CN115489727B - 一种防撞的四旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防撞的四旋翼无人机，包括机体，机体四周折叠安装有安装壳，安装壳内部设置有驱动组件，所述驱动组件的输出端连接有机翼；所述驱动组件包括，齿轮组，安装在所述安装壳内部；驱动轴，所述驱动轴与所述齿轮组连接，且所述机翼固定在所述驱动轴上；上述无人机还包括，转换件，所述转换件与所述驱动轴连接；收缩壳体，利用所述驱动轴作为动力源实现防护架从所述收缩壳体内部展开，此防撞的四旋翼无人机，通过将防护架设计成内装式的，在飞行时，防护架是收缩在收缩壳体内部的，这样不会影响机翼转动时的阻力，另外，由于收缩架是收在一起的，并且位于安装壳的底部，横向不会长于机翼，所以降低了增加碰撞的几率。

Description

一种防撞的四旋翼无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种防撞的四旋翼无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”(“UAV”)，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行器；传统的旋翼无人机在空中实现悬停、俯仰、翻滚、偏航等动作时，通常是通过调节旋翼转速的大小产生所需的升力和力矩来实现。

在无人机飞行的过程中需要对其进行防撞，现有防撞措施多为采用防护架固定或者可拆卸的分布在机翼的四周，但是这种方式虽然能够对机翼进行防撞坏，但是在飞行的时候，由于这种防护架会增加一定的阻力，并且由于其包裹在机翼四周，也增加了被碰撞的可能性，为此，我们提出一种防撞的四旋翼无人机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防撞的四旋翼无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防撞的四旋翼无人机，包括机体，机体四周折叠安装有安装壳，安装壳内部设置有驱动组件，所述驱动组件的输出端连接有机翼；

所述驱动组件包括，

齿轮组，安装在所述安装壳内部；

驱动轴，所述驱动轴与所述齿轮组连接，且所述机翼固定在所述驱动轴上；

上述无人机还包括，

转换件，所述转换件与所述驱动轴连接；

收缩壳体，所述收缩壳体安装在所述安装壳的底部，且所述收缩壳体内部折叠安装有防护架；

所述防护架通过所述转换件与所述驱动轴连接，利用所述驱动轴作为动力源实现防护架从所述收缩壳体内部展开。

优选的，所述齿轮组包括安装在所述安装壳体内部电机，所述电机的输出端固定有齿轮二一，所述齿轮二一啮合有齿轮二，所述齿轮二与所述驱动轴固定连接。

优选的，所述防护架包括固定在所述转换件底部的且表面开设有螺纹的杆体，所述杆体螺纹连接有螺纹圈，所述螺纹圈上活动连接有多组连接杆，所述连接杆的端部活动连接有防护板；

所述收缩壳体上开设有条形孔，所述连接杆贯穿所述条形孔；

所述收缩壳体的内部底端位置安装有用于将多组所述连接杆收缩到所述收缩壳体内部的折叠件。

优选的，所述折叠件为固定在所述收缩壳体内部限位圈，当所述螺纹圈穿过所述限位圈时，在所述限位圈的作用下，多组所述连接杆向所述杆体收拢。

优选的，所述螺纹圈外圈位置开设有槽体，所述槽体内部固定有轴体，所述连接杆的端部转动的连接在所述轴体上；

所述轴体上还套设有扭力弹簧，所述扭力弹簧的一端与所述槽体内部固定，另一端与所述连接杆固定。

优选的，所述槽体边缘位置还设置有与所述槽体底面呈一定角度的弧形块，当连接杆展开时，所述连接杆与所述弧形块抵接。

优选的，所述转换件包括与所述驱动轴底部活动连接的连接轴，当所述驱动轴转动时，带动所述连接轴转动；

所述连接轴靠近底部的位置转动连接有固定壳，所述固定壳固定在所述安装壳底部，所述固定壳内部安装有移动圈，所述移动圈通过轴承套接在所述连接轴上；

所述移动圈与所述固定壳之间安装有环形弹簧，所述环形弹簧的两端分别与所述固定壳和所述移动圈固定；

所述连接轴的底部开设有梯形槽，所述杆体的顶部固定有梯形块，当机翼撞击前，所述连接轴下移使梯形槽与所述梯形块抵接。

优选的，所述梯形槽的底部安装有铁块，与所述铁块正对方位安装有电磁铁，所述电磁铁安装有所述梯形块上。

优选的，所述驱动轴底部开设有圆形凹槽，且所述圆形凹槽开设有限位凹槽，所述连接轴的外壁设置有凸块，所述连接轴通过所述凸块插接在所述限位凹槽内。

优选的，收缩壳体的底部安装有底部缓冲垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过将防护架设计成内装式的，在飞行时，防护架是收缩在收缩壳体内部的，这样不会影响机翼转动时的阻力，另外，由于收缩架是收在一起的，并且位于安装壳的底部，横向不会长于机翼，所以降低了增加碰撞的几率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体侧视结构示意图；

