CN108284960A - 降低无人机因意外坠落造成损失的方法 - Google Patents
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Abstract
降低无人机因意外坠落造成损失的方法，包括以下步骤：（1）在无人机的下水平板的下表面安装缓冲减震系统；（2）无人机的在上水平板的上表面安装气浮减速平衡调节系统；（3）在地面上操控遥控器，无人机起飞在高空中进行正常飞行作业；（4）当由于操作者操作不当或发生故障造成无人机失控，直接从高空中坠落时，缓冲减震系统和气浮减速平衡调节系统启动。本发明设计新颖、结构合理，成本低廉，在现有无人机上加装即可，为无人机提供了安全保障，安全可靠性强，最大限度降低了无人机使用者的经济损失，也保护了坠落砸到地面上人、物的安全性。
Description
技术领域
本发明属于无人机应用技术领域，具体涉及一种降低无人机因意外坠落造成损失的方法。
背景技术
目前无人机得到了越来越广泛的应用，军事侦察、交通监察、农业喷洒农药、森林火灾预警等领域均出现无人机的身影。随着无人机的普及应用因无人机控制者的操控技术不熟练、误操作、气候、飞行环境、电池断电等主客观原因导致的坠机事件时有发生。
当前在无人机防护设备中的降落伞也起到一定的防护作用，但当无人机低空飞行发生上述坠机主客观条件时因时间及空间问题导致降落伞无法充分展开，起不到应有的防护作用。
即使有充分的时间及空间条件能够满足降落伞充分展开，但当坠落环境复杂时也不可避免的会给无人机造成损坏，从而给无人机持有者带来经济损失，也会伤及地面的人们、建筑物或其他物体。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、可靠性强、减轻或避免无人机受损及地面上人或物受伤的降低无人机因意外坠落造成损失的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：降低无人机因意外坠落造成损失的方法，无人机包括无人机主体、第一起落支架、第二起落支架、上水平板和下水平板，下水平板固定设置在第一起落支架和第二起落支架的顶部，无人机主体安装在下水平板和上水平板之间；
所述的方法包括以下步骤：
（1）在下水平板的下表面安装缓冲减震系统；
（2）在上水平板的上表面安装气浮减速平衡调节系统；
缓冲减震系统包括底部敞口的方箱，方箱位于第一起落支架和第二起落支架之间，方箱顶部与下水平板下表面接触并通过第一连接螺栓紧固连接，方箱内水平设置第一滑板，第一滑板的四周边沿均与方箱的内壁滑动接触，第一滑板上表面与方箱顶部内壁之间设置有一根第一拉绳和至少两个第一压缩弹簧，第一压缩弹簧的上端部和下端部分别与方箱顶部和第一滑板上表面固定连接；在第一压缩弹簧的作用下，第一拉绳处于张紧状态，第一滑板位于方箱内的中部位置；第一滑板的下表面固定连接有位于方箱内的第一气囊，方箱顶部内壁设置有高压氦气瓶、控制器和第一电控割绳机构，高压氦气瓶的下端连接有出气管接头，出气管接头上设置有电控阀，出气管接头的出口连接有三通管，第一气囊的顶部连接有向上穿过第一滑板的第一进气管接头，第一进气管接头上设置有位于第一滑板上方的第一单向阀，三通管的一个出气口与第一进气管接头之间通过第一高压软管连接，控制器上设置有加速度传感器和无线信号接收器，第一电控割绳机构位于第一拉绳上部一侧，加速度传感器和无线信号接收器均通过数据线与控制器连接；
气浮减速平衡调节系统包括顶部敞口的圆筒体，圆筒体内水平设置有呈圆盘形的第二滑板，第二滑板的外圆周边沿与圆筒体的内壁滑动接触，第二滑板的下表面与圆筒体底部内壁之间设置有一根第二拉绳和至少两个第二压缩弹簧，第二压缩弹簧的上端部和下端部分别与圆筒体底部和第二滑板下表面固定连接；在第二压缩弹簧的作用下，第二拉绳处于张紧状态，第二滑板位于圆筒体内的中部位置；第二滑板的上表面固定连接有位于圆筒体内的第二气囊，第二气囊的顶部连接有向下穿过第二滑板和圆筒体底部的第二进气管接头，第二进气管接头上设置有位于第二滑板下方的第二单向阀，三通管的另一个出气口与第二进气管接头之间通过第二高压软管连接，圆筒体底部固定设置有邻近第二拉绳的第二电控割绳机构；圆筒体的底部与上水平板上表面接触并通过第二连接螺栓紧固连接；圆筒体上端口的内壁固定设有限位环，圆筒体的上端口在限位环上端面上设置有将圆筒体上端敞口密封的一层塑料薄膜；
