CN205256683U - 一种无人飞行器坠落保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人飞行器坠落保护装置，属于无人机领域。该装置包括判断所述无人飞行器是否处于坠落状态的判断模块，以及当所述判断模块判断所述无人飞行器处于坠落状态时，发出弹射信号的控制器和将所述无人飞行器的一部分从所述无人飞行器中弹射分离的弹射机构，其中，所述控制器分别与所述判断模块和所述弹射机构连接，所述弹射机构连接所述被弹射分离的部分。本实用新型通过飞行器中较轻部件与较重部件自动分离的思路，能够降低坠机事件中飞行器的损伤，也是从另一个方面提升了飞行器的空中安全，还能够对于那些形状规则的较重部件安设降落伞，进一步减小损失，避免降落伞对较轻部件的缠绕。

Description

一种无人飞行器坠落保护装置

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人飞行器坠落保护装置。

背景技术

当前多旋翼式无人飞行器得到了极大发展，并且被专业级市场和消费级市场同时看好。多旋翼式无人飞行器之所以能够得到如此迅速的发展，是因为相关电子技术的进步使得这种飞行器的成本迅速降低，同时安全性迅速提升。

但是，多旋翼式无人飞行器作为一种在空中飞行的设备，对于飞行安全的要求是无止境的。用户总是希望飞行器不会因为任何意外而发生坠机。但是坠机事件是绝对的，生产厂商和用户能做到的只是尽可能的降低这种坠机事故发生的几率。

小型无人飞行器在飞行过程中，任何一个部件或环节的失常都可能造成飞行器失控并坠毁，从而造成机体本身和机载设备的损害，由于现阶段无人飞行器和机载遥感设备都价值不菲，坠毁事故一旦发生会造成巨大的财产损失。同时，现有的无人飞行器，尤其是四旋翼飞行器，在飞行过程中，有时由于客观意外情况或飞手操作失误导致飞行器坠落，坠落时飞行器难免与其他物体发生碰撞，在飞行器从高空极速降落时，轻微的碰撞也会对迫降区附近的物体造成重大损害甚至造成人员伤亡。

为了降低无人飞行器发生事故时的损失，可以提高无人飞行器飞行的可靠性，还可以增加无人飞行器出现事故时对无人飞行器及机载设备的保护设备。

现有技术中，降低事故损失可通过降低飞行器下坠的速度，其有效方法是检测出飞行器失控、失速状态，并在空中自动抛伞进行保护。

例如，中国专利文献104443398A中公开了一种农用无人机自动开伞保护装置，伞舱盖于伞舱上沿后端铰接，弹簧连接伞舱盖和无人机机体外壳，电永磁铁固装在伞舱内的靠近无人机机头一侧内侧壁上，电源、继电器及开伞控制模块固装于伞舱底部下表面，电源和继电器电连接，开伞控制模块与继电器连接，电源、继电器和电容磁铁依次电连接。

再例如，公告号CN202944566U的专利文献公开了一种小型无人机失控后自动抛伞保护装置，包括一次连接的供电设备、用于计算飞机姿态的开伞控制器、开伞伺服舵机以及伞仓盖开关；所述开关控制器包括惯性检测单元和用于实时采集惯性检测单元的数据并计算为机体坐标下的姿态角的单片机；所述惯性检测单元与所述单片机连接；所述单片机与所述开伞伺服舵机连接。该开伞控制器实时计算飞机姿态，在飞机出现失控、姿态异常时发出开伞指令，打开降落伞实现保护。

但是，上述方案中存在的问题是：多旋翼式无人飞行器的结构相对比较复杂，如果在其上设置降落伞，在坠机情况下弹出，有时候会由于缠绕问题，导致降落伞的效果不能很好发挥；由于旋翼式无人飞行器在作业过程中经常处于悬停状态，此时，机身与空气之间没有相对速度，如果此时发生坠机事故，降落伞无法自动抛出或打开，无法降低坠落速度，无法对坠落的无人飞行器提供保护。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是提供一种无人飞行器坠落保护装置，针对那些不可避免发生的坠机事件，能够降低坠机事件中飞行器的损伤，从而减轻维修和维护的成本，也是从另一个方面提升了飞行器的空中安全。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种无人飞行器坠落保护装置，包括判断所述无人飞行器是否处于坠落状态的信号检测器，以及当所述信号检测器判断所述无人飞行器处于坠落状态时，发出弹射信号的控制器和将所述无人飞行器的一部分从所述无人飞行器中弹射分离的弹射机构，其中，所述控制器分别与所述信号检测器和所述弹射机构连接，所述弹射机构连接所述被弹射分离的部分。

