CN108263599B - 无人机、无人机降落用缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机领域，公开了一种无人机降落用缓冲装置以及安装有该缓冲装置的无人机，其中，所述的无人机降落用缓冲装置包括：上壳，该上壳用于与无人机机体的底部固定连接；下壳，该下壳固定于所述上壳的下部；以及与所述下壳相对固定设置的动力组件和缓冲组件；其中，当无人机降落时，所述动力组件依靠与无人机运动方向相反、逆流而上的气流提供动力以驱使所述的缓冲组件进入缓冲状态。无人机降落时，逆流而上的气流会为动力组件提供动力，动力组件依靠该动力能驱使缓冲组件进入缓冲状态，以减小机体触地时受到的冲击，保护机体。

Description

无人机、无人机降落用缓冲装置

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种位于无人机底部，降落时能起到缓冲保护作用的装置。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，民用无人机在航拍、农业、植保、救灾等领域有着较重要应用。

多旋翼无人机则是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力，通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。

多旋翼无人机在降落触地时有必要进行减震以保护机身，而目前该类减震缓冲装置较少，部分现有的减震缓冲装置设计也不够理想，因此有必要设计一种更为合理、减震缓冲效果也较优的缓冲装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种无人机降落用缓冲装置以及安装有该缓冲装置的无人机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：无人机降落用缓冲装置，包括：

上壳，该上壳用于与无人机机体的底部固定连接；

下壳，该下壳固定于所述上壳的下部；

以及与所述下壳相对固定设置的动力组件和缓冲组件；

其中，当无人机降落时，所述动力组件依靠与无人机运动方向相反、逆流而上的气流提供动力以驱使所述的缓冲组件进入缓冲状态。

进一步的，所述的动力组件包括叶轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮；所述的叶轮可由风力驱动而旋转，叶轮位于所述下壳的下方且固定于竖直设置的第一杆件的底端，第一杆件的杆身穿过所述的下壳后在其顶端固定有所述的第一锥齿轮；所述的第二锥齿轮为两个，分别啮合于所述第一锥齿轮的两侧，两个第二锥齿轮分别固定于两个横向设置的第二杆件的一端，两个第二杆件的另一端则各固定有一个所述的第三锥齿轮；

所述的缓冲组件为两组，分别对应两个所述的第三锥齿轮设置；缓冲组件包括第四锥齿轮、螺纹套、螺杆、活塞筒、活塞板、导气管和缓冲头；所述的第四锥齿轮与所述的第三锥齿轮啮合，第四锥齿轮的中部具有通孔；所述的螺纹套竖向固定连接于所述第四锥齿轮的底部，螺纹套的中部固定有一圆形板；所述的螺杆竖向贯穿所述通孔和螺纹套且螺杆与螺纹套螺纹连接；所述活塞筒上部的内壁设置有与所述圆形板相匹配的环形凹槽，圆形板卡入该环形凹槽内且相对于环形凹槽可旋转；所述的活塞板固定于所述螺杆的底部，活塞板可沿活塞筒自由上下移动且活塞板的四周与活塞筒的内壁保持密封；所述导气管的一端连通于所述活塞筒的底部；所述的缓冲头则连通于所述导气管的另一端，当导气管向缓冲头内陆续输入气体时，会驱使缓冲头逐渐进入缓冲状态。

进一步的，所述的缓冲头包括缓冲头壳体、推板、若干弹簧、弹性伸缩杆和气囊；所述的缓冲头壳体固定连接于所述活塞筒的底部，导气管连通缓冲头的部位位于该缓冲头壳体的上部；所述的推板横向布置在该缓冲头壳体的内腔中，推板可在该内腔中自由上下移动且推板的四周与缓冲头壳体的内壁保持密封；所述弹簧的一端与缓冲头壳体顶部的内壁固定连接，另一端与所述的推板固定连接；所述弹性伸缩杆的顶部固定于所述的推板上，弹性伸缩杆的下部穿过缓冲头壳体底部的预留孔后与所述的气囊固定连接。

