CN209905079U - 一种无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无人机，包括：板状的机身，所述机身的周向上设置有4个机臂，所述机身和所述机臂一体成型；框型的脚架，所述脚架顶部与所述机身底部固定连接；容纳空间，位于所述脚架中心位置，并固定在所述机身底部；双目视觉模块，设置在所述容纳空间内并位于所述无人机机头位置；激光雷达，设置在所述机身上侧，并位于所述机身的几何中心位置；IMU模块和GPS模块，设置在所述机身上；融合了双目、激光雷达等多种感知探测传感器，应用到多旋翼无人机的实际飞控环境中，同时结合无人机机载IMU和GPS等导航控制单元，实现室内室外、城市野外等不同尺度环境空间中无人机的飞行控制。

Description

一种无人机

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机。

背景技术

近年来，无人机飞行器因具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低等优点，引起了其在多个领域内的应用，得到迅猛发展。无人飞行器通常包括脚架、机身、与机身相连的机臂、设于机臂上用于驱动所述无人飞行器飞行的动力系统和用于控制无人飞行器飞行的控制系统组成。目前，1、由于无人机降落过程中，无人机脚架通常会受到较大的冲击力，而现有的无人机脚架多数为多个互不相连的独立结构分别与机身连接，较大冲击力可能会破坏脚架的独立结构，进而使机身结构中的电气元件与物体发生碰撞，易对机身结构中的电气元件造成损害；2、并且，无人机在作业过程中需要持续的动力供应，当检测到电量不足时，无人机需要返回到基站上进行充电，因电池是安装于无人机的电池仓内的，拆卸电池非常麻烦，增大了操作人员的工作量；3、同时，在复杂环境，GPS不能提供良好的定位信号，使得IMU的误差不能很好补偿，因此需要其他传感器辅助导航，进而感知和规避障碍物；主动扫描模块(激光雷达)虽然测量精度高，扫描速度快，但得不到环境的深度信息，被动环境感知传感(双目视觉模块)可以获得环境深度信息，但易受自然光影响，单一设置对无人机性能存在影响，需采用主被动结合的方式。

实用新型内容

本实用新型提供一种无人机，旨在解决上述存在的问题。

本实用新型是这样实现的，一种无人机，包括：

板状的机身，所述机身的周向上设置有4个机臂，所述机身和所述机臂一体成型；

框型的脚架，所述脚架顶部与所述机身底部固定连接；

容纳空间，位于所述脚架中心位置，并固定在所述机身底部；

双目视觉模块，设置在所述容纳空间内并位于所述无人机机头位置；

激光雷达，设置在所述机身上侧，并位于所述机身的几何中心位置；

IMU模块和GPS模块，设置在所述机身上。

进一步的，所述脚架包括两组支撑件和两组缓冲件，两组所述支撑件对称设置于所述容纳空间两侧，且所述支撑件顶部与所述无人机机身固定连接；每组所述缓冲件两端分别连接两组所述支撑件的底部，两组所述支撑件对称设置于所述容纳空间两侧。

进一步的，所述支撑件包括两块相对设置的框型条板，以及连接两块框型条板的支撑柱；所述框型条板包括两个相对设置的竖直部，以及连接竖直部顶端的水平部；所述水平部顶部中心设置有与无人机机身适配的连接槽体，所述竖直部底部开有与缓冲件适配的连接孔。

进一步的，所述缓冲件包括中心轴、缓冲垫和两个间隔垫，两个所述间隔垫分别设置在缓冲垫两侧，所述缓冲垫和间隔垫均开有供中心轴穿过的中心孔；所述间隔垫设置在同组的两块框型条板之间，所述缓冲垫设置在两组支撑件之间，所述中心轴依次贯穿所述支撑件和所述缓冲件。

进一步的，所述双目视觉模块包括左镜头和右镜头，所述双目视觉模块通过安装板固定在容纳空间内，所述安装板上设置有用于调节角度的调节旋钮，所述左镜头和右镜头保持固定安装距离。

进一步的，所述激光雷达通过上支板固定在所述机身上侧。

进一步的，所述容纳空间内设置有固定隔板、卡合结构和底板，所述机身、固定隔板、卡合结构和底板共同围成横向贯通的无人机电池安装空间；所述固定隔板位于容纳空间内侧，限制所述无人机电池在轴向内侧方向的位移；所述卡合结构设置在容纳空间外侧，所述卡合结构一端在所述容纳空间内铰接，另一端在所述容纳空间内卡合连接；当所述卡合结构处于卡合固定状态时，所述卡合结构与固定隔板共同限制无人机电池在轴向上的位移。

