CN113401330A - 一种可折叠微型旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可折叠微型旋翼无人机，包括：机体、折叠翼组件、配重机构和中控处理器。本发明通过采用柱状的机身，能够将机体的中心汇聚至单点，利用无人机细长状结构调节姿态及维持姿态，减小了旋翼调节姿态的压力，并使无人机侧翻的几率大大减小，从而有效避免了使用扁平状机身导致的机体重心不稳的情况发生，同时，通过在机体内设置能够竖直移动的配重块，可以有效调节无人机内重心的位置，在有效提高针对无人机的操控性的同时，进一步增加了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

Description

一种可折叠微型旋翼无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种可折叠微型旋翼无人机。

背景技术

飞行技术和无线遥控技术的快速发展极大的促进了无人机技术的进步，早期无人机多采用燃料作为动力源，这种无人机飞行速度快、技术难度大且多应用于军事领域，随着现代电子技术的飞速发展，利用电子调速器、无刷电机亦可为小型无人机提供充足的动力，以电机作为动力源的无人机结构简单、操作方便，更适合普通消费者使用，因此适合大众群体的消费级无人机涌入市场。

目前消费级无人机主要分为两大类：固定翼无人机和折叠翼无人机，前者结构简单、安装简便、整体性能非常稳定，在一般性价比高的无人机产品中使用这种结构，同时在一些飞行器研究的团队中也在使用该结构。后者在拥有和前者相同功能的基础上，结构更为复杂、调校难度更大，一般在高端市场、有研发需求及空间限制的场景下使用。

近年来，无人机集群表演成为新趋势，然而，目前参与集群表演的无人机多采用固定翼无人机，操作人员需要开阔场地、大量的时间进行无人机表演前的部署工作，无人机表演后的回收工作量也非常大，因此需要一种携带方便、部署简单、占用收纳空间小的无人机以改善这种部署状态。通过使用用于大规模部署的微型折叠旋翼无人机，能够解决无人机大规模部署以及无人机集群表演中的准备工作时间长、开阔场地需求高、回收工作量大等一系列问题，但是折叠旋翼无人机在飞行过程中易受到外界环形影响而无法维持机体的稳定，从而导致折叠旋翼无人机飞行过程中稳定性差。

发明内容

为此，本发明提供一种可折叠微型旋翼无人机，用以克服现有技术中折叠旋翼无人机飞行稳定性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种可折叠微型旋翼无人机，包括：

机体，其为一柱状外壳，在机体内设有通信装置和电池，在机体内部底端设有摄像装置，在机体外壁上设有滑轨；

折叠翼组件，其设置在所述机体外部并与机体相连，通过伞状结构实现对机翼的折叠收纳；在所述折叠翼组件上设有多个电机，在各电机上均设有旋翼；

配重机构，其设置在所述机体内部，包括能够沿机体内壁垂直移动的配重块，当所述无人机飞行时，通过调节配重块与所述摄像装置之间的距离以调节无人机的重心的位置；

中控处理器，其为一plc控制器，中控处理器位于所述机体内部并分别与所述摄像装置、各所述电机以及所述配种机构相连，用以在无人机飞行过程中判定机体是否发生偏移并在机体发生偏移时使机体迅速恢复至稳定状态；

所述中控处理器中设有预设图像偏移速率V0，当所述无人机飞行时，所述摄像装置周期性采集图像信息或持续录制视频信息并将采集到的图像信息或视频信息分别发送至所述通信装置和中控处理器，若所述中控处理器判定图像或视频中的特征点出现倾斜或偏移，中控处理器计算图像或视频中的特征点在单位时间t0内的倾斜速率或偏移速率并将求得的倾斜速率或偏移速率记为V，计算完成后，中控处理器将V与V0进行比对，若V＞V0，中控处理器判定无人机受到外力干扰且机体发生倾斜，中控处理器计算偏移速率差值△V，设定△V＝V-V0，计算完成后，中控处理器根据△V的具体数值调节对应的旋翼的转速以使无人机恢复稳定，若调节后中控处理器判定无人机仍无法恢复稳定，中控处理器调节所述配重块与所述摄像装置的距离以使无人机恢复稳定。

进一步地，当所述中控处理器判定无人机受到外力干扰且机体发生倾斜时，中控处理器将求得的所述偏移速率差值△V与对应的预设偏移速率差值进行比对、根据比对结果判定无人机的倾斜程度并选取对应的调节系数调节与无人机倾斜方向最近的旋翼的转速；

所述中控处理器中设有第一预设偏移速率差值△V1、第二预设偏移速率差值△V2、第一预设转速调节系数α1、第二预设转速调节系数α2和第三预设转速调节系数α3，其中，△V1＜△V2，1＜α1＜α2＜α3＜1.5；

