CN109264006A - 一种防坠机多旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防坠机多旋翼飞行器，包括机座、机臂、电机、旋翼、防护架、降落伞机构、气囊机构、感应触发装置和电源装置；其中：防护架固定安装在机座的上方；降落伞机构位于防护架的上方；气囊机构设置在机座的下方；感应触发装置设置在机座的内部，感应触发装置分别与降落伞机构、气囊机构电性连接，用于启动降落伞机构和气囊机构；电源装置设置在机座的内部，电源装置分别与电机、感应触发装置电性连接。本发明提供的飞行器可实现对飞行器的多角度全方位保护，当飞行器出现坠机事故时，不仅可以保障飞行器不发生碰撞损伤，而且可以保护地面人员和物品不受损伤。

Description

一种防坠机多旋翼飞行器

技术领域

本发明涉及多旋翼飞行器技术领域，更具体的说是涉及一种防坠机多旋翼飞行器。

背景技术

目前飞行器的应用越来越多，多旋翼飞行器的普及率也越来越高，然而多旋翼飞行器在使用过程中却存在一系列安全问题，例如由于操作不当或者程序崩溃导致的坠机情况时常发生。如果飞行器在高空失控坠落，不仅飞行器会严重损坏，而且还容易在城市人流密集地带造成安全事故。

现有的多旋翼飞行器往往不设置防坠机、防碰撞装置；或者防坠机、防碰撞装置较为简单，防护不够全面。通过加固飞行器机身实现防撞的方式，虽然机身更坚固了，但是会带来严重撞击、损伤对地面人员或物品的弊端；此外，飞行器保护装置的降落伞开启方式较为复杂，开启失误率会增高；而且仅仅设置降落伞，当降落伞撑开不及时也会导致飞行器在未完全打开降落伞之前落地，使飞行器坠毁。

因此，提供一种防护装置开启简单，并且可实现飞行器全面防护的防坠机多旋翼飞行器是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种防坠机多旋翼飞行器，可实现对飞行器的多角度全方位保护，当飞行器出现坠机事故时，不仅可以保障飞行器不发生碰撞损伤，而且可以保护地面人员和物品不受损伤。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防坠机多旋翼飞行器，包括机座、机臂、电机、旋翼；所述机臂连接在所述机座上，所述机臂的外端固定安装有所述电机，所述旋翼安装在所述电机的转轴上；其特征在于，还包括：防护架、降落伞机构、气囊机构、感应触发装置和电源装置；其中：

所述防护架固定安装在所述机座的上方，并且所述防护架的外围轮廓为圆圈状；

所述降落伞机构位于所述防护架的上方；

所述气囊机构设置在所述机座的下方；

所述感应触发装置设置在所述机座的内部，所述感应触发装置分别与所述降落伞机构与所述气囊机构电性连接，用于启动所述降落伞机构与所述气囊机构；

所述电源装置设置在所述机座的内部，所述电源装置分别与所述电机与所述感应触发装置电性连接。

有益效果：本发明的多旋翼飞行器包括两个、三个、四个或更多个相同的均匀分布的旋翼，每个旋翼由一个电机驱动，所有电机都安装在机臂上，飞行器产生的升力较大；而且当个别的旋翼由于突发状况不能工作时，不会影响其他旋翼的运行，这时可以选择性的停止对称的旋翼电机的运行，从而保证飞行器受力均衡，使其平稳的运行，安全性能提升。其次，本发明还在旋翼的上方设置有防护架，当飞行器在空中运行时，防护架会对位于其下方的旋翼起到保护作用，有效避免外界物体对旋翼的碰撞损伤；

进一步的，本发明在机座上方设置降落伞机构的同时还在机座下方设置了气囊机构，当多旋翼飞行器出现故障时，降落伞会及时打开，增加飞行器降落的缓冲力，降低坠机速度；同时气囊及时打开，当飞行器落地时，避免了飞行器与接触物产生强烈碰撞，有效保护了飞行器的完整性，同时不会对地面人员和物体造成冲击碰撞。此外，本发明设置有感应触发装置，用于实时检测飞行器垂直向下的速度和飞行的角度以判断飞行器是否处于坠机状态，当检测到飞行器处于坠机状态，快速有效的启动降落伞机构和气囊机构。本发明设置的防坠机飞行器，可以实时检测飞行器的运行状态，并且快速准确的启动保护机构的运作，防护效果极佳。