进一步的，所述被弹射分离的部分包括所述无人飞行器中的较重部件，所述较重部件至少包括电源设备。

进一步的，所述电源设备包括电池、驱动器、电池仓、仓盖和仓盖开关，所述电池与所述驱动器相连接，所述驱动器连接所述控制器，所述控制器连接所述仓盖开关，所述弹射机构设置于所述电池仓内，并将所述电池安装于所述弹射机构之上。

进一步的，所述信号检测器包括用于检测所述无人飞行器的降落加速度的加速度仪，所述加速度仪与所述控制器连接。

进一步的，所述信号检测器包括用于实时检测所述无人飞行器当前下降速度的速度传感器，所述速度传感器连接所述控制器。

进一步的，所述信号检测器还包括用于实时检测所述无人飞行器当前下降速度的速度传感器，所述速度传感器连接所述控制器。

进一步的，所述信号检测器包括用于检测所述无人飞行器当前剩余电量的电量检测电路，所述电量检测电路与所述电池和所述控制器连接。

进一步的，所述信号检测器包括遥控器或地面站、位于所述无人飞行器上的通信模块，所述遥控器或地面站与所述通信模块能够双向通信，所述控制器与所述通信模块连接。

进一步的，所述弹射机构包括弹射臂和可控开关，所述可控开关连接所述弹射臂和所述控制器，所述可控开关由所述控制器控制。

进一步的，所述被弹射分离的部分还包括伞降模块，所述伞降模块包括折叠收容的降落伞和延迟触发开伞单元，所述延迟触发开伞单元分别与所述控制器和所述降落伞连接。

本实用新型公开了一种无人飞行器坠落保护装置，通过飞行器中较轻部件与较重部件自动分离的思路，能够在飞行器坠机事件中减小损失。

另一方面，本实用新型能够在上述实现分离的思路基础上，对于那些形状规则的较重部件安设降落伞，进一步减小损失，避免降落伞对较轻部件的缠绕。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够使得本实用新型的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本实用新型的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本实用新型各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施例一的无人飞行器坠落保护装置结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例二的无人飞行器坠落保护装置结构示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例三的无人飞行器坠落保护方法流程图；

图4示出了根据本实用新型实施例四的无人飞行器坠落保护方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的具体实施例。虽然附图中显示了本实用新型的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本实用新型实施例的限定。

无人飞行器简称“无人机”，英文缩写为“UAV(unmannedaerialvehicle)”，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。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。近年来，随着传感器工艺的提高、微处理器技术的进步、动力装置的改善以及电池续航能力的增加，使其在军事、民用方面的用途不断高速拓展，无人机市场具有广阔前景。

本实用新型实施例中优选的无人机为多旋翼无人飞行器(或称为多旋翼飞行器)，可以是四旋翼、六旋翼及旋翼数量大于六的无人飞行器。

本实用新型技术方案采用的无人机主要是指小、微型多旋翼无人飞行器，这种无人飞行器体积小、成本低、飞行稳定性较好，飞行成本低等。本实用新型使用的飞行器，典型的以四轴多旋翼飞行器为代表。

实施例一、一种无人飞行器坠落保护装置。

图1为本实用新型实施例一的无人飞行器坠落保护装置结构示意图，本实用新型实施例将结合图1进行具体说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种无人飞行器坠落保护装置100，包括判断所述无人飞行器101是否处于坠落状态的判断模块102，以及当所述判断模块102判断所述无人飞行器101处于坠落状态时，发出弹射信号的控制器105和将所述无人飞行器101的一部分从所述无人飞行器101中弹射分离的弹射机构106，其中，所述控制器105分别与所述判断模块102和所述弹射机构106连接，所述弹射机构106连接所述被弹射分离的部分104。

本实用新型实施例中优选的，所述被弹射分离的部分104包括所述无人飞行器101中的较重部件，所述较重部件至少包括电源设备。在本发明实施例中，相当于将所述无人飞行器分成两部分来看，其中第一部分包括较轻部件，所述较轻部件包括机体、机架、外壳、机翼、飞控板中的部分或者全部，其中，所述控制器设置于所述飞控板上；第二部分包括较重部件即所述被弹射分离的部分104，所述较重部件包括电源设备。具体的某些实施例中，所述判断模块102和所述控制器105也可以算是所述较轻部件中的组成部分。

