CN108082506A - 无人飞行器 - Google Patents

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白振业
张术超
王瑞祥
蔡德勋
曹合冰
于海潮
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Abstract

本申请提供一种无人飞行器，包括：本体；环绕所述本体的笼状框架；至少两条一端连接所述本体，另一端连接所述笼状框架的连接梁；设置于每一个所述连接梁上或者一部分所述连接梁上的螺旋桨，所述螺旋桨具有位于所述连接梁一侧的叶片，相邻的所述叶片在不同的平面内旋转。本申请提供的无人飞行器相邻的叶片在不同的平面内旋转，叶片的重合度为0到3cm,极端情况下可以重合一半，这样设置可以尽量的压缩整个飞行器的体积，使其小型化，更为适合室内飞行或者进入狭窄的空间内，例如管道。

Description

无人飞行器
技术领域
本发明涉及无人飞行器领域，特别涉及一种球形无人飞行器。
背景技术
随着科技的发展，多旋翼飞行器在各个行业领域内应用的越来越广泛，因此受到广大市民以及企业的青睐。在外形结构方面，大部分多旋翼飞行器外观传统，螺旋桨裸漏，安全系数低，机身抗摔性差。
通常作业飞行器在室外开阔地带飞行作业，它对作业环境要求高，不能有障碍物的影响，并且在作业过程中如遇到意外情况就会发生坠机事故，导致机毁甚至会影响到周边人群的生命财产安全。作业飞行器基本不具备娱乐功能。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种无人飞行器，包括：
本体；
环绕所述本体的笼状框架；
至少两条一端连接所述本体，另一端连接所述笼状框架的连接梁；
设置于每一个所述连接梁上或者一部分所述连接梁上的螺旋桨，所述螺旋桨具有位于所述连接梁一侧的叶片，相邻的所述叶片在不同的平面内旋转。
在本发明的一些实施方式中，所述螺旋桨具有位于所述连接梁一侧的第一叶片以及位于所述连接梁另一侧的第二叶片；相邻的所述第一叶片以及相邻的所述第二叶片均在不同的平面内旋转。
本发明提供的飞行器相邻的叶片在不同的平面内旋转，叶片的重合度为0到3cm，极端情况下可以重合一半，这样设置可以尽量的压缩整个飞行器的体积，使其小型化，更为适合室内飞行或者进入狭窄的空间内，例如管道。
在本发明的一些实施方式中，所述笼状框架包括：
多根弯曲的纵向框架以及多根弯曲的横向框架；
所述多根纵向框架的一端汇于一点且相互固定连接，另一端汇于另一点且相互固定连接；
所述多根横向框架的两端分别固定于相邻的所述纵向框架上；
位于相邻的所述纵向框架之间的横向框架相互交叉。
在本发明的一些实施方式中，所述笼状框架在所述第一叶片和所述第二叶片的鼓风方向上形成涵道。
本发明提供的无人飞行器通过弯曲的纵向框架和横向框架相互交叉，增强整个笼状框架的结构强度，同时使其具有一定的抗冲击能力。另外，通过笼状框架和本体的配合，可以在第一叶片和所述第二叶片的鼓风方向上形成涵道(风道)，以使得叶片旋转能够产生更大的上升力、下降力，进而使飞行器的转向反应速度得到提高。
在本发明的一些实施方式中，所述笼状框架由第一抗冲击材料制成的本体以及包覆于所述本体表面的第二抗冲击材料制成的外壳构成。
在本发明的一些实施方式中，所述笼状框架由第一抗冲击材料制成；所述无人飞行器包括由所述笼状框架外侧包裹整个笼状框架的第二抗冲击材料，所述第二抗冲击材料在所述涵道上形成缺口。
在本发明的一些实施方式中，所述第一抗冲击材料为高密度EPS泡沫；所述第二抗冲击材料为PC一体成型的外壳。
在本发明的一些实施方式中，所述笼状框架朝向和/或背向所述本体的表面上设置有加强肋。