进一步的，每个所述的缓冲头至少包括三个所述的弹性伸缩杆，对应地，所述气囊的数量与弹性伸缩杆的数量一致。

进一步的，所述螺杆的顶部设置有阻头，当阻头与所述的第四锥齿轮接触时，阻头会阻止螺杆的继续下移。

进一步的，所述的弹性伸缩杆包括位于上部的外杆、位于下部的内杆、伸缩弹簧；所述的外杆外套于所述内杆的上部，所述伸缩弹簧的一端与外杆顶部的内壁固定连接，另一端与所述内杆的顶部固定连接。

进一步的，所述下壳的底部对应所述叶轮的位置设置有若干供气流流入的疏气进气孔，下壳的两侧则设置有若干供气流流出的疏气出气孔。

本发明还提供了一种无人机，该无人机机体的底部安装有上述任意一项技术方案所述的缓冲装置。

本发明的工作原理：当无人机降落时，气流相对于无人机是向上流动的，因此气流会带动叶轮旋转，而叶轮的旋转会通过第一杆件带动第一锥齿轮旋转，第一锥齿轮又会带动两侧的第二锥齿轮同步旋转，第二锥齿轮通过第二杆件再带动第三锥齿轮旋转，第三锥齿轮又会带动第四锥齿轮旋转，第四锥齿轮的旋转又会带动其下部的螺纹套旋转，螺纹套的旋转便可带动螺杆向下移动，从而活塞板会向下移动，推动活塞筒内的气体由导气管进入到缓冲头推板的上部空间内，随着活塞板的逐渐下移，推板上部空间的气体会越来越多，从而该空间内的气压会推动推板逐渐下移，进而弹性伸缩杆被向下推出，气囊随弹性伸缩杆被向下推出，使得缓冲组件进入到缓冲状态。无人机触地时，伸出的气囊可以缓冲受到的冲击，弹性伸缩杆也可以通过自身的弹性震荡来抵消冲击力，从而可以减轻无人机机体所受到的硬性冲击，保证其能安全着陆。

本发明的有益效果是：无人机降落时，逆流而上的气流会带动叶轮旋转，叶轮的旋转又会通过上述各个部件的联动而驱使弹性伸缩杆和气囊伸出，弹性伸缩杆和气囊伸出后，能在无人机触地时起到减震缓冲的效果，从而可以减小机体受到的冲击，保护机体；弹性伸缩杆和气囊平时在弹簧的作用下是处于收缩状态的，当需要伸出时，无需额外耗电，仅依靠下降时所受到的气流就能自动伸出，进入缓冲状态；可见，本缓冲装置的设计较为巧妙，利用无人机下降时的气流来驱使缓冲装置进入缓冲状态。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中螺杆与第三锥齿轮、螺纹套配合的结构示意图；

图3为图1弹性伸缩杆及气囊的放大结构示意图；

图4为图1中推板将活塞筒内的气体推入缓冲头内时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1：

参见图1-图4所示，本实施例提供了一种无人机降落用缓冲装置，其包括以下组成部分：

上壳，该上壳2用于与无人机机体1的底部固定连接；

下壳，该下壳3固定于所述上壳2的下部；

以及与所述下壳3相对固定设置的动力组件4和缓冲组件5；

其中，当无人机降落时，所述动力组件4依靠与无人机运动方向相反、逆流而上的气流提供动力以驱使所述的缓冲组件5进入缓冲状态。

关于上述的动力组件4和缓冲组件5，具体地：

所述的动力组件4包括叶轮41、第一锥齿轮43、第二锥齿轮44和第三锥齿轮46；所述的叶轮41可由风力驱动而旋转，叶轮41位于所述下壳3的下方且固定于竖直设置的第一杆件42的底端，第一杆件42的杆身穿过所述的下壳3后在其顶端固定有所述的第一锥齿轮43；所述的第二锥齿轮44为两个，分别啮合于所述第一锥齿轮43的两侧，两个第二锥齿轮44分别固定于两个横向设置的第二杆件45的一端，两个第二杆件45的另一端则各固定有一个所述的第三锥齿轮46；

