CN214690123U - 一种防雨巡航多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防雨巡航多旋翼无人机，包括防水机身外壳、若干个机臂、飞控组件、动力系统和机载设备，防水机身外壳进行密封防水处理，飞控组件的电路均涂抹防水胶；机载设备包括云台相机，云台相机外罩设有半球式的无色透明的防水罩，防水罩的外表面贴有一层疏水膜，且防水罩内放置干燥剂；云台相机的电路穿过线路连接口与飞控组件连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：针对现有多旋翼无人机防雨防水能力差的弊端，通过对多旋翼无人机机身结构进行整体的防雨设计，电机采用防水轴封和密封外壳；同时对无人机机载的云台相机添加防水罩，实现了无人机的防雨防水的能力；同时可以有效提升安全巡航、人员搜救的能力。

Description

一种防雨巡航多旋翼无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，尤其涉及一种防雨巡航多旋翼无人机。

背景技术

多旋翼无人机具有价格低廉，体积较小、反应快速、操作简单等优点，且多旋翼无人机类型多种多样，如植保无人机、潜水无人机等，被广泛应用于军用和民用两大领域。无人机面向巡航、救援、安防等民用领域的应用作业有安全巡航、人员搜救、物资输送等。

多旋翼无人机是高精度高集成的电子设备，雨水及水汽对无人机本身以及无人机载荷设备的密封性能提出很大要求。多旋翼无人机本身集成大量微电子电路和精密电子设备，无人机一旦进水后，飞控、电调、姿态传感器等单元电路会受潮，出现短路损毁的危险，影响无人机的正常飞行作业，从而缩短无人机的使用寿命；多旋翼无人机往往需要执行特定的任务，必然要外挂相应执行设备，携带的电子设备挂设在机身外，因此易受降雨水气影响而出现故障或损坏，如摄像头因大雨水雾影响，会出现拍摄效果模糊的现象，影响相机可见度。

经检索，现有防雨无人机中，如CN201720923346.8，在普通无人机主体上简单加设防水罩来保护无人机以及机载电子设备，该方式防雨效果一般，忽视了雨水对电机和旋翼桨叶的影响，无法保障多旋翼无人机在雨天飞行作业。此外还有专利，如CN201510009189.5，提到使用喷气伞技术，利用喷气伞中部旋叶将气流吸入，再从喷气球的喷气口喷出，形成空气屏障以阻隔雨水，达到防雨效果，该方案面对稍大的雨水天，抗风性能和防雨效果均不理想，同时，无人机在雨水的下冲击力，相当于提高了负重载荷，再使用四个喷气伞，将大大增加了无人机的电力功耗，严重影响无人机续航时间。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本实用新型设计了一种防雨巡航多旋翼无人机，提高其防雨防水性能，使得无人机能够在雨天、水汽重、大风的环境下正常飞行，可实现巡航搜救的功能。

本实用新型采用的技术方案是：

一种防雨巡航多旋翼无人机，包括防水机身外壳、若干个机臂、飞控组件、动力系统、电池组、一对起落架、挂载架和机载设备；飞控组件分别与动力系统和机载设备电连接，电池组分别为飞控组件、动力系统和机载设备提供电能，一对起落架对称安装在防水机外壳下侧，挂载架设置在防水机身外壳下侧，且位于两个起落架中间；

防水机身外壳包括主体外壳和防水机盖，若干个机臂沿周向均布在主体外壳的外壁，且两者的连接处进行密封处理，飞控组件设置于防水机身外壳的内部空腔中，飞控组件的电路均涂抹防水胶；

动力系统包括若干个电调、若干个无刷电机和若干个旋翼桨叶；电调设置于机臂的管壁内，无刷电机设置于机臂的远端，电调一端连接飞控组件，另一端连接无刷电机，无刷电机采用防水轴封和密封外壳，旋翼桨叶安装在无刷电机的输出轴上；

机载设备包括云台相机和扩音喇叭，分别通过锁扣装置悬挂在挂载架上，云台相机外罩设有半球式的无色透明的防水罩，防水罩的外表面贴有一层疏水膜，且防水罩内放置干燥剂；云台相机、扩音喇叭的电路穿过设置于防水机身外壳下端的线路连接口与飞控组件连接。

防水罩内部表面布置了加热丝，加热丝通过电路与飞控组件连接。

机臂的数量为6个，且机臂是分体设置的，包括近壳段和远壳段，两者相向面管壁的下沿通过铰链铰接，近壳段和远壳段连接处的管壁外侧面均设有外螺纹，远壳段上套接螺纹管件，螺纹管件的内螺纹与连接处的外螺纹相适配，近壳段和远壳段通过螺纹管件固定连接为整。

