CN117246549A - 一种具有防侧翻机构的无人机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了应用于无人机领域的一种具有防侧翻机构的无人机，该无人机通过在现有无人机支腿的基础上增设起降平衡座来有效提高起降时的稳定性，通过增设倾角传感器来监测无人机落地倾斜状态，并以此控制微型水泵一向液动伸缩柱中充水，从而让自适应起降杆来支撑起无人机以达到平衡状态，在起飞时能有效避免动力不平衡而导致的侧翻，还通过在降落前控制微型水泵二将阻尼件的内水抽空而让自适应起降杆落下来，并在自适应起降杆落下后重新充水，利用吊板与阻尼件的摩擦力来有效缓冲无人机降落时的冲击力，进而有效避免降落时侧翻，实现无人机降落时和起飞前的平衡，有效避免侧翻，而且还能缓冲无人机降落时的冲击力，有效保护无人机的结构。

Description

一种具有防侧翻机构的无人机

技术领域

本申请涉及无人机领域，特别涉及一种具有防侧翻机构的无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“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。

目前无人机在民用领域内使用越来越广泛，例如农业无人机、观察无人机、探测无人机、搜救无人机等等。民用无人机在野外使用的频率多一些，而野外的地形复杂，地面凹凸不平，这给无人机的起降操控带来一定的难度，很容易导致无人机起降的时候发生侧翻，而现有的无人机也没有有效的防侧翻机构，因此给无人机的野外正常作业带来一定的麻烦。

为此我们通过本无人机来解决起降时因地面因素而带来的容易侧翻的问题。

发明内容

本申请目的在于对现有技术中的无人机进行改进，相比现有技术提供一种具有防侧翻机构的无人机，通过在现有无人机支腿的基础上增设起降平衡座来有效提高起降时的稳定性，通过增设倾角传感器来监测无人机落地倾斜状态，并以此控制微型水泵一向液动伸缩柱中充水，从而让自适应起降杆来支撑起无人机以达到平衡状态，在起飞时能有效避免动力不平衡而导致的侧翻，还通过在降落前控制微型水泵二将阻尼件的内水抽空而让自适应起降杆落下来，并在自适应起降杆落下后重新充水，利用吊板与阻尼件的摩擦力来有效缓冲无人机降落时的冲击力，进而有效避免降落时侧翻。

实现无人机降落时和起飞前的平衡，有效避免侧翻，而且还能缓冲无人机降落时的冲击力，有效保护无人机的结构。

进一步，无人机本体的降落系统包括近地传感器和水泵控制模块，近地传感器通过水泵控制模块与微型水泵二电连接，无人机本体的起飞系统包括调整模块，倾角传感器通过调整模块与微型水泵一电连接，在降落时近地传感器被启动进而通过水泵控制模块控制微型水泵二将阻尼件内的水抽空，以让阻尼件变瘪，让自适应起降杆在重力作用下自由下落，接着再次控制微型水泵二向阻尼件中充水让阻尼件鼓起来以将自适应起降杆限制在下方，这样在降落的时候利用吊板与阻尼件的相互摩擦力来防止冲击力让自适应起降杆回缩，从而让自适应起降杆起到吸收冲击力的作用，有效保护无人机的结构，在起飞前调整模块被启动并通过倾角传感器控制微型水泵一向液动伸缩柱中充水，让无人机的两侧支腿被抬高到不同的高度，从而维持无人机的整体水平，有效避免起飞前因机身不平而导致的动力不平衡带来的侧翻问题。

进一步，液动伸缩柱由多个套筒组成，多个套筒相互密封滑动套接连接，且多个套筒的口径由上至下依次减小，当向液动伸缩柱中充水时多个套筒展开来从而控制自适应起降杆的下移量来达到调整无人机平衡的效果，当将液动伸缩柱中的水抽出后多个套筒收缩从而让自适应起降杆回缩。

进一步，吊板的两端均固定连接有阻尼条，且阻尼条的外表面覆盖有摩擦阻力大的涂料，依靠涂料与阻尼件产生相互摩擦，在降落时让自适应起降杆起到吸收冲击力的作用。

进一步，自适应起降杆包括上杆和下杆，上杆的下端固定连接有限位杆，且下杆的上端侧壁开设有与限位杆匹配的限位槽，上杆与下杆之间还固定连接有弹性连接件，这样的结构让每个自适应起降杆都具有自适应地面的能力，让自适应起降杆根据落点自调整伸缩量，从而进一步保证无人机的平衡性，而且每个自适应起降杆都有吸收冲击力的作用，起到进一步缓冲的作用。

