CN215205389U - 一种用于无人机的应急伞降装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于无人机的应急伞降装置，所述应急伞降装置包括伞盒和安装在所述伞盒内的伞包和弹射弹簧；所述伞包位于所述伞盒的舱内的上部，所述弹射弹簧安装在所述伞盒的舱内的下部，其一端与所述伞包的底部连接，另一端固定在所述伞盒的底部中心位置；所述伞盒的顶面具有舱盖，所述舱盖用于将所述伞包封装在其下方，所述舱盖的一侧与所述伞盒通过转轴连接，另一侧与所述伞盒通过锁扣装置连接。该装置无需设置舵机，大大降低了应急伞降装置的重量和成本。

Description

一种用于无人机的应急伞降装置

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，尤其涉及一种用于无人机的应急伞降装置。

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。从无人机结构可以分为：无人固定翼机、无人多旋翼机、无人垂直起降机等。随着无人机功能以及应用越来越多，无人机已经大规模进入民用及国防市场，目前无人机在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、工程监测、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。其中无人多旋翼机，由于价格便宜、操作方便、灵活，得到工程监测最普遍应用。

但是，随着无人机的应用越来越广泛，无人机由于故障、遥控失灵等原因的防坠落也越来越受到大家的重视，为避免可能导致无人机的坠落，现有市场上的无人机防摔装置设备复杂，很多采用舵机来控制降落伞的弹出，致使装置本身沉重，大大减少了无人机的续航里程，且控制实施过程较为复杂。因此，需要一种重量轻、价格便宜且弹出可靠的无人机防摔伞降装置。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型实施例提供了一种用于无人机的应急伞降装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本实用新型的技术方案如下：

所述应急伞降装置包括伞盒和安装在所述伞盒内的伞包和弹射弹簧；所述伞包位于所述伞盒的舱内的上部，所述弹射弹簧安装在所述伞盒的舱内的下部，其一端与所述伞包的底部连接，另一端固定在所述伞盒的底部中心位置；所述伞盒的顶面具有舱盖，所述舱盖用于将所述伞包封装在其下方，所述舱盖的一侧与所述伞盒通过转轴连接，另一侧与所述伞盒通过锁扣装置连接。

在一些实施例中，所述锁扣装置包括安装在所述舱盖的开启侧的下端面的锁环和安装在所述伞盒对应所述舱盖的开启侧的内侧壁上的磁吸式锁芯机构。

在一些实施例中，所述磁吸式锁芯机构包括第一固定座、第二固定座、锁芯、永磁体和电磁线圈，所述第一固定座与所述伞盒的内侧壁固定连接，所述第一固定座具有第一插孔，所述永磁体布置在所述第一插孔的内侧，所述第二固定座与所述第一固定座间隔布置，所述第二固定座具有与所述第一插孔同轴心的第二插孔，所述电磁线圈布置在所述第二固定座的远离所述第一固定座的一侧；所述锁芯位于所述第一固定座的第一插孔、所述第二固定座的第二插孔和所述电磁线圈形成的通道中；所述锁环具有连接柱部和环形部，所述连接柱部与所述舱盖的下端面固定连接，在所述舱盖闭合的状态下，所述锁芯穿设在所述环形部内，以锁定所述舱盖。

在一些实施例中，所述锁芯为衔铁，其长度小于所述通道的长度。

在一些实施例中，所述第二固定座与所述电磁线圈通过支架安装在所述伞盒的侧壁上。

在一些实施例中，所述舱盖与所述伞盒的连接的转轴上设有至少一个扭簧，以给闭合的所述舱盖提供使其开启的扭矩。

在一些实施例中，所述应急伞降装置还包括控制器和传感器，所述传感器与所述控制器连接，所述控制器与所述电磁线圈连接；所述传感器用于监测与所述应急伞降装置连接的无人机的运动状态数据并将数据传输至所述控制器，所述控制器基于所述传感器监测的数据控制所述电磁线圈的通电状态。

在一些实施例中，所述传感器采用MEMS电容式加速度传感器，所述控制器采用AVR单片机。

在一些实施例中，所述应急伞降装置还包括安装在所述伞盒内的电池。

在一些实施例中，所述伞盒和所述舱盖采用碳纤维材料。

根据本实用新型实施例的用于无人机的应急伞降装置，可获得的有益效果至少包括：该装置的舱盖一侧通过转轴连接，另一侧通过锁扣装置连接，无需设置舵机，大大降低了应急伞降装置的重量和成本。

本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本实用新型一实施例中的无人机和应急伞降装置的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中的应急伞降装置的结构示意图。

