CN112373691A - 使用氦气气囊的室内无人机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种使用氦气气囊的室内无人机，它有机架、螺旋桨和电机，机架是一个半球兜状体，兜状体的赤道圈上均布有螺旋桨保护罩，螺旋桨及其电机安装在螺旋桨保护罩内，兜状体的底部安装航拍器或吊舱，兜状体与氦气气囊连接固定，兜状体内还装有飞行控制系统模块和电池，螺旋桨电机与飞行控制系统模块间有电连接，螺旋桨保护圈为圆筒圈，常态下轴心线垂直于地面，螺旋桨的机座为一个星形固定在圆筒圈内壁，轴孔开在轴心线处，机架与氦气气囊间的固定可以用网罩罩在氦气气囊上周边系于机架赤道圈上，或者用胶带粘结于机架上。本发明能够在室内灵活机动地飞行，满足室内各种活动的需要，而且续航时间长，安全性能高。

Description

使用氦气气囊的室内无人机

技术领域

本发明涉及一种小型无人机，特别是一种使用氦气气囊的室内无人机。

背景技术

无人机分类主要分为两大类，固定翼无人机和多旋翼无人机。迄今为止，无人机技术已经较为成熟，各种类型的无人机如雨后春笋层出不穷，进行航拍作业，一般使用多旋翼无人机。多旋翼无人机多用于户外，可以在大型室内空间使用的多旋翼无人机始终趋于空白，一直没有成熟的产品。目前能在大型室内空间使用的无人机只有固定翼无人机中用于特技表演的3D机，这类固定翼无人机的动力强劲，襟翼和副翼占比大，转向灵活，能够进行快速大角度机动，做到其它普通无人机无法做到的高难度动作，不过该类固定翼无人机主要用于特技表演，观赏性较强。在多旋翼无人机方面，目前还没有一款技术成熟可以在室内使用的多旋翼无人机。随着社会的发展，在礼堂或者大型半封闭空间内举办的活动越来越多，人们需要可以在大型室内空间使用的多功能无人机，用于现场活动的拍摄，或抛洒花瓣或者小礼品等，以营造活动的气氛，或者为主持人递送演讲稿等。但是这样的室内无人机目前还存在许多缺点和不足，不能令人满意。

例如，普通的四旋翼无人机，其机架是一个十字形，四个旋翼位于十字架的四个端点处，虽然飞行平稳，对操作者技术水平要求低，可以进行航拍作业，但多旋翼无人机的续航时间一直以来都是短板，多旋翼无人机的续航时间没有固定翼无人机的续航时间长，在工作时需要频繁更换航拍电池，且在室内使用时存在噪音大和螺旋桨安全性问题，存在较大的安全隐患，安全性不高，在室内空间难以使用。

如上所述，用于特技表演的固定翼3D机灵活度很高，机动性很强，相对于多旋翼无人机，固定翼无人机的续航时间长，对操作者的技术要求很高，且由于机型自身的原因，容易做高难度特技表演，但是稳定性低，不适合用于航拍作业，特别是室内航拍等。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题提出一种新的使用氦气气囊的室内无人机，使其能够在室内灵活机动地飞行，满足室内各类活动航拍、抛洒等动作的需要，而且续航时间长，安全性能高，结构紧凑，以此克服现有技术的不足。

本发明提出的这种使用氦气气囊的室内无人机，它有机架、螺旋桨和电机，其特征在于机架是一个半球兜状体，兜状体的赤道圈上均布有螺旋桨保护罩，螺旋桨及其电机安装在螺旋桨保护罩内，兜状体的底部安装航拍器或吊舱，兜状体与氦气气囊连接固定，兜状体内还装有飞行控制系统模块和电池，螺旋桨电机与飞行控制系统模块间有电连接。

所述螺旋桨保护圈为圆筒圈，常态下轴心线垂直于地面，螺旋桨的机座为一个星形固定在圆筒圈内壁，轴孔开在轴心线处。

所述机架与氦气气囊间的固定可以用网罩罩在氦气气囊上周边系于机架赤道圈上，或者用胶带粘结于机架上。

所述机架的半球兜状体的经线条呈十字交叉条，线经交点处有航拍或吊舱的安装孔。

半球兜状体可以有纬线条，以增加机架强度。

机架可以用塑料3D打印而成，或者用轻质金属材料制作而成。

所述吊舱的舱底由两块铰接在舱壁上的活动板构成，活动板由摇臂连杆机构驱动开闭，摇臂连杆机构由舵机带动，舵机与飞行控制系统模块间有电连接，吊舱顶板上有与机架连接的安装孔。

所述螺旋桨电机为空心杯无刷电机。

所述航拍器上装有摄影摄像设备并受飞行控制系统的控制。

本发明的工作原理如下：

需要室内航拍时，将航拍器装在机架底部，通过遥控器控制无人机进行航拍，需要在室内抛洒小礼品、花瓣等物时，将航拍器更换成吊舱，舱内装小礼品和花瓣等物，用遥控器控制进行。

本发明采用氦气气囊与机架连接，使得气囊的浮力减轻了螺旋桨为克服重力而输出的动力消耗，因而延长了无人机的整体续航时间，在机架上设置螺旋桨保护圈，将螺旋桨安装在保护圈内，避免了螺旋桨碰到障碍物损坏的可能，因而更安全，结构更紧凑。

