CN116142513B - 一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，包括无人机本体和旋翼机座，所述无人机本体底部安装有防护箱体，所述无人机本体底部设有减震缓冲机构，所述旋翼机座上设有碰撞缓冲机构，所述碰撞缓冲机构上设有拆卸更换机构；所述减震缓冲机构包括驱动电机、传动部和减震部，所述传动部包括固定轴承、蜗杆和涡轮；所述碰撞缓冲机构包括储气部、缓冲部和防护筒，所述储气部包括储气空腔、分隔板、节流阀和单向阀，所述防护筒顶部中心处开有透气孔。本发明的有益效果是，对旋翼进行保护，减小冲击力，防止旋翼机座和旋翼受到碰撞损坏，防护筒方便进行更换，在防护筒损坏后可以快速进行拆卸更换，降低了使用成本。

Description

一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机

技术领域

本发明涉及测绘无人机技术领域，更具体的说，涉及一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机。

背景技术

测绘指的是测量和绘图，以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础，以全球导航卫星定位系统、遥感、地理信息系统为技术核心，将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息，供工程建设的规划设计和行政管理之用，通俗来说就是对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集并绘制成图。由于地形因素，以及随着科技的进步，现借助无人机进行航拍测绘，无人机航拍测绘是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点。

现有的测绘无人机在工作时容易受到碰撞，影响无人机的正常工作，测绘仪器较为精密，成本较高，容易受到损伤。

现有的测绘无人机，例如申请号为CN202011560551.5的中国专利文献，其只能通过延伸架提高结构强度，不能减小碰撞的冲击力，不能对降落着陆进行减震，然而测绘无人机的旋翼一般突出无人机本体，在无人机受到碰撞时一般为旋翼先受到碰撞，旋翼容易损坏，影响无人机的正常工作。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，包括无人机本体和旋翼机座，所述无人机本体底部安装有防护箱体，所述无人机本体底部设有减震缓冲机构，所述旋翼机座上设有碰撞缓冲机构，所述碰撞缓冲机构上设有拆卸更换机构；

所述减震缓冲机构包括驱动电机、传动部和减震部，所述传动部包括固定轴承、蜗杆和涡轮，所述驱动电机通过传动部带动减震部转动；

所述碰撞缓冲机构包括储气部、缓冲部和防护筒，所述储气部包括储气空腔、分隔板、节流阀和单向阀，所述防护筒顶部中心处开有透气孔。

进一步的，所述防护箱体的开口端向下，防护箱体内部中心处安装有伸缩端向下的动力推杆，动力推杆的伸缩端上安装有升降机座，升降机座底部安装有测绘摄像头，防护箱体左右两侧安装有测距仪。

进一步的，所述减震部包括开在防护箱体两侧的固定通槽，蜗杆上安装有连接块，连接块一侧安装有缓冲套筒，缓冲套筒内安装有伸缩杆，伸缩杆的伸缩端安装有铰支座，铰支座上铰接有支撑脚架，伸缩杆上套装有缓冲弹簧，缓冲弹簧一端与缓冲套筒固定连接，缓冲弹簧另一端与铰支座固定连接，缓冲套筒与固定通槽活动连接。

进一步的，所述缓冲部包括安装在旋翼机座四周的横向气缸，横向气缸与储气空腔连通，横向气缸内设有第一活塞，第一活塞一端安装有第一活塞杆，第一活塞杆远离第一活塞一端穿出横向气缸，第一活塞外圈设有第一密封圈，第一密封圈与横向气缸内壁紧密贴合，第一活塞杆远离第一活塞一端安装有滚轮，旋翼机座顶部安装有竖向气缸，竖向气缸与储气空腔连通，竖向气缸内设有第二活塞，第二活塞一端安装有第二活塞杆，第二活塞杆远离第二活塞一端穿出竖向气缸，第二活塞外圈设有第二密封圈，第二密封圈与竖向气缸内壁紧密贴合，第二活塞杆远离第二活塞一端安装有强力磁铁，强力磁铁上设有螺纹孔，防护筒位于旋翼机座的外圈。