当△V≤△V1时，所述中控处理器判定无人机所处状态为轻度倾斜，中控处理器使用α1调节对应的旋翼的转速；

当△V1＜△V≤△V2时，所述中控处理器判定无人机所处状态为中度倾斜，中控处理器使用α2调节对应的旋翼的转速；

当△V＞△V2时，所述中控处理器判定无人机所处状态为重度倾斜，中控处理器使用α3调节对应的旋翼的转速并减少所述配重块与所述摄像装置的距离；

当所述中控处理器选用αi调节对应的旋翼的转速时，设定i＝1，2，3，调节后的旋翼的转速记为W’，设定W’＝W×αi，其中，W为旋翼的初始转速；当所述中控处理器判定无人机所处状态为重度倾斜并减少所述配重块与所述摄像装置的距离时，中控处理器将配重块的移动距离设置为D0/2，其中，D0为配重块与摄像装置的初始距离。

进一步地，当所述中控处理器完成对对应部件的工作参数的调节时，中控处理器控制所述摄像装置采集图像并将图像中的特征点与图像或视频中初始特征点的位置进行比对以求得特征点的偏移距离L，求得L后，中控单元将L与预设偏移量L0进行比对，设定L0＝V0×t0，若L＞L0，中控处理器判定无人机仍受到外力干扰且机体发生倾斜，中控处理器重新调节对应的旋翼的转速。

进一步地，所述中控处理器中还设有预设最高转速Wmax，当所述中控处理器需将旋翼的转速调节为W’时，中控处理器将W’与Wmax进行比对，若W’＜Wmax，中控处理器将该旋翼的转速调节为Wmax，若W’≥Wmax，中控处理器将旋翼的转速调节为Wmax并降低与该旋翼对向设置的旋翼的转速；

当所述中控处理器将旋翼的转速调节为Wmax时，中控处理器计算转速差值△W并根据△W的数值将与该旋翼对向设置的旋翼的转速调节至对应值，设定△W＝W’-Wmax；所述中控处理器中还设有第一预设转速差值△W1和第二预设转速差值△W2，其中，△W1＜△W2；

当△W≤△W1时，所述中控处理器使用α1调节对应的旋翼的转速；

当△W1＜△W≤△W2时，所述中控处理器使用α2调节对应的旋翼的转速；

当△W＞△W2时，所述中控处理器使用α3调节对应的旋翼的转速；

当所述中控处理器使用αi调节对应的旋翼的转速时，调节后的旋翼的转速记为W”，设定W”＝W×(2-αi)。

进一步地，所述中控处理器中还设有预设最低转速Wmin，当所述中控处理器需要对所述旋翼的转速调节至W”时，中控处理器将W”与Wmin进行比对,若W”＞Wmin，中控处理器将旋翼的转速调节至W”，若W”≤Wmin，中控处理器将旋翼的转速调节至Wmin并以对应的速率缩短所述配重块与所述摄像装置之间的距离、实时控制所述摄像装置采集图像并将图像中的特征点与图像或视频中初始特征点的位置进行比对以实时检测特征点的偏移距离L。

进一步地，当所述中控处理器判定所述无人机发生倾斜时，中控处理器通过所述摄像装置检测无人机与特征点之间的高度差H并根据对所述偏移速率V或所述配重块的移动速率v进行修正；

所述中控处理器中设有第一预设高度H1、第二预设高度H2、第一预设偏移速率修正系数β1、第二预设偏移速率修正系数β2、第一预设配重块移速修正系数γ1和第二预设配重块移速修正系数γ2，其中，H1＜H2，1.5＜β1＜β2＜1.7，1.5＜γ1＜γ2＜2；

当H≤H1时，中控处理器不对偏移速率V或移动速率v进行修正；

当H1＜H≤H2时，若中控处理器判定无人机是否倾斜，中控处理器使用β1对特征点的偏移速率V进行修正，若中控处理器控制所述配重块向所述摄像装置移动，中控处理器使用γ1对配重块的移动速率v进行修正；

当H＞H2时，若中控处理器判定无人机是否倾斜，中控处理器使用β2对特征点的偏移速率V进行修正，若中控处理器控制所述配重块向所述摄像装置移动，中控处理器使用γ2对配重块的移动速率v进行修正；

当所述中控处理器使用βj对特征点的偏移速率V进行修正时，设定j＝1，2，修正后的偏移速率记为V’，设定V’＝V×βj，修正完成后，中控处理器将V’与V0进行比对以判定无人机是否倾斜；