优选的，在上述一种防坠机多旋翼飞行器中，所述防护架的外围轮廓大于各旋翼的旋转范围。防护架具有有效的防护范围，将所有的旋翼覆盖住，实现了对旋翼的安全保护。

优选的，在上述一种防坠机多旋翼飞行器中，所述防护架包括十字支架和外围框架，其中所述十字支架与所述外围框架固定连接，所述十字支架交叉点的部位固定安装在所述机座上。上述结构的设计使防护架形成了镂空框架结构，有效降低了整个装置的重量，降低了飞行器的运行负荷。

优选的，在上述一种防坠机多旋翼飞行器中，所述降落伞机构包括：舵机、卷线盘、支撑座、降落伞架、降落伞、触发绳，其中：所述舵机固定安装在所述机座的上方，并且所述舵机与所述感应触发装置电性连接；所述舵机的输出轴上安装有所述卷线盘；所述支撑座安装在所述机座上方；所述降落伞架固定安装在所述支撑座上；所述降落伞装卡在所述降落伞架的内部；所述触发绳缠绕在所述卷线盘上，并且与所述降落伞连接。

优选的，在上述一种防坠机多旋翼飞行器中，所述降落伞采用超轻纤维材料制成。

有益效果：当飞行器出现故障不能正常飞行时，感应触发装置驱动舵机转动，舵机运转转动收线盘，收线盘转动，拉动降落伞的触发绳，使降落伞打开，从而减缓飞行器的坠落速度，保护飞行器和飞行器下方的事物。同时降落伞灵活固定在降落伞架内，更换方便。

优选的，在上述一种防坠机多旋翼飞行器中，所述气囊机构包括：壳体、壳盖、分隔板、安全气囊、喷气装置；其中所述壳体固定安装在所述机座的底部，并且所述壳体的一端开口；所述壳盖适配安装在所述壳体的开口处；所述分隔板卡接在所述壳体中间的内壁上，所述分隔板将所述壳体由上至下分割为喷气腔和存放腔，并且所述分隔板上设置有通孔，所述存放腔和所述喷气腔通过所述通孔连通；所述气囊密闭安装在分隔板的下端，置于所述存放腔内；所述喷气装置在分隔板的上端，置于喷气腔内。

优选的，在上述一种防坠机多旋翼飞行器中，所述壳体开口的一侧设置有转动轴，所述壳体的另一端设置有卡槽；所述壳盖的一端安装在所述转动轴的一端，所述壳盖的另一端设置有与所述卡槽相适配的卡扣。

优选的，在上述一种防坠机多旋翼飞行器中，所述喷气装置包括：存气瓶、开关阀、控制电机；其中所述存气瓶固定安装在所述壳体的喷气腔内，所述存气瓶的瓶口下端开设有出气口；所述存气瓶内存放有高压气体；所述开关阀为中空的管状结构，所述开关阀匹配安装在所述存气瓶的瓶口内，并且所述开关阀的侧壁上开设有与所述存气瓶的出气口大小位置相对应的开口；所述开关阀的一端与所述控制电机的输出轴连接，并且所述控制电机与所述感应触发装置电性连接。

优选的，在上述一种防坠机多旋翼飞行器中，所述高压气体为二氧化碳、氮气和氦气中的一种或多种组合。

有益效果：当飞行器出现故障不能正常飞行时，感应触发装置驱动控制电机转动，控制电机运转带动开关阀转动，直到开关阀的开口正好旋转到存气瓶的出气口处，这时存气瓶的出气口打开，高压气体从存气瓶的出气口扩散出去，并通过分隔板的通孔进入到存放腔，气囊在高压气体的冲击作用下将壳盖打开，进而从壳体中冲出，随着高压气体的不断充入，安全气囊逐渐扩大，直至可以托覆住整个飞行器。