本实用新型实施例中优选的，所述机体由碳纤维材料制成，在满足较高使用强度和刚度的前提下，可大幅减轻机体的重量，从而降低多旋翼无人飞行器的动力需求以及提高多旋翼无人飞行器的机动性。当然，在本实用新型的其他实施例中，机体还可以由塑料或者其他任意使用的材料制成。所述机体上设有多个相对于所述机体中的对称平面呈对称分布的所述机翼，所述机翼包括浆臂，每一个浆臂远离所述机体的一端设有桨叶组件，所述桨叶组件包括安装在所述浆臂上的电机和连接在所述电机的输出轴上的桨叶，每一片桨叶的旋转轴线均位于同一圆柱面上。

多旋翼式无人飞行器的坠机算是比较常见的事件，由于无人飞行器在空中活动范围较大，因此，从空中坠落时，经常会处于较高的高度，在长时间自由落体过程中，机体储蓄了大量的动能，在接触地面发生撞击时，机体材料无法大量吸收或者抵消这种动能，往往会导致机体发生毁灭性的损坏。

事实上，为了能够飞行，无人飞行器的重量控制一般都做得很好，尤其是机架、外壳等主体构件，通常都是采用又轻又结实的碳纤维材料。但是，无人飞行器整体结构中还是不得不存在一些相对来说密度比较大的部分，典型的，例如电池。封装在整体结构中的电池，明显提升了整个无人飞行器的密度比，因此，在坠机的自由落体运动中，大大提升了下落的动能，使得无人飞行器坠机的损伤程度成倍增加。

本实用新型实施例可以在判断所述无人飞行器101处于坠机状态时，将所述无人飞行器101的所述较轻部件与所述较重部件实施分离。

一方面，对于所述较轻部件而言，由于其本身体积较大、质量较小，在落下时迎风面积较大，从而受到的空气阻力较大。因此，大大降低了它的降落速度，而降落时的动能与降落速度的平方成正比，从而能够极大地减少落地时的冲击动能，避免了机体发生严重损害，也降低了对地面目标的打击力度。

另一方面，对于所述较重部件而言，虽然其本身质量较大，但是其相对体积较小，减小了对地面目标的打击面积，从而降低了伤害地面目标的可能性。

同时，如果所述较轻部件和所述较重部件不实施分离，很可能整个无人飞行器完全被损坏，现在通过分离的方式，使得其中一部分，甚至可能是主要部分的机架、旋翼、电路结构等，都能得到很好的保护，如此极大的降低了坠机风险。本实用新型实施例，具体以电池部分作为所述较重部件的典型代表，以除了电池之外的其他部分作为所述较轻部件的典型代表来示例说明。

本实用新型实施例中优选的，所述电源设备包括电池、驱动器、电池仓、仓盖和仓盖开关，所述电池与所述驱动器相连接，所述驱动器连接所述控制器105，所述控制器105连接所述仓盖开关，所述弹射机构106设置于所述电池仓内，并将所述电池安装于所述弹射机构106之上。优选的，所述电池安装在所述无人飞行器101机体的尾部。

本实用新型实施例中优选的，所述无人飞行器101的电能由各种高能电池提供，包括：太阳能、蓄电池和燃料电池。其中以锂电池为代表的蓄电池供电方式是目前应用最广泛的一种。

在这种情况下，只需要在电池仓中设计一个受控的弹射机构，当机体根据控制信号的通信连接判断和/或机体上设置的加速度仪对于机体是否处于失速状态的判断，即可得知所述无人飞行器是否处于正在坠落的状态，当判断出所述无人飞行器处于正在坠落状态时，及时控制所述弹射分离机构，将所述电池仓中的电池弹出，使得其与所述无人飞行器主体结构分离。

在空中运动的物体，受到空气的阻力，在空气中如果速度低于2.5M(马赫)，基本上认为其阻力f与阻力系数k、所述无人飞行器的迎风面积S以及飞行速度成正比(f＝ksv)。此时，所述无人飞行器的较轻部件具有密度低、质量小、迎风面积大的特性，因此，所述较轻部件受到向上的空气阻力较大，在落地之前，其下降速度会大大降低。尤其，所述较轻部件还包括向外伸出的旋翼、支架等结构。在坠落到地面时，很可能由这些可行变、吸收冲击能量的旋翼、起落架等结构来承受撞击，并确保所述飞行器的较轻部件中的其他部分受到的冲击尽可能小，尤其是那些成本较高的电子控制部分来说，有很高的几率能够得到保护。

