CN110733654B - 一种具有防护功能的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机技术领域，具体公开了一种具有防护功能的无人机，包括机身，机身的外周壁上沿圆周固定安装有若干旋翼支架，旋翼支架上安装有旋翼桨叶，机身的底部安装有防护单元，防护单元包括触发盒和球面防护板，触发盒的四周壁和底壁均固定连接有第一弹性件，第一弹性件远离触发盒的一端与球面防护板固定连接，球面防护板的顶端包围机身的底端；机身的外周设有缓冲环，缓冲环围绕所述旋翼支架，每个旋翼支架远离机身的一端固定连接有第二弹性件，第二弹性件远离旋翼支架的一端与缓冲环固定连接，旋翼桨叶在缓冲环内。本方案利用球面防护板和第一弹性件以及缓冲环和第二弹性件缓冲撞击力，从而实现对无人机的防护。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体公开了一种具有防护功能的无人机。
背景技术
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，市场上的无人机除了飞控设备、自动驾驶仪等设备，还有很多其他功能模块，例如电源模块、数传同心模块、FPV模块等，这些飞控设备、自动驾驶仪和功能模块均设置在无人机的机身内。目前，无人机除了军用以外，还应用在航拍、农业、植保、测绘、救灾等领域，应用十分广泛。
目前，无人机在飞行过程中，可能会存在突发故障导致无人机坠落，或者遭受意外如与高墙或建筑面相撞而导致无人机坠落，由于无人机缺少防护机构，因此，坠落的无人机直接与地面相撞没有缓冲，产生的撞击力将会损坏机身内的飞控设备、自动驾驶仪和功能模块，难以维修后继续使用，无人机完全损毁，造成巨大的经济损失。
发明内容
本发明意在提供一种具有防护功能的无人机，以解决无人机坠落地面后无缓冲而导致机身内部的设备严重受损的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种具有防护功能的无人机，包括机身，机身的外周壁上沿圆周固定安装有若干旋翼支架，旋翼支架上安装有旋翼桨叶，所述机身的底部安装有防护单元，所述防护单元包括触发盒和球面防护板，触发盒的四周壁和底壁均固定连接有第一弹性件，第一弹性件远离触发盒的一端与球面防护板固定连接，球面防护板的顶端包围所述机身的底端；所述机身的外周设有缓冲环，缓冲环围绕所述旋翼支架，每个旋翼支架远离机身的一端固定连接有第二弹性件，第二弹性件远离旋翼支架的一端与缓冲环固定连接，所述旋翼桨叶在缓冲环内。
本基础方案的工作原理及有益效果在于：本基础方案中，无人机在坠落至地面上的过程中，由于球面防护板的顶端包围机身的底端，且无人机的重心位置偏低，无人机坠落过程中不会轻易翻转，因此，通常会是球面防护板率先与地面接触，于是，第一弹性件将会缓冲撞击力，从而保护机身，避免机身内部的设备因受到剧烈的撞击力而受损严重，实现对无人机的防护，从而避免较大的经济损失。
不仅如此，当无人机在飞行过程中遇到阻碍物并与阻碍物相撞时，同样能够对无人机进行保护：当缓冲环首先与阻碍物相碰撞时，第二弹性件将会缓冲撞击力，避免撞击力对无人机造成损伤，另外，缓冲环能够避免旋翼桨叶与阻碍物接触，从而避免旋翼桨叶受损，而在第二弹性件缓冲撞击力的过程中，无人机能够改变飞行路线从而绕过阻碍物，避免整个无人机撞上阻碍物，进而保护无人机。当球面防护板与阻碍物相撞时，第一弹性件将会缓冲撞击力，避免机身直接与阻碍物相撞，同样地，在第一弹性件缓冲撞击力的过程中，无人机能够改变飞行路线，从而保护无人机。
可选地，每个所述旋翼支架远离机身的一端固定连接有限位套，限位套内设有限位管，限位管与限位套在径向上具有间隙，限位管远离旋翼支架的一端伸出限位套且与缓冲环固定连接，所述第二弹性件位于限位套和限位管内。
由于限位管和限位套之间具有间隙，因此，限位管能够在限位套内发生径向移动和轴向移动，而且限位管径向移动的范围有限，于是，当缓冲环与阻碍物相撞时，无人机前进的距离有限，即无人机前进一定距离后便不再前进，以保证旋翼桨叶始终不会与阻碍物相撞，为无人机改变飞行路线提供充足的时间，从而保护无人机。