优选的，在上述一种防坠机多旋翼飞行器中，所述感应触发装置包括：加速度传感器、陀螺仪传感器和控制器；所述加速度传感器和陀螺仪传感器均安装在所述机座的内部；所述控制器分别与所述加速度传感器和陀螺仪传感器电性连接；并且所述控制器还分别与所述舵机和控制电机电性连接；同时所控制器与所述电源装置电性连接。

有益效果：加速度传感器用于测量飞行器垂直向下的加速度，陀螺仪传感器用于监测飞行器的飞行角度；两个传感器将采集到的信号发送给控制器，控制器根据接收到的信号判断多旋翼是否处于坠机状态，并且分别向舵机和控制电机发送指令，进而控制降落伞和气囊是否打开。其判断精准，信号响应速度极快，可对多旋翼飞行器进行全面有效的保护。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种多防坠机多旋翼飞行器，可实现对飞行器的多角度全方位保护，当飞行器出现坠机事故时，不仅可以保障飞行器不发生碰撞损伤，而且可以保护地面人员和物品不受损伤，其坠机信号判断精准，信号响应速度极快，极具市场推广与应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的系统框图。

图2附图为本发明的结构示意图。

图3附图为本发明降落伞打开及安全气囊打开状态的结构示意图。

图4附图为本发明降落伞机构的结构示意图。

图5附图为本发明气囊机构的结构示意图。

在附图2中：1为机座、2为机臂、3为电机、4为旋翼、5为防护架、6为降落伞机构、7为气囊机构；

在附图3中：1为机座、2为机臂、3为电机、4为旋翼、5为防护架、6为降落伞机构、7为气囊机构；

在附图4中：1为机座、6为降落伞机构、61为舵机、62为卷线盘、63为支撑座、64为降落伞架、65为降落伞、66为触发绳；

在附图5中：7为气囊机构、71为壳体、711为转动轴、72为壳盖、73为分隔板、74为气囊、75为喷气装置、751为存气瓶、752为开关阀、753为控制电机。具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种防坠机多旋翼飞行器，可实现对飞行器的多角度全方位保护，当飞行器出现坠机是事故时，不仅可以保障飞行器不发生碰撞损伤，而且可以保护地面人员和物品不受损伤，其坠机信号判断精准，信号响应速度极快。

请参阅附图2~5，一种防坠机多旋翼飞行器，包括机座1、机臂2、电机3、旋翼4；机臂2连接在所述机座1上，机臂2的外端固定安装有电机3，旋翼4安装在电机3的转轴上；防坠机多旋翼飞行器还包括：防护架5、降落伞机构6、气囊机构7、感应触发装置和电源装置；其中：

防护架5固定安装在所述机座1的上方；防护架5的外围轮廓为圆圈状，并且外围轮廓大于各旋翼的旋转范围；同时防护架5包括十字支架和外围框架，十字支架与外围框架固定连接，十字支架交叉点的位置固定安装在机座1上；

降落伞机构6位于防护架5的上方；降落伞机构6包括：舵机61、卷线盘62、支撑座63、降落伞架64、降落伞65、触发绳66，其中：舵机61固定安装在机座1的上方，并且舵机61与感应出发装置电性连接；舵机61的输出轴上安装有卷线盘62；支撑座63安装在机座1上方；降落伞架64固定安装在支撑座63上；降落伞65装卡在降落伞架64的内部；触发绳66缠绕在卷线盘62上，并且与降落伞65连接；降落伞65采用超轻纤维材料制成；

气囊机构7设置在机座1的下方；气囊机构7包括：壳体71、壳盖72、分隔板73、气囊74、喷气装置75；其中壳体71固定安装在机座1的底部，并且壳体71的一端开口；壳体71开口的一侧设置有转动轴711，壳体71的另一端设置有卡槽；壳盖72的一端安装在转动轴711的一端，壳盖72的另一端设置有与卡槽相适配的卡扣；分隔板73卡接在壳体71中间的内壁上，分隔板73将壳体71由上至下分割为喷气腔和存放腔，并且分隔板73上设置有通孔，存放腔和喷气腔通过通孔连通；气囊74密闭安装在分隔板73的下端，置于所述存放腔内；喷气装置75在分隔板73的上端，置于喷气腔内；喷气装置75包括：存气瓶751、开关阀752、控制电机753；其中存气瓶751固定安装在壳体71的喷气腔内，存气瓶751的瓶口下端设置有出气口；存气瓶751内存放有高压气体；开关阀752为中空的管状结构，开关阀752匹配安装在存气瓶751的瓶口内，并且开关阀752的侧壁上开设有与存气瓶751出气口大小位置相对应的开口；开关阀752的一端与控制电机753的输出轴连接，并且控制电机753与感应触发装置电性连接；

