CN109901599A - 无人直升机的抗风方法及具有抗风装置的无人直升机 - Google Patents

Abstract

本发明与直升机行业有关，具体涉及到无人直升机的抗风飞行方面。本发明公开一种无人直升机的抗风方法及具有抗风装置的无人直升机。风向传感器检测环境的风力参数作为无人直升机飞行参数，遥控的无人直升机设置可转向的抗风装置；该抗风装置转至面对风向的方向上，启动抗风装置输出与风向相反的空气气流以抵消或部分抵消风力参数对无人直升机飞行造成的影响。包括遥控装置、旋翼机构；遥控装置远程无线遥控旋翼机构运转。还包括风向传感器、设置转向机构的叶轮式抗风装置；叶轮式抗风装置根据风向传感器检测风向参数，通过转向机构相应转动至面对风向的位置上，并在无人直升机启动飞行的过程中，启动叶轮转动输出与风向相反的空气气流。

Description

无人直升机的抗风方法及具有抗风装置的无人直升机

技术领域

本发明与直升机行业有关，具体涉及到无人直升机的抗风飞行方面。

背景技术

通常，突发自然灾害时常伴恶劣的气候环境如疾风暴雨。无人直升机在飞行过程中抗风能力差的缺陷，限制了它在许多领域的应用，例如，在气象环境恶劣的海面远距离救援打捞现场、江河救援现场，野外环境如悬崖、沼泽、洼地、冰面、河岸跨越等救援现场，以及某些救援人员急需到达但却难以到达或存在救援风险的特定现场，如出现塌方或泥石流或雪崩的现场。迫切需要出动无人直升机实施侦察、救援时，却因救援现场的风力较大而无法升空飞行，或者因飞行过程中突遇较大的风力而坠机。无人直升机的上述缺陷导致在遇到上述突发灾害最需要无人机时束手无策。另外，在互联网电商快速发展的环境下，对于农村边远山区的物流快递正逐渐开始大量使用无人直升机。然而，在气候容易产生突变的地区如边远山区或者沿海或风沙较大的西北地区，无人直升机抗风能力差的缺陷导致无人机作为物品快递不可替代的理想载具面临极大的挑战。上述缺陷严重制约了无人直升机普及应用，继而也影响了互联网电商在幅员辽阔农村的快速发展。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种简单实用的线控打捞网装置的无人直升机远距离救援打捞方法，以解决上述问题。

一种无人直升机的抗风方法，操控者通过风向传感器检测无人直升机飞行环境的风力参数作为无人直升机飞行参数，其特征在于遥控的无人直升机设置可转向的抗风装置；操控者依据风向传感器检测的风力参数，将该抗风装置转至面对风向的方向上，并在无人直升机启动飞行的过程中，启动抗风装置输出与风向相反的空气气流以抵消或部分抵消风力(参数)对无人直升机飞行造成的影响。

一种无人直升机的抗风方法，其特征在于遥控的无人直升机设置配置风向传感器并且可转向的抗风装置；该抗风装置依据风向传感器检测的风力参数相应转动并置于面对风向的方向上，且在无人直升机飞行的过程中，输出与风向相反的空气气流以抵消或部分抵消风力(参数)对无人直升机飞行造成的影响。

一种具有抗风装置的无人直升机，包括遥控装置、旋翼机构；该旋翼机构或是设置尾桨的单轴旋翼机构或是设置水平螺旋桨的单轴旋翼机构或是多轴旋翼机构；遥控装置远程无线遥控旋翼机构运转，其特征在于还包括风向传感器、设置转向机构的叶轮式抗风装置；与叶轮式抗风装置连体设置或设置于遥控装置旁的转向机构，或是机械转向机构或是电动转向机构；叶轮式抗风装置根据风向传感器检测风向参数，通过转向机构相应转动至面对风向的位置上，并在无人直升机启动飞行的过程中，启动叶轮转动输出与风向相反的空气气流。

所述的转向机构设置竖直旋转轴；该竖直旋转轴和叶轮式抗风装置及旋翼机构三部件各自的重力作用线(包括向上的延长线)重合。

围绕旋翼机构的重力作用线对称设置两个相同的叶轮式抗风装置；所述的转向机构围绕旋翼机构的重力作用线对称设置两个相同的竖直旋转轴，各自带动叶轮式抗风装置转动至面对风向的位置上。

