CN108516084A - 一种无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种无人机，包括机身，机身上设有机臂，每个机臂的自由端设有第一电机，每个第一电机的输出轴上设有旋翼，机身上还设有控制模块，控制模块包括控制器和姿态传感器，控制器与电机以及姿态传感器均信号连接，控制器能够根据姿态传感器的数据控制电机旋转，机身周向均匀设有喷气装置，姿态传感器包括陀螺仪和加速度传感器，控制器能够通过陀螺仪数据检测机身的姿态数据，控制器用于根据姿态传感器的数据控制喷气装置进行喷气。本发明提供的无人机，能够在碰到鸟类后快速远离并驱散鸟群。
Description
技术领域
本发明涉及无人飞行器技术领域，具体而言，涉及一种无人机。
背景技术
无人驾驶飞机简称“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。近年来中国的无人机行业得到了长足的发展，无人机按飞行平台构型可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机以及扑翼无人机等，其中，旋翼无人机尤其是多旋翼无人机由于机动性和灵活性强，广泛的应用在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等等领域的应用。
无人机在作业过程中往往需要跨域较长的空间区域，在这个过程中难免会碰到空中飞行的鸟群，鸟群对于无人机的破坏常常是致命的，无人机一旦误入到鸟群之中，旋翼很容易被损坏，进而发生坠毁，给用户带来损失。
发明内容
本发明意在提供一种无人机，能够在碰到鸟类后驱散并快速远离鸟群。
为了解决上述技术问题，本专利提供如下技术方案：
一种无人机，包括机身，机身上设有机臂，每个机臂的自由端设有第一电机，每个第一电机的输出轴上设有旋翼，所述机身上还设有控制模块，所述控制模块包括控制器和姿态传感器，所述控制器与电机以及姿态传感器均信号连接，所述控制器能够根据姿态传感器的数据控制电机旋转；
机身周向均匀设有喷气装置，所述喷气装置包括外壳，外壳内设有弹性气囊、挤压机构，弹性气囊的出气口设有口哨，所述口哨用于在气囊喷气时发出哨声，所述挤压机构与控制器信号连接；
所述姿态传感器包括陀螺仪和加速度传感器，所述控制器能够通过陀螺仪数据检测机身的姿态数据，所述控制器用于根据姿态数据和加速度传感器检测机身加速度大小和方向，所述控制器能够通过挤压机构控制弹性气囊吸气或喷气，所述控制器用于在加速度大小超过预设值且加速度方向为水平方向时控制喷气方向与加速度方向相反的喷气装置进行喷气，所述控制器用于在加速度大小超过预设值且加速度方向向下时控制喷气方向向下的喷气装置进行喷气。
本发明技术方案中，无人机被鸟类撞击后通常会有一个水平的加速度，控制器根据加速度的大小和方向可以判断无人机是否是被鸟类撞击，并在判断无人机被鸟类撞击后，通过控制挤压机构对气囊进行挤压，使喷气方向与加速度方向相反的喷气机构进行喷气，从而使无人机快速向远离鸟类的方向加速，同时，喷出的气流使口哨发出哨声，实现对鸟类的驱逐；当无人机意外坠落时，其具有向下的加速度，控制器检测到无人机在向下坠落时，控制气囊的出气口朝下的喷气装置进行喷气，从而给无人机一个反向作用力，降低无人机坠落速度，减少坠落造成的损害，同时通过哨声给用户提醒。
进一步，所述挤压机构包括第二电机、螺纹丝杆副以及压板，第二电机与控制器信号连接，第二电机输出轴与螺纹丝杆副的丝杠动力连接，螺纹丝杆副的螺母与压板固定连接，外壳内壁设有滑槽，压板侧壁设有与滑槽匹配的凸起，压板与气囊固定连接。
通过第二电机带动丝杠转动，进而使螺母带动压板对气囊进行挤压，产生喷气效果。
进一步，所述机臂的个数为偶数。
偶数个数的机械臂会有偶数个旋翼，能够通过改变旋翼方向，使旋翼反扭力矩对消，奇数个旋翼的无人机的陀螺进动和反扭力矩无法对消，必须有其他机构补偿反扭，控制算法更加复杂，不利于生产开发。
进一步，所述机身周向均匀设有红外成像传感器，所述控制器与红外成像传感器信号连接，所述控制器还用于通过红外成像传感器检测机身周围的生物，所述控制器还用于在检测到周围有生物时，通过控制第一电机使机身向远离生物的方向移动。
通过红外成像传感器提前感知周围的生物，向远离生物的方向移动，避免产生撞击事故。
进一步，所述机身和机臂的材料均为碳钢材料。
降低无人机整体重量，减少自重带来的能量消耗。
进一步，所述第一电机为无刷电机。
传统有刷电机存电刷易磨损、电磁干扰、噪声大、寿命短等缺点；无刷电机具有良好的可控性和宽调速范围且工作寿命长，无需经常维护。
附图说明
图1为本发明一种无人机施例的结构示意图；
图2为图1中喷气装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
附图标记说明：机身1、机臂2、第一电机3、旋翼4、喷气装置5、红外成像传感器6、外壳7、第二电机8、压板9、滑槽10、弹性气囊11、口哨12。
