4.本发明的上轻下重结构，符合经典的不倒翁式稳定；飞行过程中可以增加无人机的飞行稳定性，增加飞行器的可靠性。

附图说明

图1所示为本发明实施例小型防碰撞多旋翼无人机拆分结构示意图。

图2所示为本发明实施例小型防碰撞多旋翼无人机组合结构示意图。

图3所示为本发明实施例小型防碰撞多旋翼无人机侧视图。

图中：1-轻质漏气护挡、2-铝膜充气防护圈、3-无人机本体、4-中空区、5-螺旋桨、6-卡扣机构。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

在本申请中，多旋翼无人机是一种采用3旋翼、4旋翼或者6旋翼、8旋翼制成的可以垂直起降的小型无人机。

如图1-3所示，本发明实施例一种小型防碰撞多旋翼无人机，包括无人机本体3、设置于所述无人机本体3上方的铝膜充气防护圈2；所述铝膜充气防护圈2设置有若干个中空区4，所述中空区4对应于无人机螺旋桨5位置，所述无人机螺旋桨5可在所述中空区4内自由转动；所述中空区4的数量与螺旋桨5的数量对应，每个螺旋桨5均对应一个中空区4；所述铝膜充气防护圈2中部设置有连接机构，并通过所述连接机构与所述无人机本体3连接。所述连接机构可以采取任何公知方式，优选为卡扣机构6，所述铝膜充气防护圈2通过所述卡扣机构6与所述无人机本体3连接。

为防止铝膜充气防护圈2在飞行过程中因为各种原因漏气，导致瘪掉的铝膜被螺旋桨5打到，优选的，在铝膜和无人机螺旋桨5之间由一层轻质漏气护挡1将螺旋桨5与铝膜充气防护圈2隔开，所述轻质漏气护挡1与所述铝膜充气防护圈2连接；可以为分体连接，也可以所述轻质漏气护挡1与所述铝膜充气防护圈2一体成型。

优选的，所述中空区4形状为圆形或多边形，所述多边形的边可以为直边或曲边。

优选的，所述无人机整体结构重心在铝膜充气防护圈2之下。

所述轻质漏气护挡1的形状为圆形，材质为碳纤、玻纤或者发泡材料。

所述铝膜充气防护圈2的材质为塑料和铝复合的薄膜，其内填充气体为轻质气体，例如氢气或氦气。

本发明的有益效果为：

1.适合小型多旋翼无人机在室内或者复杂的空间环境中飞行，螺旋桨受到充分保护，不会被轻易被打到；无人机的气囊结构，可以在碰撞中吸收冲击载荷，陀螺仪、加速度计等传感器不会被碰撞的冲击造成失效；气囊包裹的结构可以做得很圆滑，不会轻易被其他物体剐蹭或挂住；

2.本发明解决了增加结构件必然增加重量的矛盾问题，虽然增加了防撞缓冲结构件，但因为其内部填充轻质气体，具备升力，其自身重量已经被抵消，故而在飞机续航上没有影响，根据需要，可以做出足够大的气囊结构，可以增加续航里程；

3.本发明在复杂环境（如多重障碍的室内）中飞行时，铝膜充气防护圈遇到未知破坏而漏气，由于铝膜没有橡胶那样的弹性，不会爆炸；在轻质漏气护挡的保护下，铝膜不会与螺旋桨干涉；

4.本发明的上轻下重结构，符合经典的不倒翁式稳定；飞行过程中可以增加无人机的飞行稳定性，增加飞行器的可靠性。

本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (8)

1.一种小型防碰撞多旋翼无人机，其特征在于，包括无人机本体、设置于所述无人机本体上方的铝膜充气防护圈；所述铝膜充气防护圈设置有若干个中空区，所述中空区对应于无人机螺旋桨位置，所述无人机螺旋桨在所述中空区内自由转动；所述铝膜充气防护圈中部设置有连接机构，并通过所述连接机构与所述无人机本体连接。

2.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述无人机螺旋桨与所述铝膜充气防护圈之间还设置有轻质漏气护挡，所述轻质漏气护挡与所述铝膜充气防护圈连接。

3.如权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述轻质漏气护挡与所述铝膜充气防护圈一体成型。

4.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述中空区形状为圆形或多边形，所述多边形的边为直线或曲线。

5.如权利要求1-4任一项所述的无人机，其特征在于，所述无人机整体结构重心在铝膜充气防护圈之下。

6.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述连接机构为卡扣机构，所述铝膜充气防护圈通过所述卡扣机构与所述无人机本体连接。

7.如权利要求1-4，6任一项所述的无人机，其特征在于，所述轻质漏气护挡的形状为圆形，材质为碳纤、玻纤或者发泡材料。

8.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述铝膜充气防护圈的材质为塑料和铝复合的薄膜，所述铝膜充气防护圈内填充气体为氢气或氦气。