CN215043750U - 一种旋翼无人机坠机保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种旋翼无人机坠机保护装置，包括通过支架固定垂直安装在无人机上的坠机保护装置，坠机保护装置包括核心控制仓、弹射装置和弹射仓。旋翼无人机坠机保护装置在工作时分为启动和待命两个状态，当旋翼无人机正常飞行时，保护装置处于待命状态，此时电磁铁通电并与弹射装置的铁块相吸合，当无人机发生坠机事故时控制器模块控制电磁铁断电，此时电磁铁与铁块断开，从而切断无人机电源使无人机桨叶停转，同时由于弹性连接件的拉力将弹射装置向上拉伸，降落伞包受到弹射装置撞击而弹出，降落伞包弹出后打开从而保护无人机。

Description

一种旋翼无人机坠机保护装置

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体的是一种旋翼无人机坠机保护装置。

背景技术

近些年，随着机器人技术的发展旋翼无人机的应用愈加广泛，旋翼无人机由于其运动灵活、控制简单的优点常用于航拍、环境监测、农业植保等方面。但旋翼无人机常常因为飞行环境复杂、传感器失灵、信号丢失、元器件烧毁等各种各样的问题导致坠机现象频频发生；一旦旋翼无人机发生坠机事故，不仅会带来百分之九十以上的经济损失，而且会给他人生命健康带来威胁，严重的情况下会导致火灾等严重事故，带来不可预估的严重后果；由于无人机坠机的时刻不可预测，因此可以通过坠机保护装置来降低损失与危险，所以迫切需要一种旋翼无人机坠机保护装置来解决这些难题。

专利CN109204836A公开的一种无人机坠机保护装置，利用无人机在坠落过程中产生的较强风力来触发无人机上安装的降落伞开关，从而打开降落伞来保护无人机。但由于无人机在坠机初期坠落速度慢，产生的风力较小，导致无人机不能第一时间触发降落伞打开，具有一定的延迟，并且在无人机坠落过程中并没有将无人机电源断开，此时无人机桨叶转动会影响降落伞平稳降落，因此无人机的安全不能完全的到保障。

专利号CN109808903A公开的一种无人机坠机保护装置，采用将旋翼无人机的机臂上安装安全气囊的方法来防止无人机坠机造成的损伤。当无人机出现坠机问题时，安装在无人机上的压缩空气瓶会立刻给安全气囊充气，安全气囊起到缓冲的作用，防止无人机直接与地面撞击而损坏。但这种方法不能降低无人机在坠机过程中的速度，仍然会对地面行人的安全带来威胁，而且在无人机坠机过程中没有对无人机断电，无人机桨叶可能会扎破气囊，存在很大的安全隐患，不能完全保证无人机和地面行人的安全。因此设计一种可以快速有效触发的旋翼无人机坠机保护装置尤为重要。

实用新型内容

本实用新型提供了一种旋翼无人机坠机保护装置，避免了旋翼无人机在飞行过程中突然失控而导致的坠机的风险，可以自动切断无人机电源、同时打开安全降落伞的坠机保护装置，可以保证无人机在失控时桨叶立刻停转并缓缓降落于地面，同时可以在坠机后向地面站发送自身坐标，有利于帮助无人机操控人员寻找失事的无人机，该装置既保证了无人机坠时直接装上地面带来的损失，也可以保证地面人员的生命安全，还可以帮助人们寻找因坠落而丢失的无人机。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种旋翼无人机坠机保护装置，包括设置在无人机上的坠机保护装置，所述坠机保护装置的底部设置有支架，并通过支架与无人机连接；

所述坠机保护装置内设置有核心控制仓和弹射装置；

所述核心控制仓固定在坠机保护装置底壁上，上端设置有电磁铁；

所述弹射装置的两端设置有弹性连接件，并通过弹性连接件与坠机保护装置的顶壁连接，所述弹射装置的下端于电磁铁的上方设置有铁块组件，所述铁块组件的上端设置有竖直向上的顶针，所述坠机保护装置的顶壁上设置有可供顶针穿过的槽口；