当所述中控处理器使用γj对配重块的移动速率v进行修正时，修正后的移动速率记为v’，设定v’＝v×γj修正完成后，中控处理器将配重块的移动速率设置为v’。

进一步地，所述折叠翼组件包括：

多个均匀分布在所述机体侧壁的曲柄，各曲柄均能够在与机体侧壁的连接点处沿竖直方向旋转，在各曲柄远离机体的端部分别设有电机且各电机顶部均设有旋翼；

滑环，其套设在所述机体侧壁，滑环位于各所述曲柄下方且滑环与所述滑轨配合以在机体外部沿滑轨方向移动

限位环，包括设置在所述机体外壁并位于所述滑环与所述曲柄之间的第一限位环以及设置在体外壁并位于滑环下方的第二限位环，在滑环与第二限位环之间设有弹簧，弹簧套设在机体外壁，用以对滑环施加竖直向上的弹力；

多个连杆，连杆的数量与所述曲柄的数量相同，各连杆的一端均匀设置在所述滑环外壁上且各连杆均能够在与滑环侧壁的连接点处沿竖直方向旋转，各连杆远离所述滑环的一端分别与对应的曲柄相连，连杆与曲柄的连接点位于所述电机和曲柄与所述机体的连接点之间；

在收纳所述无人机时，移动所述滑环以使滑环与所述第二限位环压缩所述弹簧，滑环带动各所述连杆分别收拢对应的各所述曲柄，当各曲柄分别贴靠在所述机体侧壁且分别与机体的法线平行时，完成对无人机的收纳；

在使用所述无人机时，解除所述滑环与所述第二限位环对所述弹簧的压缩，弹簧对滑环施加竖直向上的弹力，滑环沿机体竖直向上移动并带动各所述连杆移动，各连杆分别将对应的曲柄撑起，当各曲柄分别与所述机体的法线垂直时，无人机处于飞行状态。

进一步地，所述机体内还设有限位装置，其为一限位柱，在所述机体侧壁和滑环侧壁均开设有通孔，用以使限位柱移动至机体外，限位装置与所述第一限位环位于同一高度，用以固定所述滑环；当所述滑环在所述弹簧的弹力作用下移动至所述第一限位环且滑环与第一限位环接触时，所述限位装置启动，限位柱依次穿过机体侧壁和滑环侧壁以将滑环固定在指定位置。

进一步地，所述机体底端设有半球状的防护罩，用以防止所述摄像装置收到损坏。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过采用柱状的机身，能够将机体的中心汇聚至单点，利用无人机细长状结构调节姿态及维持姿态，减小了旋翼调节姿态的压力，并使无人机侧翻的几率大大减小，从而有效避免了使用扁平状机身导致的机体重心不稳的情况发生，同时，通过在机体内设置能够竖直移动的配重块，可以有效调节无人机内重心的位置，在有效提高针对无人机的操控性的同时，进一步增加了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

进一步地，本发明通过设置中控处理器，根据图像或视频中特征点的偏移速率快速而精准地判定无人机是否受到干扰、发生倾斜并在判定发生倾斜时快速将对应的旋翼的转速调节至对应值，能够在无人机机体出现倾斜时快速将无人机恢复至稳定状态，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

进一步地，当中控处理器判定无法通过调节旋翼转速的方式恢复机体的稳定时，中控处理器会调节配重块的位置，本发明通过调节机体的重心位置，能够进一步加强机体自身的稳定性，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

进一步地，当所述中控处理器判定无人机受到外力干扰且机体发生倾斜时，中控处理器将求得的所述偏移速率差值△V与对应的预设偏移速率差值进行比对、根据比对结果判定无人机的倾斜程度并选取对应的调节系数调节与无人机倾斜方向最近的旋翼的转速，本发明通过根据特征点实际偏移速率与预设偏移速率之间的差值精确调节对应旋翼的转速，能够有效避免旋翼转速调节量过大或过小导致的机体反向倾斜或无法恢复稳定的情况发生，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

进一步地，当所述中控处理器完成对对应部件的工作参数的调节时，中控处理器控制所述摄像装置采集图像并将图像中的特征点与图像或视频中初始特征点的位置进行比对以求得特征点的偏移距离L、将L与预设偏移量L0进行比对并根据比对结果判定无人机机体是否恢复稳定，本发明通过使用特征点的偏移量对无人机是否恢复稳定进行验证，并在判定无人机未恢复稳定时重新调节旋翼的转速，能够进一步提高无人机在发生倾斜时恢复稳定的速率，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

进一步地，所述中控处理器中还设有预设最高转速Wmax，若调节后的旋翼的转速W’≥Wmax，中控处理器将旋翼的转速调节为Wmax、计算转速差值△W并根据△W的数值将与该旋翼对向设置的旋翼的转速降低至对应值，本发明通过降低对向设置旋翼的转速以恢复机体的稳定，能够有效避免当单个旋翼转速达到临界值却仍无法将机体恢复稳定的情况发生，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