可选的，弹性连接件为椭圆形结构，且弹性连接件采用乳胶材质，乳胶具有很好的弹力，能有效吸收每个自适应起降杆所受到的冲击力，从而加强整体的抗冲击能力。

进一步，阻尼件包括两个拼接的阻尼膜，且两个阻尼膜之间固定连接有防鼓连接带，阻尼膜采用柔性无弹性材质，且阻尼膜的外表面覆盖有摩擦阻力大的涂料，当微型水泵二向阻尼件中充水后阻尼件鼓起来，利用阻尼条与阻尼件之间相互摩擦力来防止自适应起降杆回缩，从而让自适应起降杆在降落时发挥缓冲作用，防鼓连接带起到稳定两个阻尼膜连接点的作用，以免充水后两个阻尼膜无限制膨胀。

进一步，阻尼膜的中部内壁与安装槽的侧壁之间固定连接有两根复位绳，且复位绳采用柔性弹性材质，利用复位绳的弹力让阻尼膜在被抽水后能迅速变瘪，从而不影响自适应起降杆的回缩。

进一步，起降平衡座通过紧固螺栓与无人机本体的支腿连接，且起降平衡座采用高强度塑料材质，采用螺栓的连接方式是为了方便更换维护，为了减轻起降平衡座的重量而不增加无人机本体的起飞负担，因此起降平衡座采用塑料材质。

进一步，两个储液腔的总容积大于液动伸缩柱的容积，且储液腔中的液面高于微型水泵二，为了确保能将让液动伸缩柱顺利伸展开来，因此储液腔的容积要大于液动伸缩柱，而为了确保微型水泵二将水顺利充入到阻尼件内，因此储液腔内水的液面要高于微型水泵二。

相比于现有技术，本申请的优点在于：

（1）本方案通过在现有无人机支腿的基础上增设起降平衡座来有效提高起降时的稳定性，通过增设倾角传感器来监测无人机落地倾斜状态，并以此控制微型水泵一向液动伸缩柱中充水，从而让自适应起降杆来支撑起无人机以达到平衡状态，在起飞时能有效避免动力不平衡而导致的侧翻，还通过在降落前控制微型水泵二将阻尼件的内水抽空而让自适应起降杆落下来，并在自适应起降杆落下后重新充水，利用吊板与阻尼件的摩擦力来有效缓冲无人机降落时的冲击力，进而有效避免降落时侧翻，实现无人机降落时和起飞前的平衡，有效避免侧翻，而且还能缓冲无人机降落时的冲击力，有效保护无人机的结构。

（2）无人机本体的降落系统包括近地传感器和水泵控制模块，近地传感器通过水泵控制模块与微型水泵二电连接，无人机本体的起飞系统包括调整模块，倾角传感器通过调整模块与微型水泵一电连接，在降落时近地传感器被启动进而通过水泵控制模块控制微型水泵二将阻尼件内的水抽空，以让阻尼件变瘪，让自适应起降杆在重力作用下自由下落，接着再次控制微型水泵二向阻尼件中充水让阻尼件鼓起来以将自适应起降杆限制在下方，这样在降落的时候利用吊板与阻尼件的相互摩擦力来防止冲击力让自适应起降杆回缩，从而让自适应起降杆起到吸收冲击力的作用，有效保护无人机的结构，在起飞前调整模块被启动并通过倾角传感器控制微型水泵一向液动伸缩柱中充水，让无人机的两侧支腿被抬高到不同的高度，从而维持无人机的整体水平，有效避免起飞前因机身不平而导致的动力不平衡带来的侧翻问题。

（3）液动伸缩柱由多个套筒组成，多个套筒相互密封滑动套接连接，且多个套筒的口径由上至下依次减小，当向液动伸缩柱中充水时多个套筒展开来从而控制自适应起降杆的下移量来达到调整无人机平衡的效果，当将液动伸缩柱中的水抽出后多个套筒收缩从而让自适应起降杆回缩。