所述坠机保护装置的上端设置有弹射仓，所述弹射仓内于顶针的上端设置有降落伞包。

进一步地，所述核心控制仓内设置有控制器模块，所述控制器模块的两端设置有电源入口接头和电源出口接头，所述核心控制仓和坠机保护装置的侧壁上设置有可供电源入口接头、电源出口接头穿过的槽口。

进一步地，还包括设置在坠机保护装置外的天线，所述天线的一端穿过坠机保护装置的侧壁并固定核心控制仓的外壁上。

进一步地，所述铁块组件包括铁块、绝缘层和导电铜条，所述铁块的上端两侧连接有所述弹性连接件，所述铁块的下端设置有导电铜条，所述绝缘层设置在铁块与导电铜条之间，且长度与铁块的长度一致。

进一步地，还包括有扳机，所述扳机的一端穿过坠机保护装置的侧壁并固定在铁块上。

进一步地，所述坠机保护装置的侧壁上设置有滑槽，所述扳机可在滑槽内上下移动，从而带动铁块上下移动。

进一步地，所述导电铜条的长度小于所述铁块和绝缘层的长度。

进一步地，所述弹性连接件设置有四组，一端固定在铁块的上端面的四个边角位置，另一端固定在坠机保护装置的顶壁下端的四个边角位置。

进一步地，所述电磁铁上设置有尺寸与导电铜条相适配的导电凹槽，通电状态时，所述导电铜条可嵌合在导电凹槽内。

进一步地，所述降落伞包上设置有伸缩式钢丝绳，并通过伸缩式钢丝绳与弹射仓的内壁连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、旋翼无人机坠机保护装置在工作时分为启动和待命两个状态，当旋翼无人机正常飞行时，保护装置处于待命状态，此时电磁铁通电并与弹射装置的铁块相吸合，当无人机发生坠机事故时控制器模块控制电磁铁断电，此时电磁铁与铁块断开，同时由于弹性连接件的拉力将弹射装置向上拉伸，降落伞包受到弹射装置撞击而弹出，降落伞包弹出后打开从而保护无人机。

2、无人机在坠落时已经断开电源，因此可以避免无人机在坠机过程中桨叶扎破降落伞，或者坠机后桨叶阻转而引发火灾，降低了无人机坠机带来的危险；同时避免了桨叶转动影响降落伞平稳降落的问题。

3、当坠机保护装置检测到旋翼无人机飞行姿态异常时，例如倾角、俯仰角过大，或者垂直加速度过大等现象，此时控制器模块会断开电磁铁的电源，电磁铁会瞬间失去磁性，由于受到弹性连接件的拉力的作用，弹射装置会向上弹出。解决了无人机不能第一时间触发降落伞打开，具有一定延迟的问题，保障了无人机的安全。

附图说明

图1为坠机保护装置的安装示意图；

图2为坠机保护装置的整体结构示意图；

图3为坠机保护装置的详细示意图；

图4为坠机保护装置中核心控制仓的内部结构图；

图5为坠机保护装置中核心控制仓的俯视图；

图6为电磁铁与铁块配合的示意图；

图中，1、坠机保护装置，2、支架，3、支架，4、核心控制仓，5、弹射装置，6、弹射仓，7、降落伞包，8、电磁铁，9、天线，10、铁块，11、绝缘层，12、导电铜条，13、扳机，14、顶针，15、弹性连接件，16、伸缩式钢丝绳，17、电源入口接头，18、电源出口接头，19、控制器模块，20、导电凹槽。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更加全面的描述，附图中给出了本实用新型的若干实施例，但是本实用新型可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本实用新型公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上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”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例，请参照附图1-3，一种旋翼无人机坠机保护装置，包括通过支架3固定垂直安装在无人机1上的坠机保护装置2；坠机保护装置2内设置有核心控制仓4和弹射装置5；核心控制仓4固定在坠机保护装置2底壁上，上端设置有电磁铁8；弹射装置5的两端设置有弹性连接件15，并通过弹性连接件15与坠机保护装置2的顶壁连接，弹射装置5的下端于电磁铁8的上方设置有铁块组件，铁块组件的上端设置有竖直向上的顶针14，坠机保护装置2的顶壁上设置有可供顶针14穿过的槽口；坠机保护装置2的上端设置有弹射仓6，弹射仓6内于顶针14的上端设置有降落伞包7。作为优选的，所述弹射仓6为喇叭形弹射仓。

