CN108791840A - 无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机。该无人机包括机壳、旋翼组件和配重，机壳具有与外界相连通的容置腔；旋翼组件安装在容置腔内，旋翼组件包括旋翼；与机壳固定连接的球缺状的配重的高小于或等于配重所在的球体的半径，配重的底面朝向旋翼组件设置，且配重的底面与旋翼的旋转平面平行，其中，无人机的重心位于配重内。上述无人机在狭窄的空间中能够较为稳定飞行且坠落后能够重新起飞。

Description

无人机

技术领域

本发明涉及一种无人机。

背景技术

在一些狭窄空间，无人机的飞行空间比较小，特别是在危险恶劣的环境下，很容易发生碰撞，导致机翼受损，造成无人机坠落而损坏，即使无人机没有损坏，坠落后机位也会发生变化，而使无人机无法重新起飞。

发明内容

基于此，有必要提供一种在狭窄的空间中能够较为稳定飞行且坠落后能够重新起飞的无人机。

一种无人机，包括：

机壳，具有与外界相连通的容置腔；

旋翼组件，安装在所述容置腔内，所述旋翼组件包括旋翼；及

与所述机壳固定连接的球缺状的配重，所述配重的高小于或等于所述配重所在的球体的半径，所述配重的底面朝向所述旋翼组件设置，且所述配重的底面与所述旋翼的旋转平面平行，其中，所述无人机的重心位于所述配重内。

上述无人机的机壳具有与外界相连通的容置腔，从而使得容置腔内的旋翼组件的旋翼旋转而实现无人机的飞行，且旋翼组件安装在容置腔内能够避免旋翼在旋转过程中与外界障碍物相碰撞，保护旋翼，从而使得上述无人机即使与障碍物发生碰撞也不容易坠落，使得上述无人机能够较为稳定地在狭窄的空间内飞行；而与机壳固定连接的球缺状的配重的高小于或等于配重所在的球体的半径，配重的底面朝向旋翼组件，配重的底面与旋翼的旋转平面平行，且无人机的重心位于配重内，以使整个无人机的重心下移，并使无人机具有类似于不倒翁的结构，使得即使无人机坠落，由于配重的存在，无人机也能够保持正机位，还能够重新起飞。

在其中一个实施例中，所述机壳包括环形体和多个条形件，多个所述条形件沿所述环形体间隔设置一周，并均与所述环形体固定，且多个所述条形件的一端固定连接，另一端均与所述配重固定连接，其中，所述容置腔由多个所述条形件和所述环形体共同围设而成。

在其中一个实施例中，所述环形体为圆形，每个所述条形件为圆弧形，多个所述条形件和所述环形体共同围设形成球缺结构，且所述球缺结构和所述配重共同形成球形结构。

在其中一个实施例中，所述机壳包括多个圆弧形的条形件和圆形的环形体，多个所述条形件与所述环形体固定而共同围设形成具有所述容置腔且侧壁镂空的球形结构，其中，所述配重收容于所述容置腔内，所述配重的球面与所述球形结构相适配以使所述配重的球面与所述球形结构相贴合。

在其中一个实施例中，所述条形件和所述环形体的材质均为碳纤维。

在其中一个实施例中，多个所述条形件等分所述环形体。

在其中一个实施例中，所述旋翼组件为多个，多个所述旋翼组件均收容于所述容置腔内，多个所述旋翼组件的旋翼位于一个圆上，并等分多个所述旋翼组件的旋翼所在的圆，且多个所述旋翼组件的旋翼的旋转平面重合。

在其中一个实施例中，还包括机体和多个固定杆，所述机体安装在所述容置腔内，并与所述旋翼组件电连接，多个所述固定杆的一端分别固定在所述环形体与多个所述条形件的连接处，另一端均与所述机体固定连接，多个所述旋翼组件分别安装在多个所述固定杆上。

在其中一个实施例中，所述机体包括外壳，所述外壳为顶面和底面均为正方形的四方体型结构，所述旋翼组件为四个，所述固定杆对应为四个，四个所述固定杆远离所述环形体的一端分别与所述外壳的四个角固定连接，且相邻两个所述固定杆垂直。