感应触发装置设置在机座1的内部，感应触发装置分别与降落伞机构6与气囊机构7电性连接，用于启动降落伞机构6与气囊机构7；感应触发装置包括：加速度传感器、陀螺仪传感器和控制器；所述加速度传感器和陀螺仪传感器均安装在机座1的内部；控制器分别与加速度传感器和陀螺仪传感器电性连接；并且控制器还分别与舵机61和控制电机753电性连接；

电源装置设置在机座1的内部，电源装置分别与电机3与控制器电性连接。

有益效果：本发明的多旋翼飞行器包括两个、三个、四个或更多个相同的均匀分布的旋翼，每个旋翼由一个电机驱动，所有电机都安装在机臂上，飞行器产生的升力较大；而且当个别的旋翼由于突发状况不能工作时，不会影响其他旋翼的运行，这时可以选择性的停止对称的旋翼电机的运行，从而保证飞行器受力均衡，使其平稳的运行，安全性能提升。其次，本发明还在旋翼的上方设置有防护架，当飞行器在空中运行时，防护架会对位于其下方的旋翼起到保护作用，有效避免外界物体对旋翼的碰撞损伤；

本发明在机座上方设置降落伞机构的同时还在机座下方设置了气囊机构，当多旋翼飞行器出现故障时，降落伞会及时打开，增加飞行器降落的缓冲力，降低坠机速度；同时气囊及时打开，当飞行器落地时，避免了飞行器与接触物产生强烈碰撞，有效保护了飞行器的完整性，同时不会对地面人体和物体造成冲击碰撞。此外，本发明设置有感应触发装置，用于实时检测飞行器的在垂直向下方向的速度和飞行的角度以判断飞行器是否处于坠机状态，当检测到飞行器处于坠机状态，快速有效的启动降落伞机构和气囊机构的工作。本发明设置的防坠机飞行器，可以实时检测飞行器的运行状态，并且快速准确的启动保护机构的运作，防护作用极佳。

工作原理：

请参阅附图1，感应触发装置的控制器实时接收加速度传感器采集的飞行器竖直向下的加速度信号，以及陀螺仪传感器采集的飞行器的飞行角度的信号，以判断多旋翼飞行器是否处于坠机状态。

若飞行器处于坠机状态，则控制器向降落伞机构发送指令，驱动降落伞机构工作，控制器控制舵机运转，舵机运转带动收线盘转动，拉动降落伞的触发绳，使降落伞打开，从而减缓飞行器的坠落速度，保护飞行器和飞行器下方的物体；同时控制器向气囊机构发送指令，驱动气囊机构工作，控制器控制控制电机转动，控制电机运转带动开关阀转动，使开关阀的开口与存气瓶的出气口相对，进而存气瓶的出气口打开，高压气体扩散，并通过分隔板的通孔进入到存放腔，安全气囊在高压气体的冲击作用下从壳体内冲出。

本发明的防坠机多旋翼飞行器，坠机信息判断精准，信号响应速度极快，自动对多旋翼飞行器进行全面有效的保护。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种防坠机多旋翼飞行器，包括机座（1）、机臂（2）、电机（3）、旋翼（4）；所述机臂（2）连接在所述机座（1）上，所述机臂（2）的外端固定安装有所述电机（3），所述旋翼（4）安装在所述电机（3）的转轴上；其特征在于，还包括：防护架（5）、降落伞机构（6）、气囊机构（7）、感应触发装置和电源装置；其中：