图3为本实用新型一实施例中的应急伞降装置在锁扣装置位置处的剖面示意图。

图4为本实用新型一实施例中的应急伞降装置的结构示意图。

附图标记：

1、飞行控制系统；2、无人机；11、螺旋桨；12、机臂；21、伞盒；22、弹射弹簧；23、传感器；24、舱盖；25、伞包；26、电池；27、控制器；28、转轴；29、扭簧；211、皮套；30、锁扣装置；31、锁环；32、第一固定座；33、第二固定座；34、锁芯；35、永磁体；36、电磁线圈；37、支架；311、连接柱部；312、环形部；

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本实用新型提供一种用于无人机的应急伞降装置，该装置不受无人机飞行姿态限制，使得多旋翼无人机姿态出现较大偏转偏差情况下，均可保证降落伞弹出，不意外开伞。该装置采用设置锁扣装置与控制器控制舱盖，防止舱盖意外打开。

如图1和图2所示，所述应急伞降装置包括伞盒21和安装在所述伞盒21内的伞包25和弹射弹簧22；所述伞包25位于所述伞盒21的舱内的上部，所述弹射弹簧22安装在所述伞盒21的舱内的下部，其一端与所述伞包25的底部连接，另一端固定在所述伞盒21的底部中心位置；所述伞盒21的顶面具有舱盖24，所述舱盖24用于将所述伞包25封装在其下方，所述舱盖24的一侧与所述伞盒21通过转轴28连接，另一侧与所述伞盒21通过锁扣装置30连接。

在上述实施例中，应急伞降装置可灵活地安装在无人机2上，例如无人机2的机身上方或下方，若安装在无人机2的机身上方时，其伞盒21的开口端(舱盖24)应朝向上方；若安装在无人机2的机身下方时，其伞盒21的开口端(舱盖24)应朝向下方。在安装时，该应急伞降装置应注意避开机臂12上的螺旋桨11。

现有无人机2的降落伞装置大多采用舵机来控制伞盒21的伞仓盖进行开启，一般会设置两个舵机进行控制。相对于该方案，本实用新型中的舱盖24一侧设置转轴28连接，另一侧设置锁扣装置30，无需设置舵机，大大降低了应急伞降装置的重量和成本。

在一些实施例中，如图2所示，所述锁扣装置30包括安装在所述舱盖24的开启侧的下端面的锁环31和安装在所述伞盒21对应所述舱盖24的开启侧的内侧壁上的磁吸式锁芯34机构。该锁扣装置30采用电磁式的锁芯34，无需使用电机，其结构简单，重量较小，开伞方式可靠。

进一步地，所述磁吸式锁芯34机构包括第一固定座32、第二固定座33、锁芯34、永磁体35和电磁线圈36等。其中，所述第一固定座32与所述伞盒21的内侧壁固定连接，所述第一固定座32具有第一插孔，所述永磁体35固定地布置在所述第一插孔的内侧，所述第二固定座33与所述第一固定座32间隔布置(使得锁环31位于两个固定座之间)，所述第二固定座33具有与所述第一插孔同轴心的第二插孔，所述电磁线圈36布置在所述第二固定座33的远离所述第一固定座32的一侧；所述锁芯34位于所述第一固定座32的第一插孔、所述第二固定座33的第二插孔和所述电磁线圈36形成的通道中。如图3所示，所述锁环31具有连接柱部311和环形部312，所述连接柱部311与所述舱盖24的下端面固定连接，在所述舱盖24闭合的状态下，所述锁芯34穿设在所述环形部312内，以锁定所述舱盖24。

在上述实施例中，锁芯34穿设在锁环31之中，并依靠永磁体35的吸力吸住锁芯34，并结合第一固定座32和第二固定座33的承力作用，使得锁芯34保持在锁定舱盖24的状态；在紧急状态时，电磁线圈36通电并具有磁力，且该磁力远远大于永磁体35的吸附力，使得锁芯34运动至电磁线圈36的位置，锁芯34退出锁环31，使得舱盖24打开，伞包25被弹射弹簧22弹出伞盒21，降落伞即打开对无人机2进行减速。

在一些实施例中，所述锁芯34为衔铁，其长度小于所述通道的长度，锁芯34的长度与第一固定座32的第一插孔、所述第二固定座33的第二插孔和所述电磁线圈36形成的通道内径可保持一致。在一些实施例中，第一固定座32和第二固定座33也可采用轴承座的结构。