具体的，铁块组件包括铁块10、绝缘层11和导电铜条12，铁块10的上端两侧连接有弹性连接件，铁块10的下端设置有导电铜条12，绝缘层11设置在铁块10与导电铜条12之间，且长度与铁块10的长度一致。还包括有扳机13，扳机13的一端穿过坠机保护装置2的侧壁并固定在铁块10上，坠机保护装置2的侧壁上设置有滑槽，扳机13可在滑槽内上下移动，从而带动铁块10上下移动。

作为优选的，导电铜条12的长度小于铁块10和绝缘层11的长度；本实施例中，弹性连接件15为弹簧，设置有四组，一端固定在铁块10的上端面的四个边角位置，另一端固定在坠机保护装置2的顶壁下端的四个边角位置。

需要说明的是，电磁铁8上设置有尺寸与导电铜条12相适配的导电凹槽20，通电状态时，导电铜条12可嵌合在导电凹槽20内。整个弹射装置5通过弹簧与坠机保护装置2的内壁相连接，弹射装置5可以根据弹簧的松紧竖直移动，在电磁铁8不通电的时候弹簧处于自然状态，此时弹射装置5远离电磁铁8，当电磁铁通电后，电磁铁8具有很大磁力，使用者手动将扳机13向下按到底部，由于磁力的作用将电磁铁8和铁块10紧紧吸附在一起，此时弹簧被拉伸，导电铜条12也嵌入到导电凹槽20内。

需要说明的是，降落伞7包通过四个伸缩式钢丝绳16与喇叭形的弹射仓6的内壁相连，伸缩式钢丝绳16在受到拉力的时候会拉伸变长，弹射装置5的顶针14上端正对准降落伞包7的底部，当弹射装置5向上移动时会通过顶针14将降落伞包7向上击飞而开伞。

需要说明的是，还包括设置在坠机保护装置2外的天线9，天线9的一端穿过坠机保护装置2的侧壁并固定核心控制仓4的外壁上。天线从核心控制器仓中引出，用于接收GPS信号和无线通信的信号。

如图4-5所示，核心控制仓4内设置有控制器模块19，控制器模块19的两端设置有电源入口接头17和电源出口接头18，核心控制仓4和坠机保护装置2的侧壁上设置有可供电源入口接头17、电源出口接头18穿过的槽口。

具体的，控制器模块19主要包含GPS模块、IMU单元和无线通信模块，主要功能获取当前无人机的GPS位置信息、地面站终端发送信号、检测无人机的姿态信息、同时控制弹射装置的触发，当控制器模块检测到无人机姿态异常时就会触发弹射装置来保护无人机，同时会向地面站发送无人机的位置信息，便于使用者查找无人机的位置，核心控制仓4内安装有电源入口接头和电源出口接头，电源入口接头用于连接外部电池，电源出口接头用于连接无人机电源接头，坠机保护装置2通过连接的外部电池给无人机供电。

如图6所示，电磁铁8的上设置有两个导电凹槽20，分别控制着无人机电源正负极的通断，与导电凹槽20相对应的是导电铜条12，当导电铜条12放入到导电凹槽20内时无人机电源接通，当导电铜条12与导电凹槽20分离时无人机电源断开，以这种方式控制无人机的电源可以防止无人机在坠机时桨叶转动而影响保护效果。