所述防护架（5）固定安装在所述机座（1）的上方，并且所述防护架（5）的外围轮廓为圆圈状；

所述降落伞机构（6）位于所述防护架（5）的上方；

所述气囊机构（7）设置在所述机座（1）的下方；

所述感应触发装置设置在所述机座（1）的内部，所述感应触发装置分别与所述降落伞机构（6）与所述气囊机构（7）电性连接，用于启动所述降落伞机构（6）与所述气囊机构（7）；

所述电源装置设置在所述机座（1）的内部，所述电源装置分别与所述电机（3）与所述感应触发装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种防坠机多旋翼飞行器，其特征在于，所述防护架（5）的外围轮廓大于各旋翼的旋转范围。

3.根据权利要求1所述的一种防坠机多旋翼飞行器，其特征在于，所述防护架（5）包括十字支架和外围框架，其中所述十字支架与所述外围框架固定连接，所述十字支架交叉点的部位固定安装在所述机座（1）上。

4.根据权利要求1所述的一种防坠机多旋翼飞行器，其特征在于，所述降落伞机构（6）包括：舵机（61）、卷线盘（62）、支撑座（63）、降落伞架（64）、降落伞（65）、触发绳（66），其中：所述舵机（61）固定安装在所述机座（1）的上方，并且所述舵机（61）与所述感应触发装置电性连接；所述舵机（61）的输出轴上安装有所述卷线盘（62）；所述支撑座（63）安装在所述机座（1）上方；所述降落伞架（64）固定安装在所述支撑座（63）上；所述降落伞（65）装卡在所述降落伞架（64）的内部；所述触发绳（66）缠绕在所述卷线盘（62）上，并且与所述降落伞（65）连接。

5.根据权利要求4所述的一种防坠机多旋翼飞行器，其特征在于，所述降落伞（65）采用超轻纤维材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种防坠机多旋翼飞行器，其特征在于，所述气囊机构（7）包括：壳体（71）、壳盖（72）、分隔板（73）、气囊（74）、喷气装置（75）；其中所述壳体（71）固定安装在所述机座（1）的底部；并且所述壳体（71）的一端开口；所述壳盖（72）适配安装在所述壳体（71）的开口处；所述分隔板（73）卡接在所述壳体（71）中间的内壁上，所述分隔板（73）将所述壳体（71）由上至下分割为喷气腔和存放腔，并且所述分隔板（73）上设置有通孔，所述存放腔和所述喷气腔通过所述通孔连通；所述气囊（74）安装在所述分隔板（73）的下端，置于所述存放腔内；所述喷气装置（75）在所述分隔板（73）的上端，置于所述喷气腔内。

7.根据权利要求6所述的一种防坠机多旋翼飞行器，其特征在于，所述壳体（71）开口的一侧设置有转动轴（711），所述壳体（71）的另一端设置有卡槽；所述壳盖（72）的一端安装在所述转动轴（711）的一端，所述壳盖（72）的另一端设置有与所述卡槽相适配的卡扣。

8.根据权利要求6所述的一种防坠机多旋翼飞行器，其特征在于，所述喷气装置（75）包括：存气瓶（751）、开关阀（752）、控制电机（753）；其中所述存气瓶（751）固定安装在所述壳体（71）的喷气腔内，所述存气瓶（751）的瓶口下端开设有出气口；所述存气瓶（751）内存放有高压气体；所述开关阀（752）为中空的管状结构，所述开关阀（752）匹配安装在所述存气瓶（751）的瓶口内，并且所述开关阀（752）的侧壁上开设有与所述存气瓶（751）出气口大小位置相对应的开口；所述开关阀（752）的一端与所述控制电机（753）的输出轴连接，并且所述控制电机（753）与所述感应触发装置电性连接。

9.根据权利要求6所述的一种防坠机多旋翼飞行器，其特征在于，所述高压气体为二氧化碳、氮气和氦气中的一种或多种组合。

10.根据权利要求1所述的一种防坠机多旋翼飞行器，其特征在于，所述感应触发装置包括：加速度传感器、陀螺仪传感器和控制器；所述加速度传感器和陀螺仪传感器均安装在所述机座（1）的内部；所述控制器分别与所述加速度传感器和陀螺仪传感器电性连接；并且所述控制器还分别与所述舵机（61）和控制电机（753）电性连接；同时所控制器与所述电源装置电性连接。