本发明提供的无人飞行器的笼状框架类似于球形，当然也可以是椭圆形等。该种飞行器采用了类似于摩托车头盔的抗冲击材料，因此，操作者可以向空中抛起飞行器后，凭借飞行器的飞行控制系统自主飞行，完全不必担心由于飞行控制系统没有响应(螺旋桨没有启动)而摔落到地上，导致飞行器损坏的问题。此外，操作者也可以将其像足球一样用脚踢至空中，使其凭借飞行器的飞行控制系统自主飞行，其能够满足人们的娱乐需求。再者，由于该种飞行器的框架稳定，所以可以进一步地搭载更多、更昂贵的设备，例如三维成像、VR、AR设备，不再仅仅是航空拍摄而已。
在本发明的一些实施方式中，设置于所述本体或者所述笼状框架上的相互配合的摄像系统、光流传感器以及超声波，以使得所述无人飞行器能够自动地避开障碍物。
在本发明的一些实施方式中，所述的无人飞行器包括设置于所述本体或者所述笼状框架上的雷达系统。
本发明提供的飞行器通过摄像系统以及超声波和光流传感器能够实现自动避开障碍物，使其能够在室内飞行时不会触碰地面、墙壁、天花板以及室内摆放的物品，也提升了其在管道等狭窄空间内飞行的安全性。该飞行器搭载的雷达系统可以扫描整个室内空间构造，这样在无光或者光线暗淡时，即使摄像系统和光流传感器不能发挥作用，也可以凭借雷达系统预先获取的室内空间构造飞行，而不触碰障碍物。
该飞行器在密闭没有卫星信号下也可以工作,在动力方面该飞行器也可以采用同轴双桨(意思是一个电机安装两个螺旋桨)，在传感器方面还有视觉识别、激光测距、LED灯阵列导航。
附图说明
图1为本发明一实施方式的无人飞行器俯视图(显示一半笼状框架)；
图2为本发明一实施方式的无人飞行器俯视图(显示完整笼状框架)；
图3为本发明一实施方式的无人飞行器侧视图(显示一半笼状框架)；
图4为本发明一实施方式的无人飞行器侧视图(显示完整笼状框架)；
图5为本发明另一实施方式的无人飞行器俯视图(带有涵道)；
图6为本发明另一实施方式的无人飞行器侧视图(带有涵道)。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明作进一步详细的说明。虽然附图中显示了本公开示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻的理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参照图1～4所示，本发明一实施方式提供了一种无人飞行器，包括本体1、环绕所述本体的笼状框架2、连接梁3以及螺旋桨4。连接梁3的一端固定连接本体1，另一端固定连接笼状框架2，以使得本体1和笼状框架2能够固定在一起。螺旋桨4设置于每一个连接梁3上，或者设置于一部分连接梁3上。本实施例中连接梁3具有四个，且对称地分布在主体1的周围，每一个连接梁3上都安装了螺旋桨4。螺旋桨4具有位于连接梁3一侧的叶片，相邻的叶片在不同的平面内旋转，即螺旋桨4的输出轴的长短不同，导致叶片的高度不同。
进一步地，参照图3～4，螺旋桨4具有位于连接梁3一侧的第一叶片41以及位于连接梁3另一侧的第二叶片42。相邻的第一叶片41以及相邻的第二叶片42均在不同的平面内旋转。本实施例中，相邻的第一叶片41和第二叶片42实际上是交叉设置的。由于叶片在旋转的时候相互重合(0cm～3cm)，该飞行器的体积缩减，特别适用于室内飞行。
继续参照图3和图4，在本发明的实施方式中，笼状框架2包括多根弯曲的纵向框架21以及多根弯曲的横向框架22。多根纵向框架21的一端汇于一点且相互固定连接(如图3和4所示的上方)，另一端汇于另一点且相互固定连接(如图3和4所示的下方)。此时，连接梁3可以连接本体1和纵向框架21，也可以连接本体1和横向框架22，只要能够将笼状框架2和本体1固定连接即可。
