CN111776238A - 一种教学用的无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种教学用的无人机，涉及无人机技术领域。本发明包括无人机与停机坪，停机坪包括停机坪A和停机坪B，停机坪A和停机坪B之间通过两个铰链转动连接，停机坪A顶面内嵌有计时模组，无人机包括无人机主体，无人机主体两侧均固定连接有两个机臂，机臂一端固定连接有电机，电机输出轴一端固定连接有扇叶，本发明通过在摄像机构底部安装摄像装置，方便摄像装还在采集图像信息进行定位，方便无人机识别学员操控降落地点的准确性，可以提高学员飞行测试结果的准确性，通过在停机坪中安装计时模组，在无人机底部安装检测装置，可以实现测试信息的自动采集，飞行完成即可计算出测试结果，提高了测试的速度与效率。

Description

一种教学用的无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种教学用的无人机。

背景技术

无人驾驶飞机无人机，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，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合从事肮脏或危险的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用，军用方面，无人机分为侦察机和靶机；民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用。

因无人机需要在不同领域从事飞行工作，所以无人机需要适应不同的作业环境，同样无人机远程操作人员同样需要具备专业的飞行能力水平，因此需要对无人机操作人员进行操作训练，包括无人机的起飞、飞行避障、姿态稳定以及降落准确性等项目；现有的无人机学员在进行训练时需要额外的设施完成测试工作，并且测试过程中需要人工介入，一方面容易导致检测速度慢，另一方面会导致测试数据准确性降低，使得无人机训练所得分数可行度下降，因此一种可以自动完成测试工作的教学用的无人机是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种教学用的无人机，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种教学用的无人机，包括无人机与停机坪，所述停机坪包括停机坪A和停机坪B，所述停机坪A和停机坪B之间通过两个铰链转动连接，所述停机坪A顶面内嵌有计时模组；

所述无人机包括无人机主体，所述无人机主体两侧均固定连接有两个机臂，所述机臂一端固定连接有电机，所述电机输出轴一端固定连接有扇叶，两个所述机臂底面均固定连接有支架，所述无人机主体底面固定连接有检测装置，所述无人机主体底面固定连接有摄像机构。

进一步地，所述停机坪B内部固定连接有配重块，所述停机坪B顶面固定连接有盖板，所述停机坪B内部固定连接有磁铁片，所述停机坪B顶面固定连接有外壳，所述停机坪A背面固定连接有两个魔术贴勾面，所述停机坪B背面固定连接有两个与魔术贴勾面相适配的魔术贴毛面。

进一步地，所述摄像结构包括金属板，所述金属板顶面通过螺丝固定于无人机主体底面，所述金属板底面固定连接有第一L形支架，所述第一L形支架一侧固定连接有第一转轴，所述第一L形支架一侧通过第一转轴转动连接有连接片。

进一步地，所述连接片内壁固定连接有第二转轴，所述连接片侧壁通过第二转轴转动连接有第二L形支架，所述第二L形支架顶面固定连接有摄像装置，所述摄像装置底部镜头贯穿第二L形支架并且延伸至第二L形支架底面。

进一步地，所述计时模组包括模组底座，所述模组底座内嵌于停机坪A内部，所述模组底座内壁两侧分别固定连接有左旋扭簧与右旋扭簧，所述模组底座内壁两侧通过左旋扭簧与右旋扭簧转动连接有数显盖板，所述数显盖板表面固定连接有视窗片。

进一步地，所述数显盖板内部固定连接有数显板，所述数显盖板侧壁固定连接有安装板，所述安装板内嵌有超声波模组，所述数显盖板内部固定连接有电池，所述数显板位于视窗片下方。

进一步地，所述数显板侧壁底部固定连接有数显板微动开关，所述数显板侧壁顶部固定连接有USB充电口，所述USB充电口一端贯穿数显盖板并且延伸至数显盖板外部。

进一步地，所述检测装置内部分别固定连接有通讯模块、处理器和陀螺仪，所述通讯模块输出端通过电线与处理器电性连接，所述陀螺仪输出端通过电线与处理器输入端电性连接。

本发明具有以下有益效果：

1、该教学用的无人机，通过在摄像机构底部安装摄像装置，使得摄像装置可以利用自身重力始终保持镜头竖直向下，方便摄像装还在采集图像信息，利用机器视觉算法进行定位，方便无人机识别学员操控降落地点的准确性，与现有技术相比，可以提高学员飞行测试结果的准确性。

2、该教学用的无人机，通过在停机坪中安装计时模组，在无人机底部安装检测装置，可以对无人机飞行姿态、测试耗时和降落地点信息进行实时采集，与现有人工加设施采集相比，可以实现测试信息的自动采集，飞行完成即可计算出测试结果，提高了测试的速度与效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明停机坪的结构示意图；