在其中一个实施例中，还包括多个距离传感器，多个所述距离传感器间隔安装在所述球形结构上。

附图说明

图1为一实施方式的无人机的结构示意图；

图2为图1所示的无人机的另一角度的结构示意图；

图3为图1所示的无人机的机体、调速器、电机和距离传感器的结构示意图；

图4为图1所示的无人机的另一角度的结构示意图；

图5为另一实施方式的无人机的结构示意图；

图6为图5所示的无人机的另一角度的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，一实施方式的无人机100，包括机壳110、机体120、旋翼组件130和配重140。

请一并参阅图2，机壳110具有与外界相连通的容置腔150。具体地，机壳110包括环形体112和多个条形件114，多个条形件114沿环形体112间隔设置一周，并均与环形体112固定连接，且多个条形件114的一端固定连接，其中，容置腔150由多个条形件114和环形体112共同围设而成。

具体地，环形体112为圆形，每个条形件114为圆弧形，环形体112和多个条形件114共同围设形成球缺结构。

更具体地，环形体112的外径等于球缺结构所在的球体的直径。可以理解，环形体112的直径不限于等于球缺结构所在的球体的直径，例如，环形体112的直径也可以小于球缺结构所在的球体的直径。

进一步地，环形体112的数量为一个，多个条形件114等分环形体112。具体在图示的实施例中，条形件114的数量为八个。

可以理解，条形件114不限于为八个，条形件114的数量也可以小于八个或者大于八个，条形件114的数量可根据需要调整。具体在图示的实施例中，可以理解，环形体112的数量不限于为一个，环形体112也可以为两个、三个或四个，多个环形体112的直径可以相等也可以不相等，当多个环形体112不相等时，多个环形体112可以平行设置或交叉设置，当两个或两个以上的环形体112相等时，相等的环形体112交叉设置。

其中，环形体112和条形件114的材质均为碳纤维，碳纤维制成的材料坚固、耐摩擦且质量较轻。可以理解，环形体112和条形件114的材质也不限于为碳纤维，例如还可以为金属，例如铝合金。

机体120安装在容置腔150内。机体120能够根据控制信号控制整个无人机100的工作。具体地，机体120大致位于环形体112的中部。其中，机体120包括外壳122，外壳122为顶面和底面均为正方形的四方体型结构。

请一并参阅图3，旋翼组件130为多个，多个旋翼组件130均安装在容置腔150内，并均与机体120电连接。其中，每个旋翼组件130包括调速器132、电机134和旋翼136。

调速器132与机壳110固定连接，并与机体120电连接。其中，调速器132例如可以为电子调速器。

电机134与机壳110固定连接，并与调速器132电连接，调速器132能够控制电机134的转速。

多个旋翼组件130的旋翼136位于一个圆上，并等分多个旋翼组件130的旋翼136所在的圆，且多个旋翼组件130的旋翼136的旋转平面重合。其中，每个旋翼136的旋转平面均与环形体112所在圆平行。

进一步地，无人机100还包括多个固定杆160，多个固定杆160的一端分别固定在环形体112与多个条形件114的连接处，另一端均与机体120固定连接，多个旋翼组件130分别安装在多个固定杆160上。具体地，多个固定杆160等分环形体112；旋翼组件130安装在固定杆160的中部。

在图示的实施例中，旋翼组件130为四个，固定杆160对应为四个，四个固定杆160远离环形体112的一端分别与外壳122的四个角固定连接，且相邻两个固定杆160垂直。

可以理解，固定杆160的数量不限于为四个，例如，固定杆160也可以为六个，即相邻两个固定杆160的夹角为60°，或者，固定杆160也可以为八个，即相邻固定杆160的夹角为45°；旋翼组件130不限于为四个，旋翼组件130的数量可以根据需要设置，此时，固定杆160的数量对应旋翼组件130的数量即可；或者，固定杆160的数量也可以不与旋翼组件130的数量相等，例如，固定杆160的数量还可以比旋翼组件130的数量多或少，旋翼组件160可以设置在固定杆160上，也可以设置在机体120上，或者，部分固定杆160上安装有旋翼组件130；或者，旋翼组件130还可以为一个，此时，旋翼组件130位于机体120上。