图3为本发明整体俯视结构示意图；

图4为本发明防护架展开结构示意图；

图5为图4中安装壳内部结构示意图；

图6为图4安装壳局部剖视结构示意图；

图7为收缩壳体与安装壳分离结构示意图；

图8为转换件结构示意图；

图9为驱动轴结构示意图；

图10为转换件局部剖视结构示意图；

图11为收缩壳体局部剖视结构示意图；

图12为防护架收缩到展开过程示意图；

图13为螺纹圈局部结构示意图；

图14为图13俯视结构示意图；

图15为螺纹圈局部剖视结构示意图；

图16为轴体与限位槽平面示意图；

图17为杆体倒角平面示意图。

图中：1-机体；10-安装壳；11-机翼；2-驱动组件；20-齿轮组；21-电机；22-齿轮二一；23-齿轮二；3-驱动轴；31-圆形凹槽；32-限位凹槽；4-转换件；41-连接轴；410-凸块；42-固定壳；43-移动圈；44-环形弹簧；45-梯形槽；46-梯形块；47-铁块；48-电磁铁；5-收缩壳体；51-条形孔；6-防护架；61-杆体；62-螺纹圈；620-槽体；6200-弧形块；621-轴体；6210-限位块；6211-限位槽；622-扭力弹簧；63-连接杆；64-防护板；7-折叠件；70-限位圈；8-缓冲垫。

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。

实施例1

请参阅图1-17，本发明提供一种技术方案：一种防撞的四旋翼无人机，包括包括机体1，机体1四周折叠安装有安装壳10，安装壳10内部设置有驱动组件2，所述驱动组件2的输出端连接有机翼11；所述驱动组件2包括，齿轮组20，安装在所述安装壳10内部；驱动轴3，所述驱动轴3与所述齿轮组20连接，且所述安装壳11固定在所述驱动轴3上；上述无人机还包括，转换件4，所述转换件4与所述驱动轴连接；收缩壳体5，所述收缩壳体5安装在所述安装壳10的底部，且所述收缩壳体5内部折叠安装有防护架6；所述防护架6通过所述转换件4与所述驱动轴3连接，利用所述驱动轴3作为动力源实现防护架6从所述收缩壳体5内部展开。

工作原理是，当无人机的安装壳11在受撞击之前，做出应急反应，通过防护架6对安装壳11进行防护，这种应急反应，可以通过距离传感器和速度传感器进行检测，这里的速度传感器检测水平移动速度，暂不检测竖直速度，当速度和距离达到阈值时，防护架6做出应急反应，从收缩壳中展开，从而实现对安装壳11的防护；

关于这个应急系统，可以借鉴汽车的刹车系统，由于属于系统控制且是本领域已知技术，这里便不再过多的赘述。

所述齿轮组20包括安装在所述安装壳10体内部电机21，所述电机21的输出端固定有齿轮二一22，所述齿轮二一22啮合有齿轮二23，所述齿轮二23与所述驱动轴3固定连接。

电机21的输出端带动齿轮二一22转动，齿轮二一22带动涡轮转动，涡轮驱动轴3转动；

齿轮二一22远离电机21的一端通过轴承与安装壳10转动，驱动轴3通过轴承与安装壳10转动连接。

所述防护架6包括固定在所述转换件4底部的且表面开设有螺纹的杆体61，所述杆体61螺纹连接有螺纹圈62，所述螺纹圈62上活动连接有多组连接杆63，所述连接杆63的端部活动连接有防护板64；

所述收缩壳体5上开设有条形孔51，所述连接杆63贯穿所述条形孔51；

所述收缩壳体5的内部底端位置安装有用于将多组所述连接杆63收缩到所述收缩壳体5内部的折叠件7。

当转换件4将驱动轴3上的转动力传输到杆体61上时，螺纹圈62开始在杆体61上运动，如附图12所示，螺纹圈62是位于折叠件7下方的，通过折叠件7将安装在螺纹圈62上的多组杆体61收拢在收缩壳内；

当螺纹圈62从折叠件7下方运动上方时，由于连接杆63不受折叠件7的约束，便从收缩壳体5内展开；

另外，由于连接杆63始终与条形孔51滑动连接，受条形孔51的限制，所以连接杆63不会转动，且连接杆63上连接的螺纹圈62与杆体61螺纹连接，所以当杆体61转动时，螺纹圈62是在杆体61上运动的。