同时，当所述无人飞行器101在空气中如果速度高于2.5M(马赫)，由于空气的摩擦，开始出现气动加热现象，对于某些电池来说，还有可能因为坠落冲击导致电池发生燃烧。在本实用新型实施例中，弹出的所述电池作为独立的构件坠落，即使所述电池发生燃烧，也能极大降低所述无人飞行器101的被烧毁的风险。而如果电池原来与所述无人飞行器101仍保持一体状态，则不仅使得所述无人飞行器101坠毁，并且还可能使得所述无人飞行器101甚至地面目标因为燃烧，而受到二次伤害。

本实用新型实施例中优选的，所述信号检测器102包括用于检测所述无人飞行器101的降落加速度的加速度仪，所述控制器105的输入端与所述加速度仪连接，输出端与所述弹射机构106连接，所述加速度仪与所述控制器105连接，当所述加速度仪检测到所述无人飞行器101的降落加速度大于预设阈值时，判断所述无人飞行器101处于坠落状态。

本实用新型实施例中优选的，所述无人飞行器101的降落加速度预设阈值可以为8m/s²或9m/s²，即当所述加速度仪检测到所述无人飞行器101的降落加速度大于8m/s²或9m/s²时，即接近自由落体时，说明所述无人飞行器101出现问题，因此需要触发所述弹射机构106。为了安全，也可以将该值设置的更低，如6m/s²或7m/s²。

本实用新型实施例中优选的，所述信号检测器102还包括用于实时检测所述无人飞行器101当前下降速度的速度传感器，所述速度传感器连接所述控制器105，当所述速度传感器检测到所述无人飞行器101的降落速度大于事先设定的预定值时，则所述信号检测器102判断所述无人飞行器101处于坠落状态。其中，所述实现设定的所述无人飞行器101的降落速度预定值可以是常规环境下所述无人飞行器101能够安全降落的最大下降速度。

本实用新型实施例中优选的，所述无人飞行器101还包括发动机，所述信号检测器102连接所述发动机，实时检测所述发动机是否处于正常工作状态，一旦所述发动机出现故障，则会启动所述装置进行保护，使所述较轻部件和所述较重部件在所述弹射机构的作用下分离，分别降落至地面，有效保证无人飞行器、机上设备及地面人或物的安全。

本实用新型实施例中优选的，在上述实时检测所述无人飞行器101的降落加速度和/或当前下降速度和/或所述发动机是否处于正常工作状态的基础上，所述信号检测器102还包括用于检测所述无人飞行器101当前剩余电量的电量检测电路，所述电量检测电路与所述电池和所述控制器105连接，当所述无人飞行器的降落加速度大于预设阈值时和/或降落速度大于事先设定的预定值时和/或所述发动机出现故障时，并且同时所述电量检测电路检测到所述无人飞行器101的当前剩余电量小于事先设定的安全电量值时，则判断所述无人飞行器101处于坠落状态。其中，所述事先设定的安全电量值可以为0。

本实用新型实施例中优选的，所述电量检测电路为AD采集电路和/或电流计。

在其他实施例中，可以采用电流、电压综合测量法。通过AD采集电路采集电池输出端上的电压，并通过电流计采集采样器件上的电流，然后按照Q＝Pt＝UIt的关系计算电池的当前剩余电量。

本实用新型实施例中优选的，所述信号检测器102还包括遥控器或地面站、位于所述无人飞行器上的通信模块，所述遥控器或地面站与所述通信模块能够双向通信，所述通信模块设置于所述飞控板上，所述控制器105与所述通信模块连接，所述控制器105通过所述通信模块接收所述遥控器或地面站发送的外来信号触发所述弹射机构将所述被弹射分离的部分104从所述无人飞行器中分离。上述示例中，所述无人飞行器中的所述弹射机构属于自动触发，而该示例中所述弹射机构属于手动触发，即在遥控者或者用户从地面观察认为所述无人飞行器无法进行安全控制时，通过所述遥控器或地面站进行远程手动触发。