请一并参阅图4，配重140为球缺状，即配重140具有底面142和与底面142固定连接的球面144。配重140与机壳110固定连接。具体地，多个条形件114相互远离的一端均与配重140固定连接而使机壳110与配重140固定连接。更具体地，多个条形件114和环形体112共同围设成的球缺结构和配重140共同形成球形结构。即多个条形件114和环形体112共同围设成的球缺结构所在的球体与配重140所在的球体重合，且直径相等。

其中，配重140的高小于或等于配重140所在的球体的半径；优选地，配重140的高小于配重140所在的球体的半径，以使配重140的高低于球体的半径，以降低整无人机100的重心。配重140的底面142朝向旋翼组件130设置，且配重140的底面142与旋翼136的旋转平面平行，无人机100的重心位于配重140内，以使无人机100呈现为一个不倒翁结构。

具体地，环形体112所在的圆与配重140的底面142平行，即环形体112所在的圆为球形结构的赤道。可以理解，环形体112所在的圆也不限于与配重140的底面142平行，例如，环形体112所在的圆所在的平面还可以与配重140的底面142重合或相交。

其中，配重140的材质为铅、铜等。

进一步地，无人机100还包括多个距离传感器170，多个距离传感器170间隔安装在球形结构上。具体地，多个距离传感器170分别固定在环形体112与多个条形件114的连接处和球形结构的两极。在图示的实施例中，距离传感器170为六个，其中两个距离传感器170分别设置在球形结构的两极，即分别位于多个条形件114相互连接处和配重140的球面144中心，另外四个距离传感器170沿环形体112间隔设置，且等分环形体114。为了避免距离传感器170影响无人机100的不倒翁结构，距离传感器170设置在球形结构的内部或者是嵌入到的球形结构的侧壁内。

其中，距离传感器170为超声波声呐装置。

可以理解，多个条形件114和环形体112共同围设成的结构不限于为一球缺结构，还可以为其它结构，例如，多个条形件114和环形体112共同围设成的结构还可以为椭球缺结构、圆锥体结构、多面体结构或圆台结构等规则或不规则的结构，此时，只要多个条形件114和环形体112的重量之和远远小于配重140的重量，能够使得无人机100在坠落时配重朝下，就比如，当多个条形件114和环形体112共同围设成的结构为椭球缺结构时，条形件114的形状为弧形，环形体112的形状为圆形或椭圆形；当多个条形件114和环形体112共同围设成的结构为圆锥体结构时，条形件114的形状为直线型，环形体112为圆形；当多个条形件114和环形体112共同围设成的结构为多面体结构时，条形件114为形状为直线型，环形体112为多边形；当多个条形件114和环形体112共同围设成的结构为圆台结构时，条形件114为形状为直线型，环形体112为圆形，此时，环形体112至少为两个。

或者，机壳110不限于为条形件114和环形体112围成的结构，例如，机壳110为空心且侧壁镂空的球缺结构，机壳110与配重140共同配合形成球形结构；或者，机壳110为空心且侧壁镂空的球形结构，配重140收容于容置腔150内，配重140的球面144与球形结构相适配，以使配重140的球面144与球形结构相贴合；或者，机壳110也可以不为侧壁镂空的结构，而仅仅是在侧壁上开设几个与外界相通的通气孔。

上述无人机100至少有以下优点：

(1)上述无人机100的机壳110具有与外界相连通的容置腔150，从而使得容置腔150内的旋翼组件130的旋翼136旋转而实现无人机100的飞行，且旋翼组件130安装在容置腔150内能够避免旋翼136在旋转过程中与外界障碍物相碰撞，保护旋翼136，从而使得上述无人机100即使与障碍物发生碰撞也不容易坠落，以使上述无人机100能够较为稳定地在狭窄的空间内飞行；而与机壳110固定连接的球缺状的配重140的高小于或等于配重140所在的球体的半径，配重140的底面142朝向旋翼组件130，配重140的底面142与旋翼136的旋转平面平行，且无人机100的重心位于配重140内，以使整个无人机100的重心下移，并使无人机100具有类似于不倒翁的结构，使得即使无人机100坠落，由于配重140的存在，无人机100也能够保持正机位，还能够重新起飞。