控制器通过控制电缆分别与电控阀、第一电控割绳机构和第二电控割绳机构连接；
第一电控割绳机构和第二电控割绳机构的构造相同且上下对称布置；第一电控割绳机构包括电机和切割刀片，电机的主轴垂直朝下，切割刀片水平设置，电机的主轴的下端与切割刀片的一端连接，切割刀片的另一端邻近第一拉绳且切割刀片的邻近第一拉绳的一侧边设置有锯齿结构；
第一滑板的上表面的左侧边缘和右侧边缘处分别垂直设置有左导板和右导板，左导板和右导板分别与方箱的左侧内壁和右侧内壁滑动接触；
下水平板和安装板上下对应开设有用于穿过第二高压软管的第一穿管孔，上水平板和圆筒体底部上下对应开设有用于穿过第二高压软管的第二穿管孔；
圆筒体侧部设置有用于安装第二拉绳、第二电控割绳机构以及连接第二进气管接头与第二高压软管的侧门；
（3）在地面上操控遥控器，无人机起飞在高空中进行正常飞行作业；
（4）当由于操作者操作不当或发生故障造成无人机失控，直接从高空中坠落时，由于无人机的特殊设计使其在坠落时仍然能保持计为正常飞行时的状态，即第一起落支架和第二起落支架均仍然朝下，加速度传感器监测到无人机下落的加速度接近于重力加速度时，加速度传感器将信号传输到控制器，控制器同时向电控阀、第一电控割绳机构和第二电控割绳机构的电机发出信号，第一电控割绳机构的电机启动后驱动切割刀片朝向第一拉绳转动一定角度将第一拉绳割断，第一压缩弹簧的弹力被释放，第一压缩弹簧驱动第一滑板、左导板和右导板沿方箱内壁向下滑动，盘绕的第一高压软管也被下拉伸开，直到第一压缩弹簧全部伸展时，第一滑板向下移动到方箱的下方，此时左导板和右导板的上部还位于方箱内部；同样，第二电控割绳机构的电机启动后驱动切割刀片朝向第二拉绳转动一定角度将第二拉绳割断，第二压缩弹簧的弹力被释放，第二压缩弹簧驱动第二滑板沿圆筒体内壁向上滑动，盘绕的第二高压软管也被上拉伸开，直到第二滑板与限位环下端面顶压接触时，第二滑板停止；
与此同时，电控阀打开，高压氦气瓶内的氦气通过三通管分成两路，其中一路通过第一高压软管向第一气囊内注入氦气，另一路通过第二高压软管向第二气囊内注入氦气，第一气囊被充满一定压力的氦气后，第一气囊下部低于无人机的第一起落支架和第二起落支架底部，第二气囊被充满一定压力的氦气后，第二气囊被展开，第二气囊将塑料薄膜撑破后向上凸出圆筒体，第二气囊在凸出圆筒体的部分向圆周方向扩展，将无人机的顶部覆盖，由于氦气的密度小于空气且具有良好的稳定性，第一气囊和第二气囊打开后可降低无人机的下落速度，特别是第二气囊由于展开后的面积较大，降速效果最为明显，这样可使无人机缓慢下落到地面，并且落到地面后第一气囊下部先与地面接触，即使此时的无人机仍然具有一定的速度，由于第一气囊先着地，第一气囊可起到减震作用，另外，第一气囊将冲击力吸收一部分，还有一部分冲击力传递到第一滑板，第一滑板再向上驱动第一压缩弹簧，第一压缩弹簧收缩，左导板和右导板沿方箱内壁向上移动，从而起到良好的缓冲和减震作用，避免冲击力对无人机的破坏。
方箱顶部中间部位设置有矩形开口，矩形开口内设置有安装板，高压氦气瓶、控制器和第一电控割绳机构均固定设置在安装板的下表面；下水平板中部通过沉头螺栓与安装板固定连接，下水平板和安装板上开设有穿线孔，控制器的电源线向上通过穿线孔与无人机的电源连接；
步骤（1）中在下水平板下表面安装缓冲减震系统的具体过程为：先将高压氦气瓶、控制器和第一电控割绳机构的电机固定在安装板下表面上，控制器的电源线穿过安装板和下水平板上的穿线孔连接到无人机的电源上，将三通管连接的第二高压软管向上穿过下水平板和安装板上预留的第一穿管孔，然后将安装板和下水平板上的穿线孔和螺栓孔对应，拧上沉头螺栓将安装板先固定，沉头螺栓的头部低于下水平板上表面，这样不会影响在下水平板上安装无人机主体；然后再把方箱顶部中间部位的矩形开口与安装板对应，方箱顶部与下水平板下表面接触，最后拧上第一连接螺栓将方箱与下水平板固定连接。
步骤（2）中在上水平板的上表面安装气浮减速平衡调节系统的具体过程为：将第二高压软管向上穿过上水平板和圆筒体底部预留的第二穿管孔，打开圆筒体侧部的侧门，将第二进气管接头与第二高压软管对应连接，再把第二电控割绳机构的电机固定在圆筒体内的底部，然后圆筒体底部的螺栓孔与上水平板上的螺栓孔对应，穿入第二连接螺栓，将圆筒体与上水平板固定连接为一体，最后把塑料薄膜粘接到圆筒体的顶部敞口处。