本实用新型的具体操作如下：

在使用坠机保护装置2时首先要通过电源入口接头17给保护装置供电，然后将无人机的电源插头与保护装置的电源出口接头18相连接，使无人机通过坠机保护装置2供电，然后向下按动弹射装置5的扳机13，直至导电铜条12嵌入到导电凹槽20内，由于导电铜条12的作用使无人机电源导通，此时由于电磁铁8通电而产生的磁力将弹射装置5紧紧地吸附在电磁铁8的上面，弹簧因受到拉力的作用而产生形变，当坠机保护装置2检测到旋翼无人机飞行姿态异常时，例如倾角、俯仰角过大，或者垂直加速度过大等现象，此时控制器模块12会断开电磁铁8的电源，电磁铁8会瞬间失去磁性，由于受到弹簧拉力的作用弹射装置5会向上弹出，在导电铜条12离开导电凹槽20的瞬间无人机断电，所有桨叶停转，此时无人机开始坠机，当弹射装置5的顶针14撞击到降落伞包7时，降落伞被弹出而打开，降落伞打开后通过伸缩式钢丝绳16与坠机保护装置2相连，由于无人机受到降落伞的拉力而降低坠机速度，最终缓缓飘落地面，此时坠机保护装置2通过无线通讯模块向地面站发送坠机位置信息，方便使用者寻找坠机的无人机，无人机在坠机过程中缓缓飘落，不会造成大的损坏，也避免给他人带来生命危险，由于无人机在坠落时已经断开电源，因此可以避免无人机在坠机后桨叶阻转而引发火灾，降低了无人机坠机带来的危险。

上述结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，包括设置在无人机（1）上的坠机保护装置（2），所述坠机保护装置（2）的底部设置有支架（3），并通过支架（3）与无人机（1）连接；

所述坠机保护装置（2）内设置有核心控制仓（4）和弹射装置（5）；

所述核心控制仓（4）固定在坠机保护装置（2）底壁上，上端设置有电磁铁（8）；

所述弹射装置（5）的两端设置有弹性连接件（15），并通过弹性连接件（15）与坠机保护装置（2）的顶壁连接，所述弹射装置（5）的下端于电磁铁（8）的上方设置有铁块组件，所述铁块组件的上端设置有竖直向上的顶针（14），所述坠机保护装置（2）的顶壁上设置有可供顶针（14）穿过的槽口；

所述坠机保护装置（2）的上端设置有弹射仓（6），所述弹射仓（6）内于顶针（14）的上端设置有降落伞包（7）。

2.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，所述核心控制仓（4）内设置有控制器模块（19），所述控制器模块（19）的两端设置有电源入口接头（17）和电源出口接头（18），所述核心控制仓（4）和坠机保护装置（2）的侧壁上设置有可供电源入口接头（17）、电源出口接头（18）穿过的槽口。

3.根据权利要求2所述的一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，还包括设置在坠机保护装置（2）外的天线（9），所述天线（9）的一端穿过坠机保护装置（2）的侧壁并固定核心控制仓（4）的外壁上。

4.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，所述铁块组件包括铁块（10）、绝缘层（11）和导电铜条（12），所述铁块（10）的上端两侧连接有所述弹性连接件，所述铁块（10）的下端设置有导电铜条（12），所述绝缘层（11）设置在铁块（10）与导电铜条（12）之间，且长度与铁块（10）的长度一致。

5.根据权利要求4所述的一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，还包括有扳机（13），所述扳机（13）的一端穿过坠机保护装置（2）的侧壁并固定在铁块（10）上。

6.根据权利要求5所述的一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，所述坠机保护装置（2）的侧壁上设置有滑槽，所述扳机（13）可在滑槽内上下移动，从而带动铁块（10）上下移动。

7.根据权利要求6所述的一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，所述导电铜条（12）的长度小于所述铁块（10）和绝缘层（11）的长度。

8.根据权利要求7所述的一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，所述弹性连接件（15）设置有四组，一端固定在铁块（10）的上端面的四个边角位置，另一端固定在坠机保护装置（2）的顶壁下端的四个边角位置。

9.根据权利要求7所述的一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，所述电磁铁（8）上设置有尺寸与导电铜条（12）相适配的导电凹槽（20），通电状态时，所述导电铜条（12）可嵌合在导电凹槽（20）内。

10.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机坠机保护装置，其特征在于，所述降落伞包（7）上设置有伸缩式钢丝绳（16），并通过伸缩式钢丝绳（16）与弹射仓（6）的内壁连接。

Images