进一步的，所述拆卸更换机构包括开在防护筒内壁的限位圆槽，防护筒上开有限位通槽，限位通槽内安装有固定圆板，固定圆板上开有圆形通槽，防护筒上设有螺纹杆，螺纹杆贯穿圆形通槽与螺纹孔螺纹连接，螺纹杆远离螺纹孔一端安装有限位板，限位板与防护筒顶壁接触。

进一步的，所述储气空腔设置有六个且均匀分布在旋翼机座内，两个所述分隔板将储气空腔分隔为三个腔室，两个所述分隔板之间为缓冲腔，缓冲腔两侧为回流腔，缓冲腔内高压气体通过节流阀流向回流腔，回流腔内高压气体通过单向阀流向缓冲腔。

进一步的，所述固定通槽、连接块、缓冲套筒设置有四个且分布在防护箱体的左右两侧。

进一步的，所述滚轮位于限位圆槽内与限位圆槽紧密接触，强力磁铁位于限位通槽内，强力磁铁与固定圆板磁力连接。

进一步的，所述横向气缸和竖向气缸均设置有六个且位于在且以旋翼机座的中心轴线为中心呈圆周等距分布。

本发明的有益效果是：通过碰撞缓冲机构可以对旋翼机座进行保护，对旋翼进行保护，在受到碰撞时，通过气动缓冲可以减小冲击力，防止旋翼机座和旋翼受到碰撞损坏；防护筒方便进行更换，在防护筒损坏后可以快速进行拆卸更换，降低了使用成本；

在无人机本体起飞落地时，测绘摄像头收纳在防护箱体内，在飞行测绘时，测绘摄像头伸出防护箱体进行测绘，可以对测绘摄像头进行防护，防止在起飞落地时测绘摄像头受到碰撞，防止造成损坏；

减震部可以进行旋转，在降落时对冲击力进行缓冲，减小无人机降落时的冲击力，在飞行状态时，减震部可以收纳起来，降低了飞行的风阻。

附图说明

图1是无人机本体起飞落地状态的示意图；

图2是无人机本体飞行测绘状态的示意图；

图3是无人机本体的俯视图；

图4是减震缓冲机构的仰视图；

图5是减震部收起状态的示意图；

图6是减震部展开状态的示意图；

图7是碰撞缓冲机构的示意图；

图8是碰撞缓冲机构的俯视图；

图9是防护筒的俯视图；

图10是拆卸更换机构的放大图；

图11是储气部的局部放大图；

图中，1、无人机本体；2、旋翼机座；3、防护箱体；4、驱动电机；5、传动部；6、减震部；7、固定轴承；8、蜗杆；9、涡轮；10、储气部；11、缓冲部；12、防护筒；13、储气空腔；14、分隔板；15、节流阀；16、单向阀；17、透气孔；18、动力推杆；19、升降机座；20、测绘摄像头；21、测距仪；22、固定通槽；23、连接块；24、缓冲套筒；25、伸缩杆；26、铰支座；27、支撑脚架；28、缓冲弹簧；29、横向气缸；30、第一活塞；31、第一活塞杆；32、第一密封圈；33、滚轮；34、竖向气缸；35、第二活塞；36、第二活塞杆；37、第二密封圈；38、强力磁铁；39、螺纹孔；40、限位圆槽；41、限位通槽；42、固定圆板；43、圆形通槽；44、螺纹杆；45、限位板；46、缓冲腔；47、回流腔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请实施例提供一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，请参考图1-图11：包括无人机本体1和旋翼机座2，所述无人机本体1底部安装有防护箱体3，所述无人机本体1底部设有减震缓冲机构，所述旋翼机座2上设有碰撞缓冲机构，所述碰撞缓冲机构上设有拆卸更换机构；

所述减震缓冲机构包括驱动电机4、传动部5和减震部6，所述传动部5包括固定轴承7、蜗杆8和涡轮9，所述驱动电机4通过传动部5带动减震部6转动；

所述碰撞缓冲机构包括储气部10、缓冲部11和防护筒12，所述储气部10包括储气空腔13、分隔板14、节流阀15和单向阀16，所述防护筒12顶部中心处开有透气孔17。