第一气囊和第二气囊均为三层结构，三层结构分别为内层的橡胶材料层、中层的防爆层和外层的耐磨层，防爆层和耐磨层均由尼龙或涤纶材料的编织线编织而成，防爆层和耐磨层通过缝合线连接为一体。
在步骤（3）中由于高压氦气瓶在对第一气囊充气后，第一气囊内的压力与高压氦气瓶内的压力相同，在出气管接头的出口与三通管的进口之间设置一个增压泵，在电磁阀打开时，增压泵也同时启动，将高压氦气瓶内的氦气进一步充入到第一气囊和第二气囊内，使第一气囊和第二气囊内的压力大于高压氦气瓶放气后的压力，最终使第一气囊、第二气囊的浮力和抗冲击力充分得到提升。
步骤（3）中当操作者发现无人机即将或突然失控，马上按下遥控器上的紧急情况操作按钮，无线信号接收器接收到紧急情况的信号，将信号传输到控制器，控制器同时向电机和电控阀发出信号，使第一压缩弹簧伸长并对第一气囊充气以及第二压缩弹簧伸长并对第二气囊充气。
采用上述技术方案，无人机在空中正常飞行时，控制器处于不工作状态，第一气囊和第二气囊均采用一个高压氦气瓶作为气源，共用一套控制器、加速度传感器和无线信号接收器，以及控制器的电源线连接无人机的电源，这样可以减轻无人机的承载重量。
本发明采用第一拉绳储存第一压缩弹簧的弹性势能，在无人机坠落的紧急情况，第一电控割绳机构的电机带动切割刀片旋转将第一拉绳切割，弹性势能释放后将第一气囊向下推出方箱。充入氦气后的第一气囊不仅具有托浮无人机降低无人机的下落速度，而且第一气囊可作为一级缓冲，第一压缩弹簧作为二级缓冲，从而使无人机在意外坠落时避免受损。
第一气囊采用内层的橡胶材料层、中层的防爆层和外层的耐磨层，结构合理，承压性能强，并且可以多次重复使用。只需向高压氦气瓶内充入氦气即可，另外更换第一拉绳。
综上所述，本发明设计新颖、结构合理，成本低廉，在现有无人机上加装即可，为无人机提供了安全保障，安全可靠性强，最大限度降低了无人机使用者的经济损失，也保护了坠落砸到地面上人、物的安全性。
附图说明
图1是本发明的缓冲减震系统和气浮减速平衡调节系统安装到无人机上的结构示意图；
图2是图1中缓冲减震系统的内部结构示意图；
图3是图1中气浮减速平衡调节系统的内部结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明的降低无人机因意外坠落造成损失的方法，无人机26包括无人机主体、第一起落支架16、第二起落支架17、上水平板38和下水平板18，下水平板18固定设置在第一起落支架16和第二起落支架17的顶部，无人机主体安装在下水平板18和上水平板38之间；
本发明所述的方法包括以下步骤：
（1）在水平下表面安装上缓冲减震系统27；
（2）在上水平板38的上表面安装气浮减速平衡调节系统28；
缓冲减震系统27包括底部敞口的方箱1，方箱1位于第一起落支架16和第二起落支架17之间，方箱1顶部与下水平板18下表面接触并通过第一连接螺栓19紧固连接，方箱1内水平设置第一滑板2，第一滑板2的四周边沿均与方箱1的内壁滑动接触，第一滑板2上表面与方箱1顶部内壁之间设置有一根第一拉绳3和至少两个第一压缩弹簧4，第一压缩弹簧4的上端部和下端部分别与方箱1顶部和第一滑板2上表面固定连接；在第一压缩弹簧4的作用下，第一拉绳3处于张紧状态，第一滑板2位于方箱1内的中部位置；第一滑板2的下表面固定连接有位于方箱1内的第一气囊5，方箱1顶部内壁设置有高压氦气瓶6、控制器7和第一电控割绳机构，高压氦气瓶6的下端连接有出气管接头8，出气管接头8上设置有电控阀9，出气管接头8的出口连接有三通管29，第一气囊5的顶部连接有向上穿过第一滑板2的第一进气管接头10，第一进气管接头10上设置有位于第一滑板2上方的第一单向阀11，三通管29的一个出气口与第一进气管接头10之间通过第一高压软管12连接，控制器7上设置有加速度传感器13和无线信号接收器14，第一电控割绳机构位于第一拉绳3上部一侧，加速度传感器13和无线信号接收器14均通过数据线与控制器7连接；