可选地，所述触发盒内水平连接有隔板，隔板将触发盒分隔为上腔室和下腔室，隔板的中心处开设有连通上腔室和下腔室的通槽，上腔室的底壁固定连接有薄膜，薄膜覆盖并密封通槽；所述下腔室的四周侧壁均开设有通道，通道密封固定连接有橡胶塞，所述球面防护板的内侧壁固定连接有四根细线，细线远离球面防护板的一端穿过对应的橡胶塞并与薄膜固定连接，细线处于绷直状态；所述机身的外周壁上固定连接有环形气囊，环形气囊连通有气管，气管远离环形气囊的一端与上腔室连通；所述上腔室内盛有物质A，下腔室盛有物质B，物质A与物质B相遇后立即反应生成气体。
当球面防护板与地面或者阻碍物较为激烈地相撞时，产生的撞击力较大，第一弹性件的压缩量较大，球面防护板的顶端可能与机身的底端相撞。于是，本方案中，当球面防护板移动时，拉动细线移动，细线将薄膜撕破，上腔室内的物质A通过通槽落入下腔室内，与物质B相遇，立即反应生成大量气体，气体经气管鼓入环形气囊内，环形气囊膨胀形成缓冲气垫，缓冲机身受到的撞击力，从而保护机身，避免机身内部的设备受到较大的撞击力。
可选地，所述球面防护板开设有若干通孔。
避免球面防护板内堆积杂质。
可选地，所述触发盒与球面防护板之间设有支撑件。
在无人机不工作时，支撑件支撑在触发盒与球面防护板之间，避免球面防护板移动而拉动细线。
可选地，所述支撑件的侧壁设有卡块，位于球面防护板底部的通孔开设有与卡块相配合的卡槽，支撑件的底端伸出通孔。
当支撑件的卡块通过卡槽后，转动支撑件的底端，使得卡块与卡槽错位，从而使得支撑件固定在通孔内，以便支撑件支撑球面防护板。而需要将支撑件取出时，只需转动支撑件的底端，使得卡块与卡槽对准，然后将支撑件拉出即可，操作简单。
可选地，所述限位管与限位套在径向上的间隙值为8-10mm。
当限位管与限位套在径向上的间隙值为8-10mm时，在缓冲环能够移动实现缓冲功能的前提下，可以选择直径较小的缓冲环来保证旋翼桨叶始终不与阻碍物相撞。
可选地，所述物质A为硫酸铝溶液，物质B为碳酸氢钠溶液。
硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液相遇能够立即反应生成大量的二氧化碳气体，能够及时使得环形气囊膨胀，并且二样化碳气体无毒，不会对动植物造成伤害。
可选地，所述触发盒可拆卸安装在机身的底部。
触发盒可拆卸安装在机身的底部，方便将触发盒从机身上拆卸下来以更换新的触发盒。
可选地，所述触发盒的顶端设有环形耳板，环形耳板的周向上开设有多个安装孔，所述机身的底壁开设有多个螺纹孔，螺钉穿过安装孔与螺纹孔螺纹连接。
利用螺钉穿过安装孔与螺纹孔螺纹连接，将触发盒可拆卸安装在机身的底部。
附图说明
图1为本发明一种具有防护功能的无人机实施例一的结构示意图；
图2为实施例一中防护单元的结构示意图；
图3为限位套和限位管的结构示意图；
图4为本发明一种具有防护功能的无人机实施例二中防护单元的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：机身1、旋翼支架2、旋翼桨叶3、触发盒4、隔板401、上腔室402、下腔室403、通槽404、薄膜405、球面防护板5、环形耳板6、螺钉7、第一弹性件8、通孔9、缓冲环10、第二弹性件11、限位套12、限位管13、橡胶塞14、细线15、环形气囊16、气管17、支撑件18、卡块181。
实施例一
本实施例基本如图1和图2所示：一种具有防护功能的无人机，包括机身1，机身1的外周壁上沿圆周固定安装有若干旋翼支架2，本实施例中，旋翼支架2有六个，且六个旋翼支架2沿机身1的周向均匀分布，每个旋翼支架2上安装有旋翼桨叶3。
机身1的底部安装有防护单元，防护单元包括触发盒4和球面防护板5。触发盒4可拆卸连接在机身1的底壁上，具体地，触发盒4的顶端固定连接有环形耳板6，环形耳板6的周向上开设有四个安装孔，机身1的底壁开设有四个螺纹孔，螺钉7穿过安装孔与螺纹孔螺纹连接。触发盒4的四周壁和底壁均固定连接有第一弹性件8，第一弹性件8远离触发盒4的一端与球面防护板5固定连接，球面防护板5的顶端包围机身1的底端。球面防护板5上开设有若干通孔9，本实施例中，通孔9的数量为六个，且六个通孔9竖直设置，其中四个通孔9与四个螺纹孔一一对应，以便穿过通孔9处将螺钉7拧入或拧出螺纹孔。