图2为图1收纳时的结构示意图；

图3为图1的爆炸示意图；

图4为计时模组的结构示意图；

图5为图4的爆炸示意图；

图6为计时模组展开时的结构示意图；

图7为无人机主体的结构示意图；

图8为图7相对侧的结构示意图；

图9为摄像机构的结构示意图；

图10为本发明的电路连接框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

图中：1-停机坪A，2-停机坪B，3-铰链，4-计时模组，5-盖板，6-配重块，7-外壳，8-磁铁片，9-魔术贴勾面，10-魔术贴毛面，11-无人机主体，12-机臂，13-电机，14-扇叶，15-支架，16-检测装置，17-金属板，18-第一L形支架，19-第一转轴，20-连接片，21-第二转轴，22-第二L形支架，23-摄像装置，41-模组底座，42-数显翻盖，43-安装板，44-视窗片，45-左旋扭簧，46-右旋扭簧，47-数显板，48-超声波模组，49-电池，471-数显板微动开关，472-USB充电口。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种教学用的无人机，包括无人机与停机坪，停机坪包括停机坪A 1和停机坪B 2，停机坪A 1和停机坪B 2之间通过两个铰链3转动连接，停机坪A 1顶面内嵌有计时模组4；计时模组4用于采集学员操控无人机完成测试项目所耗时间，计时模组4所得信息通过通讯模块传输至无人机中。

无人机包括无人机主体11，无人机主体11两侧均固定连接有两个机臂12，机臂12一端固定连接有电机13，电机13输出轴一端固定连接有扇叶14，两个机臂12底面均固定连接有支架15，无人机主体11底面固定连接有检测装置16，无人机主体11底面固定连接有摄像机构。

其中，停机坪B 2内部固定连接有配重块6，停机坪B 2顶面固定连接有盖板5，停机坪B 2内部固定连接有磁铁片8，停机坪B 2顶面固定连接有外壳7，停机坪A 1背面固定连接有两个魔术贴勾面9，停机坪B 2背面固定连接有两个与魔术贴勾面9相适配的魔术贴毛面10，通过魔术贴勾面9与魔术贴毛面10连接固定，可以实现停机坪保持展开结构。

其中，摄像结构包括金属板17，金属板17顶面通过螺丝固定于无人机主体11底面，金属板17底面固定连接有第一L形支架18，第一L形支架18一侧固定连接有第一转轴19，第一L形支架18一侧通过第一转轴19转动连接有连接片20，连接片20内壁固定连接有第二转轴21，连接片20侧壁通过第二转轴21转动连接有第二L形支架22，第二L形支架22顶面固定连接有OV2640型号摄像装置23，摄像装置23底部镜头贯穿第二L形支架22并且延伸至第二L形支架22底面；通过第一转轴19与第二转轴21的相互配合，使得摄像装置23利用自身重力时刻保持镜头竖直向下，便于镜头采集停机坪上“H”图案信息，方便进行定位。

其中，计时模组4内置CD4541BE型号计时芯片和A7139-5型号通讯模块，计时模组4包括模组底座41，模组底座41内嵌于停机坪A 1内部，模组底座41内壁两侧分别固定连接有左旋扭簧45与右旋扭簧46，左旋扭簧45与右旋扭簧46可以保障数显盖板42可以自动旋转抬起，通过旋转盖板42一侧的固定扣固定于模组底座41内部，模组底座41内壁两侧通过左旋扭簧45与右旋扭簧46转动连接有数显盖板42，数显盖板42表面固定连接有视窗片44，视窗片44用于保护数显板47；数显盖板42内部固定连接有SP410251N/21型号数显板47，数显盖板42侧壁固定连接有安装板43，安装板43内嵌有GU1007C-40T型号超声波模组48，数显盖板42内部固定连接有电池49，电池49用于整个计时模组4的供电，数显板47位于视窗片44下方；超声波模组48用于识别无人机是否起飞或者降落。

其中，数显板47侧壁底部固定连接有数显板微动开关471，数显板47侧壁顶部固定连接有USB充电口472，USB充电口472一端贯穿数显盖板42并且延伸至数显盖板42外部，数显板微动开关471可以打开或关闭数显板47，USB充电口472用于给电池49提供电能。

其中，检测装置16内部分别固定连接有A7139-5型号通讯模块、TMS320C6657CZHA型号处理器和MPU-6050型号陀螺仪，通讯模块输出端通过电线与处理器电性连接，陀螺仪输出端通过电线与处理器输入端电性连接。