(2)上述无人机100的多个条形件114和环形体112共同围设成的球缺结构和配重140共同形成球形结构，即整个无人机100没有棱和角，使无人机100更加容易回归正机位。

如图5及图6所示，另一实施方式的无人机200，与无人机100的结构大致相同，区别仅在于，本实施方式的无人机200的机壳210的条形件212与环形体214固定而共同围设形成具有容置腔230且侧壁镂空的球形结构。其中，配重220收容于容置腔230内，配重220的球面222与球形结构相适配以使配重220的球面222与球形结构相贴合。

此时，环形体214的外径等于球形结构的直径；环形体214等分每个条形件212；且多个条形件212也沿环形体214间隔设置一周，并等分环形体214所在的圆；环形体214所在的圆也与配重220的底面224平行，其中两个距离传感器(图未标)分别位于条形件212的两端，也即环形体214为球形结构的赤道，球形结构的两极均设置距离传感器，且距离传感器嵌入在球形结构内；或者，环形体214所在的圆也可以与配重220的底面224所在的平面相交。

由于本实施方式的无人机200的结构与无人机100的结构大致相同，因此，无人机200也具有无人机100的效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无人机，其特征在于，包括：

机壳，具有与外界相连通的容置腔；

旋翼组件，安装在所述容置腔内，所述旋翼组件包括旋翼；及

与所述机壳固定连接的球缺状的配重，所述配重的高小于或等于所述配重所在的球体的半径，所述配重的底面朝向所述旋翼组件设置，且所述配重的底面与所述旋翼的旋转平面平行，其中，所述无人机的重心位于所述配重内。

2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述机壳包括环形体和多个条形件，多个所述条形件沿所述环形体间隔设置一周，并均与所述环形体固定，且多个所述条形件的一端固定连接，另一端均与所述配重固定连接，其中，所述容置腔由多个所述条形件和所述环形体共同围设而成。

3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述环形体为圆形，每个所述条形件为圆弧形，多个所述条形件和所述环形体共同围设形成球缺结构，且所述球缺结构和所述配重共同形成球形结构。

4.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述机壳包括多个圆弧形的条形件和圆形的环形体，多个所述条形件与所述环形体固定而共同围设形成具有所述容置腔且侧壁镂空的球形结构，其中，所述配重收容于所述容置腔内，所述配重的球面与所述球形结构相适配以使所述配重的球面与所述球形结构相贴合。

5.根据权利要求2或4所述的无人机，其特征在于，所述条形件和所述环形体的材质均为碳纤维。

6.根据权利要求3或4所述的无人机，其特征在于，多个所述条形件等分所述环形体。

7.根据权利要求3或4所述的无人机，其特征在于，所述旋翼组件为多个，多个所述旋翼组件均收容于所述容置腔内，多个所述旋翼组件的旋翼位于一个圆上，并等分多个所述旋翼组件的旋翼所在的圆，且多个所述旋翼组件的旋翼的旋转平面重合。

8.根据权利要求7所述的无人机，其特征在于，还包括机体和多个固定杆，所述机体安装在所述容置腔内，并与所述旋翼组件电连接，多个所述固定杆的一端分别固定在所述环形体与多个所述条形件的连接处，另一端均与所述机体固定连接，多个所述旋翼组件分别安装在多个所述固定杆上。

9.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于，所述机体包括外壳，所述外壳为顶面和底面均为正方形的四方体型结构，所述旋翼组件为四个，所述固定杆对应为四个，四个所述固定杆远离所述环形体的一端分别与所述外壳的四个角固定连接，且相邻两个所述固定杆垂直。

10.根据权利要求3或4所述的无人机，其特征在于，还包括多个距离传感器，多个所述距离传感器间隔安装在所述球形结构上。