CN111332471A - 一种自旋转单翼种子飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自旋转单翼种子飞行器，包括板体，板体外形呈椭圆形的叶片状，其中位于板体的背面中部固定安装有柱状的飞行控制器，飞行控制器两边侧固定开设有卡槽，卡槽的表面卡接有蓄电池，飞行控制器的正表面竖直固定安装有若干个空心杯电机，若干个空心杯电机的输出端转动连接有螺旋桨，其中该螺旋桨为三叶式，本发明一种自旋转单翼种子飞行器，通过设有的飞行控制器及内置的PCB板、主控MCU、电子调速器和远程指令接收模块等一些电子元器件的控制作用下，实现远程控制空心杯电机盒螺旋桨的转动实现种子飞行器的飞行的同时，所采用的仿生外形，飞行过程中的气流处理稳定性和材料制作上均与现有飞行器着较大的优势。

Description

一种自旋转单翼种子飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体为一种自旋转单翼种子飞行器。

背景技术

飞行器(flight vehicle)是在大气层内或大气层外空间(太空)飞行的器械。飞行器分为3类：航空器、航天器、火箭和导弹。在大气层内飞行的称为航空器，如气球、飞艇、飞机等。它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行。在太空飞行的称为航天器，如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机等。它们在运载火箭的推动下获得必要的速度进入太空，然后依靠惯性做与天体类似的轨道运动。

现有的飞行器，在仿生生物学领域当中有着良好的应用，例如飞鸟形，四叶草形以及垂直的蒲公英形，但这些仿生飞行器多数制作起来成本较高，所需的抬升动力非常大，导致飞行起来稳定性需要解决，飞行器不利于集中投递物品，缓慢下落时所带来的动力消耗，操作性较高，疫区投递难度高，不适用进行大规模投递操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自旋转单翼种子飞行器，以解决上述背景技术提出的现有的飞行器，在仿生生物学领域当中有着良好的应用，例如飞鸟形，四叶草形以及垂直的蒲公英形，但这些仿生飞行器多数制作起来成本较高，所需的抬升动力非常大，导致飞行起来稳定性需要解决，飞行器不利于集中投递物品，缓慢下落时所带来的动力消耗和操作性较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括板体，所述板体外形呈椭圆形的叶片状，其中位于板体的背面中部固定安装有柱状的飞行控制器，所述飞行控制器两边侧固定开设有卡槽，所述卡槽的表面卡接有蓄电池，所述飞行控制器的正表面竖直固定安装有若干个空心杯电机，若干个所述空心杯电机的输出端转动连接有螺旋桨，其中该螺旋桨为三叶式，两个所述蓄电池的两正表面边侧均固定安装有立板，所述立板的端头表面固定安装有防护罩，所述防护罩外形呈拱形，由若干根条状塑料条成，所述飞行控制器的内部固定安装有PCB板，所述PCB板的表面分别锡焊有电子调速器、GPS芯片、主控MCU、地磁感应器、气压传感器、超声波传感器以及远程指令接收模块，所述PCB板的中部固定锡焊有主控MCU，位于主控MCU的底部通过针脚锡焊电路分别并排锡焊有电子调速器和GPS芯片，

且GPS芯片的正底部还通过锡焊电路并排锡焊有地磁感应器、气压传感器、超声波传感器，所述超声波传感器的底部连接有远程指令接收模块，所述远程指令接收模块与外部设有的天线信号连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述板体的侧壁底部表面固定安装有视频传输器，所述视频传输器包括信号处理机和接收处理组件构成，其中接收处理组件内置在地面控制器内部，所述视频传输器的表面固定安装有摄像头，所述摄像头的与信号处理机电性控制连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述板体的底端中部固定安装有连接杆，所述连接杆的底部螺纹穿插连接有药品盛装箱，所述药品盛装箱侧面开设有开槽，且位于开槽的外壁铰接有药品放置舱门。

作为本发明的一种优选技术方案，所述板体的顶部边侧固定安装有方向调整旋翼，所述方向调整旋翼的底部通转动连接有牵引电机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述空心杯电机、牵引电机均与电子调速器电性连接，所述信号处理机、接收处理组件、电子调速器、GPS芯片、主控MCU、地磁感应器、气压传感器和超声波传感器均与主控MCU电性连接，所述主控MCU和PCB板与远程指令接收模块电性控制连接，所述远程指令接收模块与地面控制端无线连接，所述主控MCU和PCB板与蓄电池电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过设有的药品盛装箱、空心杯电机和螺旋桨便于使用人员实现板体的飞行抬升操作，通过设有的飞行控制器及内置的PCB板、主控MCU、电子调速器和远程指令接收模块等一些电子元器件的控制作用下，实现远程控制空心杯电机盒螺旋桨的转动实现种子飞行器的飞行的同时，所采用的仿生外形，飞行过程中的气流处理稳定性和材料制作上均与现有飞行器着较大的优势；