进一步地，所述中控处理器中还设有预设最低转速Wmin，若调节后的旋翼的转速W”≤Wmin，中控处理器将旋翼的转速调节至Wmin并以对应的速率缩短所述配重块与所述摄像装置之间的距离，本发明通过使用降低配重块的高度替代进一步降低旋翼转速，能够有效避免旋翼转速过低导致的无人机无法维持在指定高度飞行的情况发生，在保证了无人机的飞行效率的同时，进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

进一步地，当所述中控处理器判定所述无人机发生倾斜时，中控处理器通过所述摄像装置检测无人机与特征点之间的高度差H并根据对所述偏移速率V或所述配重块的移动速率v进行修正，本发明通过根据无人机的实际飞行高度对偏移速率V或配重块的移动速率v进行修正，能够有效避免飞行高度对图像中特征点的实际偏移距离产生的影响，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

进一步地，本发明所述折叠翼组件呈伞状结构，无人机在折叠状态下呈细长状占用平面空间小，展开后呈稳定的伞状对称结构，同时采用四旋翼电机为动力，具有占用收纳空间小、飞行状态稳定、输出动力强劲的特点。

进一步地，所述所述机体内还设有限位装置，本发明通过使用限位装置对滑环进行限制，能够将各旋翼固定在指定的位置，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

附图说明

图1为本发明所述可折叠微型旋翼无人机处于收纳状态的结构示意图；

图2为本发明所述可折叠微型旋翼无人机处于飞行状态的结构示意图；

图3为本发明所述机体底部结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图3所示，本发明所述可折叠微型旋翼无人机包括：

机体1，其为一柱状外壳，在机体1内设有通信装置(图中未画出)和电池(图中未画出)，在机体1内部底端设有摄像装置11，在机体1外壁上设有滑轨12；

折叠翼组件2，其设置在所述机体1外部并与机体1相连，通过伞状结构实现对机翼的折叠收纳；在所述折叠翼组件2上设有多个电机211，在各电机211上均设有旋翼212；

配重机构(图中未画出)，其设置在所述机体1内部，包括能够沿机体1内壁垂直移动的配重块(图中未画出)，当所述无人机飞行时，通过调节配重块与所述摄像装置11之间的距离以调节无人机的重心的位置；

中控处理器(图中未画出)，其为一plc控制器，中控处理器位于所述机体1内部并分别与所述摄像装置11、各所述电机211以及所述配种机构相连，用以在无人机飞行过程中判定机体1是否发生偏移并在机体1发生偏移时使机体1迅速恢复至稳定状态；

所述中控处理器中设有预设图像偏移速率V0，当所述无人机飞行时，所述摄像装置11周期性采集图像信息或持续录制视频信息并将采集到的图像信息或视频信息分别发送至所述通信装置和中控处理器，若所述中控处理器判定图像或视频中的特征点出现倾斜或偏移，中控处理器计算图像或视频中的特征点在单位时间t0内的倾斜速率或偏移速率并将求得的倾斜速率或偏移速率记为V，计算完成后，中控处理器将V与V0进行比对，若V＞V0，中控处理器判定无人机受到外力干扰且机体1发生倾斜，中控处理器计算偏移速率差值△V，设定△V＝V-V0，计算完成后，中控处理器根据△V的具体数值调节对应的旋翼212的转速以使无人机恢复稳定，若调节后中控处理器判定无人机仍无法恢复稳定，中控处理器调节所述配重块与所述摄像装置11的距离以使无人机恢复稳定。

本发明通过采用柱状的机身，能够将机体1的中心汇聚至单点，利用无人机细长状结构调节姿态及维持姿态，减小了旋翼212调节姿态的压力，并使无人机侧翻的几率大大减小，从而有效避免了使用扁平状机身导致的机体1重心不稳的情况发生，同时，通过在机体1内设置能够竖直移动的配重块，可以有效调节无人机内重心的位置，在有效提高针对无人机的操控性的同时，进一步增加了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

同时，本发明通过设置中控处理器，根据图像或视频中特征点的偏移速率快速而精准地判定无人机是否受到干扰、发生倾斜并在判定发生倾斜时快速将对应的旋翼212的转速调节至对应值，能够在无人机机体1出现倾斜时快速将无人机恢复至稳定状态，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。当中控处理器判定无法通过调节旋翼212转速的方式恢复机体1的稳定时，中控处理器会调节配重块的位置，本发明通过调节机体1的重心位置，能够进一步加强机体1自身的稳定性，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

具体而言，本发明所述折叠翼组件2包括：

多个均匀分布在所述机体1侧壁的曲柄21，各曲柄21均能够在与机体1侧壁的连接点处沿竖直方向旋转，在各曲柄21远离机体1的端部分别设有电机211且各电机211顶部均设有旋翼212；

