CN111038688B - 具缓降机制的飞行器 - Google Patents

Abstract

一种具缓降机制的飞行器，用以解决现有飞行器故障坠落的问题。包括：一基座，具有一容置空间，一储气槽位于该容置空间，该基座具有多个臂，各臂分别凸设于该基座的外周，凸设于该基座外周的各臂一端分别具有一固定架，一旋翼部结合于该固定架；一判断模组，位于该容置空间，该判断模组具有一独立电力源，该独立电力源电性连接于一感测单元及一处理器，该感测单元耦接于该处理器；及多个缓降组件，各缓降组件结合于各固定架，各缓降组件各具有一容器，各容器各具有一容室以容纳一气囊，及各以一充气管连通该储气槽及各气囊。

Description

具缓降机制的飞行器

技术领域

本发明是关于一种飞行器，尤其是一种具缓降机制的飞行器。

背景技术

近年来，随着科技的发展及开发成本的下降，无人飞行器已经被广泛地应用于娱乐、摄影、长时间录影、侦查、搜救或农业等领域，且无人飞行器具有可远端遥控及可乘载物品等特性，能够在人类无法轻易到达的地方作业，以完成很多高难度的任务，可以减省了许多作业时间及成本。此外，依据使用目的的不同，无人飞行器有不同的大小、轴数及控制方法，但无论是哪一种无人飞行器，都会受到天气及外在因素的影响，导致飞行器故障及控制讯号中断，进而该飞行器会因无法控制而坠落。

请参照图1所示，其是一种现有的防故障坠毁的无人机9，包括：一基座91、一降落伞舱92及两个膨胀气囊93，该降落伞舱92及该两个膨胀气囊93分别结合于该基座91，当该防故障坠毁的无人机9断电或电力不足时，该降落伞舱92会打开并弹出降落伞以减缓坠落的速度，在该降落伞舱92打开的同时，该两个膨胀气囊93同时被充气，以避免降落伞被卡住或无法顺利弹出，而导致无人机坠毁，且该两个膨胀气囊93也可以让该无人机漂浮于水面，以防止该基座91及固定于该基座91上的器材不会浸湿及故障，及可以防止无人机坠毁及减少器材损失，类似于该现有的防故障坠毁的无人机9，已公开于中国公告第207257995U号专利中。

如前所述，该现有的防故障坠毁的无人机9是利用该二膨胀气囊93作为缓冲，但是该两个膨胀气囊93装设于该基座91上并裸露于外，该膨胀气囊93可能会因为碰撞或异物的刮划而破裂，使气体无法充注在该膨胀气囊并达到缓冲及减速的作用，此外，无人机在飞行过程中常会遇到不稳定的气流，这些气流会使该膨胀气囊93呈不规则的甩动，进而使该膨胀气囊93缠卷于螺旋桨轴，或与降落伞互相缠绕，进而导致无人机故障及坠毁。

有鉴于此，现有的防故障坠毁的无人机确实仍有加以改善的必要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种具缓降机制的飞行器，该气囊可以获得较佳的保护，以减少该气囊受到碰撞的机会及可以防止该气囊被异物刮破。

本发明的次一目的是提供一种具缓降机制的飞行器，该气囊在未充气前能够被妥善收纳，可以防止该气囊随气流吹动而影响飞行器的运作。

本发明的又一目的是提供一种具缓降机制的飞行器，当该气囊经充气膨胀后，可以防止该气囊与降落伞或其他部件互相缠绕。

本发明全文定义以飞行器起飞及上升的方向为“上（顶）”，与前向相反的方向为“下（底）”；其余方向性或其近似用语，例如“前”、“后”、“左”、右”、内”、外”、侧面”等，主要是参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本发明的各实施例，非用以限制本发明。

本发明全文所记载的元件及构件使用“一”或“一个”的量词，仅是为了方便使用且提供本发明范围的通常意义；于本发明中应被解读为包括一个或至少一个，且单一的概念也包括复数的情况，除非其明显意指其他意思。

本发明全文所述“结合”、“组合”或“组装”等近似用语，主要包括连接后仍可不破坏构件地分离，或是连接后使构件不可分离等形态，本领域中普通技术人员可以依据欲相连的构件材质或组装需求予以选择。