气浮减速平衡调节系统28包括顶部敞口的圆筒体30，圆筒体30内水平设置有呈圆盘形的第二滑板31，第二滑板31的外圆周边沿与圆筒体30的内壁滑动接触，第二滑板31的下表面与圆筒体30底部内壁之间设置有一根第二拉绳32和至少两个第二压缩弹簧33，第二压缩弹簧33的上端部和下端部分别与圆筒体30底部和第二滑板31下表面固定连接；在第二压缩弹簧33的作用下，第二拉绳32处于张紧状态，第二滑板31位于圆筒体30内的中部位置；第二滑板31的上表面固定连接有位于圆筒体30内的第二气囊34，第二气囊34的顶部连接有向下穿过第二滑板31和圆筒体30底部的第二进气管接头35，第二进气管接头35上设置有位于第二滑板31下方的第二单向阀36，三通管29的另一个出气口与第二进气管接头35之间通过第二高压软管37连接，圆筒体30底部固定设置有邻近第二拉绳32的第二电控割绳机构；圆筒体30的底部与上水平板38上表面接触并通过第二连接螺栓39紧固连接；圆筒体30上端口的内壁固定设有限位环40，圆筒体30的上端口在限位环40上端面上设置有将圆筒体30上端敞口密封的一层塑料薄膜41；第一单向阀11起到充气到第一气囊5后避免再回流到高压氦气瓶6内，第二单向阀36起到充气到第二气囊34后避免再回流到高压氦气瓶6内。
控制器7通过控制电缆分别与电控阀9、第一电控割绳机构和第二电控割绳机构连接；
第一电控割绳机构和第二电控割绳机构的构造相同且上下对称布置；第一电控割绳机构包括电机22和切割刀片23，电机22的主轴垂直朝下，切割刀片23水平设置，电机22的主轴的下端与切割刀片23的一端连接，切割刀片23的另一端邻近第一拉绳3且切割刀片23的邻近第一拉绳3的一侧边设置有锯齿结构；
第一滑板2的上表面的左侧边缘和右侧边缘处分别垂直设置有左导板24和右导板25，左导板24和右导板25分别与方箱1的左侧内壁和右侧内壁滑动接触；
下水平板18和安装板15上下对应开设有用于穿过第二高压软管37的第一穿管孔，上水平板38和圆筒体30底部上下对应开设有用于穿过第二高压软管37的第二穿管孔；
圆筒体30侧部设置有用于安装第二拉绳32、第二电控割绳机构以及连接第二进气管接头35与第二高压软管37的侧门（图中未示意）；
（3）在地面上操控遥控器，无人机26起飞在高空中进行正常飞行作业；
（4）当由于操作者操作不当或发生故障造成无人机26失控，直接从高空中坠落时，由于无人机26的特殊设计使其在坠落时仍然能保持计为正常飞行时的状态，即第一起落支架16和第二起落支架17均仍然朝下，加速度传感器13监测到无人机26下落的加速度接近于重力加速度时，加速度传感器13将信号传输到控制器7，控制器7同时向电控阀9、第一电控割绳机构和第二电控割绳机构的电机22发出信号，第一电控割绳机构的电机22启动后驱动切割刀片23朝向第一拉绳3转动一定角度将第一拉绳3割断，第一压缩弹簧4的弹力被释放，第一压缩弹簧4驱动第一滑板2、左导板24和右导板25沿方箱内壁向下滑动，盘绕的第一高压软管12也被下拉伸开，直到第一压缩弹簧4全部伸展时，第一滑板2向下移动到方箱1的下方，此时左导板24和右导板25的上部还位于方箱1内部。同样，第二电控割绳机构的电机启动后驱动切割刀片23朝向第二拉绳32转动一定角度将第二拉绳32割断，第二压缩弹簧33的弹力被释放，第二压缩弹簧33驱动第二滑板31沿圆筒体30内壁向上滑动，盘绕的第二高压软管37也被上拉伸开，直到第二滑板31与限位环40下端面顶压接触时，第二滑板31停止；
与此同时，电控阀9打开，高压氦气瓶6内的氦气通过三通管29分成两路，其中一路通过第一高压软管12向第一气囊5内注入氦气，另一路通过第二高压软管37向第二气囊34内注入氦气，第一气囊5被充满一定压力的氦气后，第一气囊5下部低于无人机26的第一起落支架16和第二起落支架17底部，第二气囊34被充满一定压力的氦气后，第二气囊34被展开，第二气囊34将塑料薄膜41撑破后向上凸出圆筒体30，第二气囊34在凸出圆筒体30的部分向圆周方向扩展，将无人机26的顶部覆盖，由于氦气的密度小于空气且具有良好的稳定性，第一气囊5和第二气囊34打开后可降低无人机26的下落速度，特别是第二气囊34由于展开后的面积较大，降速效果最为明显，这样可使无人机26缓慢下落到地面，并且落到地面后第一气囊5下部先与地面接触，即使此时的无人机26仍然具有一定的速度，由于第一气囊5先着地，第一气囊5可起到缓冲减震作用，另外，第一气囊5将冲击力吸收一部分，还有一部分冲击力传递到第一滑板2，第一滑板2再向上驱动第一压缩弹簧4，第一压缩弹簧4收缩，左导板24和右导板25沿方箱1内壁向上移动，从而起到良好的缓冲和减震作用，避免冲击力对无人机26的严重破坏；