还包括锁位机构；该锁位机构对转向机构上处于面对风向位置上的叶轮式抗风装置进行锁位限制其移动。

所述叶轮式抗风装置至少设置检测风速的风速传感器或检测风压的风压传感器二者之一的传感器，并由该传感器检测数据信号控制叶轮的相应转速。

还包括抗风飞行轨迹信号发射装置；该装置将经叶轮式抗风装置运转修正后的旋翼机构实际飞行轨迹信号发射给遥控装置。

所述的抗风飞行轨迹信号发射装置还将模拟未经叶轮式抗风装置运转修正的旋翼机构模拟飞行轨迹信号发射给遥控装置，并在遥控装置上显示旋翼机构模拟飞行轨迹信号和旋翼机构实际飞行轨迹信号。

所述的遥控装置摇控控制叶轮式抗风装置的运行，或摇控叶轮式抗风装置的叶轮转速，或遥控叶轮式抗风装置的电动转向机构，或遥控轮式抗风装置的电动转向机构和叶轮转速。

本案中所涉及的无人直升机除了上述的四轴旋翼机外，还可以是其他的多轴旋翼机如三轴旋翼机、五轴旋翼机、六轴旋翼机、八轴旋翼机等。

此外，所涉及的无人直升机也可以是设置尾桨的单轴旋翼机构，还可以是设置水平螺旋桨的单轴旋翼机构，其中水平螺旋桨在旋翼机构上的朝向固定不变。

本案中，抗风装置如叶轮式抗风装置既可以置于无人直升机的上方，也可以置于无人直升机的下方。

在无人直升机上设置的抗风装置如叶轮式抗风装置运行不影响原有旋翼机构的运行。

需要明确的是，为了便于表述，所述的重力作用线包括重力作用线的向上延长线。

本发明与现有技术相比具有以下优点：抗风性能好、结构简单成本低、操作方法快捷易掌握，适用于恶劣的气候、海况，以及地形环境飞行，尤其适用于恶劣环境的救援飞行，以及交通不便的边远农村和山区的物流快递。

附图说明

附图是本发明采用四轴旋翼机构、风向传感器、叶轮式抗风装置的结构原理示意图。

具体实施方式

实施例1。第一种无人直升机的抗风方法：操控人员通过遥控器对无人直升机进行飞行遥控。风向传感器设置在控制人员所在处。操控者通过风向传感器检测无人直升机飞行环境的风力参数作为无人直升机飞行参数。遥控的无人直升机设置可转向的抗风装置；操控者依据风向传感器检测的风力参数，将该抗风装置转动至面对风向的方向上，并在无人直升机启动飞行的过程中，启动抗风装置输出与风向相反的空气气流以抵消或部分抵消风力(参数)对无人直升机飞行造成的影响。

根据风向传感器检测的风力参数，操控人员既可以在其所在处的地面上直接转动置于无人直升机上的抗风装置至面对风向的方向上并且将其锁定在该位置，然后通过遥控器操控无人直升机启动飞行；也可以通过遥控器将置于无人直升机上的抗风装置转动至面对风向的方向上并且将其锁定在该位置，然后通过遥控器操控无人直升机启动飞行；还可以通过遥控器将置于飞行中无人直升机上的抗风装置转动至面对风向的方向上并且将其锁定在该位置。抗风装置输出与风向相反的空气气流以抵消或部分抵消风力参数对无人直升机飞行造成的影响。

实施例2。第二种无人直升机的抗风方法：遥控的无人直升机设置配置风向传感器并且可转向的抗风装置；该抗风装置依据风向传感器检测的风力参数自行转动并置于面对风向的方向上，且在无人直升机飞行的过程中，输出与风向相反的空气气流以抵消或部分抵消风力(参数)对无人直升机飞行造成的影响。

本实施例的另一种模式，操控者依据接收到无人直升机发射的风向传感器检测的风力参数，操控遥控器控制无人直升机上的抗风装置转动至面对风向的方向上，并且输出与风向相反的空气气流以抵消或部分抵消风力对无人直升机飞行造成的影响。

作为改进，还可以通过遥控器对置于面对风向方向上的抗风装置进行锁位控制防止其在无人直升机上摆动。

实施例3。在实施例1、2所述方法的基础上，一种具有抗风装置的无人直升机，包括遥控装置、旋翼机构；该旋翼机构是多轴旋翼机构；遥控器远程无线遥控旋翼机构运转。还包括风向传感器、设置转向机构的叶轮式抗风装置；设置于遥控器旁的转向机构，或是机械转向机构或是电动转向机构；叶轮式抗风装置根据风向传感器检测风向参数，通过转向机构相应转动至面对风向的位置上，并在无人直升机启动飞行的过程中，启动叶轮转动输出与风向相反的空气气流。