机身1的外周设有缓冲环10，缓冲环10围绕旋翼支架2。结合图3所示，每个旋翼支架2远离机身1的一端固定连接有第二弹性件11，第二弹性件11远离旋翼支架2的一端与缓冲环10固定连接，旋翼桨叶3在缓冲环10内。每个旋翼支架2远离机身1的一端固定连接有限位套12，限位套12内设有限位管13，限位管13与限位套12在径向上具有间隙，该间隙值为8-10mm，本实施例中，间隙值为10mm。限位管13远离旋翼支架2的一端伸出限位套12且与缓冲环10固定连接，第二弹性件11位于限位套12和限位管13内。本实施例中，第一弹性件8和第二弹性件11均选用弹簧。
具体实施过程如下：无人机在飞行过程中遇到阻碍物而且未能及时避开时，若是阻碍物在缓冲环10的前进范围内，则缓冲环10率先与阻碍物相撞，缓冲环10相对阻碍物静止，而无人机继续向阻碍物方向移动(前进)，使得靠近阻碍物的部分第二弹性件11发生压缩，而远离阻碍物的另一部分第二弹性件11发生拉伸，从而缓冲撞击力，避免撞击力对无人机造成损伤，从而保护无人机。并且，由于限位管13位于限位套12内，且限位管13与限位套12在径向上的间隙值为10mm，因此，限位管13能够在限位套12内发生径向移动和轴向移动，而且限位管13径向移动的范围有限，于是，当缓冲环10与阻碍物相撞时，六个限位管13将会限制缓冲环10的移动范围，因此，在缓冲环10的限制作用下，无人机向阻碍物方向移动(前进)一段距离后无法再继续移动，从而确保旋翼桨叶3始终不会与阻碍物接触，进而实现对旋翼桨叶3的保护，并且为无人机改变飞行路线提供充足的时间，以便无人机安全绕过阻碍物，实现对无人机的保护。
若是阻碍物在球面防护板5的前进范围内，则球面防护板5率先与阻碍物相撞，球面防护板5相对阻碍物静止，而无人机继续前进，使得靠近阻碍物的部分第一弹性件8发生压缩，而远离阻碍物的另一部分第一弹性件8发生拉伸，从而缓冲撞击力。并且，在第一弹性件8缓冲撞击力的过程中，无人机改变飞行路线以绕过阻碍物。在此，需要说明的是，缓冲环10的底端与球面防护板5的顶端在水平方向上的投影具有重合部分。当然，本领域技术人员根据实际情况，也可以不这样设置缓冲环10和球面防护板5，两者在水平方向上的投影没有重合部分。
另外，在无人机因突发故障或者其他意外事故而突然坠落至时，在无人机坠落的过程中，由于无人机的重心位置偏低(重心位置在机身1的下半段)，无人机坠落过程中不会轻易翻转，因此，通常会是球面防护板5率先与地面接触，于是，位于机身1底壁下方的第一弹性件8发生压缩，其余第一弹性件8发生拉伸，从而缓冲球面防护板5与地面相撞时传递至机身1的撞击力，进而保护机身1，避免机身1内部的设备因较大的撞击力而受损严重，实现对机身1的防护，避免较大的经济损失。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于：如图4所示，触发盒4内水平连接有隔板401，隔板401将触发盒4分隔为上腔室402和下腔室403。隔板401的中心处开设有连通上腔室402和下腔室403的通槽404，上腔室402的底壁固定连接有薄膜405，薄膜405覆盖并密封通槽404。下腔室403的四周侧壁均开设有通道，通道密封固定连接有橡胶塞14，球面防护板5的内侧壁固定连接有四根细线15，四根细线15分别与下腔室403侧壁上的橡胶塞14一一对应。本实施例中，细线15选择尼龙线、钓鱼线一类坚韧的线类。细线15远离球面防护板5的一端穿过对应的橡胶塞14并与薄膜405固定连接，细线15处于绷直状态。机身1的外周壁上固定连接有环形气囊16，环形气囊16连通有气管17，气管17远离环形气囊16的一端与上腔室402连通。上腔室402内盛有物质A，下腔室403盛有物质B，物质A与物质B相遇后立即反应生成气体，本实施例中，物质A选用硫酸铝溶液，物质B选用碳酸氢钠溶液。或者，物质A选用生石灰粉末，物质B选用水。或者，物质A选用碳酸氢钠粉末，物质B选用稀盐酸溶液。
触发盒4与球面防护板5之间设有支撑件18，支撑件18的侧壁一体成型有卡块181，球面防护板5上剩余的两个通孔9位于球面防护板5的底部，其中一个通孔9在竖直方向上开设有与卡块181相配合的卡槽，支撑件18的底端伸出该通孔9。