方箱1顶部中间部位设置有矩形开口，矩形开口内设置有安装板15，高压氦气瓶6、控制器7和第一电控割绳机构均固定设置在安装板15的下表面；下水平板18中部通过沉头螺栓20与安装板15固定连接，下水平板18和安装板15上开设有穿线孔21，控制器7的电源线向上通过穿线孔21与无人机26的电源连接；
步骤（1）中在水平下表面安装上缓冲减震系统27的具体过程为：先将高压氦气瓶6、控制器7和第一电控割绳机构的电机22固定在安装板15下表面上，控制器7的电源线穿过安装板15和下水平板18上的穿线孔21连接到无人机26的电源上，将三通管29连接的第二高压软管37向上穿过下水平板和安装板上预留的第一穿管孔，然后将安装板15和下水平板18上的穿线孔21和螺栓孔对应，拧上沉头螺栓20将安装板15先固定，沉头螺栓20的头部低于下水平板18上表面，这样不会影响在下水平板18上安装无人机主体。然后再把方箱1顶部中间部位的矩形开口与安装板15对应，方箱1顶部与下水平板18下表面接触，最后拧上第一连接螺栓19将方箱1与下水平板18固定连接。
步骤（2）中在上水平板38的上表面安装气浮减速平衡调节系统28的具体过程为：将第二高压软管37向上穿过上水平板38和圆筒体30底部预留的第二穿管孔，打开圆筒体30侧部的侧门，将第二进气管接头35与第二高压软管37对应连接，再把第二电控割绳机构的电机固定在圆筒体30内的底部，然后圆筒体30底部的螺栓孔与上水平板38上的螺栓孔对应，穿入第二连接螺栓39，将圆筒体30与上水平板38固定连接为一体，最后把塑料薄膜41粘接到圆筒体30的顶部敞口处。
第一气囊5和第二气囊34均为三层结构，三层结构分别为内层的橡胶材料层、中层的防爆层和外层的耐磨层，防爆层和耐磨层均由尼龙或涤纶材料的编织线编织而成，防爆层和耐磨层通过缝合线连接为一体。
在步骤（3）中由于高压氦气瓶6在对第一气囊5充气后，第一气囊5内的压力与高压氦气瓶6内的压力相同，在出气管接头8的出口与三通管29的进口之间设置一个增压泵，在电磁阀打开时，增压泵也同时启动，将高压氦气瓶6内的氦气进一步充入到第一气囊5和第二气囊34内，使第一气囊5和第二气囊34内的压力大于高压氦气瓶6内的压力，使第一气囊5、第二气囊34的浮力和抗冲击力充分提升。
步骤（3）中当操作者发现无人机26即将或突然失控，马上按下遥控器上的紧急情况操作按钮，无线信号接收器14接收到紧急情况的信号，将信号传输到控制器7，控制器7同时向电机22和电控阀9发出信号，使第一压缩弹簧4伸长并对第一气囊5充气以及第二压缩弹簧33伸长并对第二气囊34充气。
无人机26在空中正常飞行时，控制器7处于不工作状态，控制器7的电源线连接无人机26的电源，这样可以减轻无人机26的承载重量。
本发明采用第一拉绳3储存第一压缩弹簧4的弹性势能，在无人机26坠落的紧急情况，第一电控割绳机构的电机22带动切割刀片23旋转将第一拉绳3切割，弹性势能释放后将第一气囊5向下推出方箱1。充入氦气后的第一气囊5不仅具有托浮无人机26降低无人机26的下落速度，而且第一气囊5可作为一级缓冲，第一压缩弹簧4作为二级缓冲，从而使无人机26在意外坠落时避免受损。
第一气囊5采用内层的橡胶材料层、中层的防爆层和外层的耐磨层，结构合理，承压性能强，并且可以多次重复使用。只需向高压氦气瓶6内充入氦气即可，另外更换第一拉绳3。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.降低无人机因意外坠落造成损失的方法，其特征在于：无人机包括无人机主体、第一起落支架、第二起落支架、上水平板和下水平板，下水平板固定设置在第一起落支架和第二起落支架的顶部，无人机主体安装在下水平板和上水平板之间；
所述的方法包括以下步骤：
（1）在下水平板的下表面安装缓冲减震系统；
（2）在上水平板的上表面安装气浮减速平衡调节系统；