本实用新型实施例中优选的，所述通信模块采用UART接口，MAX3243作为RS232电平转换芯片，实现TTL电平和RS232电平的相互转换。串口通信波特率为38400bps，数据位8位，停止位1位，数据校验采用checksum校验方式。所述通信模块通过无线链路接收遥控指令，发送无人飞行器遥测数据到所述地面站，实现所述无人飞行器与所述地面站的数据交互。

本实用新型实施例中优选的，为了进一步增加判断坠落的准确性，还可以采用上述判断方式中的任意组合，例如：所述无人飞行器101在失控坠落时处于失速状态(即当所述加速度仪检测到的所述无人飞行器101的降落加速度大于所述预设阈值时)，同时检测到所述无人飞行器101倾斜角度大于所述预定角度时，并持续预定的时间后，所述控制器105才触发所述弹射机构106。

本实用新型实施例中优选的，当所述信号检测器102判断出所述无人飞行器101处于坠落状态时，所述控制器105还可以控制所述旋翼停止旋转。由于减慢其旋翼的转动速度，使得其上升力变小，避免所述无人飞行器101下降速度过快。这样，可以进一步降低所述无人飞行器101的下降速度，减轻坠机损失。

本实用新型实施例中优选的，所述弹射机构106包括弹射臂和可控开关，所述可控开关连接所述弹射臂和所述控制器105，所述可控开关由所述控制器105控制。

本实用新型实施例中优选的，所述可控开关为电磁阀。当所述加速度仪检测到的向下的重力加速度大于上述值时，所述控制器105发出控制信号，控制所述电磁阀关闭，带动所述弹射臂运动，将所述电池弹出，对无人飞行器101进行保护。其他的实施例中，所述电磁阀还可以是接触器、电子开关等其它的可控开关。

本实用新型实施例中优选的，所述弹射机构106可以是任意的弹射装置，只要其能够实现将所述较重部件与所述较轻部件的分离作用即可。例如，所述弹射机构可以气动弹射装置、可以拉伸的弹射杆，或者，所述弹射机构是位于所述电池仓中部呈交叉型设置的两根弹射橡筋，所述弹射橡筋分别固定在所述电池仓的仓壁上。所述电池设置在所述电池仓中弹射橡筋和仓盖之间。所述仓盖与所述无人飞行器机体链接。当所述无人飞行器出现意外并失控坠落的情况下，所述控制器发出触发指令，打开所述仓盖，所述电池受到所述弹射橡筋的压力，自动弹出所述电池仓。

本实用新型实施例中优选的，所述无人飞行器101还包括导航定位装置。进一步的，所述导航定位装置为GPS或者北斗卫星定位装置，其用于感应无人飞行器在立体空间的经纬度信息，并发送给所述控制器。

本实用新型实施例公开了一种无人飞行器坠落保护装置，针对那些不可避免发生的坠机事件，通过飞行器中较轻部件与较重部件自动分离的思路，能够降低坠机事件中飞行器的损伤，从而减轻维修和维护的成本，也是从另一个方面提升了飞行器的空中安全。多旋翼式无人飞行器作为一种空中活动的设备，本身密度就很低，重量很轻，但是其中部分设备，比如电池、电源部分，相对来说密度较大。在坠机情况下，重量的减轻，即使只是一点，对于整体损伤后果来说，可能产生的影响极大，所以只要能够降低重量，就能很有效的确保设备安全。

实施例二、一种无人飞行器坠落保护装置。

图2为本实用新型实施例2的无人飞行器坠落保护装置结构示意图，本实用新型实施例将结合图2进行具体说明。

如图2所示，本实用新型实施例提供了一种无人飞行器坠落保护装置200，以所述判断所述无人飞行器201是否处于坠落状态的信号检测器为加速度仪202、所述第一部分包括机架、机体、旋翼等较轻部件203和第二部分(即上述的所述被弹射分离的部分)为电源设备204为例进行说明，其中，所述电源设备204包括电池、驱动器、电池仓、仓盖和仓盖开关，所述电池与所述驱动器相连接，所述驱动器连接所述控制器205，所述控制器205连接所述仓盖开关，所述弹射机构206设置于所述电池仓内，所述控制器205分别与所述加速度仪202和所述弹射机构206连接，所述弹射机构206连接所述电池。当所述加速度仪202检测到的无人飞行器201降落加速度超过预设阈值时，判断所述无人飞行器201处于坠落状态，所述控制器205发出弹射信号控制所述弹射机构206将所述电池从所述较轻部件203分离。