如图1所示，本实施例一种无人机包括机身1，机身1上设有多个机臂2，为了使反扭力矩对消，机臂2的个数设置为偶数个，本实施例中为四个机臂2，每个机臂2的自由端通过螺钉可拆卸地连接有第一电机3，为了保证使用寿命，第一电机3优选为无刷电机，每个第一电机3的输出轴上安装有旋翼4，机身1上还设有控制模块，控制模块包括控制器和姿态传感器，控制器与电机以及姿态传感器均信号连接，控制器能够根据姿态传感器的数据控制电机旋转，本实施例中，机身1为圆柱形，机身1以及机架采用轻质材料制成，该材料优选为碳钢材料。
机身1周向均匀设有喷气装置5和红外成像传感器6，本实施例中，喷气装置5和红外成像传感器6都为八个，两者交错排布，喷气装置5如图2所示，其包括外壳7，外壳7内设有弹性气囊11、挤压机构、弹性气囊11的出气口设有口哨12，口哨12用于在气囊喷气时发出哨声，挤压机构与控制器信号连接；其中，挤压机构包括第二电机8、螺纹丝杆副以及压板9，第二电机8与控制器信号连接，第二电机输出轴与螺纹丝杆副的丝杠动力连接，螺纹丝杆副的螺母与压板9固定连接，外壳7内壁设有滑槽10，压板9侧壁设有与滑槽10匹配的凸起，压板9与气囊之间通过胶水粘接在一起。
姿态传感器包括陀螺仪和加速度传感器，控制器能够通过陀螺仪数据检测机身1的姿态数据，控制器用于根据姿态数据和加速度传感器检测机身1加速度大小和方向，控制器能够通过挤压机构控制弹性气囊11吸气或喷气，控制器用于在加速度大小超过预设值且加速度方向为水平方向时控制喷气方向与加速度方向相反的喷气装置5进行喷气，控制器用于在加速度大小超过预设值且加速度方向向下时控制喷气方向向下的喷气装置5进行喷气，控制器与红外成像传感器6信号连接，控制器还用于通过红外成像传感器6检测机身1周围的生物，控制器还用于在检测到周围有生物时，通过控制第一电机3使机身1向远离生物的方向移动。
本实施例中，当无人机被鸟类撞击后通常会有一个水平的加速度，控制器根据加速度的大小和方向可以判断无人机是否是被鸟类撞击，并在判断无人机被鸟类撞击后，通过控制第二电机转动，使压板对气囊进行挤压，使喷气方向与加速度方向相反的喷气机构进行喷气，从而使无人机快速向远离鸟类的方向加速，同时，喷出的气流使口哨发出哨声，实现对鸟类的驱逐；当无人机意外坠落时，其具有向下的加速度，控制器检测到无人机在向下坠落时，控制气囊的出气口朝下的喷气装置进行喷气，从而给无人机一个反向作用力，降低无人机坠落速度，减少坠落造成的损害，同时通过哨声给用户提醒，当无人机稳定后，控制器控制第二电机反转，使气囊吸气复原。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.一种无人机，包括机身，机身上设有机臂，每个机臂的自由端设有第一电机，每个第一电机的输出轴上设有旋翼，所述机身上还设有控制模块，所述控制模块包括控制器和姿态传感器，所述控制器与电机以及姿态传感器均信号连接，所述控制器能够根据姿态传感器的数据控制电机旋转，其特征在于：
机身周向均匀设有喷气装置，所述喷气装置包括外壳，外壳内设有弹性气囊、挤压机构，弹性气囊的出气口设有口哨，所述口哨用于在气囊喷气时发出哨声，所述挤压机构与控制器信号连接；
所述姿态传感器包括陀螺仪和加速度传感器，所述控制器能够通过陀螺仪数据检测机身的姿态数据，所述控制器用于根据姿态数据和加速度传感器检测机身加速度大小和方向，所述控制器能够通过挤压机构控制弹性气囊吸气或喷气，所述控制器用于在加速度大小超过预设值且加速度方向为水平方向时控制喷气方向与加速度方向相反的喷气装置进行喷气，所述控制器用于在加速度大小超过预设值且加速度方向向下时控制喷气方向向下的喷气装置进行喷气。
2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于：所述挤压机构包括第二电机、螺纹丝杆副以及压板，第二电机与控制器信号连接，第二电机输出轴与螺纹丝杆副的丝杠动力连接，螺纹丝杆副的螺母与压板固定连接，外壳内壁设有滑槽，压板侧壁设有与滑槽匹配的凸起，压板与气囊固定连接。
3.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于：所述机臂的个数为偶数。
4.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于：所述机身周向均匀设有红外成像传感器，所述控制器与红外成像传感器信号连接，所述控制器还用于通过红外成像传感器检测机身周围的生物，所述控制器还用于在检测到周围有生物时，通过控制第一电机使机身向远离生物的方向移动。
5.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于：所述机身和机臂的材料均为碳钢材料。
6.根据权利要求1-5任一项所述的无人机，其特征在于：所述第一电机为无刷电机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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