CN109573012A - 一种汽车辅助飞行装置 - Google Patents

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吕恩利
陆华忠
肖冬冬
王昱
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吴鹏
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    • B64U2101/60—UAVs specially adapted for particular uses or applications for transporting passengers; for transporting goods other than weapons

Abstract

一种汽车辅助飞行装置，包括机身和机臂，所述机臂的数量为4个，4个机臂沿圆周方向均匀对称地连接在机身上，每个机臂上设有若干个支臂，若干个支臂沿圆周方向等分地连接机臂上，每个支臂设有用于提供飞行动力的螺旋桨，螺旋桨由飞行电机驱动；机身上设有控制模块，机身底面的前后端分别设有机械爪，前后端的机械爪用于抓取汽车，机械爪由抓取电机控制开合，机身底面的中部设有摄像头，机身底面的前端设有超声波测距传感器；飞行电机、抓取电机、摄像头和超声波测距传感器分别与控制模块电连接，控制模块上设有与地面控制端通讯的通信模块。本发明有效地解决在遇到拥堵或者无法进行驾驶时，汽车无法移动的问题。

Description

一种汽车辅助飞行装置
技术领域
本发明涉及汽车辅助飞行装置技术领域，具体涉及一种汽车辅助飞行装置。
背景技术
随着生产流水线的出现，汽车的价格也大大降低，和人民的生产生活渐渐的不可分离，但是传统汽车无法摆脱地面来行驶的，交通压力日益增大，交通拥堵愈发严重，一方面浪费了出行的时间，另一方面浪费汽车燃料，加剧能源危机和空气污染。
在城市道路和高速公路上，经常会发生交通事故，造成拥堵，造成大量车辆泄留，传统的运输方式是拖车运送，但是也需要很长的时间，毕竟拥堵会影响拖车及时到达现场。还有就是当山洪、地震、雪灾、台风、泥石流等自然灾害爆发，会造成道路被毁，汽车无法及时的远离灾区，救援车辆无法到达现场，耽误了最佳救援时间，进而造成灾区的拥堵和自己财务的损失。改进汽车的运输方式是目前处理汽车事故急需解决的问题之一，对提高道路的使用效率和减少人民出行的时间有重要意义。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种汽车辅助飞行装置，解决在遇到拥堵或者无法进行驾驶时，汽车无法移动的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种汽车辅助飞行装置，包括机身和机臂，所述机臂的数量为4个，4个机臂沿圆周方向均匀对称地连接在机身上，每个机臂上设有若干个支臂，若干个支臂沿圆周方向等分地连接机臂上，每个支臂设有用于提供飞行动力的螺旋桨，螺旋桨由飞行电机驱动；机身上设有控制模块，所述机身底面的前后端分别设有机械爪，前后端的机械爪用于抓取汽车，所述机械爪由抓取电机控制开合，机身底面的中部设有摄像头，机身底面的前端设有超声波测距传感器；所述飞行电机、抓取电机、摄像头和超声波测距传感器分别与控制模块电连接，控制模块上设有与地面控制端通讯的通信模块，控制模块利用摄像头进行机器视觉识别并获取汽车的轮廓，控制模块根据超声波测距传感器获取的机身与汽车之间距离而调节机身位置。