本实用新型实施例中优选的，所述电池仓内还设置有伞降模块207，所述伞降模块207包括折叠收容的降落伞和延迟触发开伞单元，所述延迟触发开伞单元分别与所述控制器205和所述降落伞连接，所述延迟触发开伞单元能够将所述控制器205发出的弹射信号延迟预定时间，当所述电池已经和所述较轻部件203弹射分离之后，才将所述降落伞从所述电池顶部伸展开，避免所述降落伞和所述无人飞行器201的所述较轻部件203缠绕，对下降的电池进行保护，防止其坠毁或者燃烧，同时避免对下方人群产生二次伤害，确保了飞行安全及周围人员的安全。

在上述实用新型实施例中，所述无人飞行器密度低、质量轻、迎风面积大的那部分如何得到保护，已经有了充分说明。但是，对于分离出来的较重部件，尤其是电池，也可以针对性的实施保护。

现有技术中虽然提出过在所述无人飞行器上增加降落伞来减轻坠机风险的方案。但是，其中一种缺陷是：由于所述无人飞行器的外形结构复杂，所述降落伞弹出时，很可能与所述无人飞行器发生缠绕，无法正常打开；另外，在侧风较大的情况下，由于所述无人飞行器的迎风面积大，也有可能因为侧风发生旋转或者偏转，使得所述无人飞行器缠绕到所述降落伞上，导致所述降落伞机制无法正常工作。

本实用新型实施例在上述实施例基础上，已经将所述较重部件从所述无人飞行器中分离了处理，所述较重部件的外观形状通常较为规则，针对这些较重部件设置单独的降落伞，就能有效的保证这些较重部件安全的降落。

而且，针对所述较重部件单独设计降落伞的好处还在于如下几个方面：

由于所述较重部分形状规则、迎风面积小，减小了缠绕几率；

所述较重部件虽然密度较高，但是也仅是原有无人飞行器的一个部分，因此，从总重量上来说，总重量降低了，对于所述降落伞的负荷来说减轻了，因此，更加安全。

参照上述类似的理由，由于所述降落伞的负荷降低了，相对而言，降落伞包的重量和体积也降低了，如此使得所述无人飞行器工作情况下的自重也得到了进一步控制。

本实用新型实施例中，所述无人飞行器的所述控制器可以接收检测的外部指令并产生给一个或多个致动器(电机)的与所述转子相关的减速信号，使得所述转子(及相关的螺旋桨)减慢速度。

本实用新型实施例中优选的，所述控制器能够通过中央处理器(CPU)和/或协处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、特定用途基础电路(ASIC)以及嵌入式微处理器(ARM)实现。

本实用新型实施例中优选的，所述控制器可以包括一个或多个可编程处理器和存储器，所述存储器为非易失性计算机可读介质。所述控制器可以与非易失性计算机可读介质连接。所述非易失性计算机可读介质可以包括一个或多个存储单元(例如可移动介质或外部存储器，如SD卡或随机存储器)。在某些实施例中，来自于传感器的数据可以直接传送及存储于所述非易失性计算机可读介质的存储单元中(例如通过直接内存访问连接(DMA))。所述非易失性计算机可读介质的存储单元可以存储代码及/或程序指令。所述控制器执行该代码及/或程序指令，以执行本说明书描述的实施例。

本实用新型实施例公开了一种无人飞行器坠落保护装置，能够在上述实现分离的思路基础上，对于那些形状规则的较重部件安设降落伞，进一步减小损失，避免降落伞对较轻部件的缠绕。对于弹射分离的较重部件而言，单独设计降落伞进行保护，既能够有效保护通常形状较为规则的较重部件，同时也有益于较轻部件的保护。

本实用新型实施例中其它内容参见上述实用新型实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例三、一种无人飞行器坠落保护方法。