实施例4。在实施例1、2、3的基础上，一种具有抗风装置的无人直升机，包括遥控装置、旋翼机构；该旋翼机构是多轴旋翼机构；遥控器远程无线遥控旋翼机构运转。还包括风向传感器、设置转向机构的叶轮式抗风装置；与叶轮式抗风装置连体设置的转向机构，或是机械转向机构或是电动转向机构；叶轮式抗风装置根据风向传感器检测风向参数，通过转向机构相应转动至面对风向的位置上，并在无人直升机启动飞行的过程中，启动叶轮转动输出与风向相反的空气气流。

实施例3、4中，对于机械转向机构，操控人员在其所处的地面上直接转动置于无人直升机上的叶轮式抗风装置转动至面对风向的位置上。对于电动转向机构，既可以在其所处地面上直接转动置于无人直升机上的叶轮式抗风装置至面对风向的位置上，也可以通过遥控器将置于无人直升机上的叶轮式抗风装置转动至面对风向的位置上，然后通过遥控器操控无人直升机启动飞行；还可以通过遥控器将置于飞行中无人直升机上的抗风装置转动至面对风向的位置上。另外，叶轮式抗风装置可以根据风向传感器检测风向参数，通过电动转向机构自行(不经遥控器)转动至面对风向的位置上。叶轮转动输出与风向相反的空气气流。

实施例5。实施例4是最优实施例。在实施例1、2、3、4的基础上，所述的转向机构设置竖直旋转轴；该竖直旋转轴和叶轮式抗风装置及旋翼机构三部件各自的重力作用线(包括向上的延长线)重合。

附图中，设置四个旋翼机构2四轴旋翼机构1上设置风向传感器3和叶轮式抗风装置4。转向机构设置竖直旋转轴6。风向传感器3确定风向后输出相关信号，叶轮式抗风装置4相应转动至面对风向的位置上。叶轮5转动输出与风向相反的空气气流。

作为改进，该竖直旋转轴6和叶轮式抗风装置4及旋翼机构1三部件各自的重力作用线重合，既简化风向传感器3、叶轮式抗风装置4、转向机构及旋翼机构1的结构，又有利于保持无人直升机抗风飞行姿态的稳定性。

实施例6。在实施例1、2、3、4、5的基础上，所述的转向机构围绕旋翼机构的重力作用线对称设置两个相同的竖直旋转轴，各自带动相应的叶轮式抗风装置转动至面对风向的位置上。采用两个相同的叶轮式抗风装置是为了增加抗风能力。

作为改进，该竖直旋转轴与叶轮式抗风装置两者的重力作用线重合；对称设置的两竖直旋转轴间距的中点位于旋翼机构的重力作用线上。

需要明确的是，本案中为了便于表述，所述的重力作用线包括重力作用线的向上延长线。

在上述实施例1、2、3、4、5、6中，叶轮式抗风装置可以设置多个叶轮组合构成一个抗风能力更强的“叶轮式抗风装置”。本案中，所述的叶轮既可以是旋翼，也可以是风扇，还可以是螺旋桨。

作为上述实施例1、2、3、4、5、6的改进，包括锁位机构；该锁位机构对转向机构上处于面对风向位置上的叶轮式抗风装置进行锁位限制其移动。

作为上述实施例1、2、3、4、5、6的改进，所述的叶轮式抗风装置至少设置检测风速的风速传感器或检测风压的风压传感器二者之一的传感器，并由该传感器的检测数据信号直接或间接(通过遥控器)控制叶轮的相应转速。

作为上述实施例1、2、3、4、5、6的改进，还包括抗风飞行轨迹信号发射装置；该装置将经叶轮式抗风装置运转修正后的旋翼机构实际飞行轨迹信号发射给遥控装置。

作为上述实施例1、2、3、4、5、6的进一步改进，所述的抗风飞行轨迹信号发射装置还将模拟未经叶轮式抗风装置运转修正的旋翼机构模拟飞行轨迹信号发射给遥控装置，并在遥控装置上显示旋翼机构模拟飞行轨迹信号和旋翼机构实际飞行轨迹信号。

作为上述实施例1、2、3、4、5、6的更进一步改进，所述的遥控装置摇控控制叶轮式抗风装置的运行，或摇控叶轮式抗风装置的叶轮转速，或遥控叶轮式抗风装置的电动转向机构，或遥控轮式抗风装置的电动转向机构和叶轮转速。

本案中所述的旋翼机构是指具有竖直旋轴的旋翼机构。另外，也包括设置竖直旋轴和水平旋轴组合的旋翼机，还包括飞行中可在竖直方向和水平方向之间进行转换(不能水平方向转动)的旋翼机构。