所述的缓冲组件5为两组，分别对应两个所述的第三锥齿轮46设置；缓冲组件包括第四锥齿轮51、螺纹套52、螺杆53、活塞筒54、活塞板55、导气管56和缓冲头57；所述的第四锥齿轮51与所述的第三锥齿轮46啮合，第四锥齿轮51的中部具有通孔511；所述的螺纹套52竖向固定连接于所述第四锥齿轮51的底部，螺纹套52外壁的中部固定有一圆形板58；所述的螺杆53竖向贯穿所述通孔511和螺纹套52且螺杆53与螺纹套52螺纹连接，参见图2所示；所述活塞筒54上部的内壁设置有与所述圆形板58相匹配的环形凹槽541，圆形板58卡入该环形凹槽541内且相对于环形凹槽541可旋转；所述的活塞板55固定于所述螺杆53的底部，活塞板55可在活塞筒54内自由上下移动且活塞板55的四周与活塞筒54的内壁保持密封；所述导气管56的一端连通于所述活塞筒54的底部；所述的缓冲头57则连通于所述导气管56的另一端，当导气管56向缓冲头57内陆续输入气体时，会驱使缓冲头57逐渐进入缓冲状态。

关于所述的缓冲头57，具体地：

所述的缓冲头57包括缓冲头壳体571、推板572、若干弹簧573、弹性伸缩杆574和气囊575；所述的缓冲头壳体571固定连接于所述活塞筒54的底部，导气管56连通缓冲头57的部位位于该缓冲头壳体571的上部；所述的推板572横向布置在该缓冲头壳体571的内腔中，推板572可在该内腔中自由上下移动且推板572的四周与缓冲头壳体571的内壁保持密封；所述弹簧573的一端与缓冲头壳体571顶部的内壁固定连接，另一端与所述的推板572固定连接；所述弹性伸缩杆574的顶部固定于所述的推板572上，弹性伸缩杆574的下部穿过缓冲头壳体571底部的预留孔5711后与所述的气囊575固定连接。

优选地，每个所述的缓冲头57至少包括三个所述的弹性伸缩杆574，对应地，所述气囊575的数量与弹性伸缩杆574的数量一致，图中以三个弹性伸缩杆574、三个气囊575为例。

优选地，所述螺杆53的顶部设置有阻头531，当阻头531与所述的第四锥齿轮51接触时，阻头531会阻止螺杆53的继续下移。

优选地，参见图3所示，所述的弹性伸缩杆574包括位于上部的外杆5741、位于下部的内杆5742、伸缩弹簧5743；所述的外杆5741外套于所述内杆5742的上部，所述伸缩弹簧5743的一端与外杆5741顶部的内壁固定连接，另一端与所述内杆5742的顶部固定连接。从而，当内杆5742受到向上的推力时，内杆5742可以在伸缩弹簧57473的作用下上下震荡，以抵消推力的作用。

优选地，所述下壳3的底部对应所述叶轮41的位置设置有若干供气流流入的疏气进气孔31，下壳3的两侧则设置有若干供气流流出的疏气出气孔32。从而，当叶轮41旋转时，疏气进气孔31和疏气出气孔32可以为气流的流动提供路径，气流穿过叶轮41经由疏气进气孔31进入到下壳3内，之后再由两侧的疏气出气孔32向外排出，保证了气流流动的通常性。