本发明的具缓降机制的飞行器，包括：一基座，具有一容置空间，一储气槽位于该容置空间，该基座具有多个臂，各臂分别凸设于该基座的外周，凸设于该基座外周的各臂一端分别具有一固定架，一旋翼部结合于该固定架；一判断模组，位于该容置空间，该判断模组具有一独立电力源，该独立电力源电性连接于一感测单元及一处理器，该感测单元耦接于该处理器；及多个缓降组件，各缓降组件结合于各固定架，各缓降组件各具有一容器，各容器各具有一容室以容纳一气囊，及各以一充气管连通该储气槽及各气囊。

由此，本发明的具缓降机制的飞行器，可以通过气囊来减缓飞行器的坠落速度并帮助飞行器安全降落；于该气囊充气前，通过该容器来收纳及保护该气囊，使该气囊不会随气流而任意飘动，以减少碰撞或及避免气囊被异物刮破，且该气囊在紧急状况时，该气囊能够充气，以发挥减速及缓冲的效果，具有增加安全性及防止飞行器坠毁的功效。

其中，该基座具有一第一板及一第二板，该第一板及该第二板之间具有一间隔以形成该容置空间，该间隔由多个短柱设于该第一板及该第二板之间所形成。如此，该短柱可以分散应力，具有增加结构强度及易于组装的功效。

其中，各臂的一端穿伸于该第一板及该第二板之间，该充气管穿设于各臂中。如此，可以通过该臂来包覆该充气管，具有方便收纳及保护该充气管的功效。

其中，该固定架具有相对的一上板及一下板，该旋翼部结合于该上板，该缓降组件则结合于该下板，且该缓降组件的截面积小于该下板的面积。如此，可以保持该旋翼部附近的气流畅通，让更多的气流通过该旋翼部，使该旋翼部能够产生更大的推升力，具有提升飞行器的稳定度及增加推升效率的功效。

其中，该容器结合于一锁固件，该锁固件具有多个定位孔，该锁固件与该固定架通过定位元件及各定位孔相结合。如此，具有可以将该缓降组件结合于该基座的功效。

其中，该固定架的下板及该锁固件之间具有一固定板，该气囊充气后抵顶于该固定板。如此，该固定板可以限制该气囊的移动区域，可以避免该气囊受风影响而任意甩动，具有提升气囊稳定度的功效。

其中，该处理器耦接于该储气槽，该处理器会判断飞行器是否处于一自由坠落状态，若判断结果为是，该处理器会发出一控制讯号，以打开该储气槽的阀门，使该储气槽中的气体通过该充气管传递至该气囊，使该气囊膨胀并破坏该容器。如此，该处理器可以判断飞行器的飞行状况并控制该气囊，使该气囊充气以减缓飞行器坠落的速度，以帮助飞行器稳定的降落，具有提升飞行器的安全性及避免坠毁的功效。

其中，该基座具有一舱体，一降落伞位于该舱体中，且以一盖板结合于该舱体的顶部，该处理器会判断飞行器是否处于一自由坠落状态，若判断结果为是，该处理器会发出一控制讯号，使该盖板脱离该舱体，将该降落伞释出。如此，可以通过该处理器来判断及控制该降落伞，当飞行器处于一自由坠落状态时，将该降落伞释出以增加空气阻力，具有提升安全性及减缓飞行器坠落速度的功效。

其中，该处理器会在该舱体开启后持续判断飞行器是否处于一自由坠落状态，若判断结果仍为是，该处理器会再发出一控制讯号给该储气槽，以打开该储气槽的阀门，使该储气槽中的气体通过该充气管传递至该气囊，使该气囊膨胀并破坏该容器。如此，若该降落伞无法顺利减缓落速度，还可以通过该气囊来达到缓降的效果，具有增加安全性及提供飞行器双重防护的功效。

其中，该独立电力源电力连接于该储气槽及该舱体，该处理器耦接于该储气槽及该舱体。如此，该独立电力源可以在飞行器故障或断电时持续提供电力，以提供足够电力将该舱体及该储气槽的阀门打开，而该处理器可以传递一控制讯号至该储气槽及该舱体，将该气囊充气及释出该降落伞，具有持续供电、增加安全性及提升控制便利性的功效。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1：一种现有的防故障坠毁的无人机的立体图；