滑环22，其套设在所述机体1侧壁，滑环22位于各所述曲柄21下方且滑环22与所述滑轨12配合以在机体1外部沿滑轨12方向移动

限位环，包括设置在所述机体1外壁并位于所述滑环22与所述曲柄21之间的第一限位环231以及设置在体外壁并位于滑环22下方的第二限位环232，在滑环22与第二限位环232之间设有弹簧233，弹簧233套设在机体1外壁，用以对滑环22施加竖直向上的弹力；

多个连杆24，连杆24的数量与所述曲柄21的数量相同，各连杆24的一端均匀设置在所述滑环22外壁上且各连杆24均能够在与滑环22侧壁的连接点处沿竖直方向旋转，各连杆24远离所述滑环22的一端分别与对应的曲柄21相连，连杆24与曲柄21的连接点位于所述电机211和曲柄21与所述机体1的连接点之间；

在收纳所述无人机时，移动所述滑环22以使滑环22与所述第二限位环232压缩所述弹簧233，滑环22带动各所述连杆24分别收拢对应的各所述曲柄21，当各曲柄21分别贴靠在所述机体1侧壁且分别与机体1的法线平行时，完成对无人机的收纳；

在使用所述无人机时，解除所述滑环22与所述第二限位环232对所述弹簧233的压缩，弹簧233对滑环22施加竖直向上的弹力，滑环22沿机体1竖直向上移动并带动各所述连杆24移动，各连杆24分别将对应的曲柄21撑起，当各曲柄21分别与所述机体1的法线垂直时，无人机处于飞行状态。

本发明所述折叠翼组件2呈伞状结构，无人机在折叠状态下呈细长状占用平面空间小，展开后呈稳定的伞状对称结构，同时采用四旋翼212电机211为动力，具有占用收纳空间小、飞行状态稳定、输出动力强劲的特点。

具体而言，当所述中控处理器判定无人机受到外力干扰且机体1发生倾斜时，中控处理器将求得的所述偏移速率差值△V与对应的预设偏移速率差值进行比对、根据比对结果判定无人机的倾斜程度并选取对应的调节系数调节与无人机倾斜方向最近的旋翼212的转速；

所述中控处理器中设有第一预设偏移速率差值△V1、第二预设偏移速率差值△V2、第一预设转速调节系数α1、第二预设转速调节系数α2和第三预设转速调节系数α3，其中，△V1＜△V2，1＜α1＜α2＜α3＜1.5；

当△V≤△V1时，所述中控处理器判定无人机所处状态为轻度倾斜，中控处理器使用α1调节对应的旋翼212的转速；

当△V1＜△V≤△V2时，所述中控处理器判定无人机所处状态为中度倾斜，中控处理器使用α2调节对应的旋翼212的转速；

当△V＞△V2时，所述中控处理器判定无人机所处状态为重度倾斜，中控处理器使用α3调节对应的旋翼212的转速并减少所述配重块与所述摄像装置11的距离；

当所述中控处理器选用αi调节对应的旋翼212的转速时，设定i＝1，2，3，调节后的旋翼212的转速记为W’，设定W’＝W×αi，其中，W为旋翼212的初始转速；当所述中控处理器判定无人机所处状态为重度倾斜并减少所述配重块与所述摄像装置11的距离时，中控处理器将配重块的移动距离设置为D0/2，其中，D0为配重块与摄像装置11的初始距离。

本发明通过根据特征点实际偏移速率与预设偏移速率之间的差值精确调节对应旋翼212的转速，能够有效避免旋翼212转速调节量过大或过小导致的机体1反向倾斜或无法恢复稳定的情况发生，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

具体而言，当所述中控处理器完成对对应部件的工作参数的调节时，中控处理器控制所述摄像装置11采集图像并将图像中的特征点与图像或视频中初始特征点的位置进行比对以求得特征点的偏移距离L，求得L后，中控单元将L与预设偏移量L0进行比对，设定L0＝V0×t0，若L＞L0，中控处理器判定无人机仍受到外力干扰且机体1发生倾斜，中控处理器重新调节对应的旋翼212的转速。

本发明通过使用特征点的偏移量对无人机是否恢复稳定进行验证，并在判定无人机未恢复稳定时重新调节旋翼212的转速，能够进一步提高无人机在发生倾斜时恢复稳定的速率，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

具体而言，本发明所述中控处理器中还设有预设最高转速Wmax，当所述中控处理器需将旋翼212的转速调节为W’时，中控处理器将W’与Wmax进行比对，若W’＜Wmax，中控处理器将该旋翼212的转速调节为Wmax，若W’≥Wmax，中控处理器将旋翼212的转速调节为Wmax并降低与该旋翼212对向设置的旋翼212的转速；