进一步的，所述卡合结构包括外侧的面板和内侧的限位板，所述面板和限位板相对平行设置并通过连接柱固定连接，所述限位板内侧表面设置有毛面；所述面板一端端部与所述容纳空间铰接，面板另一端端部设置有卡钩，所述容纳空间内设置有卡柱，所述卡合结构通过卡钩和卡柱卡合连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种具有保护功能的无人机脚架，结构简单可靠，能够对无人机机身上的电气元件进行保护；重量较轻，减少对无人机的负载，提高无人机的续航能力；而且，通过脚架上设置的缓冲减振件，可以有效地降低脚架在起落过程中的磨损，并减小无人机降落过程中与地面之间的刚性冲击，提高脚架的使用寿命；使用卡合结构和固定隔板的相互作用，限制无人机电池在轴向上的位移；同时，卡合结构内侧与无人机电池接触的表面，设置有毛面，能够加强对无人机电池的固定作用；通过卡合结构，电池的安装和拆除方便快捷，方便对电池充电；融合了双目、激光雷达等多种感知探测传感器，应用到多旋翼无人机的实际飞控环境中，同时结合无人机机载IMU和GPS等导航控制单元，实现室内室外、城市野外等不同尺度环境空间中无人机的飞行控制。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型侧面视图；

图3为脚架结构示意图；

图4为缓冲件结构示意图；

图5为容纳空间结构示意图；

图6为卡合结构示意图；

图中：1-机身、2-脚架、3-容纳空间、4-双目视觉模块、5-激光雷达、6-无人机电池；

21-支撑件、211-框型条板、212-支撑柱、213-连接槽体、214-连接孔、22-缓冲件、221-中心轴、222-缓冲垫、223-间隔垫；

31-固定隔板、32-卡合结构、321-面板、322-限位板、323-连接柱、324-卡钩、325-卡柱、326-毛面；

41-左镜头、42-右镜头、43-调节旋钮、44-安装板；

51-上支板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种无人机，包括：板状的机身1、框型的脚架2、容纳空间3、双目视觉模块4、激光雷达5、IMU模板和GPS模板；

本实施方式中，机身1的周向上设置有4个机臂，机身1和机臂一体成型，脚架2顶部与机身1底部固定连接，容纳空间3位于脚架2中心位置，并固定在机身1底部，双目视觉模块4设置在容纳空间3内并位于无人机机头位置，激光雷达5设置在机身1上侧，并位于机身1的几何中心位置，IMU模块和GPS模块设置在机身1上。

具体地，无人机飞行主要是通过IMU、GPS、双目视觉和激光雷达5等多传感器的信息融合，在完成飞行路径规划，同时融合了无人机的姿态位置信息后，无人机上的飞控模块实施飞行控制程序，控制无人机机臂上的无刷电机电调实现不同电机的转速控制，从而实现俯仰、翻滚、偏航的控制；同时，通过无线数传链路程序，将无人机的姿态位置信息传递到地面站，进而实现在线实时监视。

无人机通常包括机身1和脚架2，脚架2安装在机身1的底部以向上支撑机身1，从而保证无人机着陆和起飞时的稳定性。这里，可以理解的是，根据本实用新型实施例的机身1等其他构成对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

其中，脚架2包括两组支撑件21和两组缓冲件22，两组支撑件21对称设置于容纳空间3两侧，且支撑件21顶部与无人机机身1固定连接；每组缓冲件22两端分别连接两组支撑件21的底部，两组支撑件21对称设置于容纳空间3两侧；支撑件21包括两块相对设置的框型条板211，以及连接两块框型条板211的支撑柱212；框型条板211包括两个相对设置的竖直部，以及连接竖直部顶端的水平部；水平部顶部中心设置有与无人机机身1适配的连接槽体213，竖直部底部开有与缓冲件22适配的连接孔214；两组支撑件21分别通过框型条板211上的连接槽体213与无人机机身1底部进行连接，每组支撑件21的框型条板211具有两个竖直部，以形成无人机机身1底部的四个支脚，用于支撑无人机。

为进一步减轻无人机重量，提高无人机性能，增强无人机的续航能力，支撑件21采用两个框型条板211，两块框型条板211通过支撑柱212进行连接，保证支撑结构强度的同时，达到减轻重量的目的。

本实施方式中，缓冲件22包括中心轴221、缓冲垫222和两个间隔垫223，两个间隔垫223分别设置在缓冲垫222两侧，缓冲垫222和间隔垫223均开有供中心轴221穿过的中心孔；间隔垫223设置在同组的两块框型条板211之间，缓冲垫222设置在两组支撑件21之间，中心轴221依次贯穿支撑件21和缓冲件22。通过设置缓冲件22，可以减小无人机降落过程中与地面之间的刚性冲击，提高脚架2的使用寿命。

具体地，无人机脚架2包括两组缓冲件22，每组缓冲件22的两端分别连接同侧不同组的竖直部底部，使得两组缓冲件22与两组支撑件21形成一个整体的框架式脚架2，组件之间两两相连，在无人机降落过程中，受到的冲击力会通过框架结构，分别传递到脚架2的其他部位，不会出现单一位置受到较强冲击力而使结构被破坏的情况，进而保护了位于框架顶部的容纳空间3，使容纳空间3内的电气元件不受损坏。

其中，缓冲垫222和间隔垫223，可以采用橡胶、海绵或者泡沫等材质，成本低廉、易于更换，可以有效地降低脚架2在起落过程中的磨损，并减小无人机降落过程中与地面之间的刚性冲击，提高脚架2的使用寿命。