图2：本发明一较佳实施例的立体图；

图3：本发明的缓降组件分解立体图；

图4：本发明的气囊在充气膨胀后的正面图；

图5：本发明的降落伞张开及气囊在充气膨胀后的正面图。

附图标记说明

1 基座

1a 第一板

1b 第二板

11 短柱

12 储气槽

13 臂

14 固定架

14a 上板

14b 下板

15 旋翼部

16 舱体

17 盖板

2 判断模组

21 独立电力源

22 感测单元

23 处理器

3 缓降组件

31 容器

32 锁固件

33 气囊

34 固定板

C 定位孔

E 容室

P 定位元件

S 容置空间

T 充气管

U 降落伞

﹝现有技术﹞

9 现有的防故障坠毁的无人机

91 基座

92 降落伞舱

93 膨胀气囊。

具体实施方式

为使本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特根据本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图2所示，其是本发明具缓降机制的飞行器的一较佳实施例，包括一基座1、一判断模组2及多个缓降组件3，该基座1具有一容置空间S，该判断模组2位于该容置空间S，该缓降组件3结合于该基座1。

该基座1用来架设器材或仪器且可以为各种形状。在本实施例中，该基座具有一第一板1a及一第二板1b，该第一板1a及该第二板1b之间具有一间隔以形成该容置空间S，该间隔可以例如由多个短柱11设于该第一板1a及该第二板1b之间所形成。该容置空间S还可以具有一储气槽12，该储气槽12可以用来储放压缩后的气体，所储放的气体可以为氮气、氦气等易于压缩保存且稳定的气体，本发明不加以限制。该储气槽12供多个充气管T的一端连接，且该多个充气管T的另一端可以连接于上述各缓降组件3，各充气管T与该储气槽12之间可以具有一阀门（图未绘示），当该阀门开启时，该储气槽12中的气体可以通过该充气管T传递至该缓降组件3。

该基座1具有多个臂13，各臂13分别凸设于该基座1的外周，各臂13的一端穿伸于该第一板1a及该第二板1b之间。该臂13可以为一空心圆管或一空心钢条等空心材料，以减轻整体重量及方便收纳该充气管T，各充气管T绕经各臂13，且当该臂13可以为一空心圆管时，各充气管T穿设于形成空心圆管的各臂13中，并通过该臂13来保护该充气管T，避免该充气管T裸露于空气中，导致该充气管T因日晒雨淋或其他外在因素而断裂。

凸设于该基座1外周的各臂13的该端分别具有一固定架14，该固定架14可以用来挂载设备或仪器，一旋翼部15及该缓降组件3分别结合于该固定架14，该结合可以为可拆解分离或不可拆解分离的结合，本发明不加以限制。在本实施例中，该固定架14具有相对的一上板14a及一下板14b，该旋翼部15结合于该上板14a，该缓降组件3则结合于该下板14b。

需特别说明的是，飞行器的飞行原理主要是根据作用力与反作用力定理，当该旋翼部15旋转桨翼时会牵引气流并产生一推力，通过该推力的反作用力来带动飞行器升空及飞行，并通过改变其他旋翼部15的旋转速度及方向，使飞行器能够执行上升、下降、转向及悬停等动作，此为本发明所属技术领域中普通技术人员所能够了解，于此不加以赘述。基于前述原因，该缓降组件3的截面积较佳小于该下板14b的面积，如此，可以保持该旋翼部15附近的气流畅通，让更多的气流通过该旋翼部15，使该旋翼部15能够产生更大的推升力及并增加飞行器的稳定度，进而提升该旋翼部15的推升效率。

另外地，该基座1较佳还可以具有一舱体16（请参照图5所示），该舱体16内系具有一空间，该空间系可以用来收纳一降落伞U。该舱体16较佳还可以具有一盖板17，该盖板17结合于该舱体16的顶部，以避免该舱体16内的降落伞U因气流吹动而提前释出。在本实施例中，该舱体16结合于该第一板1a的上表面，可以方便该降落伞U弹出及张开，避免被飞行器的其他部件挡住。当飞行器处于一自由坠落状态时，该盖板17可以脱离该舱体16的顶部(容后详述)，并将该舱体16内的降落伞U释出，以增加空气阻力并减缓飞行器的坠落速度，让飞行器能够稳定降落。

该判断模组2可以用来判断飞行器的飞行状况，以判定是否需要对该缓降组件3充气，使飞行器能够安全降落。该判断模组2具有一独立电力源21，该独立电力源21可以在飞行器故障或断电时持续提供电力，使该判断模组2能够继续运作，该独立电力源21可以为行动电源、太阳能板等，本发明不加以限制，以能够提供足够电力为原则即可。另外地，在其他实施例中，该独立电力源21还可以电力连接于该储气槽12及该舱体16，以提供足够电力将该储气槽12的阀门及该盖板17打开，使容置于该舱体16内的降落伞U可以释出，以使飞行器可以安全降落于地面或液面。