缓冲减震系统包括底部敞口的方箱，方箱位于第一起落支架和第二起落支架之间，方箱顶部与下水平板下表面接触并通过第一连接螺栓紧固连接，方箱内水平设置第一滑板，第一滑板的四周边沿均与方箱的内壁滑动接触，第一滑板上表面与方箱顶部内壁之间设置有一根第一拉绳和至少两个第一压缩弹簧，第一压缩弹簧的上端部和下端部分别与方箱顶部和第一滑板上表面固定连接；在第一压缩弹簧的作用下，第一拉绳处于张紧状态，第一滑板位于方箱内的中部位置；第一滑板的下表面固定连接有位于方箱内的第一气囊，方箱顶部内壁设置有高压氦气瓶、控制器和第一电控割绳机构，高压氦气瓶的下端连接有出气管接头，出气管接头上设置有电控阀，出气管接头的出口连接有三通管，第一气囊的顶部连接有向上穿过第一滑板的第一进气管接头，第一进气管接头上设置有位于第一滑板上方的第一单向阀，三通管的一个出气口与第一进气管接头之间通过第一高压软管连接，控制器上设置有加速度传感器和无线信号接收器，第一电控割绳机构位于第一拉绳上部一侧，加速度传感器和无线信号接收器均通过数据线与控制器连接；
气浮减速平衡调节系统包括顶部敞口的圆筒体，圆筒体内水平设置有呈圆盘形的第二滑板，第二滑板的外圆周边沿与圆筒体的内壁滑动接触，第二滑板的下表面与圆筒体底部内壁之间设置有一根第二拉绳和至少两个第二压缩弹簧，第二压缩弹簧的上端部和下端部分别与圆筒体底部和第二滑板下表面固定连接；在第二压缩弹簧的作用下，第二拉绳处于张紧状态，第二滑板位于圆筒体内的中部位置；第二滑板的上表面固定连接有位于圆筒体内的第二气囊，第二气囊的顶部连接有向下穿过第二滑板和圆筒体底部的第二进气管接头，第二进气管接头上设置有位于第二滑板下方的第二单向阀，三通管的另一个出气口与第二进气管接头之间通过第二高压软管连接，圆筒体底部固定设置有邻近第二拉绳的第二电控割绳机构；圆筒体的底部与上水平板上表面接触并通过第二连接螺栓紧固连接；圆筒体上端口的内壁固定设有限位环，圆筒体的上端口在限位环上端面上设置有将圆筒体上端敞口密封的一层塑料薄膜；
控制器通过控制电缆分别与电控阀、第一电控割绳机构和第二电控割绳机构连接；
第一电控割绳机构和第二电控割绳机构的构造相同且上下对称布置；第一电控割绳机构包括电机和切割刀片，电机的主轴垂直朝下，切割刀片水平设置，电机的主轴的下端与切割刀片的一端连接，切割刀片的另一端邻近第一拉绳且切割刀片的邻近第一拉绳的一侧边设置有锯齿结构；
第一滑板的上表面的左侧边缘和右侧边缘处分别垂直设置有左导板和右导板，左导板和右导板分别与方箱的左侧内壁和右侧内壁滑动接触；
下水平板和安装板上下对应开设有用于穿过第二高压软管的第一穿管孔，上水平板和圆筒体底部上下对应开设有用于穿过第二高压软管的第二穿管孔；
圆筒体侧部设置有用于安装第二拉绳、第二电控割绳机构以及连接第二进气管接头与第二高压软管的侧门；
（3）在地面上操控遥控器，无人机起飞在高空中进行正常飞行作业；
（4）当由于操作者操作不当或发生故障造成无人机失控，直接从高空中坠落时，由于无人机的特殊设计使其在坠落时仍然能保持计为正常飞行时的状态，即第一起落支架和第二起落支架均仍然朝下，加速度传感器监测到无人机下落的加速度接近于重力加速度时，加速度传感器将信号传输到控制器，控制器同时向电控阀、第一电控割绳机构和第二电控割绳机构的电机发出信号，第一电控割绳机构的电机启动后驱动切割刀片朝向第一拉绳转动一定角度将第一拉绳割断，第一压缩弹簧的弹力被释放，第一压缩弹簧驱动第一滑板、左导板和右导板沿方箱内壁向下滑动，盘绕的第一高压软管也被下拉伸开，直到第一压缩弹簧全部伸展时，第一滑板向下移动到方箱的下方，此时左导板和右导板的上部还位于方箱内部；同样，第二电控割绳机构的电机启动后驱动切割刀片朝向第二拉绳转动一定角度将第二拉绳割断，第二压缩弹簧的弹力被释放，第二压缩弹簧驱动第二滑板沿圆筒体内壁向上滑动，盘绕的第二高压软管也被上拉伸开，直到第二滑板与限位环下端面顶压接触时，第二滑板停止；
与此同时，电控阀打开，高压氦气瓶内的氦气通过三通管分成两路，其中一路通过第一高压软管向第一气囊内注入氦气，另一路通过第二高压软管向第二气囊内注入氦气，第一气囊被充满一定压力的氦气后，第一气囊下部低于无人机的第一起落支架和第二起落支架底部，第二气囊被充满一定压力的氦气后，第二气囊被展开，第二气囊将塑料薄膜撑破后向上凸出圆筒体，第二气囊在凸出圆筒体的部分向圆周方向扩展，将无人机的顶部覆盖，由于氦气的密度小于空气且具有良好的稳定性，第一气囊和第二气囊打开后可降低无人机的下落速度，特别是第二气囊由于展开后的面积较大，降速效果最为明显，这样可使无人机缓慢下落到地面，并且落到地面后第一气囊下部先与地面接触，即使此时的无人机仍然具有一定的速度，由于第一气囊先着地，第一气囊可起到减震作用，另外，第一气囊将冲击力吸收一部分，还有一部分冲击力传递到第一滑板，第一滑板再向上驱动第一压缩弹簧，第一压缩弹簧收缩，左导板和右导板沿方箱内壁向上移动，从而起到良好的缓冲和减震作用，避免冲击力对无人机的破坏。