当所述中控处理器将旋翼212的转速调节为Wmax时，中控处理器计算转速差值△W并根据△W的数值将与该旋翼212对向设置的旋翼212的转速调节至对应值，设定△W＝W’-Wmax；所述中控处理器中还设有第一预设转速差值△W1和第二预设转速差值△W2，其中，△W1＜△W2；

当△W≤△W1时，所述中控处理器使用α1调节对应的旋翼212的转速；

当△W1＜△W≤△W2时，所述中控处理器使用α2调节对应的旋翼212的转速；

当△W＞△W2时，所述中控处理器使用α3调节对应的旋翼212的转速；

当所述中控处理器使用αi调节对应的旋翼212的转速时，调节后的旋翼212的转速记为W”，设定W”＝W×(2-αi)。

本发明通过降低对向设置旋翼212的转速以恢复机体1的稳定，能够有效避免当单个旋翼212转速达到临界值却仍无法将机体1恢复稳定的情况发生，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

具体而言，本发明所述中控处理器中还设有预设最低转速Wmin，当所述中控处理器需要对所述旋翼212的转速调节至W”时，中控处理器将W”与Wmin进行比对,若W”＞Wmin，中控处理器将旋翼212的转速调节至W”，若W”≤Wmin，中控处理器将旋翼212的转速调节至Wmin并以对应的速率缩短所述配重块与所述摄像装置11之间的距离、实时控制所述摄像装置11采集图像并将图像中的特征点与图像或视频中初始特征点的位置进行比对以实时检测特征点的偏移距离L。

本发明通过使用降低配重块的高度替代进一步降低旋翼212转速，能够有效避免旋翼212转速过低导致的无人机无法维持在指定高度飞行的情况发生，在保证了无人机的飞行效率的同时，进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

具体而言，当所述中控处理器判定所述无人机发生倾斜时，中控处理器通过所述摄像装置11检测无人机与特征点之间的高度差H并根据对所述偏移速率V或所述配重块的移动速率v进行修正；

所述中控处理器中设有第一预设高度H1、第二预设高度H2、第一预设偏移速率修正系数β1、第二预设偏移速率修正系数β2、第一预设配重块移速修正系数γ1和第二预设配重块移速修正系数γ2，其中，H1＜H2，1.5＜β1＜β2＜1.7，1.5＜γ1＜γ2＜2；

当H≤H1时，中控处理器不对偏移速率V或移动速率v进行修正；

当H1＜H≤H2时，若中控处理器判定无人机是否倾斜，中控处理器使用β1对特征点的偏移速率V进行修正，若中控处理器控制所述配重块向所述摄像装置11移动，中控处理器使用γ1对配重块的移动速率v进行修正；

当H＞H2时，若中控处理器判定无人机是否倾斜，中控处理器使用β2对特征点的偏移速率V进行修正，若中控处理器控制所述配重块向所述摄像装置11移动，中控处理器使用γ2对配重块的移动速率v进行修正；

当所述中控处理器使用βj对特征点的偏移速率V进行修正时，设定j＝1，2，修正后的偏移速率记为V’，设定V’＝V×βj，修正完成后，中控处理器将V’与V0进行比对以判定无人机是否倾斜；

当所述中控处理器使用γj对配重块的移动速率v进行修正时，修正后的移动速率记为v’，设定v’＝v×γj修正完成后，中控处理器将配重块的移动速率设置为v’。

本发明通过根据无人机的实际飞行高度对偏移速率V或配重块的移动速率v进行修正，能够有效避免飞行高度对图像中特征点的实际偏移距离产生的影响，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

具体而言，本发明所述机体1内还设有限位装置(图中未画出)，其为一限位柱，在所述机体1侧壁和滑环22侧壁均开设有通孔，用以使限位柱移动至机体1外，限位装置与所述第一限位环231位于同一高度，用以固定所述滑环22；当所述滑环22在所述弹簧233的弹力作用下移动至所述第一限位环231且滑环22与第一限位环231接触时，所述限位装置启动，限位柱依次穿过机体1侧壁和滑环22侧壁以将滑环22固定在指定位置。可以理解的是，限位柱与所述第一限位环231和滑环22之间的触发关系可以为机械、磁力、电学或其他种类的触发关系，只要满足当所述滑环22与所述第一限位环231接触时，所述限位柱能够弹出至机体1外即可。

本发明通过使用限位装置对滑环22进行限制，能够将各旋翼212固定在指定的位置，从而进一步提高了本发明所述无人机在飞行时的稳定性。

具体而言，本发明所述机体1底端设有半球状的防护罩13，用以防止所述摄像装置11收到损坏。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种可折叠微型旋翼无人机，其特征在于，包括：