该判断模组2还可以具有一感测单元22，该感测单元22用来感测及收集飞行器的飞行资讯，该感测单元22可以采用例如重力加速度计、高度计及延迟计时计等，或利用飞行器内置的陀螺仪、加速度计和气压计等传感器，来侦测飞行器的飞行资讯。该感测单元22耦接于一处理器23，该处理器23可以接收该感测单元22所量测及收集的飞行资讯，以由该处理器23判断飞行器的飞行状况，该处理器23还可以耦接于该储气槽12及该舱体16，并根据飞行器的飞行状况选择是否传递一控制讯号，来开启该储气槽12及该舱体16；该处理器23可以为任何具有资料储存、运算及讯号产生功能的电子装置，如：可编程式逻辑控制器（PLC）、数字讯号处理器（DSP）、微控制器（MCU）或具上述功能的电路板等，本发明部不予以限制。

请参照图3、4所示，该缓降组件3用来减缓飞行器下降的速度，使飞行器能够平稳且安全的降落。该缓降组件3具有一容器31，该容器31可以例如由保丽龙、硬纸板等易解体的材质制成，该容器31具有一容室E，该容室E可以用于收纳一气囊33。该容器31较佳具有一锁固件32，该锁固件32用来将该容器31结合于该固定架14，在本实施例中，该锁固件32具有多个定位孔C，该多个定位孔C可通过螺栓、螺帽及垫圈等定位元件P使该下板14b与该锁固件32相结合。该缓降组件3还可以具有一气囊33，该气囊33可以收纳于前述的该容室E中，且该气囊33气密地连接于该充气管T，以由该充气管T连通该储气槽12及该气囊33。

承上述，当该气囊33未充气时，该容器31可以保护该气囊33，避免该气囊33因碰撞或异物的刮划而破裂，以致失去该有的功能，且若飞行器在高空或强风状况下飞行，该容器31还可以限制该气囊33不随风飘动，可以避免该气囊33被卷入该旋翼部15或缠绕该降落伞U，进而影响飞行器的运作，甚至造成飞行器故障或坠毁。当该储气槽12中的气体通过该充气管T传递至该气囊33时，将使该气囊33膨胀并将该容器31破坏，通过膨胀后的该气囊33来减缓飞行器下坠的速度，及在飞行器落地时提供一缓冲的作用，使飞行器可以安全降落；此外，该飞行器若降落于液面时，该气囊33也可以使飞行器漂浮于液面上，可以避免该飞行器及所挂载的仪器沉入于液中，可防止飞行器或仪器故障。较佳地，该固定架14的下板14b及该锁固件32之间还可以具有一固定板34，使该充气后的该气囊33的上缘可以抵顶于该固定板34，可以避免该气囊33受风影响而任意甩动。

根据前述结构，以具有装载该降落伞U的飞行器为例，本发明的具缓降机制的飞行器在执行任务时，该感测单元22会持续侦测飞行器的飞行资讯，并将飞行资讯传递给该处理器23，再由该处理器23判断飞行器是否处于一自由坠落状态；若判断结果为是，该处理器23会先对该舱体16发出一控制讯号，使该盖板17脱离该舱体16，将该降落伞U释出以减缓飞行器坠落的速度。此外，该盖板17在打开的过程中受到卡住时，或该降落伞U的伞绳因为风力过大而断损，形成该降落伞U脱离该基座1，或该降落伞U的伞绳与飞行器的其他部件缠绕等原因，导致该降落伞U无法发挥应有的功能时，该处理器23会在该舱体16开启后持续判断飞行器是否处于一自由坠落状态，若判断结果仍为是，该处理器23会再发出一控制讯号给该储气槽12，以打开该储气槽12的阀门，利用压力差将该储气槽12中的气体通过该充气管T传递至该气囊33，使该气囊33膨胀并破坏该容器31，通过膨胀的该气囊33来减缓飞行器下降的速度及在飞行器落地时提供一缓冲的作用，使飞行器可以安全降落或漂浮于液面上；若判断结果为否，该处理器23则不会发送任何讯号，以由该降落伞U来协助飞行器安全降落。

又，以未装载该降落伞U的飞行器为例，于飞行器的飞行过程中，系可以通过该感测单元22来收集飞行资讯，再由该处理器23判断飞行器是否处于一自由坠落状态；若判断结果为是，该处理器23会直接发出一控制讯号至该储气槽12，使该储气槽12中的气体通过该充气管T传递至该气囊33，使该气囊33充气膨胀并将该容器31破坏，通过膨胀后的该气囊33来减缓飞行器下坠的速度，及在飞行器落地时提供一缓冲的作用，使飞行器可以安全降落或漂浮于液面上；若判断结果为否，该处理器23则不会发送任何讯号，让飞行器可以继续运作。