具体在实际应用中，旋翼机座2在无人机本体1上，对无人机本体1飞行提供动力属于现有技术，故不做详细描述，通过旋翼机座2控制无人机本体1飞行，无人机本体1在未起飞时，减震部6展开对无人机本体1进行支撑，无人机本体1在起飞后，通过驱动电机4的转动驱动减震部6转动收纳起来，降低了飞行的风阻，在无人机本体1降落时，通过减震部6对冲击力进行缓冲，减小无人机降落时的冲击力；

无人机本体1在受到碰撞或者从空中掉落时，防护筒12会与地面先接触，防护筒12对缓冲部11施加压力，缓冲部11通过储气部10进行气动缓冲，减小碰撞的冲击力，防止旋翼机座2和旋翼受到碰撞损坏。

参照说明书附图1和说明书附图2，防护箱体3的开口端向下，防护箱体3内部中心处安装有伸缩端向下的动力推杆18，动力推杆18的伸缩端上安装有升降机座19，升降机座19底部安装有测绘摄像头20，防护箱体3左右两侧安装有测距仪21。

具体在实际应用中，在无人机本体1起飞或者落地时，动力推杆18的伸缩端收缩，通过升降机座19带动测绘摄像头20收纳到防护箱体3内，在飞行测绘时，动力推杆18的伸缩端伸进，通过升降机座19带动测绘摄像头20伸出防护箱体3进行测绘，可以对测绘摄像头20进行防护，防止在起飞或者落地时测绘摄像头20受到碰撞，防止造成损坏。

参照说明书附图1、说明书附图2、说明书附图4、说明书附图5和说明书附图6，减震部6包括开在防护箱体3两侧的固定通槽22，蜗杆8上安装有连接块23，连接块23一侧安装有缓冲套筒24，缓冲套筒24内安装有伸缩杆25，伸缩杆25的伸缩端安装有铰支座26，铰支座26上铰接有支撑脚架27，伸缩杆25上套装有缓冲弹簧28，缓冲弹簧28一端与缓冲套筒24固定连接，缓冲弹簧28另一端与铰支座26固定连接，缓冲套筒24与固定通槽22活动连接。

具体在实际应用中，无人机本体1在未起飞时，减震部6对无人机本体1进行支撑，无人机本体1起飞后，驱动电机4开始工作，驱动电机4的输出端带动涡轮9转动，涡轮9与蜗杆8啮合带动蜗杆8在固定轴承7之间转动，蜗杆8带动减震部6旋转收纳到固定通槽22内，降低了飞行的风阻，无人机本体1在降落程序或者测距仪21检测到无人机本体1距离地面较近时，驱动电机4开始工作，驱动减震部6展开，在降落时，支撑脚架27与地面先接触，支撑脚架27通过铰支座26将降落的冲击力施加给伸缩杆25，伸缩杆25的伸缩端收缩，缓冲弹簧28受到压力产生形变一起收缩，对降落时的冲击力进行缓冲，减小无人机降落时的冲击力，无人机本体1在从空中掉落时，减震部6也可以展开，防止无人机本体1受到碰撞，可以对无人机本体1和测绘摄像头20可以保护。

参照说明书附图7、说明书附图8、说明书附图10和说明书附图11，缓冲部11包括安装在旋翼机座2四周的横向气缸29，横向气缸29与储气空腔13连通，横向气缸29内设有第一活塞30，第一活塞30一端安装有第一活塞杆31，第一活塞杆31远离第一活塞30一端穿出横向气缸29，第一活塞30外圈设有第一密封圈32，第一密封圈32与横向气缸29内壁紧密贴合，第一活塞杆31远离第一活塞30一端安装有滚轮33，旋翼机座2顶部安装有竖向气缸34，竖向气缸34与储气空腔13连通，竖向气缸34内设有第二活塞35，第二活塞35一端安装有第二活塞杆36，第二活塞杆36远离第二活塞35一端穿出竖向气缸34，第二活塞35外圈设有第二密封圈37，第二密封圈37与竖向气缸34内壁紧密贴合，第二活塞杆36远离第二活塞35一端安装有强力磁铁38，强力磁铁38上设有螺纹孔39，防护筒12位于旋翼机座2的外圈。