（4）自适应起降杆包括上杆和下杆，上杆的下端固定连接有限位杆，且下杆的上端侧壁开设有与限位杆匹配的限位槽，上杆与下杆之间还固定连接有弹性连接件，这样的结构让每个自适应起降杆都具有自适应地面的能力，让自适应起降杆根据落点自调整伸缩量，从而进一步保证无人机的平衡性，而且每个自适应起降杆都有吸收冲击力的作用，起到进一步缓冲的作用。

（5）阻尼件包括两个拼接的阻尼膜，且两个阻尼膜之间固定连接有防鼓连接带，阻尼膜采用柔性无弹性材质，且阻尼膜的外表面覆盖有摩擦阻力大的涂料，当微型水泵二向阻尼件中充水后阻尼件鼓起来，利用阻尼条与阻尼件之间相互摩擦力来防止自适应起降杆回缩，从而让自适应起降杆在降落时发挥缓冲作用，防鼓连接带起到稳定两个阻尼膜连接点的作用，以免充水后两个阻尼膜无限制膨胀。

（6）阻尼膜的中部内壁与安装槽的侧壁之间固定连接有两根复位绳，且复位绳采用柔性弹性材质，利用复位绳的弹力让阻尼膜在被抽水后能迅速变瘪，从而不影响自适应起降杆的回缩。

附图说明

图1为本申请的技术方案对比图；

图2为本申请的立体图；

图3为本申请的主视图；

图4为本申请的起降平衡座正、侧面图；

图5为本申请的阻尼件剖面图；

图6为本申请的自适应起降杆主视图；

图7为本申请的起降平衡座细节图；

图8为本申请的自适应起降杆工作状态图；

图9为本申请的液动伸缩柱工作前后状态图。

图中标号说明：

1无人机本体、101倾角传感器、2起降平衡座、201储液腔、3微型水泵一、4液动伸缩柱、401套筒、5吊板、501阻尼条、6自适应起降杆、601上杆、602下杆、603限位杆、604限位槽、605弹性连接件、7防错位板、8阻尼件、801阻尼膜、802防鼓连接带、803复位绳、9微型水泵二。

具体实施方式

实施例将结合说明书附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述，基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

实施例1：

本申请公开了一种具有防侧翻机构的无人机，请参阅图1、2、3、4，包括无人机本体1，无人机本体1的内部安装有与无人机本体1的起飞系统电连接的倾角传感器101（具体型号根据实际需求进行选择，在此不再详细描述），无人机本体1的两个支腿上均连接有起降平衡座2，起降平衡座2通过紧固螺栓与无人机本体1的支腿连接，且起降平衡座2采用高强度塑料材质（优先选用PPS，也可根据实际需求选择其它材料），采用螺栓的连接方式是为了方便更换维护，为了减轻起降平衡座2的重量而不增加无人机本体1的起飞负担，因此起降平衡座2采用塑料材质，起降平衡座2的两端均开设有储液腔201，且储液腔201内填充有去离子水，起降平衡座2的中部开设有开口朝下的安装槽，且安装槽的顶部固定连接有液动伸缩柱4；

请参阅图4、9，液动伸缩柱4由多个套筒401组成，多个套筒401相互密封滑动套接连接，且多个套筒401的口径由上至下依次减小，当向液动伸缩柱4中充水时多个套筒401展开来从而控制自适应起降杆6的下移量来达到调整无人机平衡的效果，当将液动伸缩柱4中的水抽出后多个套筒401收缩从而让自适应起降杆6回缩，两个储液腔201的侧壁均固定镶嵌有与倾角传感器101电连接的微型水泵一3（具体型号根据实际需求进行选择，在此不再详细描述），且微型水泵一3与液动伸缩柱4连通，液动伸缩柱4的下端固定连接有吊板5，吊板5的两端均固定连接有阻尼条501，且阻尼条501的外表面覆盖有摩擦阻力大的涂料，依靠涂料与阻尼件8产生相互摩擦，在降落时让自适应起降杆6起到吸收冲击力的作用；