简言之，本发明的具缓降机制的飞行器可以通过该判断模组2来判断飞行器是否需要将该降落伞U释出以减缓飞行器坠落的速度，或将该气囊33充气，并利用膨胀的该气囊33来保护飞行器，使该飞行器落地时，可以提供一缓冲的作用，使飞行器可以安全降落或漂浮于液面上。

综上所述，本发明的具缓降机制的飞行器，可以通过气囊来减缓飞行器的坠落速度并帮助飞行器安全降落；于该气囊充气前，通过该容器来收纳及保护该气囊，使该气囊不会随气流而任意飘动，以减少碰撞或及避免气囊被异物刮破，且该气囊在紧急状况时，该气囊能够充气，以发挥减速及缓冲的效果，具有增加安全性及防止飞行器坠毁的功效。在该气囊充气后，该缓降组件还可以通过该固定板，让膨胀的该气囊可以抵顶于该固定板，将该气囊限制于该固定板的下方，避免气囊受风影响而任意甩动，导致气囊被该旋翼部或飞行器的其他部件划破；且该飞行器上还可以通过装设降落伞或其他设备，以减缓飞行器坠落的速度，可以保护飞行器设备及乘载仪器的功效。

Claims (7)

1.一种具缓降机制的飞行器，其特征在于，包括：

一个基座，具有一个容置空间，一个储气槽位于该容置空间，该基座具有多个臂，各臂分别凸设于该基座的外周，凸设于该基座外周的各臂一端分别具有一个固定架，一个旋翼部结合于该固定架；

一个判断模组，位于该容置空间，该判断模组具有一个独立电力源，该独立电力源电性连接于一个感测单元及一个处理器，该感测单元耦接于该处理器；及

多个缓降组件，各缓降组件结合于各固定架，各缓降组件各具有一个容器，各容器各具有一个容室以容纳一个气囊，及各以一个充气管连通该储气槽及各气囊，该容器为可被该气囊膨胀破坏的易解体材质，且该容器对该气囊形成封闭，以使该气囊呈未裸露；

其中，该固定架具有相对的一个上板及一个下板，该旋翼部结合于该上板，该缓降组件结合于该下板，且该缓降组件的截面积小于该下板的面积，该容器结合于一个锁固件，该锁固件具有多个定位孔，该锁固件与该固定架通过定位元件及各定位孔相结合，该固定架的下板及该锁固件之间具有一个固定板，该气囊充气后抵顶于该固定板。

2.如权利要求1所述的具缓降机制的飞行器，其特征在于，该基座具有一个第一板及一个第二板，该第一板及该第二板之间具有一间隔以形成该容置空间，该间隔由多个短柱设于该第一板及该第二板之间所形成。

3.如权利要求2所述的具缓降机制的飞行器，其特征在于，各臂的一端穿伸于该第一板及该第二板之间，该充气管穿设于各臂中。

4.如权利要求1所述的具缓降机制的飞行器，其特征在于，该处理器耦接于该储气槽，该处理器会判断飞行器是否处于一种自由坠落状态，若判断结果为是，该处理器会发出一个控制讯号，打开该储气槽的阀门，该储气槽中的气体通过该充气管传递至该气囊，该气囊膨胀并破坏该容器。

5.如权利要求1所述的具缓降机制的飞行器，其特征在于，该基座具有一个舱体，一个降落伞位于该舱体中，且以一个盖板结合于该舱体的顶部，该处理器会判断飞行器是否处于一种自由坠落状态，若判断结果为是，该处理器会发出一个控制讯号，使该盖板脱离该舱体，将该降落伞释出。

6.如权利要求5所述的具缓降机制的飞行器，其特征在于，该处理器会在该舱体开启后持续判断飞行器是否处于一种自由坠落状态，若判断结果仍为是，该处理器会再发出一个控制讯号给该储气槽，以打开该储气槽的阀门，使该储气槽中的气体通过该充气管传递至该气囊，使该气囊膨胀并破坏该容器。

7.如权利要求5所述的具缓降机制的飞行器，其特征在于，该独立电力源电力连接于该储气槽及该舱体，该处理器耦接于该储气槽及该舱体。

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