2.根据权利要求1所述的降低无人机因意外坠落造成损失的方法，其特征在于：方箱顶部中间部位设置有矩形开口，矩形开口内设置有安装板，高压氦气瓶、控制器和第一电控割绳机构均固定设置在安装板的下表面；下水平板中部通过沉头螺栓与安装板固定连接，下水平板和安装板上开设有穿线孔，控制器的电源线向上通过穿线孔与无人机的电源连接；
步骤（1）中在下水平板下表面安装缓冲减震系统的具体过程为：先将高压氦气瓶、控制器和第一电控割绳机构的电机固定在安装板下表面上，控制器的电源线穿过安装板和下水平板上的穿线孔连接到无人机的电源上，将三通管连接的第二高压软管向上穿过下水平板和安装板上预留的第一穿管孔，然后将安装板和下水平板上的穿线孔和螺栓孔对应，拧上沉头螺栓将安装板先固定，沉头螺栓的头部低于下水平板上表面，这样不会影响在下水平板上安装无人机主体；然后再把方箱顶部中间部位的矩形开口与安装板对应，方箱顶部与下水平板下表面接触，最后拧上第一连接螺栓将方箱与下水平板固定连接。
3.根据权利要求2所述的降低无人机因意外坠落造成损失的方法，其特征在于：步骤（2）中在上水平板的上表面安装气浮减速平衡调节系统的具体过程为：将第二高压软管向上穿过上水平板和圆筒体底部预留的第二穿管孔，打开圆筒体侧部的侧门，将第二进气管接头与第二高压软管对应连接，再把第二电控割绳机构的电机固定在圆筒体内的底部，然后圆筒体底部的螺栓孔与上水平板上的螺栓孔对应，穿入第二连接螺栓，将圆筒体与上水平板固定连接为一体，最后把塑料薄膜粘接到圆筒体的顶部敞口处。
4.根据权利要求1所述的降低无人机因意外坠落造成损失的方法，其特征在于：第一气囊和第二气囊均为三层结构，三层结构分别为内层的橡胶材料层、中层的防爆层和外层的耐磨层，防爆层和耐磨层均由尼龙或涤纶材料的编织线编织而成，防爆层和耐磨层通过缝合线连接为一体。
5.根据权利要求1所述的降低无人机因意外坠落造成损失的方法，其特征在于：在步骤（3）中由于高压氦气瓶在对第一气囊充气后，第一气囊内的压力与高压氦气瓶内的压力相同，在出气管接头的出口与三通管的进口之间设置一个增压泵，在电磁阀打开时，增压泵也同时启动，将高压氦气瓶内的氦气进一步充入到第一气囊和第二气囊内，使第一气囊和第二气囊内的压力大于高压氦气瓶放气后的压力，最终使第一气囊、第二气囊的浮力和抗冲击力充分得到提升。
6.根据权利要求1所述的降低无人机因意外坠落造成损失的方法，其特征在于：步骤（3）中当操作者发现无人机即将或突然失控，马上按下遥控器上的紧急情况操作按钮，无线信号接收器接收到紧急情况的信号，将信号传输到控制器，控制器同时向电机和电控阀发出信号，使第一压缩弹簧伸长并对第一气囊充气以及第二压缩弹簧伸长并对第二气囊充气。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109229351A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-18 | 林荣东 | 一种利用附加旋翼重感自持衡的四旋翼无人机 |
| CN109774956A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-05-21 | 湖南警察学院 | 一种警用侦查无人机 |
| CN111268104A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-12 | 南京工业职业技术学院 | 一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置 |
| CN112550729A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-03-26 | 成都飞航智云科技有限公司 | 一种具有气动外形受损后防坠毁功能的飞行器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101496892B1 (ko) * | 2014-06-19 | 2015-03-03 | 충남대학교산학협력단 | 멀티콥터 드론 |