具体在实际应用中，在无人机本体1从空中掉落时，因旋翼机座2突出无人机本体1，旋翼机座2上的防护筒12会与地面先接触，在防护筒12侧面与地面接触时，防护筒12通过滚轮33对第一活塞杆31施加压力，第一活塞杆31受到压力带动第一活塞30在横向气缸29内滑动，通过第一密封圈32提高了密封性，通过储气空腔13内的高压气体进行气动缓冲，减小了冲击力，通过滚轮33的作用可以使防护筒12转动，不论防护筒12哪点受到碰撞，均可以对冲击力进行缓冲，在无人机本体1翻转倒着从空中掉落时，防护筒12的顶部与地面接触，防护筒12通过强力磁铁38对第二活塞杆36施加压力，第二活塞杆36受到压力带动第二活塞35在竖向气缸34内滑动，通过第二活塞35提高了密封性，通过储气空腔13内的高压气体进行气动缓冲，减小了冲击力。

参照说明书附图7、说明书附图9和说明书附图10，拆卸更换机构包括开在防护筒12内壁的限位圆槽40，防护筒12上开有限位通槽41，限位通槽41内安装有固定圆板42，固定圆板42上开有圆形通槽43，防护筒12上设有螺纹杆44，螺纹杆44贯穿圆形通槽43与螺纹孔39螺纹连接，螺纹杆44远离螺纹孔39一端安装有限位板45，限位板45与防护筒12顶壁接触，滚轮33位于限位圆槽40内与限位圆槽40紧密接触，强力磁铁38位于限位通槽41内，强力磁铁38与固定圆板42磁力连接。

具体在实际应用中，在防护筒12损坏需要更换时，使用者转动限位板45，限位板45带动螺纹杆44转动，将螺纹杆44与螺纹孔39断开连接，将限位板45和螺纹杆44取下，使用者将滚轮33和第一活塞杆31向横向气缸29方向推动，将滚轮33从限位圆槽40内移出，将损坏的防护筒12向上移动，强力磁铁38与固定圆板42断开磁力连接，可以将防护筒12从旋翼机座2上取下，安装新的防护筒12时，先将滚轮33和第一活塞杆31向横向气缸29方向推动，将防护筒12套在旋翼机座2上，松开滚轮33和第一活塞杆31，在储气空腔13内气压推动作用下，第一活塞杆31移动，滚轮33伸进防护筒12上的限位圆槽40内，强力磁铁38与固定圆板42磁力连接，使用者将限位板45上的螺纹杆44贯穿圆形通槽43与螺纹孔39螺纹连接，通过限位板45防止防护筒12掉落，防护筒12方便进行更换，在防护筒12损坏后可以快速进行拆卸更换，降低了使用成本。

参照说明书附图8和说明书附图11，储气空腔13设置有六个且均匀分布在旋翼机座2内，两个所述分隔板14将储气空腔13分隔为三个腔室，两个所述分隔板14之间为缓冲腔46，缓冲腔46两侧为回流腔47，缓冲腔46内高压气体通过节流阀15流向回流腔47，回流腔47内高压气体通过单向阀16流向缓冲腔46。

具体在实际应用中，在缓冲部11受到压力工作时，会增加缓冲腔46内部的压强，缓冲腔46内的高压气体通过节流阀15流向回流腔47内，在缓冲部11受到的压力减小时，回流腔47内的高压气体通过单向阀16流向缓冲腔46，缓冲部11进行复位。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (6)

1.一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，包括无人机本体（1）和旋翼机座（2），所述无人机本体（1）底部安装有防护箱体（3），其特征在于，所述无人机本体（1）底部设有减震缓冲机构，所述旋翼机座（2）上设有碰撞缓冲机构，所述碰撞缓冲机构上设有拆卸更换机构；

所述减震缓冲机构包括驱动电机（4）、传动部（5）和减震部（6），所述传动部（5）包括固定轴承（7）、蜗杆（8）和蜗轮（9），所述驱动电机（4）通过传动部（5）带动减震部（6）转动；