图3为本实用新型实施例三的无人飞行器坠落保护方法流程图，本实用新型实施例将结合图3进行具体说明。

如图3所示，本实用新型实施例提供了一种无人飞行器坠落保护方法，包括以下步骤：

步骤S301：判断所述无人飞行器是否处于坠落状态；

步骤S302：如果所述无人飞行器处于坠落状态，触发所述无人飞行器的一部分从所述无人飞行器中弹射分离；反之，跳回到所述步骤S301。

本实用新型实施例中优选的，所述判断所述无人飞行器是否处于坠落状态的步骤，具体，包括：

预设所述无人飞行器的降落加速度阈值并存储；

实时监测所述无人飞行器的降落加速度；

判断所述无人飞行器的降落加速度是否大于所述预设阈值；

如果大于，则判断所述无人飞行器处于坠落状态；

反之，所述无人飞行器处于正常飞行状态。

本实用新型实施例中优选的，所述无人飞行器的降落加速度预设阈值可以为8m/s²或9m/s²，即当所述加速度仪检测到所述无人飞行器的降落加速度大于8m/s²或9m/s²时，即接近自由落体时，说明所述无人飞行器出现问题，因此需要触发所述弹射机构。为了安全，也可以将该值设置的更低，如6m/s²或7m/s²。

本实用新型实施例中优选的，所述判断所述无人飞行器是否处于坠落状态的步骤，具体，包括：

预设所述无人飞行器的降落速度预定值并存储；

实时监测所述无人飞行器的降落速度；

判断所述无人飞行器的降落速度大于所述预定值；

如果大于，则判断所述无人飞行器处于坠落状态；

反之，所述无人飞行器处于正常飞行状态。

本实用新型实施例中优选的，还包括对接收的数据进行滤波处理，滤波处理可以过滤掉由于电机高频振动等带来的噪声信息，具体的滤波方式很多，例如Kalman滤波程度可以很好的降低判断坠落的失误率。

本实用新型实施例中优选的，所述无人飞行器的第一部分包括较轻部件，所述较轻部件包括机体、机架、外壳、机翼、飞控板中的部分或者全部；所述无人飞行器的第二部分即被弹射分离的部分包括较重部件，所述较重部件包括电源设备。在判断所述无人飞行器处于坠机状态时，将所述无人飞行器的所述较轻部件与所述较重部件实施分离。本实用新型实施例，具体以电池部分作为所述较重部件的典型代表，以除了电池之外的其他部分作为所述较轻部件的典型代表来示例说明。

本实用新型实施例公开了一种无人飞行器坠落保护方法，针对那些不可避免发生的坠机事件，通过飞行器中较轻部件与较重部件自动分离的思路，能够降低坠机事件中飞行器的损伤，从而减轻维修和维护的成本，也是从另一个方面提升了飞行器的空中安全。多旋翼式无人飞行器作为一种空中活动的设备，本身密度就很低，重量很轻，但是其中部分设备，比如电池、电源部分，相对来说密度较大。在坠机情况下，重量的减轻，即使只是一点，对于整体损伤后果来说，可能产生的影响极大，所以只要能够降低重量，就能很有效的确保设备安全。

本实用新型实施例中其它内容参见上述实用新型实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例四、一种无人飞行器坠落保护方法。

图4为本实用新型实施例四的无人飞行器坠落保护方法流程图，本实用新型实施例将结合图4进行具体说明。

如图4所示，本实用新型实施例提供了一种无人飞行器坠落保护方法，该方法包括以下步骤：

步骤S401：判断所述无人飞行器是否处于坠落状态；

步骤S402：如果所述无人飞行器处于坠落状态，触发所述无人飞行器的一部分从所述无人飞行器中弹射分离；反之，跳回到步骤S401；

步骤S403：打开所述被弹射分离的部分上设置的降落伞。

本实用新型实施例中优选的，所述无人飞行器的第一部分包括机架、机体、旋翼等较轻部件和所述无人飞行器的第二部分(即所述被弹射分离的部分)为电源设备这种较重部件。其中，所述电源设备包括电池、驱动器、电池仓、仓盖和仓盖开关，所述电池与所述驱动器相连接，所述驱动器连接控制器，所述控制器连接所述仓盖开关，所述弹射机构设置于所述电池仓内，所述控制器分别与所述加速度仪和所述弹射机构连接，所述弹射机构连接所述电池。当所述加速度仪检测到的无人飞行器降落加速度超过预设阈值时，判断所述无人飞行器处于坠落状态，所述控制器发出弹射信号控制所述弹射机构将所述电池从所述较轻部件分离。

本实用新型实施例中优选的，所述步骤S403之前还包括时延步骤，即将控制器发出的弹射信号延迟预定时间，当所述电池已经和所述较轻部件弹射分离之后，才将所述降落伞从所述电池顶部伸展开，避免所述降落伞和所述无人飞行器的所述较轻部件缠绕，对下降的电池进行保护，防止其坠毁或者燃烧，同时避免对下方人群产生二次伤害，确保了飞行安全及周围人员的安全。