机体，其为一柱状外壳，在机体内设有通信装置和电池，在机体内部底端设有摄像装置，在机体外壁上设有滑轨；

折叠翼组件，其设置在所述机体外部并与机体相连，通过伞状结构实现对机翼的折叠收纳；在所述折叠翼组件上设有多个电机，在各电机上均设有旋翼；

配重机构，其设置在所述机体内部，包括能够沿机体内壁垂直移动的配重块，当所述无人机飞行时，通过调节配重块与所述摄像装置之间的距离以调节无人机的重心的位置；

中控处理器，其为一plc控制器，中控处理器位于所述机体内部并分别与所述摄像装置、各所述电机以及所述配种机构相连，用以在无人机飞行过程中判定机体是否发生偏移并在机体发生偏移时使机体迅速恢复至稳定状态；

所述中控处理器中设有预设图像偏移速率V0，当所述无人机飞行时，所述摄像装置周期性采集图像信息或持续录制视频信息并将采集到的图像信息或视频信息分别发送至所述通信装置和中控处理器，若所述中控处理器判定图像或视频中的特征点出现倾斜或偏移，中控处理器计算图像或视频中的特征点在单位时间t0内的倾斜速率或偏移速率并将求得的倾斜速率或偏移速率记为V，计算完成后，中控处理器将V与V0进行比对，若V＞V0，中控处理器判定无人机受到外力干扰且机体发生倾斜，中控处理器计算偏移速率差值△V，设定△V＝V-V0，计算完成后，中控处理器根据△V的具体数值调节对应的旋翼的转速以使无人机恢复稳定，若调节后中控处理器判定无人机仍无法恢复稳定，中控处理器调节所述配重块与所述摄像装置的距离以使无人机恢复稳定。

2.根据权利要求1所述的可折叠微型旋翼无人机，其特征在于，当所述中控处理器判定无人机受到外力干扰且机体发生倾斜时，中控处理器将求得的所述偏移速率差值△V与对应的预设偏移速率差值进行比对、根据比对结果判定无人机的倾斜程度并选取对应的调节系数调节与无人机倾斜方向最近的旋翼的转速；

所述中控处理器中设有第一预设偏移速率差值△V1、第二预设偏移速率差值△V2、第一预设转速调节系数α1、第二预设转速调节系数α2和第三预设转速调节系数α3，其中，△V1＜△V2，1＜α1＜α2＜α3＜1.5；

当△V≤△V1时，所述中控处理器判定无人机所处状态为轻度倾斜，中控处理器使用α1调节对应的旋翼的转速；

当△V1＜△V≤△V2时，所述中控处理器判定无人机所处状态为中度倾斜，中控处理器使用α2调节对应的旋翼的转速；

当△V＞△V2时，所述中控处理器判定无人机所处状态为重度倾斜，中控处理器使用α3调节对应的旋翼的转速并减少所述配重块与所述摄像装置的距离；

当所述中控处理器选用αi调节对应的旋翼的转速时，设定i＝1，2，3，调节后的旋翼的转速记为W’，设定W’＝W×αi，其中，W为旋翼的初始转速；当所述中控处理器判定无人机所处状态为重度倾斜并减少所述配重块与所述摄像装置的距离时，中控处理器将配重块的移动距离设置为D0/2，其中，D0为配重块与摄像装置的初始距离。

3.根据权利要求2所述的可折叠微型旋翼无人机，其特征在于，当所述中控处理器完成对对应部件的工作参数的调节时，中控处理器控制所述摄像装置采集图像并将图像中的特征点与图像或视频中初始特征点的位置进行比对以求得特征点的偏移距离L，求得L后，中控单元将L与预设偏移量L0进行比对，设定L0＝V0×t0，若L＞L0，中控处理器判定无人机仍受到外力干扰且机体发生倾斜，中控处理器重新调节对应的旋翼的转速。

4.根据权利要求3所述的可折叠微型旋翼无人机，其特征在于，所述中控处理器中还设有预设最高转速Wmax，当所述中控处理器需将旋翼的转速调节为W’时，中控处理器将W’与Wmax进行比对，若W’＜Wmax，中控处理器将该旋翼的转速调节为Wmax，若W’≥Wmax，中控处理器将旋翼的转速调节为Wmax并降低与该旋翼对向设置的旋翼的转速；

当所述中控处理器将旋翼的转速调节为Wmax时，中控处理器计算转速差值△W并根据△W的数值将与该旋翼对向设置的旋翼的转速调节至对应值，设定△W＝W’-Wmax；所述中控处理器中还设有第一预设转速差值△W1和第二预设转速差值△W2，其中，△W1＜△W2；