本发明的工作原理：当无人机降落时，气流相对于无人机是向上流动的，因此气流会带动叶轮41旋转，而叶轮41的旋转会通过第一杆件42带动第一锥齿轮43旋转，第一锥齿轮43又会带动两侧的第二锥齿轮44同步旋转，第二锥齿轮44通过第二杆件45再带动第三锥齿轮46旋转，第三锥齿轮46又会带动第四锥齿轮51旋转，第四锥齿轮51的旋转又会带动其下部的螺纹套52旋转，螺纹套52的旋转便可带动螺杆53向下移动，从而活塞板55会向下移动，推动活塞筒54内的气体由导气管56进入到缓冲头57推板572的上部空间内，随着活塞板55的逐渐下移，推板572上部空间的气体会越来越多，从而该空间内的气压会推动推板572逐渐下移，进而弹性伸缩杆574被向下推出，气囊575随弹性伸缩杆574被向下推出，使得缓冲组件5进入到缓冲状态，参见图4所示。无人机触地时，伸出的气囊575可以缓冲受到的冲击，弹性伸缩杆574也可以通过自身的弹性震荡来抵消冲击力，从而可以减轻无人机机体1所受到的硬性冲击，保证其能安全着陆。

为了能更好的控制叶轮41的启或停，避免无人机在飞行过程中，向下飞行时弹性伸缩杆574和气囊575会无故伸出，可以对本实施例的缓冲装置进行如下改进：在所述的第一杆件42上配置小型的电子锁61，该电子锁61与无人机的主控器电连接或无线连接，同时在缓冲头壳体571下部的内壁上设置感应器62以感应推板572的位置，该感应器62也与无人机的主控器电连接；通常情况下，电子锁61是将第一杆件42锁死的，使得第一杆件42不能转动，只有当无人机的主控器接收到降落信号时，主控器才会传递信号使电子锁61解锁，电一杆件42方能转动，之后，当感应器62感应到推板572时(即推板572下移后，已经将弹性伸缩杆574和气囊575推出)，主控器又会传递信号使电子锁61锁住第一杆件42，使其无法转动。从而，只有当无人机处于降落状态时，叶轮41才能转动，弹性伸缩杆574和气囊575才会伸出，其他情况时(如无人机待飞时或正常飞行时)，即使无人机的叶轮41受到气流也不会转动，而且一旦弹性伸缩杆574和气囊575推出后，第一杆件42又会立刻被锁住，叶轮41无法继续旋转，保证了本实施例缓冲装置工作的合理性，该工作时才工作，不会无故启动，且工作完后又会立刻停止。降落后，想要收回弹性伸缩杆574和气囊575，可以通过无人机的遥控器或机体上的按钮给无人机的主控器输入解锁电子锁61的指令，然后旋转叶轮41使得弹性伸缩杆574和气囊575缩回，之后再输入锁定电子锁61的指令即可。

需说明的，弹性伸缩杆574和气囊575平时在弹簧573的作用下是处于收缩状态的，当气体由活塞筒54进入缓冲头壳体571时，气压会克服弹簧573的作用力，推动推板572向下移动，继而弹性伸缩杆574和气囊575会伸出，进入缓冲状态。

实施例2：

本实施例提供了一种无人机，该无人机机体1的底部安装有实施例1所述的缓冲装置。

Claims (7)

1.无人机降落用缓冲装置，其特征在于，包括：

上壳，该上壳(2)用于与无人机机体(1)的底部固定连接；

下壳，该下壳(3)固定于所述上壳(2)的下部；

以及与所述下壳(3)相对固定设置的动力组件(4)和缓冲组件(5)；其中，当无人机降落时，所述动力组件(4)依靠与无人机运动方向相反、逆流而上的气流提供动力以驱使所述的缓冲组件(5)进入缓冲状态；

所述的动力组件(4)包括叶轮(41)、第一锥齿轮(43)、第二锥齿轮(44)和第三锥齿轮(46)；所述的叶轮(41)可由风力驱动而旋转，叶轮(41)位于所述下壳(3)的下方且固定于竖直设置的第一杆件(42)的底端，第一杆件(42)的杆身穿过所述的下壳(3)后在其顶端固定有所述的第一锥齿轮(43)；所述的第二锥齿轮(44)为两个，分别啮合于所述第一锥齿轮(43)的两侧，两个第二锥齿轮(44)分别固定于两个横向设置的第二杆件(45)的一端，两个第二杆件(45)的另一端则各固定有一个所述的第三锥齿轮(46)；