所述折叠件7为固定在所述收缩壳体5内部限位圈70，当所述螺纹圈62穿过所述限位圈70时，在所述限位圈70的作用下，多组所述连接杆63向所述杆体61收拢。

限位圈70为一个圈体，内圈光滑，其内圈做弧形面加工，如附图12所示，当螺纹圈62位于其下部时，连接杆63与限位圈70的内圈滑动连接；

限位圈70的外圈部分是与收缩壳体5的内壁固定连接的；

其主要的原理是，当螺纹圈62位于限位圈70下方时，通过一个圈体能够使其上多组连接杆63进行收拢。

所述螺纹圈62外圈位置开设有槽体620，所述槽体620内部固定有轴体621，所述连接杆63的端部转动的连接在所述轴体621上；

所述轴体621上还套设有扭力弹簧622，所述扭力弹簧622的一端与所述槽体620内部固定，另一端与所述连接杆63固定。

当多组螺纹圈62位于限位圈70上方时，此时的扭力弹簧622处于无弹力状态，当位于下方时，扭力弹簧622处于压缩状态，设置这个结构主要的目的是便于连接杆63展开。

所述槽体620边缘位置还设置有与所述槽体620底面呈一定角度的弧形块6200，当连接杆63展开时，所述连接杆63与所述弧形块6200抵接。

为了防止对连接杆63与杆体61之间的展开角度过大，通过弧形块6200可以限制连接杆63展开的最大角度，值得提一下，轴体621与槽体620之间转动连接，其转动位置设置有限位槽6211，如图16所示，该限位槽6211是保证连接杆63的最小收缩角度,其主要如附图17所示，即轴体621上固定有限位块6210，限位在限位槽6211内转动。

所述转换件4包括与所述驱动轴3底部活动连接的连接轴41，当所述驱动轴3转动时，带动所述连接轴41转动；

所述连接轴41靠近底部的位置转动连接有固定壳42，所述固定壳42固定在所述安装壳10底部，所述固定壳42内部安装有移动圈43，所述移动圈43通过轴承套接在所述连接轴41上；

所述移动圈43与所述固定壳42之间安装有环形弹簧44，所述环形弹簧44的两端分别与所述固定壳42和所述移动圈43固定；

所述连接轴41的底部开设有梯形槽45，所述杆体61的顶部固定有梯形块46，当安装壳10撞击前，所述连接轴41下移使梯形槽45与所述梯形块46抵接。

所述梯形槽45的底部安装有铁块47，与所述铁块47正对方位安装有电磁铁48，所述电磁铁48安装有所述梯形块46上。

所述驱动轴3底部开设有圆形凹槽31，且所述圆形凹槽31开设有限位凹槽32，所述连接轴41的外壁设置有凸块410，所述连接轴41通过所述凸块410插接在所述限位凹槽32内。

关于转换件4如何将驱动轴3上的转动力传输到杆体61上，主要的原理是，当防撞预警系统，这里的系统如上述中的汽车刹车系统相同，出现预警时，系统的控制端对电磁铁48进行通电，电磁铁48通电之后，产生磁力对铁块47进行吸引，使得连接轴41向下运动，电磁铁48与铁块47贴合的同时，梯形槽45与梯形块46也贴合在一起，两者抵接，使得两者为一体，由于连接轴41插接通过圆形凹槽31插接在驱动轴3底部，所以两者之间是可以相对轴向移动的，且由于凸块410和限位凹槽32的存在，两者也是同步转动的；

当连接轴41向下运动时，不会影响其转动，另外，由于连接轴41与轴承的内圈固定，且轴承的外圈与移动圈43固定，连接轴41转动时，移动圈43是不转动的，环形弹簧44起到复位的作用。

另外就是关于防护板64与连接杆63之间的关系，两者之间采用铰接的方式，其铰接方式与螺纹圈62和连接杆63之间的关系相同，其与连接杆63的转动角度区间如附图11所示。

另外，为了保证在螺纹圈上升时，杆体更好的展开，防护板顶部做倒角处理，同时与防护板顶部抵接的条形孔也做倒角处理，如附图17所示。

实施例2

收缩壳体5的底部安装有底部缓冲垫8。

当无人机底部撞击时，缓冲垫8可以起到一定的缓冲作用，并且缓冲垫8与地面接触时，此时的防护架6也会从收缩壳内展开，防止无人机在地面翻滚的时候出现损坏安装壳11的问题；具体两者之间怎么联动，可以在缓冲垫8底部安装有压力传感器，从而实现控制。