本实施例的具体应用为：将停机坪展开，将两个魔术贴勾面9与魔术贴毛面10连接固定，如图1所示，手动将数显盖板42抬起，将无人机放置在停机坪上表面，学员用手柄控制无人机起飞，此时，超声波模组48检测到无人机飞离停机坪，计时模组4开始计时，计时时间通过数显板47显示，同时，计时模组4将计时信息实时传输至检测装置16的通讯模块中，通讯模块将时间信息传输至处理器中，无人机在飞行过程中，检测装置16中的陀螺仪实时采集无人机的姿态信息，并将采集的姿态信息传输至处理器中，当无人机飞行训练完成后，学院利用手柄控制无人机返回值停机坪，连接片20通过第一转轴19与第一L形支架18保持前后转动，第二L形支架22通过第二转轴21与连接片20保持左右转动，无人机在降落的过程中，摄像装置23利用自身重力使得镜头始终保持竖直向下，摄像装置23采集图像信息传输至处理器中，处理器通过SIFT算法识别停机坪上“H”的位置，当无人机在停机坪上着陆停稳为测试结束，处理器根据学员所用时间、飞行姿态稳定性以及停落的准确性进行综合打分，完成学员无人机飞行测试。

需要说明的是，SIFT算法是一种提取局部特征的算法，在尺度空间寻找极值点，提取位置，尺度，旋转不变量，来实现机器视觉。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种教学用的无人机，其特征在于：包括无人机与停机坪，所述停机坪包括停机坪A（1）和停机坪B（2），所述停机坪A（1）和停机坪B（2）之间通过两个铰链（3）转动连接，所述停机坪A（1）顶面内嵌有计时模组（4）；

所述无人机包括无人机主体（11），所述无人机主体（11）两侧均固定连接有两个机臂（12），所述机臂（12）一端固定连接有电机（13），所述电机（13）输出轴一端固定连接有扇叶（14），两个所述机臂（12）底面均固定连接有支架（15），所述无人机主体（11）底面固定连接有检测装置（16），所述无人机主体（11）底面固定连接有摄像机构。

2.根据权利要求1所述的一种教学用的无人机，其特征在于，所述停机坪B（2）内部固定连接有配重块（6），所述停机坪B（2）顶面固定连接有盖板（5），所述停机坪B（2）内部固定连接有磁铁片（8），所述停机坪B（2）顶面固定连接有外壳（7），所述停机坪A（1）背面固定连接有两个魔术贴勾面（9），所述停机坪B（2）背面固定连接有两个与魔术贴勾面（9）相适配的魔术贴毛面（10）。

3.根据权利要求1所述的一种教学用的无人机，其特征在于，所述摄像结构包括金属板（17），所述金属板（17）顶面通过螺丝固定于无人机主体（11）底面，所述金属板（17）底面固定连接有第一L形支架（18），所述第一L形支架（18）一侧固定连接有第一转轴（19），所述第一L形支架（18）一侧通过第一转轴（19）转动连接有连接片（20）。

4.根据权利要求3所述的一种教学用的无人机，其特征在于，所述连接片（20）内壁固定连接有第二转轴（21），所述连接片（20）侧壁通过第二转轴（21）转动连接有第二L形支架（22），所述第二L形支架（22）顶面固定连接有摄像装置（23），所述摄像装置（23）底部镜头贯穿第二L形支架（22）并且延伸至第二L形支架（22）底面。

5.根据权利要求1所述的一种教学用的无人机，其特征在于，所述计时模组（4）包括模组底座（41），所述模组底座（41）内嵌于停机坪A（1）内部，所述模组底座（41）内壁两侧分别固定连接有左旋扭簧（45）与右旋扭簧（46），所述模组底座（41）内壁两侧通过左旋扭簧（45）与右旋扭簧（46）转动连接有数显盖板（42），所述数显盖板（42）表面固定连接有视窗片（44）。

6.根据权利要求5所述的一种教学用的无人机，其特征在于，所述数显盖板（42）内部固定连接有数显板（47），所述数显盖板（42）侧壁固定连接有安装板（43），所述安装板（43）内嵌有超声波模组（48），所述数显盖板（42）内部固定连接有电池（49），所述数显板（47）位于视窗片（44）下方。

7.根据权利要求6所述的一种教学用的无人机，其特征在于，所述数显板（47）侧壁底部固定连接有数显板微动开关（471），所述数显板（47）侧壁顶部固定连接有USB充电口（472），所述USB充电口（472）一端贯穿数显盖板（42）并且延伸至数显盖板（42）外部。

8.根据权利要求1所述的一种教学用的无人机，其特征在于，所述检测装置（16）内部分别固定连接有通讯模块、处理器和陀螺仪，所述通讯模块输出端通过电线与处理器电性连接，所述陀螺仪输出端通过电线与处理器输入端电性连接。

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