所述的缓冲组件(5)为两组，分别对应两个所述的第三锥齿轮(46)设置；缓冲组件包括第四锥齿轮(51)、螺纹套(52)、螺杆(53)、活塞筒(54)、活塞板(55)、导气管(56)和缓冲头(57)；所述的第四锥齿轮(51)与所述的第三锥齿轮(46)啮合，第四锥齿轮(51)的中部具有通孔(511)；所述的螺纹套(52)竖向固定连接于所述第四锥齿轮(51)的底部，螺纹套(52)的中部固定有一圆形板(58)；所述的螺杆(53)竖向贯穿所述通孔(511)和螺纹套(52)且螺杆(53)与螺纹套(52)螺纹连接；所述活塞筒(54)上部的内壁设置有与所述圆形板(58)相匹配的环形凹槽(541)，圆形板(58)卡入该环形凹槽(541)内且相对于环形凹槽(541)可旋转；所述的活塞板(55)固定于所述螺杆(53)的底部，活塞板(55)可沿活塞筒(54)自由上下移动且活塞板(55)的四周与活塞筒(54)的内壁保持密封；所述导气管(56)的一端连通于所述活塞筒(54)的底部；所述的缓冲头(57)则连通于所述导气管(56)的另一端，当导气管(56)向缓冲头(57)内陆续输入气体时，会驱使缓冲头(57)逐渐进入缓冲状态。

2.根据权利要求1所述的无人机降落用缓冲装置，其特征在于，所述的缓冲头(57)包括缓冲头壳体(571)、推板(572)、若干弹簧(573)、弹性伸缩杆(574)和气囊(575)；所述的缓冲头壳体(571)固定连接于所述活塞筒(54)的底部，导气管(56)连通缓冲头(57)的部位位于该缓冲头壳体(571)的上部；所述的推板(572)横向布置在该缓冲头壳体(571)的内腔中，推板(572)可在该内腔中自由上下移动且推板(572)的四周与缓冲头壳体(571)的内壁保持密封；所述弹簧(573)的一端与缓冲头壳体(571)顶部的内壁固定连接，另一端与所述的推板(572)固定连接；所述弹性伸缩杆(574)的顶部固定于所述的推板(572)上，弹性伸缩杆(574)的下部穿过缓冲头壳体(571)底部的预留孔(5711)后与所述的气囊(575)固定连接。

3.根据权利要求2所述的无人机降落用缓冲装置，其特征在于，每个所述的缓冲头(57)至少包括三个所述的弹性伸缩杆(574)，对应地，所述气囊(575)的数量与弹性伸缩杆(574)的数量一致。

4.根据权利要求3所述的无人机降落用缓冲装置，其特征在于，所述螺杆(53)的顶部设置有阻头(531)，当阻头(531)与所述的第四锥齿轮(51)接触时，阻头(531)会阻止螺杆(53)的继续下移。

5.根据权利要求4所述的无人机降落用缓冲装置，其特征在于，所述的弹性伸缩杆(574)包括位于上部的外杆(5741)、位于下部的内杆(5742)、伸缩弹簧(5743)；所述的外杆(5741)外套于所述内杆(5742)的上部，所述伸缩弹簧(5743)的一端与外杆(5741)顶部的内壁固定连接，另一端与所述内杆(5742)的顶部固定连接。

6.根据权利要求1所述的无人机降落用缓冲装置，其特征在于，所述下壳(3)的底部对应所述叶轮(41)的位置设置有若干供气流流入的疏气进气孔(31)，下壳(3)的两侧则设置有若干供气流流出的疏气出气孔(32)。

7.无人机，其特征在于，该无人机机体(1)的底部安装有权利要求1-6中任意一项所述的缓冲装置。