本实施例中，利用支撑件18支撑在触发盒4与球面防护板5之间，此时支撑件18的卡块181与通孔9的卡槽在竖直方向上错位，于是，在无人机不工作时，支撑件18能够防止球面防护板5移动而拉动细线15。无人机在起飞前，转动支撑件18的底端，使得支撑件18的卡块181与通孔9的卡槽对准，将支撑件18拉出即可取出支撑件18，从而取消支撑件18对球面防护板5的限制作用。
当无人机突发故障或者是遭遇意外而坠落至地面上时，球面防护板5与地面的撞击往往较为激烈，产生的撞击力较大，球面防护板5向机身1方向的移动量较大，可能会直接与机身1的底部相撞，为避免上述情况，本实施例中的球面防护板5在地面相撞，并向机身1的底部方向移动的过程中，固定连接在球面防护板5上的细线15发生移动，牵扯薄膜405，最后将薄膜405撕破，上腔室402内的物质A通过通槽404落入下腔室403内，物质A与物质B相遇，即硫酸铝溶液与碳酸氢铵溶液相遇立即反应生成大量二氧化碳气体(生石灰粉末与水相遇立即反应生成大量二样化碳气体、碳酸氢钠粉末与稀盐酸溶液相遇立即生成大量二氧化碳气体)，二氧化碳气体通过气管17鼓入环形气囊16内，环形气囊16膨胀形成缓冲气垫，避免球面防护板5直接与机身1相撞，缓冲撞击力，保护机身1，避免机身1内部的设备因受到较大的撞击力而损坏严重，有效降低经济损失。
以上所述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。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本发明的实用性。
Claims (9)
1.一种具有防护功能的无人机，包括机身，机身的外周壁上沿圆周固定安装有若干旋翼支架，旋翼支架上安装有旋翼桨叶，其特征在于：所述机身的底部安装有防护单元，所述防护单元包括触发盒和球面防护板，触发盒的四周壁和底壁均固定连接有第一弹性件，第一弹性件远离触发盒的一端与球面防护板固定连接，球面防护板的顶端包围所述机身的底端；所述触发盒内水平连接有隔板，隔板将触发盒分隔为上腔室和下腔室，隔板的中心处开设有连通上腔室和下腔室的通槽，上腔室的底壁固定连接有薄膜，薄膜覆盖并密封通槽；所述下腔室的四周侧壁均开设有通道，通道密封固定连接有橡胶塞，所述球面防护板的内侧壁固定连接有四根细线，细线远离球面防护板的一端穿过对应的橡胶塞并与薄膜固定连接，细线处于绷直状态；所述机身的外周壁上固定连接有环形气囊，环形气囊连通有气管，气管远离环形气囊的一端与上腔室连通；所述上腔室内盛有物质A，下腔室盛有物质B，物质A与物质B相遇后立即反应生成气体；所述机身的外周设有缓冲环，缓冲环围绕所述旋翼支架，每个旋翼支架远离机身的一端固定连接有第二弹性件，第二弹性件远离旋翼支架的一端与缓冲环固定连接，所述旋翼桨叶在缓冲环内。
2.根据权利要求1所述的具有防护功能的无人机，其特征在于：每个所述旋翼支架远离机身的一端固定连接有限位套，限位套内设有限位管，限位管与限位套在径向上具有间隙，限位管远离旋翼支架的一端伸出限位套且与缓冲环固定连接，所述第二弹性件位于限位套和限位管内。
3.根据权利要求1或2所述的具有防护功能的无人机，其特征在于：所述球面防护板开设有若干通孔。
4.根据权利要求3所述的具有防护功能的无人机，其特征在于：所述触发盒与球面防护板之间设有支撑件。
5.根据权利要求4所述的具有防护功能的无人机，其特征在于：所述支撑件的侧壁设有卡块，位于球面防护板底部的通孔开设有与卡块相配合的卡槽，支撑件的底端伸出通孔。
6.根据权利要求2所述的具有防护功能的无人机，其特征在于：所述限位管与限位套在径向上的间隙值为8-10mm。
7.根据权利要求1或2所述的具有防护功能的无人机，其特征在于：所述物质A为硫酸铝溶液，物质B为碳酸氢钠溶液。
8.根据权利要求1所述的具有防护功能的无人机，其特征在于：所述触发盒可拆卸安装在机身的底部。
9.根据权利要求8所述的具有防护功能的无人机，其特征在于：所述触发盒的顶端设有环形耳板，环形耳板的周向上开设有多个安装孔，所述机身的底壁开设有多个螺纹孔，螺钉穿过安装孔与螺纹孔螺纹连接。
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