为了进一步地提高笼状框架2的强度，位于相邻的纵向框架21之间的横向框架22相互交叉设置，即具有交叉点A。
所述笼状框架2由第一抗冲击材料制成的本体以及包覆于所述本体表面的第二抗冲击材料制成的外壳构成。
如图5和6所示，在本发明的另一个实施例中，笼状框架2在第一叶片和所述第二叶片的鼓风方向上形成涵道23。笼状框架2由第一抗冲击材料制成，该无人飞行器还包括由笼状框架2外侧包裹整个笼状框架2的第二抗冲击材料，第二抗冲击材料在涵道23上形成缺口。因此，采用上述设置方式不但能够形成涵道以增强叶片产生的动力，而且并不影响整个笼状框架2的抗冲击结构。
进一步地，所述笼状框架朝向和/或背向所述本体的表面上设置有加强肋24。
进一步地，本发明提供的飞行器还可以包括设置于本体1或者笼状框架2上的相互配合的摄像系统、光流传感器(图中未示出)和超声波(图中未示出)，以使得、该无人飞行器能够自动地避开障碍物，即在室内飞行不碰到墙壁、地面、桌子等。另外，该飞行器还可以包括设置于本体1或者所述笼状框架2上的雷达系统。雷达系统可以扫描获取整个室内空间的构造，然后将该构造存入飞行控制系统内，这样即使在黑暗状态下(摄像系统和光流传感器不可用)，飞行控制系统也能够根据获取的室内空间构造控制飞行器安全飞行。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性的。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.无人飞行器，其特征在于，包括：
本体；
环绕所述本体的笼状框架；
至少两条一端连接所述本体，另一端连接所述笼状框架的连接梁；
设置于每一个所述连接梁上或者一部分所述连接梁上的螺旋桨，所述螺旋桨具有位于所述连接梁一侧的叶片，相邻的所述叶片在不同的平面内旋转。
2.根据权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：
所述螺旋桨具有位于所述连接梁一侧的第一叶片以及位于所述连接梁另一侧的第二叶片；
相邻的所述第一叶片以及相邻的所述第二叶片均在不同的平面内旋转。
3.根据权利要求2所述的无人飞行器，其特征在于：
所述笼状框架包括：
多根弯曲的纵向框架以及多根弯曲的横向框架；
所述多根纵向框架的一端汇于一点且相互固定连接，另一端汇于另一点且相互固定连接；
所述多根横向框架的两端分别固定于相邻的所述纵向框架上；
位于相邻的所述纵向框架之间的横向框架相互交叉。
4.根据权利要求2所述的无人飞行器，其特征在于：
所述笼状框架在所述第一叶片和所述第二叶片的鼓风方向上形成涵道。
5.根据权利要求3中任一项所述的无人飞行器，其特征在于：
所述笼状框架由第一抗冲击材料制成的本体以及包覆于所述本体表面的第二抗冲击材料制成的外壳构成。
6.根据权利要求4所述的无人飞行器，其特征在于，所述笼状框架由第一抗冲击材料制成；所述无人飞行器包括：
由所述笼状框架外侧包裹整个笼状框架的第二抗冲击材料，所述第二抗冲击材料在所述涵道上形成缺口。
7.根据权利要求5或6所述的无人飞行器，其特征在于：
所述第一抗冲击材料为高密度EPS泡沫；所述第二抗冲击材料为PC一体成型的外壳。
8.根据权利要求7所述的无人飞行器，其特征在于：
所述笼状框架朝向和/或背向所述本体的表面上设置有加强肋。
9.根据权利要求5所述的无人飞行器，其特征在于，包括：
设置于所述本体或者所述笼状框架上的相互配合的摄像系统、光流传感器以及超声波传感器，以使得所述无人飞行器能够自动地避开障碍物。
10.根据权利要求9所述的无人飞行器，其特征在于，包括：
设置于所述本体或者所述笼状框架上的雷达系统。
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