| CN105947226A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-09-21 | 北京理工大学 | 一种旋翼式无人机智能失控保护系统及其保护方法 |
| CN106005451A (zh) * | 2016-08-03 | 2016-10-12 | 安徽钰龙信息科技有限公司 | 一种基于物联网的船载无人机水上行驶保护系统 |
| CN107054666A (zh) * | 2017-01-07 | 2017-08-18 | 温岭鸿方智能科技有限公司 | 旋翼式无人机失控坠落保护装置及其保护方法 |
| CN107097961A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-08-29 | 河南省酷农航空植保科技有限公司 | 一种防坠毁无人机 |
| CN107215465A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-29 | 深圳市雷凌广通技术研发有限公司 | 一种适用于航拍具有防摔功能的无人机 |
-
2017
- 2017-12-20 CN CN201711384270.7A patent/CN108284960B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101496892B1 (ko) * | 2014-06-19 | 2015-03-03 | 충남대학교산학협력단 | 멀티콥터 드론 |
| CN105947226A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-09-21 | 北京理工大学 | 一种旋翼式无人机智能失控保护系统及其保护方法 |
| CN106005451A (zh) * | 2016-08-03 | 2016-10-12 | 安徽钰龙信息科技有限公司 | 一种基于物联网的船载无人机水上行驶保护系统 |
| CN107054666A (zh) * | 2017-01-07 | 2017-08-18 | 温岭鸿方智能科技有限公司 | 旋翼式无人机失控坠落保护装置及其保护方法 |
| CN107097961A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-08-29 | 河南省酷农航空植保科技有限公司 | 一种防坠毁无人机 |
| CN107215465A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-29 | 深圳市雷凌广通技术研发有限公司 | 一种适用于航拍具有防摔功能的无人机 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109229351A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-18 | 林荣东 | 一种利用附加旋翼重感自持衡的四旋翼无人机 |
| CN109774956A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-05-21 | 湖南警察学院 | 一种警用侦查无人机 |
| CN109774956B (zh) * | 2018-12-24 | 2020-11-17 | 湖南警察学院 | 一种警用侦查无人机 |
| CN111268104A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-12 | 南京工业职业技术学院 | 一种海洋巡检无人机的坠机保护定位装置 |
| CN112550729A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-03-26 | 成都飞航智云科技有限公司 | 一种具有气动外形受损后防坠毁功能的飞行器 |
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