请参阅图5，且吊板5的下侧壁固定连接有多个等间距分布的自适应起降杆6，安装槽的底部侧壁固定连接有防错位板7，且防错位板7上开设有多个与自适应起降杆6匹配的贯穿孔，安装槽的两侧侧壁均固定连接有阻尼件8，阻尼件8包括两个拼接的阻尼膜801，且两个阻尼膜801之间固定连接有防鼓连接带802，阻尼膜801采用柔性无弹性材质（优先选用硅胶，也可根据实际需求选择其它材料），且阻尼膜801的外表面覆盖有摩擦阻力大的涂料，当微型水泵二9向阻尼件8中充水后阻尼件8鼓起来，利用阻尼条501与阻尼件8之间相互摩擦力来防止自适应起降杆6回缩，从而让自适应起降杆6在降落时发挥缓冲作用，防鼓连接带802起到稳定两个阻尼膜801连接点的作用，以免充水后两个阻尼膜801无限制膨胀，阻尼膜801的中部内壁与安装槽的侧壁之间固定连接有两根复位绳803，且复位绳803采用柔性弹性材质，利用复位绳803的弹力让阻尼膜801在被抽水后能迅速变瘪，从而不影响自适应起降杆6的回缩；

请参阅图4，且阻尼件8与吊板5的两端摩擦接触，储液腔201位于阻尼件8覆盖内的侧壁固定镶嵌有多个与无人机本体1的降落系统电连接的微型水泵二9（具体型号根据实际需求进行选择，在此不再详细描述），两个储液腔201的总容积大于液动伸缩柱4的容积，且储液腔201中的液面高于微型水泵二9，为了确保能将让液动伸缩柱4顺利伸展开来，因此储液腔201的容积要大于液动伸缩柱4，而为了确保微型水泵二9将水顺利充入到阻尼件8内，因此储液腔201内水的液面要高于微型水泵二9；

无人机本体1的降落系统包括近地传感器和水泵控制模块，近地传感器通过水泵控制模块与微型水泵二9电连接（具体连接结构和原理为技术人员公知技术，在此不再详细描述），无人机本体1的起飞系统包括调整模块，倾角传感器101通过调整模块与微型水泵一3电连接（具体连接结构和原理为技术人员公知技术，在此不再详细描述），在降落时近地传感器被启动进而通过水泵控制模块控制微型水泵二9将阻尼件8内的水抽空，以让阻尼件8变瘪，让自适应起降杆6在重力作用下自由下落，接着再次控制微型水泵二9向阻尼件8中充水让阻尼件8鼓起来以将自适应起降杆6限制在下方，这样在降落的时候利用吊板5与阻尼件8的相互摩擦力来防止冲击力让自适应起降杆6回缩，从而让自适应起降杆6起到吸收冲击力的作用，有效保护无人机的结构，在起飞前调整模块被启动并通过倾角传感器101控制微型水泵一3向液动伸缩柱4中充水，让无人机的两侧支腿被抬高到不同的高度，从而维持无人机的整体水平，有效避免起飞前因机身不平而导致的动力不平衡带来的侧翻问题。

实施例2：

本申请公开了一种具有防侧翻机构的无人机，在实施例1的基础上，请参阅图6、7、8，自适应起降杆6包括上杆601和下杆602，上杆601的下端固定连接有限位杆603，且下杆602的上端侧壁开设有与限位杆603匹配的限位槽604，上杆601与下杆602之间还固定连接有弹性连接件605，这样的结构让每个自适应起降杆6都具有自适应地面的能力，让自适应起降杆6根据落点自调整伸缩量，从而进一步保证无人机的平衡性，而且每个自适应起降杆6都有吸收冲击力的作用，起到进一步缓冲的作用，弹性连接件605为椭圆形结构，且弹性连接件605采用乳胶材质，乳胶具有很好的弹力，能有效吸收每个自适应起降杆6所受到的冲击力，从而加强整体的抗冲击能力。

本方案的工作原理为：当降落时近地传感器启动微型水泵二9将阻尼件8内的水抽回储液腔201中，让阻尼膜801变瘪进而使自适应起降杆6下落，自适应起降杆6下落后再次启动微型水泵二9向阻尼件8内充水使阻尼膜801鼓起来，依靠阻尼件8与阻尼条501的相互摩擦力压制住自适应起降杆6防止其回收，这样在降落时自适应起降杆6能吸收无人机本体1落地时的冲击力，起到有效的缓冲作用而保护无人机本体1的结构稳定性，在无人机本体1落地后微型水泵二9将阻尼件8内的水抽回储液腔201中，让自适应起降杆6缩回去以方便装包携带，在起飞前调整模块通过倾角传感器101启动微型水泵一3向液动伸缩柱4内充水，液动伸缩柱4伸展开时下顶自适应起降杆6直至倾角传感器101检测到无人机本体1处于平衡状态为止停止微型水泵一3，从而能有效保证无人机本体1的动力平衡防止侧翻。