所涉及的无人直升机除了上述的四轴旋翼机外，还可以是其他的多轴旋翼机如三轴旋翼机、五轴旋翼机、六轴旋翼机、八轴旋翼机等。

此外，所涉及的无人直升机也可以是设置尾桨的单轴旋翼机构，还可以是设置水平螺旋桨的单轴旋翼机构，其中提供水平前进动力的水平螺旋桨在旋翼机构上的朝向固定不变。

本案中，抗风装置如叶轮式抗风装置既可以置于无人直升机的上方，也可以置于无人直升机的下方。同理。风向传感器既可以置于无人直升机的上方，也可以置于无人直升机的下方。

另外，还可以将风速传感器与风向传感器组合设置(风速风向仪)。

在无人直升机上设置的抗风装置如叶轮式抗风装置运行不影响原有旋翼机构的运行。

本案中，操控者所在地或是在地面上或是在行驶的汽车上或是在行驶的船舶上或是在有人驾驶的直升机上。无论实施遥控的所在地位于何处，所采用上述抗风飞行的方法是相同的。

本发明不限于上述实施例。将上述各实施例的公开的某些技术特征进行重新组合，相应派生出的新实施例同样处于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人直升机的抗风方法，操控者通过风向传感器检测无人直升机飞行环境的风力参数作为无人直升机飞行参数，其特征在于遥控的无人直升机设置可转向的抗风装置；操控者依据风向传感器检测的风力参数，将该抗风装置转至面对风向的方向上，并在无人直升机启动飞行的过程中，启动抗风装置输出与风向相反的空气气流以抵消或部分抵消风力对无人直升机飞行造成的影响。

2.一种无人直升机的抗风方法，其特征在于遥控的无人直升机设置配置风向传感器并且可转向的抗风装置；该抗风装置依据风向传感器检测的风力参数相应转动并置于面对风向的方向上，且在无人直升机飞行的过程中，输出与风向相反的空气气流以抵消或部分抵消风力对无人直升机飞行造成的影响。

3.一种具有抗风装置的无人直升机，包括遥控装置、旋翼机构；该旋翼机构或是设置尾桨的单轴旋翼机构或是设置水平螺旋桨的单轴旋翼机构或是多轴旋翼机构；遥控装置远程无线遥控旋翼机构运转，其特征在于还包括风向传感器、设置转向机构的叶轮式抗风装置；与叶轮式抗风装置连体设置或设置于遥控装置旁的转向机构，或是机械转向机构或是电动转向机构；叶轮式抗风装置根据风向传感器检测风向参数，通过转向机构相应转动至面对风向的位置上，并在无人直升机启动飞行的过程中，启动叶轮转动输出与风向相反的空气气流。

4.如权利要求3所述的应用无人直升机的抗风方法的具有抗风装置的无人直升机，其特征在于所述的转向机构设置竖直旋转轴；该竖直旋转轴和叶轮式抗风装置及旋翼机构三部件各自的重力作用线重合。

5.如权利要求3所述的应用无人直升机的抗风方法的具有抗风装置的无人直升机，其特征在于围绕旋翼机构的重力作用线对称设置两个相同的叶轮式抗风装置；所述的转向机构围绕旋翼机构的重力作用线对称设置两个相同的竖直旋转轴，各自带动叶轮式抗风装置转动至面对风向的位置上。

6.如权利要求3、4或5所述的应用无人直升机的抗风方法的具有抗风装置的无人直升机，其特征在于还包括锁位机构；该锁位机构对转向机构上处于面对风向位置上的叶轮式抗风装置进行锁位限制其移动。

7.如权利要求3、4或5所述的应用无人直升机的抗风方法的具有抗风装置的无人直升机，其特征在于所述的叶轮式抗风装置至少设置检测风速的风速传感器或检测风压的风压传感器二者之一的传感器，并由该传感器的检测数据信号控制叶轮的相应转速。

8.如权利要求3、4或5所述的应用无人直升机的抗风方法的具有抗风装置的无人直升机，其特征在于还包括抗风飞行轨迹信号发射装置；该装置将经叶轮式抗风装置运转修正后的旋翼机构实际飞行轨迹信号发射给遥控装置。

9.如权利要求8所述的应用无人直升机的抗风方法的具有抗风装置的无人直升机，其特征在于所述的抗风飞行轨迹信号发射装置还将模拟未经叶轮式抗风装置运转修正的旋翼机构模拟飞行轨迹信号发射给遥控装置，并在遥控装置上显示旋翼机构模拟飞行轨迹信号和旋翼机构实际飞行轨迹信号。

10.如权利要求3、4、5或9所述的应用无人直升机的抗风方法的具有抗风装置的无人直升机，其特征在于所述的遥控装置摇控控制叶轮式抗风装置的运行，或摇控叶轮式抗风装置的叶轮转速，或遥控叶轮式抗风装置的电动转向机构，或遥控轮式抗风装置的电动转向机构和叶轮转速。