防水机身外壳内设有散热板，飞控组件安装在散热板上，散热板下端对应着线路连接口，线路连接口位于防水机身外壳下端面的中心。

防水机身外壳采用碳纤维材料制作。

电池组为锂电池组，通过降压稳压模块将电池电压转换成相应的电压为各模块元件供电。

云台相机采用测距型变焦云台相机，配备三轴云台和激光测距仪。

飞控组件包括控制芯片、姿态检测单元、载荷控制板和通信单元，

控制芯片负责读取姿态检测单元的数据，并进行姿态解算，做出飞行控制指令，发送给动力系统，并与载荷控制板、地面站和遥控器保持通信；

姿态检测单元包含惯性单元IMU、GPS、气压计和磁力计，可测量获取无人机的姿态、高度和位置信息，并传输给控制芯片；

载荷控制板负责控制无人机外挂的机载设备：云台相机和扩音喇叭，并与控制芯片保持通信，当接受地面控制端的指令时，控制云台相机和扩音喇叭进行作业；

通信单元负责控制芯片和地面控制端之间的通信，无人机在遥控指令下进行飞行作业，并将无人机的有关数据回传到地面站。

地面站设定好必要航线，开机后选择航线执行，防雨巡航多旋翼无人机可实现自主巡航功能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：针对现有多旋翼无人机防雨防水能力差的弊端，通过对多旋翼无人机机身结构进行整体的防雨设计，电机采用防水轴封和密封外壳；同时对无人机机载的云台相机添加防水罩，实现了无人机的防雨防水的能力；

该设计可作为一种新型巡航搜救手段，具备机动灵活、运行成本低等特点，是对现有手段的人力作业的重要补充，可以在如泥石流，山洪暴发，火灾等危险情况下，取代人员完成险情状况进行探测任务，保护人员安全，同时可以有效提升安全巡航、人员搜救的能力。

附图说明

图1是本实用新型的防雨巡航多旋翼无人机的结构示意图；

图2是本实用新型的防雨巡航多旋翼无人机的俯视图；

图3是云台相机以及防水罩结构示意图；

图4是防雨巡航多旋翼无人机的控制系统的框架图。

其中，1.防水机身外壳，2.防水机盖，3.GPS，4.无刷电机，5.旋翼桨叶，6.机臂，7.螺纹管件，8.扩音喇叭，9.防水罩，10.云台相机，11.挂载架，12.线路连接口，13.起落架，14.连接锁扣装置。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图3给出，一种防雨巡航多旋翼无人机，全防水机身及防水透气装置保障无人机正常运行。所设计的防雨巡航多旋翼无人机主要包括防水机身外壳1、飞控组件、电调、无刷电机4、旋翼桨叶5、挂载架11、起落架13、电池组、云台相机10和扩音喇叭8。防水机身外壳1由主体外壳、防水机盖2组成一个防雨水的中空壳体；六个机臂6均匀分布在防水机身外壳的一周，通过螺纹管件7连接固定；防水机身外壳1内设有散热板，飞控组件安装在散热板上且位于主体外壳1内，散热板下端对应着线路连接口12，线路连接口12位于防水机身外壳下端中心，为凸出的柱体形状，中心挖有孔洞连接机载设备的线路；电池组安置在旋翼无人机防水机身外壳1内，为飞控组件、电调、无刷电机4、云台相机10和扩音喇叭8等电子设备供电；起落架13有一对，且对称分布安装在机身壳体1下侧，起落架13为丁字形，连接处用卡套加固，能够很好的支撑无人机，起落架13上设有软垫，可消耗和吸收无人机在起降时撞击能量；挂载架11同样安置在旋翼无人机机身下端，位于两个起落架13中间，挂载架11通过螺丝固定在无人机防水机身外壳1下方，用以挂载所需的机载设备；

电调、无刷电机4、旋翼桨叶5构成旋翼无人机的动力系统；六个电调安放在各机臂管道内，连接飞控组件和六个无刷电机，在飞控组件的命令下控制电机的转动，为无人机飞行提供动力；无刷电机采用防水轴封和密封外壳，具有全方位和角度的防水保护，可在雨中正常运行；无刷电机4和旋翼桨叶5安装在无人机六个机臂6的远端；防雨巡航多旋翼无人机的机载设备配备了云台相机10和扩音喇叭8，根据需求还可进行增加和调整；云台相机10和扩音喇叭8通过连接锁扣装置14挂在挂载架11下，通过线路连接口12底端的接线孔洞连接到飞控组件和电源供电电路；扩音喇叭可实时喊话，穿透能力强，传播距离远，在声音不失真的情况下传播300米，其天线内置，通迅距离达到5公里以上，连接处密封，防雨性能好；云台相机10采用测距型变焦云台相机，配备高精度三轴云台，激光测距仪，30倍光学变焦镜头，500万像素，具备目标跟踪和定位，适用于巡航、救援、安防等领域；云台相机10安装有防水罩9，该防水罩9为半球状，无色透明，内部放置干燥剂，避免水汽模糊相机镜头，防水罩9还布置了加热丝，避免半球罩内面水汽凝结。