以上所述，仅为本申请结合当前实际需求采用的最佳实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。

Claims (10)

1.一种具有防侧翻机构的无人机，包括无人机本体（1），其特征在于，所述无人机本体（1）的内部安装有与无人机本体（1）的起飞系统电连接的倾角传感器（101），所述无人机本体（1）的两个支腿上均连接有起降平衡座（2），所述起降平衡座（2）的两端均开设有储液腔（201），且储液腔（201）内填充有去离子水，所述起降平衡座（2）的中部开设有开口朝下的安装槽，且安装槽的顶部固定连接有液动伸缩柱（4），两个所述储液腔（201）的侧壁均固定镶嵌有与倾角传感器（101）电连接的微型水泵一（3），且微型水泵一（3）与液动伸缩柱（4）连通，所述液动伸缩柱（4）的下端固定连接有吊板（5），且吊板（5）的下侧壁固定连接有多个等间距分布的自适应起降杆（6），所述安装槽的底部侧壁固定连接有防错位板（7），且防错位板（7）上开设有多个与自适应起降杆（6）匹配的贯穿孔，所述安装槽的两侧侧壁均固定连接有阻尼件（8），且阻尼件（8）与吊板（5）的两端摩擦接触，所述储液腔（201）位于阻尼件（8）覆盖内的侧壁固定镶嵌有多个与无人机本体（1）的降落系统电连接的微型水泵二（9）。

2.根据权利要求1所述的一种具有防侧翻机构的无人机，其特征在于，所述无人机本体（1）的降落系统包括近地传感器和水泵控制模块，所述近地传感器通过水泵控制模块与微型水泵二（9）电连接，所述无人机本体（1）的起飞系统包括调整模块，所述倾角传感器（101）通过调整模块与微型水泵一（3）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有防侧翻机构的无人机，其特征在于，所述液动伸缩柱（4）由多个套筒（401）组成，多个所述套筒（401）相互密封滑动套接连接，且多个套筒（401）的口径由上至下依次减小。

4.根据权利要求1所述的一种具有防侧翻机构的无人机，其特征在于，所述吊板（5）的两端均固定连接有阻尼条（501），且阻尼条（501）的外表面覆盖有摩擦阻力大的涂料。

5.根据权利要求1所述的一种具有防侧翻机构的无人机，其特征在于，所述自适应起降杆（6）包括上杆（601）和下杆（602），所述上杆（601）的下端固定连接有限位杆（603），且下杆（602）的上端侧壁开设有与限位杆（603）匹配的限位槽（604），所述上杆（601）与下杆（602）之间还固定连接有弹性连接件（605）。

6.根据权利要求5所述的一种具有防侧翻机构的无人机，其特征在于，所述弹性连接件（605）为椭圆形结构，且弹性连接件（605）采用乳胶材质。

7.根据权利要求1所述的一种具有防侧翻机构的无人机，其特征在于，所述阻尼件（8）包括两个拼接的阻尼膜（801），且两个阻尼膜（801）之间固定连接有防鼓连接带（802），所述阻尼膜（801）采用柔性无弹性材质，且阻尼膜（801）的外表面覆盖有摩擦阻力大的涂料。

8.根据权利要求7所述的一种具有防侧翻机构的无人机，其特征在于，所述阻尼膜（801）的中部内壁与安装槽的侧壁之间固定连接有两根复位绳（803），且复位绳（803）采用柔性弹性材质。

9.根据权利要求1所述的一种具有防侧翻机构的无人机，其特征在于，所述起降平衡座（2）通过紧固螺栓与无人机本体（1）的支腿连接，且起降平衡座（2）采用高强度塑料材质。

10.根据权利要求1所述的一种具有防侧翻机构的无人机，其特征在于，两个所述储液腔（201）的总容积大于液动伸缩柱（4）的容积，且储液腔（201）中的液面高于微型水泵二（9）。