另外，该防护垫气囊组件，类似与安全气囊，当无人机不慎落水，也可以起到一定的防护。

实施例3

与上述不同的是，防护板64的在收缩到收缩壳体5上时，其大小正好与条形孔51的大小相同，即防护正好可堵住条形孔51，这样设置的目的在于减少风阻。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种防撞的四旋翼无人机，包括机体(1)，机体(1)四周折叠安装有安装壳(10)，安装壳(10)内部设置有驱动组件(2)，所述驱动组件(2)的输出端连接有机翼(11)；

其特征在于：所述驱动组件(2)包括，

齿轮组(20)，安装在所述安装壳(10)内部；

驱动轴(3)，所述驱动轴(3)与所述齿轮组(20)连接，且所述安装壳(10)固定在所述驱动轴(3)上；

上述无人机还包括，

转换件(4)，所述转换件(4)与所述驱动轴(3)连接；

收缩壳体(5)，所述收缩壳体(5)安装在所述安装壳(10)的底部，且所述收缩壳体(5)内部折叠安装有防护架(6)；

所述防护架(6)通过所述转换件(4)与所述驱动轴(3)连接，利用所述驱动轴(3)作为动力源实现防护架(6)从所述收缩壳体(5)内部展开；

所述齿轮组(20)包括安装在所述安装壳(10)体内部电机(21)，所述电机(21)的输出端固定有齿轮二一(22)，所述齿轮二一(22)啮合有齿轮二(23)，所述齿轮二(23)与所述驱动轴(3)固定连接；

所述防护架(6)包括固定在所述转换件(4)底部的且表面开设有螺纹的杆体(61)，所述杆体(61)螺纹连接有螺纹圈(62)，所述螺纹圈(62)上活动连接有多组连接杆(63)，所述连接杆(63)的端部活动连接有防护板(64)；

所述收缩壳体(5)上开设有条形孔(51)，所述连接杆(63)贯穿所述条形孔(51)；

所述收缩壳体(5)的内部底端位置安装有用于将多组所述连接杆(63)收缩到所述收缩壳体(5)内部的折叠件(7)。

2.根据权利要求1所述的一种防撞的四旋翼无人机，其特征在于：所述折叠件(7)为固定在所述收缩壳体(5)内部限位圈(70)，当所述螺纹圈(62)穿过所述限位圈(70)时，在所述限位圈(70)的作用下，多组所述连接杆(63)向所述杆体(61)收拢。

3.根据权利要求2所述的一种防撞的四旋翼无人机，其特征在于：所述螺纹圈(62)外圈位置开设有槽体(620)，所述槽体(620)内部固定有轴体(621)，所述连接杆(63)的端部转动的连接在所述轴体(621)上；

所述轴体(621)上还套设有扭力弹簧(622)，所述扭力弹簧(622)的一端与所述槽体(620)内部固定，另一端与所述连接杆(63)固定。

4.根据权利要求3所述的一种防撞的四旋翼无人机，其特征在于：所述槽体(620)边缘位置还设置有与所述槽体(620)底面呈一定角度的弧形块(6200)，当连接杆(63)展开时，所述连接杆(63)与所述弧形块(6200)抵接。

5.根据权利要求1所述的一种防撞的四旋翼无人机，其特征在于：所述转换件(4)包括与所述驱动轴(3)底部活动连接的连接轴(41)，当所述驱动轴(3)转动时，带动所述连接轴(41)转动；

所述连接轴(41)靠近底部的位置转动连接有固定壳(42)，所述固定壳(42)固定在所述安装壳(10)底部，所述固定壳(42)内部安装有移动圈(43)，所述移动圈(43)通过轴承套接在所述连接轴(41)上；

所述移动圈(43)与所述固定壳(42)之间安装有环形弹簧(44)，所述环形弹簧(44)的两端分别与所述固定壳(42)和所述移动圈(43)固定；

所述连接轴(41)的底部开设有梯形槽(45)，所述杆体(61)的顶部固定有梯形块(46)，当安装壳(10)撞击前，所述连接轴(41)下移使梯形槽(45)与所述梯形块(46)抵接。

6.根据权利要求5所述的一种防撞的四旋翼无人机，其特征在于：所述梯形槽(45)的底部安装有铁块(47)，与所述铁块(47)正对方位安装有电磁铁(48)，所述电磁铁(48)安装有所述梯形块(46)上。

7.根据权利要求5所述的一种防撞的四旋翼无人机，其特征在于：所述驱动轴(3)底部开设有圆形凹槽(31)，且所述圆形凹槽(31)开设有限位凹槽(32)，所述连接轴(41)的外壁设置有凸块(410)，所述连接轴(41)通过所述凸块(410)插接在所述限位凹槽(32)内。

8.根据权利要求1所述的一种防撞的四旋翼无人机，其特征在于：收缩壳体(5)的底部安装有底部缓冲垫(8)。

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