防雨巡航多旋翼无人机机身结构进行了整体的防雨设计，连接处采用防水部件，防雨巡航多旋翼无人机的电机，各元件电路都涂抹防水胶，防雨巡航多旋翼无人机的防护等级达到IP66，使得无人机在雨天、水汽重、大风的环境下飞行。防雨巡航多旋翼无人机所挂载的电子设备同样需要防雨防水处理，防水罩半球表面贴有一层高性能疏水膜，能有效的抵消因雨水水气形成的视觉干扰，达到防雨防雾气的效果，使得云台相机在雨天也可正常图像拍摄，保障无人机正常巡检作业。

图4 是防雨巡航多旋翼无人机的控制系统的框架图，飞控组件包括控制芯片、姿态检测单元、载荷控制板和通信单元，控制芯片负责读取姿态检测单元的数据，并进行姿态解算，做出飞行控制指令，发送给动力系统，并与载荷控制板、地面站和遥控器保持通信；姿态检测单元包含惯性单元IMU、GPS、气压计和磁力计，可测量获取无人机的姿态、高度和位置信息，并传输给控制芯片；载荷控制板负责控制无人机外挂的机载设备：云台相机和扩音喇叭，并与控制芯片保持通信，当接受地面控制端的指令时，控制云台相机和扩音喇叭进行作业；通信单元负责控制芯片和地面控制端之间的通信，无人机在遥控指令下进行飞行作业，并将无人机的有关数据回传到地面站。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种防雨巡航多旋翼无人机，包括防水机身外壳、若干个机臂、飞控组件、动力系统、电池组、一对起落架、挂载架和机载设备；飞控组件分别与动力系统和机载设备电连接，电池组分别为飞控组件、动力系统和机载设备提供电能，一对起落架对称安装在防水机外壳下侧，挂载架设置在防水机身外壳下侧，且位于两个起落架中间；其特征在于：

防水机身外壳包括主体外壳和防水机盖，若干个机臂沿周向均布在主体外壳的外壁，且两者的连接处进行密封处理，飞控组件设置于防水机身外壳的内部空腔中，飞控组件的电路均涂抹防水胶；

动力系统包括若干个电调、若干个无刷电机和若干个旋翼桨叶；电调设置于机臂的管壁内，无刷电机设置于机臂的远端，电调一端连接飞控组件，另一端连接无刷电机，无刷电机采用防水轴封和密封外壳，旋翼桨叶安装在无刷电机的输出轴上；

机载设备包括云台相机和扩音喇叭，分别通过锁扣装置悬挂在挂载架上，云台相机外罩设有半球式的无色透明的防水罩，防水罩的外表面贴有一层疏水膜，且防水罩内放置干燥剂；云台相机、扩音喇叭的电路穿过设置于防水机身外壳下端的线路连接口与飞控组件连接。

2.根据权利要求1所述的防雨巡航多旋翼无人机，其特征在于：防水罩内部表面布置了加热丝，加热丝通过电路与飞控组件连接。

3.根据权利要求1所述的防雨巡航多旋翼无人机，其特征在于：机臂的数量为6个，且机臂是分体设置的，包括近壳段和远壳段，两者相向面管壁的下沿通过铰链铰接，近壳段和远壳段连接处的管壁外侧面均设有外螺纹，远壳段上套接螺纹管件，螺纹管件的内螺纹与连接处的外螺纹相适配，近壳段和远壳段通过螺纹管件固定连接为整体。

4.根据权利要求1所述的防雨巡航多旋翼无人机，其特征在于：防水机身外壳内设有散热板，飞控组件安装在散热板上，散热板下端对应着线路连接口，线路连接口位于防水机身外壳下端面的中心。

5.根据权利要求1所述的防雨巡航多旋翼无人机，其特征在于：防水机身外壳采用碳纤维材料制作。

6.根据权利要求1所述的防雨巡航多旋翼无人机，其特征在于：电池组为锂电池组，通过降压稳压模块将电池电压转换成相应的电压为各模块元件供电。

7.根据权利要求1所述的防雨巡航多旋翼无人机，其特征在于：云台相机采用测距型变焦云台相机，配备三轴云台和激光测距仪。

8.根据权利要求1所述的防雨巡航多旋翼无人机，其特征在于：飞控组件包括控制芯片、姿态检测单元、载荷控制板和通信单元，

控制芯片负责读取姿态检测单元的数据，并进行姿态解算，做出飞行控制指令，发送给动力系统，并与载荷控制板、地面站和遥控器保持通信；

姿态检测单元包含惯性单元IMU、GPS、气压计和磁力计，可测量获取无人机的姿态、高度和位置信息，并传输给控制芯片；

载荷控制板负责控制无人机外挂的机载设备：云台相机和扩音喇叭，并与控制芯片保持通信，当接受地面控制端的指令时，控制云台相机和扩音喇叭进行作业；

通信单元负责控制芯片和地面控制端之间的通信，无人机在遥控指令下进行飞行作业，并将无人机的有关数据回传到地面站。

9.根据权利要求8所述的防雨巡航多旋翼无人机，其特征在于：地面站设定好必要航线，开机后可选择航线执行，防雨巡航多旋翼无人机可实现自主巡航功能。

Images