由上可知，本发明工作原理如下：控制模块事先运用爬虫脚本获取各类型汽车的图片作为数据，训练出能够识别出图片中的汽车模型；当在遇到拥堵或者无法进行驾驶时，汽车无法移动，汽车向地面控制端发射GPS定位求救，将本发明汽车辅助飞行装置运送至求救定位附近，控制端通过通信模块向控制模块发送搜救指令，本发明汽车辅助飞行装置通过摄像头获取目标汽车附近所有的图像信息，控制模块调用事先训练好的模型和opencv的相关函数对图像进行处理，得到附近环境及汽车位置等有关数据，处理所获得的数据并通过对比找出目标汽车，确定目标汽车的方位和三维数据，将数据传给控制端，控制端确认目标汽车后通过通信模块向控制模块发送抓取指令，控制模块控制辅助飞行装置接近目标汽车，然后通过超声波测距传感器来测量机身与目标汽车距离，控制模块根据机身与目标汽车距离来控制辅助飞行装置飞到目标汽车正上方时，此时机身底面前后端的机械爪位于目标汽车的前后轮胎之间，利用抓取电机打开机械爪，接着辅助飞行装置下降适当位置，然后再利用抓取电机闭合机械爪，机械爪即可将目标汽车抓住，接着控制模块控制辅助飞行装置和目标汽车一起飞行带到安全地带或空旷地带。
综上所述，本发明通过利用螺旋桨作为飞行动力，再用机械爪抓取目标汽车将目标汽车带到安全地带或空旷地带，有效地解决在遇到拥堵或者无法进行驾驶时，汽车无法移动的问题。
作为本发明的一种改进，所述飞行电机为无刷电机，控制模块通过电子调速器控制飞行电机。
进一步地，所述每个机臂上设有4干个支臂，4干个支臂沿圆周方向等分地连接机臂上。
作为本发明的一种改进，所述机械爪包括左电机、右电机、左摇杆、右摇杆、基板、左爪指和右爪指，基板固定在机身底面上，左电机和右电机分别固定在基板上端的左、右侧上，左电机的输出轴上固定有左曲柄，右电机的输出轴上固定有右曲柄，左爪指上端与左曲柄下端连接，右爪指上端与右曲柄下端连接，左摇杆上端枢接在基板左下端，左摇杆下端与左爪指中部枢接连接，右摇杆上端枢接在基板右下端，右摇杆下端与右爪指中部枢接连接。
进一步地，所述左爪指和右爪指的上端为直段，左爪指和右爪指的下端为90度弯钩。
进一步地，所述左爪指和右爪指的弯钩在与汽车的接触面处设有压力传感器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过利用螺旋桨作为飞行动力，再用机械爪抓取目标汽车将目标汽车带到安全地带或空旷地带，有效地解决在遇到拥堵或者无法进行驾驶时，汽车无法移动的问题。
附图说明
图1为本发明汽车辅助飞行装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例
请参考图1，一种汽车辅助飞行装置，包括机身10和机臂20，所述机臂20的数量为4个，4个机臂20沿圆周方向均匀对称地连接在机身10上，每个机臂20上设有若干个支臂21，若干个支臂21沿圆周方向等分地连接机臂20上，每个支臂21设有用于提供飞行动力的螺旋桨30，螺旋桨30由飞行电机40驱动；
机身10上设有控制模块50，所述机身10底面的前后端分别设有机械爪60，前后端的机械爪60用于抓取汽车，所述机械爪60由抓取电机控制开合，机身10底面的中部设有摄像头80，机身10底面的前端设有超声波测距传感器70；
所述飞行电机40、抓取电机、摄像头80和超声波测距传感器70分别与控制模块50电连接，控制模块50上设有与地面控制端通讯的通信模块(未标示)，控制模块50利用摄像头80进行机器视觉识别并获取汽车的轮廓，控制模块50根据超声波测距传感器70获取的机身与汽车之间距离而调节机身位置。
由上可知，本发明工作原理如下：控制模块事先运用爬虫脚本获取各类型汽车的图片作为数据，训练出能够识别出图片中的汽车模型；当在遇到拥堵或者无法进行驾驶时，汽车无法移动，汽车向地面控制端发射GPS定位求救，将本发明汽车辅助飞行装置运送至求救定位附近，控制端通过通信模块向控制模块发送搜救指令，本发明汽车辅助飞行装置通过摄像头获取目标汽车附近所有的图像信息，控制模块调用事先训练好的模型和opencv的相关函数对图像进行处理，得到附近环境及汽车位置等有关数据，处理所获得的数据并通过对比找出目标汽车，确定目标汽车的方位和三维数据，将数据传给控制端，控制端确认目标汽车后通过通信模块向控制模块发送抓取指令，控制模块控制辅助飞行装置接近目标汽车，然后通过超声波测距传感器来测量机身与目标汽车距离，控制模块根据机身与目标汽车距离来控制辅助飞行装置飞到目标汽车正上方时，此时机身底面前后端的机械爪位于目标汽车的前后轮胎之间，利用抓取电机打开机械爪，接着辅助飞行装置下降适当位置，然后再利用抓取电机闭合机械爪，机械爪即可将目标汽车抓住，接着控制模块控制辅助飞行装置和目标汽车一起飞行带到安全地带或空旷地带。