进一步的，双目视觉模块4包括左镜头41和右镜头42，双目视觉模块4通过安装板44固定在容纳空间3内，安装板44上设置有用于调节角度的调节旋钮43，左镜头41和右镜头42保持固定安装距离，激光雷达5通过上支板51固定在机身1上侧。激光雷达5固定在机架上支板51几何中心位置，垂直安装，激光雷达5与双目视觉模块4相对几何位置固定，激光雷达5的扫描空间与双目视觉模块4的左视域空间和右视域空间构成三维空间感知固定在机身1上的几何位置关系。

本实施方式中，在对无人机电池6进行安装时，无人机电池6横向进入容纳空间3，无人机电池6的内侧面与固定隔板31贴合；转动卡合结构32的铰接端，使卡合结构32的卡合端处于卡合固定状态，卡合结构32的内侧面与无人机电池6的外侧面贴合，使得无人机电池6，在卡合结构32和固定隔板31的共同作用下完成固定；在无人机电池6进行拆卸时，使卡合结构32的卡合端处于分离状态，并转动卡合结构32的铰接端，将无人机电池6从容纳空间3中横向拆出，电池的安装和拆除方便快捷。

其中，卡合结构32包括外侧的面板321和内侧的限位板322，面板321和限位板322相对平行设置并通过连接柱323固定连接；面板321一端端部与容纳空间3铰接，面板321另一端端部设置有卡钩324，容纳空间3内设置有卡柱325，卡合结构32通过卡钩324和卡柱325卡合连接。

作为本实用新型的一个实施例，卡合结构32上的面板321与卡钩324，可以是一体成型的两个组件，也可以是配合连接的两个组件；当为一体成型时，面板321与卡钩324应选用具有较强弹性的材料，卡钩324与卡柱325进行配合时，卡钩324能通过自身的弹性形变来变换配合状态；当为配合连接时，卡钩324与面板321可以相互套装并进行滑动连接，卡钩324与面板321之间设置施加了预紧力的压缩弹簧，通过调节卡钩324与面板321的相对位置，以及受到的压缩弹簧拉力，实现卡合结构32的状态变换。

优选的，限位板322内侧表面设置有毛面326，毛面326与无人机电池6表面接触，加强接触表面间的静摩擦力，能够增强对无人机电池6的固定作用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无人机，其特征在于，包括：

板状的机身，所述机身的周向上设置有4个机臂，所述机身和所述机臂一体成型；

框型的脚架，所述脚架顶部与所述机身底部固定连接；

容纳空间，位于所述脚架中心位置，并固定在所述机身底部；

双目视觉模块，设置在所述容纳空间内并位于所述无人机机头位置；

激光雷达，设置在所述机身上侧，并位于所述机身的几何中心位置；

IMU模块和GPS模块，设置在所述机身上。

2.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于：所述脚架包括两组支撑件和两组缓冲件，两组所述支撑件对称设置于所述容纳空间两侧，且所述支撑件顶部与所述无人机机身固定连接；每组所述缓冲件两端分别连接两组所述支撑件的底部，两组所述支撑件对称设置于所述容纳空间两侧。

3.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于：所述支撑件包括两块相对设置的框型条板，以及连接两块框型条板的支撑柱；所述框型条板包括两个相对设置的竖直部，以及连接竖直部顶端的水平部；所述水平部顶部中心设置有与无人机机身适配的连接槽体，所述竖直部底部开有与缓冲件适配的连接孔。

4.根据权利要求3所述的一种无人机，其特征在于：所述缓冲件包括中心轴、缓冲垫和两个间隔垫，两个所述间隔垫分别设置在缓冲垫两侧，所述缓冲垫和间隔垫均开有供中心轴穿过的中心孔；所述间隔垫设置在同组的两块框型条板之间，所述缓冲垫设置在两组支撑件之间，所述中心轴依次贯穿所述支撑件和所述缓冲件。

5.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于：所述双目视觉模块包括左镜头和右镜头，所述双目视觉模块通过安装板固定在容纳空间内，所述安装板上设置有用于调节角度的调节旋钮，所述左镜头和右镜头保持固定安装距离。

6.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于：所述激光雷达通过上支板固定在所述机身上侧。

7.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于：所述容纳空间内设置有固定隔板、卡合结构和底板，所述机身、固定隔板、卡合结构和底板共同围成横向贯通的无人机电池安装空间；所述固定隔板位于容纳空间内侧，限制所述无人机电池在轴向内侧方向的位移；所述卡合结构设置在容纳空间外侧，所述卡合结构一端在所述容纳空间内铰接，另一端在所述容纳空间内卡合连接；当所述卡合结构处于卡合固定状态时，所述卡合结构与固定隔板共同限制无人机电池在轴向上的位移。

8.根据权利要求7所述的一种无人机，其特征在于：所述卡合结构包括外侧的面板和内侧的限位板，所述面板和限位板相对平行设置并通过连接柱固定连接，所述限位板内侧表面设置有毛面；所述面板一端端部与所述容纳空间铰接，面板另一端端部设置有卡钩，所述容纳空间内设置有卡柱，所述卡合结构通过卡钩和卡柱卡合连接。

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