2)通过设有的地磁感应器、气压传感器、超声波传感器以及远程指令便于在飞行过程中检测得出飞行时地磁感应数据，飞行气压的影响，超声波传感器便于辅助定位，得到反向的GPS定位信息，放射的波峰数据进而快速定位实现接收检测，通过设有的摄像头和视频传输器便于在日常飞行过程中用于视频数字信息传输，地面远程接收后得以观看到飞行器的飞行状态信息。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明正面结构示意图；

图3为本发明背面结构示意图；

图4为本发明飞行控制器内部平面结构示意图。

图中：1、药品盛装箱；2、空心杯电机；3、螺旋桨；4、防护罩；5、蓄电池；6、飞行控制器；7、方向调整旋翼；8、天线；9、板体；10、摄像头；11、视频传输器；12、药品放置舱门；13、连接杆；14、PCB板；15、电子调速器；16、主控MCU；17、GPS芯片；18、地磁感应器。

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。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种自旋转单翼种子飞行器，包括板体9，板体9外形呈椭圆形的叶片状，其中位于板体9的背面中部固定安装有柱状的飞行控制器6，飞行控制器6两边侧固定开设有卡槽，卡槽的表面卡接有蓄电池5，飞行控制器6的正表面竖直固定安装有若干个空心杯电机2，若干个空心杯电机2的输出端转动连接有螺旋桨3，其中该螺旋桨3为三叶式，两个蓄电池5的两正表面边侧均固定安装有立板，立板的端头表面固定安装有防护罩4，防护罩4外形呈拱形，由若干根条状塑料条成，飞行控制器6的内部固定安装有PCB板14，PCB板14的表面分别锡焊有电子调速器15、GPS芯片17、主控MCU16、地磁感应器、气压传感器、超声波传感器以及远程指令接收模块，PCB板14的中部固定锡焊有主控MCU16，位于主控MCU16的底部通过针脚锡焊电路分别并排锡焊有电子调速器15和GPS芯片17，且GPS芯片17的正底部还通过锡焊电路并排锡焊有地磁感应器18、气压传感器、超声波传感器，超声波传感器的底部连接有远程指令接收模块，远程指令接收模块与外部设有的天线8信号连接。

优选的，板体9的侧壁底部表面固定安装有视频传输器11，视频传输器11包括信号处理机和接收处理组件构成，其中接收处理组件内置在地面控制器内部，视频传输器11的表面固定安装有摄像头10，摄像头10的与信号处理机电性控制连接，在日常使用过程中所采用的视频传输器11、信号处理机控制摄像头10所录制的高空拍摄视频，经由此信号处理机处理后解码再由此发送给地面控制单元，再由地面控制单元内部的同样接收处理组件进行解码实现播放，但受制与传输协议及赫兹解码影响，得到的视频清晰度和延迟度不一样。

优选的，板体9的底端中部固定安装有连接杆13，连接杆13的底部螺纹穿插连接有药品盛装箱1，药品盛装箱1侧面开设有开槽，且位于开槽的外壁铰接有药品放置舱门12，通过采用连接杆13与药品盛装箱1螺纹连接的方式，便于使用人员将药品盛装箱1的顶端与其连接杆13底部进行螺纹安装连接，另外从开槽内放入的药品进行盛装后便于无人机进行运输携带，以便在遭受疫情的地区可以担任药品运输的任务。

优选的，板体9的顶部边侧固定安装有方向调整旋翼7，方向调整旋翼7的底部通转动连接有牵引电机，通过利用牵引电机控制方向调整旋翼7的上下转动，在实际飞行测试过程中实现该飞行器的左右方向调整。

优选的，空心杯电机2、牵引电机均与电子调速器15电性连接，信号处理机、接收处理组件、电子调速器15、GPS芯片17、主控MCU16、地磁感应器18、气压传感器和超声波传感器均与主控MCU16电性连接，主控MCU16和PCB板14与远程指令接收模块电性控制连接，远程指令接收模块与地面控制端无线连接，主控MCU16和PCB板14与蓄电池5电性连接，主控MCU16控制电子调速器15，电子调速器15控制空心杯电机2输出端的转速，转动的速度大小可实现该飞行器的飞行高度，牵引电机控制方向调整旋翼7的转动朝向，在飞行的过程中实现飞行朝向的调整，另外所有的辅助飞行过程中的定位信息电磁螺旋的飞行稳定性及气压信息均由各自的GPS芯片17、主控MCU16、地磁感应器、气压传感器、超声波传感器进行读取，发送单元发送至地面控制端实现控制及视频处理。