综上所述，本发明通过利用螺旋桨作为飞行动力，再用机械爪抓取目标汽车将目标汽车带到安全地带或空旷地带，有效地解决在遇到拥堵或者无法进行驾驶时，汽车无法移动的问题。
在本实施例中，所述飞行电机40为无刷电机，控制模块50通过电子调速器(未标示)控制飞行电机40。
在本实施例中，所述每个机臂20上设有4干个支臂21，4干个支臂21沿圆周方向等分地连接机臂20上。
在飞行的途中，本发明汽车飞行辅助器的十六个旋翼提供向上的升力F1，目前市面上的单个螺旋桨可以提供超过100kg的升力，F1>1600kg，汽车自身的重力为G1，目前市面普通汽车重量约为1300kg，辅助飞行器装置的重力为G2，约为200kg，全部螺旋桨提供的升力大于总体的重量。汽车辅助飞行装置起飞过程：F1>G1+G2，整体的受力是向上的，因此物体向上升起；控制飞行过程：F1＝G1+G2，整体的受力平衡，物体在空中飞行；下降过程：F1<G1+G2，整体的受力向下，物体缓缓下降。
在本实施例中，所述机械爪60包括左电机61、右电机62、左摇杆63、右摇杆64、基板65、左爪指68和右爪指69，基板65固定在机身10底面上，左电机61和右电机62分别固定在基板65上端的左、右侧上，左电机61的输出轴上固定有左曲柄63，右电机62的输出轴上固定有右曲柄64，左爪指68上端与左曲柄63下端连接，右爪指69上端与右曲柄64下端连接，左摇杆66上端枢接在基板65左下端，左摇杆66下端与左爪指68中部枢接连接，右摇杆67上端枢接在基板65右下端，右摇杆67下端与右爪指69中部枢接连接。利用电机驱动曲柄转动，曲柄带动爪指转动而抓住汽车。具体地，所述左爪指68和右爪指69的上端为直段，左爪指68和右爪指69的下端为90度弯钩。在本实施例中，所述左爪指68和右爪指69的弯钩在与汽车的接触面处设有压力传感器90，所述在夹取的过程中同时用压力传感器来检验夹取是否合理，进一步提高夹取的精确度，确保飞行的安全性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车辅助飞行装置，其特征在于：包括机身和机臂，所述机臂的数量为4个，4个机臂沿圆周方向均匀对称地连接在机身上，每个机臂上设有若干个支臂，若干个支臂沿圆周方向等分地连接机臂上，每个支臂设有用于提供飞行动力的螺旋桨，螺旋桨由飞行电机驱动；机身上设有控制模块，所述机身底面的前后端分别设有机械爪，前后端的机械爪用于抓取汽车，所述机械爪由抓取电机控制开合，机身底面的中部设有摄像头，机身底面的前端设有超声波测距传感器；所述飞行电机、抓取电机、摄像头和超声波测距传感器分别与控制模块电连接，控制模块上设有与地面控制端通讯的通信模块，控制模块利用摄像头进行机器视觉识别并获取汽车的轮廓，控制模块根据超声波测距传感器获取的机身与汽车之间距离而调节机身位置。
2.根据权利要求1所述的汽车辅助飞行装置，其特征在于：所述飞行电机为无刷电机，控制模块通过电子调速器控制飞行电机。
3.根据权利要求1所述的汽车辅助飞行装置，其特征在于：所述每个机臂上设有4干个支臂，4干个支臂沿圆周方向等分地连接机臂上。
4.根据权利要求1所述的汽车辅助飞行装置，其特征在于：所述机械爪包括左电机、右电机、左摇杆、右摇杆、基板、左爪指和右爪指，基板固定在机身底面上，左电机和右电机分别固定在基板上端的左、右侧上，左电机的输出轴上固定有左曲柄，右电机的输出轴上固定有右曲柄，左爪指上端与左曲柄下端连接，右爪指上端与右曲柄下端连接，左摇杆上端枢接在基板左下端，左摇杆下端与左爪指中部枢接连接，右摇杆上端枢接在基板右下端，右摇杆下端与右爪指中部枢接连接。
5.根据权利要求4所述的汽车辅助飞行装置，其特征在于：所述左爪指和右爪指的上端为直段，左爪指和右爪指的下端为90度弯钩。
6.根据权利要求5所述的汽车辅助飞行装置，其特征在于：所述左爪指和右爪指的弯钩在与汽车的接触面处设有压力传感器。
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