本实用新型实施例在上述实施例基础上，已经将所述较重部件从所述无人飞行器中分离了处理，所述较重部件的外观形状通常较为规则，针对这些较重部件设置单独的降落伞，就能有效的保证这些较重部件安全的降落。

而且，针对所述较重部件单独设计降落伞的好处还在于如下几个方面：

由于所述较重部分形状规则、迎风面积小，减小了缠绕几率；

所述较重部件虽然密度较高，但是也仅是原有无人飞行器的一个部分，因此，从总重量上来说，总重量降低了，对于所述降落伞的负荷来说减轻了，因此，更加安全。

参照上述类似的理由，由于所述降落伞的负荷降低了，相对而言，降落伞包的重量和体积也降低了，如此使得所述无人飞行器工作情况下的自重也得到了进一步控制。

本实用新型实施例公开了一种无人飞行器坠落保护方法，能够在上述实现分离的思路基础上，对于那些形状规则的较重部件安设降落伞，进一步减小损失，避免降落伞对较轻部件的缠绕。对于弹射分离的较重部件而言，单独设计降落伞进行保护，既能够有效保护通常形状较为规则的较重部件，同时也有益于较轻部件的保护。

本实用新型实施例中其它内容参见上述实用新型实施例中的内容，在此不再赘述。

本实用新型可以带来这些有益的技术效果：本实用新型实施例公开的无人飞行器坠落保护装置，针对那些不可避免发生的坠机事件，通过飞行器中较轻部件与较重部件自动分离的思路，能够降低坠机事件中飞行器的损伤，从而减轻维修和维护的成本，也是从另一个方面提升了飞行器的空中安全。同时，本实用新型能够在上述实现分离的思路基础上，对于那些形状规则的较重部件安设降落伞，进一步减小损失，避免降落伞对较轻部件的缠绕。对于弹射分离的较重部件而言，单独设计降落伞进行保护，既能够有效保护通常形状较为规则的较重部件，同时也有益于较轻部件的保护。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：包括判断所述无人飞行器是否处于坠落状态的信号检测器，以及当所述信号检测器判断所述无人飞行器处于坠落状态时，发出弹射信号的控制器和将所述无人飞行器的一部分从所述无人飞行器中弹射分离的弹射机构，其中，所述控制器分别与所述信号检测器和所述弹射机构连接，所述弹射机构连接所述被弹射分离的部分。

2.根据权利要求1所述的无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：所述被弹射分离的部分包括所述无人飞行器中的较重部件，所述较重部件至少包括电源设备。

3.根据权利要求2所述的无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：所述电源设备包括电池、驱动器、电池仓、仓盖和仓盖开关，所述电池与所述驱动器相连接，所述驱动器连接所述控制器，所述控制器连接所述仓盖开关，所述弹射机构设置于所述电池仓内，并将所述电池安装于所述弹射机构之上。

4.根据权利要求1所述的无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：所述信号检测器包括用于检测所述无人飞行器的降落加速度的加速度仪，所述加速度仪与所述控制器连接。

5.根据权利要求1或4所述的无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：所述信号检测器包括用于实时检测所述无人飞行器当前下降速度的速度传感器，所述速度传感器连接所述控制器。

6.根据权利要求1所述的无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：所述信号检测器还包括用于实时检测所述无人飞行器当前下降速度的速度传感器，所述速度传感器连接所述控制器。

7.根据权利要求3所述的无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：所述信号检测器包括用于检测所述无人飞行器当前剩余电量的电量检测电路，所述电量检测电路与所述电池和所述控制器连接。

8.根据权利要求1所述的无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：所述信号检测器包括遥控器或地面站、位于所述无人飞行器上的通信模块，所述遥控器或地面站与所述通信模块能够双向通信，所述控制器与所述通信模块连接。

9.根据权利要求1所述的无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：所述弹射机构包括弹射臂和可控开关，所述可控开关连接所述弹射臂和所述控制器，所述可控开关由所述控制器控制。

10.根据权利要求1所述的无人飞行器坠落保护装置，其特征在于：所述被弹射分离的部分还包括伞降模块，所述伞降模块包括折叠收容的降落伞和延迟触发开伞单元，所述延迟触发开伞单元分别与所述控制器和所述降落伞连接。