当△W≤△W1时，所述中控处理器使用α1调节对应的旋翼的转速；

当△W1＜△W≤△W2时，所述中控处理器使用α2调节对应的旋翼的转速；

当△W＞△W2时，所述中控处理器使用α3调节对应的旋翼的转速；

当所述中控处理器使用αi调节对应的旋翼的转速时，调节后的旋翼的转速记为W”，设定W”＝W×(2-αi)。

5.根据权利要求3所述的可折叠微型旋翼无人机，其特征在于，所述中控处理器中还设有预设最低转速Wmin，当所述中控处理器需要对所述旋翼的转速调节至W”时，中控处理器将W”与Wmin进行比对,若W”＞Wmin，中控处理器将旋翼的转速调节至W”，若W”≤Wmin，中控处理器将旋翼的转速调节至Wmin并以对应的速率缩短所述配重块与所述摄像装置之间的距离、实时控制所述摄像装置采集图像并将图像中的特征点与图像或视频中初始特征点的位置进行比对以实时检测特征点的偏移距离L。

6.根据权利要求5所述的可折叠微型旋翼无人机，其特征在于，当所述中控处理器判定所述无人机发生倾斜时，中控处理器通过所述摄像装置检测无人机与特征点之间的高度差H并根据对所述偏移速率V或所述配重块的移动速率v进行修正；

所述中控处理器中设有第一预设高度H1、第二预设高度H2、第一预设偏移速率修正系数β1、第二预设偏移速率修正系数β2、第一预设配重块移速修正系数γ1和第二预设配重块移速修正系数γ2，其中，H1＜H2，1.5＜β1＜β2＜1.7，1.5＜γ1＜γ2＜2；

当H≤H1时，中控处理器不对偏移速率V或移动速率v进行修正；

当H1＜H≤H2时，若中控处理器判定无人机是否倾斜，中控处理器使用β1对特征点的偏移速率V进行修正，若中控处理器控制所述配重块向所述摄像装置移动，中控处理器使用γ1对配重块的移动速率v进行修正；

当H＞H2时，若中控处理器判定无人机是否倾斜，中控处理器使用β2对特征点的偏移速率V进行修正，若中控处理器控制所述配重块向所述摄像装置移动，中控处理器使用γ2对配重块的移动速率v进行修正；

当所述中控处理器使用βj对特征点的偏移速率V进行修正时，设定j＝1，2，修正后的偏移速率记为V’，设定V’＝V×βj，修正完成后，中控处理器将V’与V0进行比对以判定无人机是否倾斜；

当所述中控处理器使用γj对配重块的移动速率v进行修正时，修正后的移动速率记为v’，设定v’＝v×γj修正完成后，中控处理器将配重块的移动速率设置为v’。

7.根据权利要求1所述的可折叠微型旋翼无人机，其特征在于，所述折叠翼组件包括：

多个均匀分布在所述机体侧壁的曲柄，各曲柄均能够在与机体侧壁的连接点处沿竖直方向旋转，在各曲柄远离机体的端部分别设有电机且各电机顶部均设有旋翼；

滑环，其套设在所述机体侧壁，滑环位于各所述曲柄下方且滑环与所述滑轨配合以在机体外部沿滑轨方向移动

限位环，包括设置在所述机体外壁并位于所述滑环与所述曲柄之间的第一限位环以及设置在体外壁并位于滑环下方的第二限位环，在滑环与第二限位环之间设有弹簧，弹簧套设在机体外壁，用以对滑环施加竖直向上的弹力；

多个连杆，连杆的数量与所述曲柄的数量相同，各连杆的一端均匀设置在所述滑环外壁上且各连杆均能够在与滑环侧壁的连接点处沿竖直方向旋转，各连杆远离所述滑环的一端分别与对应的曲柄相连，连杆与曲柄的连接点位于所述电机和曲柄与所述机体的连接点之间；

在收纳所述无人机时，移动所述滑环以使滑环与所述第二限位环压缩所述弹簧，滑环带动各所述连杆分别收拢对应的各所述曲柄，当各曲柄分别贴靠在所述机体侧壁且分别与机体的法线平行时，完成对无人机的收纳；

在使用所述无人机时，解除所述滑环与所述第二限位环对所述弹簧的压缩，弹簧对滑环施加竖直向上的弹力，滑环沿机体竖直向上移动并带动各所述连杆移动，各连杆分别将对应的曲柄撑起，当各曲柄分别与所述机体的法线垂直时，无人机处于飞行状态。

8.根据权利要求7所述的可折叠微型旋翼无人机，其特征在于，所述机体内还设有限位装置，其为一限位柱，在所述机体侧壁和滑环侧壁均开设有通孔，用以使限位柱移动至机体外，限位装置与所述第一限位环位于同一高度，用以固定所述滑环；当所述滑环在所述弹簧的弹力作用下移动至所述第一限位环且滑环与第一限位环接触时，所述限位装置启动，限位柱依次穿过机体侧壁和滑环侧壁以将滑环固定在指定位置。

9.根据权利要求1所述的可折叠微型旋翼无人机，其特征在于，所述机体底端设有半球状的防护罩，用以防止所述摄像装置收到损坏。

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