工作原理：具体安装时，使用人员取下药品盛装箱1只需转动拧下即可与连接杆13断开连接，然后根据需要打开药品放置槽，将药品放入进药品盛装箱1内再盖上螺纹复位即可，在日常使用过程中，使用人员将蓄电池5充满电，将该飞行器放置在地面上，使用者操作控制终端，由飞行控制器6内部的远程指令接收模块接收到指令数集后，主控MCU16(型号SN8P1929)控制电子调速器15将若干个空心杯电机2(型号BLDC XBD2232)通电转动，由此三叶式的螺旋桨3(型号Dji Phantom 4proV2.0)转动，实现气压流，空心杯电机2的输出转速，地面使用者可继续加压，转速更快，飞行器逐渐上升，此时高空中的一系列气压、稳流信息，可通过地磁感应器(型号MAGENE Gemini)、气压传感器(型号GY-68 BMP180)和超声波传感器(型号：PA18CSD04NASA)进行检测，检测得到的结果再经过远程指令接收模块(型号：RFM110)从此处发送给地面终端，另外飞行过程中的方向前进方向可控制牵引电机调整方向调整旋翼7进行，利用飞行控制器6将其进行调整，调整过程中的方向调整旋翼7实现气流变化，防护罩4内部的螺旋桨3产生的旋转气流由方向调整旋翼7转动变化当中实现周围涡流气体由前向下实现抬升，由四周转向侧面实现转向的过程，到此方向实现控制，在此过程中飞行过程模仿枫树种子在高空中的强力受风面，从而减少动力的损耗，在飞行器飞行的过程中启动的摄像头10(型号M2摄像机)观察到飞行时的空中情况，再将拍摄的视频信息由内部的视频传输器11进行解码传输，通过信号处理机控制摄像头10所录制的高空拍摄视频，经由此信号处理机处理后解码再由此发送给地面控制单元，再由地面控制单元内部的同样接收处理组件进行解码实现播放，使用者可在远处能够看到飞行器的实际飞行情况，当飞行到指定地点后，使用人员可关闭，动力输出，此时飞行器可模拟枫树种子的下落重心实现板体9，下落至地面上，再下落的过程中可再将空心杯电机2加电输出，在落入到地面上，从而完成传染疫区的药品或物件的投递任务，在日常使用过程中，相比较于现有双翼滑翔机，该仿生种子飞行器结构更简单，容易制作，因而成本制作低，易于量产，相比较于现在的双翼滑翔机，其飞行方式是旋转缓慢落地，即是撞击了障碍物，其会由于自动重新调整，继续旋转飞行降落，因此稳定性高。

本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自旋转单翼种子飞行器，包括板体(9)，其特征在于，所述板体(9)外形呈椭圆形的叶片状，其中位于板体(9)的背面中部固定安装有柱状的飞行控制器(6)，所述飞行控制器(6)两边侧固定开设有卡槽，所述卡槽的表面卡接有蓄电池(5)，所述飞行控制器(6)的正表面竖直固定安装有若干个空心杯电机(2)，若干个所述空心杯电机(2)的输出端转动连接有螺旋桨(3)，其中该螺旋桨(3)为三叶式，两个所述蓄电池(5)的两正表面边侧均固定安装有立板，所述立板的端头表面固定安装有防护罩(4)，所述防护罩(4)外形呈拱形，由若干根条状塑料条成，所述飞行控制器(6)的内部固定安装有PCB板(14)，所述PCB板(14)的表面分别锡焊有电子调速器(15)、GPS芯片(17)、主控MCU(16)、地磁感应器、气压传感器、超声波传感器以及远程指令接收模块，所述PCB板(14)的中部固定锡焊有主控MCU(16)，位于主控MCU(16)的底部通过针脚锡焊电路分别并排锡焊有电子调速器(15)和GPS芯片(17)，且GPS芯片(17)的正底部还通过锡焊电路并排锡焊有地磁感应器(18)、气压传感器、超声波传感器，所述超声波传感器的底部连接有远程指令接收模块，所述远程指令接收模块与外部设有的天线(8)信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种自旋转单翼种子飞行器，其特征在于：所述板体(9)的侧壁底部表面固定安装有视频传输器(11)，所述视频传输器(11)包括信号处理机和接收处理组件构成，其中接收处理组件内置在地面控制器内部，所述视频传输器(11)的表面固定安装有摄像头(10)，所述摄像头(10)的与信号处理机电性控制连接。

3.根据权利要求1所述的一种自旋转单翼种子飞行器，其特征在于：所述板体(9)的底端中部固定安装有连接杆(13)，所述连接杆(13)的底部螺纹穿插连接有药品盛装箱(1)，所述药品盛装箱(1)侧面开设有开槽，且位于开槽的外壁铰接有药品放置舱门(12)。

4.根据权利要求1所述的一种自旋转单翼种子飞行器，其特征在于：所述板体(9)的顶部边侧固定安装有方向调整旋翼(7)，所述方向调整旋翼(7)的底部通转动连接有牵引电机。

5.根据权利要求4所述的一种自旋转单翼种子飞行器，其特征在于：所述空心杯电机(2)、牵引电机均与电子调速器(15)电性连接，所述信号处理机、接收处理组件、电子调速器(15)、GPS芯片(17)、主控MCU(16)、地磁感应器(18)、气压传感器和超声波传感器均与主控MCU(16)电性连接，所述主控MCU(16)和PCB板(14)与远程指令接收模块电性控制连接，所述远程指令接收模块与地面控制端无线连接，所述主控MCU(16)和PCB板(14)与蓄电池(5)电性连接。

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