所述碰撞缓冲机构包括储气部（10）、缓冲部（11）和防护筒（12），所述储气部（10）包括储气空腔（13）、分隔板（14）、节流阀（15）和单向阀（16），所述防护筒（12）顶部中心处开有透气孔（17）；

所述防护箱体（3）的开口端向下，防护箱体（3）内部中心处安装有伸缩端向下的动力推杆（18），动力推杆（18）的伸缩端上安装有升降机座（19），升降机座（19）底部安装有测绘摄像头（20），防护箱体（3）左右两侧安装有测距仪（21）；

所述减震部（6）包括开在防护箱体（3）两侧的固定通槽（22），蜗杆（8）上安装有连接块（23），连接块（23）一侧安装有缓冲套筒（24），缓冲套筒（24）内安装有伸缩杆（25），伸缩杆（25）的伸缩端安装有铰支座（26），铰支座（26）上铰接有支撑脚架（27），伸缩杆（25）上套装有缓冲弹簧（28），缓冲弹簧（28）一端与缓冲套筒（24）固定连接，缓冲弹簧（28）另一端与铰支座（26）固定连接，缓冲套筒（24）与固定通槽（22）活动连接；

所述缓冲部（11）包括安装在旋翼机座（2）四周的横向气缸（29），横向气缸（29）与储气空腔（13）连通，横向气缸（29）内设有第一活塞（30），第一活塞（30）一端安装有第一活塞杆（31），第一活塞杆（31）远离第一活塞（30）一端穿出横向气缸（29），第一活塞（30）外圈设有第一密封圈（32），第一密封圈（32）与横向气缸（29）内壁紧密贴合，第一活塞杆（31）远离第一活塞（30）一端安装有滚轮（33），旋翼机座（2）顶部安装有竖向气缸（34），竖向气缸（34）与储气空腔（13）连通，竖向气缸（34）内设有第二活塞（35），第二活塞（35）一端安装有第二活塞杆（36），第二活塞杆（36）远离第二活塞（35）一端穿出竖向气缸（34），第二活塞（35）外圈设有第二密封圈（37），第二密封圈（37）与竖向气缸（34）内壁紧密贴合，第二活塞杆（36）远离第二活塞（35）一端安装有强力磁铁（38），强力磁铁（38）上设有螺纹孔（39），防护筒（12）位于旋翼机座（2）的外圈。

2.根据权利要求1所述一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，其特征在于，所述拆卸更换机构包括开在防护筒（12）内壁的限位圆槽（40），防护筒（12）上开有限位通槽（41），限位通槽（41）内安装有固定圆板（42），固定圆板（42）上开有圆形通槽（43），防护筒（12）上设有螺纹杆（44），螺纹杆（44）贯穿圆形通槽（43）与螺纹孔（39）螺纹连接，螺纹杆（44）远离螺纹孔（39）一端安装有限位板（45），限位板（45）与防护筒（12）顶壁接触。

3.根据权利要求1所述一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，其特征在于，所述储气空腔（13）设置有六个且均匀分布在旋翼机座（2）内，两个所述分隔板（14）将储气空腔（13）分隔为三个腔室，两个所述分隔板（14）之间为缓冲腔（46），缓冲腔（46）两侧为回流腔（47），缓冲腔（46）内高压气体通过节流阀（15）流向回流腔（47），回流腔（47）内高压气体通过单向阀（16）流向缓冲腔（46）。

4.根据权利要求1所述一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，其特征在于，所述固定通槽（22）、连接块（23）、缓冲套筒（24）设置有四个且分布在防护箱体（3）的左右两侧。

5.根据权利要求1所述一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，其特征在于，所述滚轮（33）位于限位圆槽（40）内与限位圆槽（40）紧密接触，强力磁铁（38）位于限位通槽（41）内，强力磁铁（38）与固定圆板（42）磁力连接。

6.根据权利要求1所述一种具有减震缓冲功能的防碰撞无人机，其特征在于，所述横向气缸（29）和竖向气缸（34）均设置有六个且以旋翼机座（2）的中心轴线为中心呈圆周等距分布。

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