总之，本发明能够在室内灵活机动地飞行，满足室内各种活动的需要，而且续航时间长，安全性能高。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的立体图。

图3是航拍器立体图。

图4是吊舱立体图之一。

图5是吊舱立体图之二。

图6是机架立体图。

图7是空心杯电机主视图。

图8是本发明的工作流程示意框图。

图1-8中，各零部件的标号如下：

1-机架； 2-氦气气囊；3-螺旋桨保护罩；4-螺旋桨；5-电机；6-航拍器；7-吊舱；8-舵机；9-连杆甲；10-连接头；11-连杆乙；12-活动板；13-铰链；101-赤道圈；102-经线条；201-螺旋桨机座。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

如图1-8所示。航拍器6也称航拍模块，航拍模块是使用氦气气囊2的室内航拍无人机实现航拍功能的集成体，通过使用航拍模块来进行航拍作业，航拍模块由三轴自稳云台和运动相机组成。该模块可以市场上订购。

吊舱6是一个箱体结构，其顶板上有与航拍器一样的安装孔，以便与航拍器切换时方便与机架1安装。底板由两块活动板12组成并用铰链13安装在壁板上，活动板由遥臂连杆机构驱动开闭。所述遥臂连杆机构由连杆甲9、两个连杆乙11、连接头10和遥臂等机件组成。连杆甲有滑槽套在固定于壁上的定齿上滑动，遥臂连接着连杆甲和舵机8。舵机安装在箱壁上。连杆乙连接着两块活动板。

如上所述，机架是一个半球兜状体，其由赤道圈101和经线条102构成。经线条的疏密度根据无人机的大小等要求确定，本例为两条垂直相交的经线条。当机架较大时可以增设纬线条与经线交织，以增加机架强度。

螺旋桨保护圈3为多个，均匀分布在赤道圈上与赤道圈做成一体。本例的螺旋桨保护圈为四个，每一个保护圈内均有螺旋桨机座201，该机座为星形结构，三支脚固定在保护圈环壁上，螺旋桨的轴孔开在机座中央处与保护圈的轴心线重合。机架可以用塑料3D打印而成，也可以用轻质金属材料制作。

氦气气囊2可以从市场上订购，内部充满氦气。

安装于机架上的飞行控制系统模块以及与各电机间的连接布线做好后再把气囊与机架连接起来，连接的方式有网兜罩在气囊顶上周边系在机架赤道圈上，还可以用胶带粘结起来等。

未提及的零部件及标号如上所述。

本发明这种氦气气囊的室内无人机主要用于大型室内空间的活动航拍，在使用时，先对无人机整体进行检查，检查无人机气囊是否破损，无人机各部分之间的连接是否紧固，无人机螺旋桨是否破损等，在检查无误的情况下，对无人机通电，通电之后通过调参软件对航拍模块进行校准和调平，检查航拍模块的工作是否正常，航拍模块工作正常即可起飞进行航拍作业。使用氦气气囊的室内无人机工作的具体流程如10图所示。

Claims (9)

1.一种使用氦气气囊的室内无人机，它有机架、螺旋桨和电机，其特征在于机架是一个半球兜状体，兜状体的赤道圈上均布有螺旋桨保护罩，螺旋桨及其电机安装在螺旋桨保护罩内，兜状体的底部安装航拍器或吊舱，兜状体与氦气气囊连接固定，兜状体内还装有飞行控制系统模块和电池，螺旋桨电机与飞行控制系统模块间有电连接。

2.根据权利要求1所述使用氦气气囊的室内无人机，其特征在于螺旋桨保护圈为圆筒圈，常态下轴心线垂直于地面，螺旋桨的机座为一个星形固定在圆筒圈内壁，轴孔开在轴心线处。

3.根据权利要求1所述使用氦气气囊的室内无人机，其特征在于机架与氦气气囊间的固定用网罩罩在氦气气囊上周边系于机架赤道圈上，或者用胶带粘结于机架上。

4.根据权利要求1所述使用氦气气囊的室内无人机，其特征在于机架的半球兜状体的经线条呈十字交叉条，线经交点处有航拍或吊舱的安装孔。

5.根据权利要求1或4所述使用氦气气囊的室内无人机，其特征在于半球兜状体有纬线条，以增加机架强度。

6.根据权利要求1或4所述使用氦气气囊的室内无人机，其特征在于机架用塑料3D打印而成，或者用轻质金属材料制作而成。

7.根据权利要求1所述使用氦气气囊的室内无人机，其特征在于吊舱的舱底由两块铰接在舱壁上的活动板构成，活动板由摇臂连杆机构驱动开闭，摇臂连杆机构由舵机带动，舵机与飞行控制系统模块间有电连接，吊舱顶板上有与机架连接的安装孔。

8.根据权利要求1所述使用氦气气囊的室内无人机，其特征在于螺旋桨电机为空心杯无刷电机。

9.根据权利要求1所述使用氦气气囊的室内无人机，其特征在于航拍器上装有摄影摄像设备并受飞行控制系统的控制。

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