在一些实施例中，如图2所示，所述第二固定座33与所述电磁线圈36通过支架37安装在所述伞盒21的侧壁上，支架37也可安装在伞盒21的底部。

在一些实施例中，如图3所示，所述舱盖24与所述伞盒21的连接的转轴28上设有至少一个扭簧29，以给闭合的所述舱盖24提供使其开启的扭矩。转轴28上设有扭簧29，使得舱盖24关闭后具有预施的扭力，使得舱盖打开速度加快，提高该应急伞降装置的开伞速度，提高安全性。

在一些实施例中，所述应急伞降装置还包括控制器27和传感器23，所述传感器23与所述控制器27连接，所述控制器27与所述电磁线圈36连接；所述传感器23用于监测与所述应急伞降装置连接的无人机2的运动状态数据并将数据传输至所述控制器27，所述控制器27基于所述传感器23监测的数据控制所述电磁线圈36的通电状态。

具体地，传感器23可监测无人机2或应急伞降装置的加速度值，控制器27在比较该加速度值到达预设的无人机危险行为阈值后，则发送指令给锁扣装置30将保护伞抛出，使无人机2安全着陆。

该应急伞降装置结构简单，无需控制降落伞的弹射角度，通过锁扣装置30将降落伞向上方抛出，可在任意姿态下实现抛伞，有效的实现对无人机2的保护。

在一些实施例中，该应急伞降装置的控制器27也可与无人机2的飞行控制系统1连接，以获得无人机2的飞行状态。当无人机危险行为阈值超值，应急伞降装置的传感器23将会检测到异常，并将相应信号传递给控制器27，控制器27将相应指令传递给锁扣装置30，自动开启舱盖24并弹出降落伞，有效的实现对无人机的保护。

进一步地，所述传感器23采用MEMS电容式加速度传感器23，所述控制器27采用AVR单片机。

在一些实施例中，该应急伞降装置可通过无人机进行供电或自带电源。例如，所述应急伞降装置还可包括安装在所述伞盒21内的电池26。

在一些实施例中，伞包25可采用轻薄、韧性强、不易破漏的PE(聚乙烯)材料制作的降落伞，传感器23及控制器27可采用微型器件，所述伞盒21和所述舱盖24可采用碳纤维材料，碳纤维材料质量轻便、易加工，且耐磨性、耐摔性，抗冲击性均非常好。上述设计可降低应急伞降装置的总体重量，使其具有较高的实际应用价值。

在一些实施例中，所述应急伞降装置的伞盒21可通过螺栓或螺钉与无人机2连接，或者伞盒21的底部设有皮套211(如图4所示)，可与无人机2的机身进行套接，该连接方式可使得该应急伞降装置与无人机2的连接方式灵活，可适用于多种型号的无人机2。本应急伞降装置采用与无人机2的机身分体连接的方式，二者互不妨碍，结构简单、开伞动作可靠，安全性高，适于大规模推广应用。

根据本实用新型实施例的用于无人机的应急伞降装置，可获得的有益效果至少包括：

(1)本实用新型中的应急伞降装置的舱盖一侧通过转轴连接，另一侧通过锁扣装置连接，无需设置舵机，大大降低了应急伞降装置的重量和成本。

(2)本实用新型中的应急伞降装置设置锁扣装置，采用电磁式的锁芯，其结构简单，重量较小，开伞方式可靠。

(3)本实用新型中的应急伞降装置的转轴上设有扭簧，使得舱盖关闭后具有预施的扭力，使得舱盖打开速度加快，提高该应急伞降装置的开伞速度，提高安全性。

(4)本实用新型中的应急伞降装置的伞包、伞盒和舱盖24均采用轻量化设计，大大降低装置的总体重量，延长无人机的飞行时间和里程，使其具有较高的实际应用价值。

本实用新型中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述应急伞降装置包括伞盒和安装在所述伞盒内的伞包和弹射弹簧；

所述伞包位于所述伞盒的舱内的上部，所述弹射弹簧安装在所述伞盒的舱内的下部，其一端与所述伞包的底部连接，另一端固定在所述伞盒的底部中心位置；

所述伞盒的顶面具有舱盖，所述舱盖用于将所述伞包封装在其下方，所述舱盖的一侧与所述伞盒通过转轴连接，另一侧与所述伞盒通过锁扣装置连接。

2.根据权利要求1所述的用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述锁扣装置包括安装在所述舱盖的开启侧的下端面的锁环和安装在所述伞盒对应所述舱盖的开启侧的内侧壁上的磁吸式锁芯机构。

3.根据权利要求2所述的用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述磁吸式锁芯机构包括第一固定座、第二固定座、锁芯、永磁体和电磁线圈，所述第一固定座与所述伞盒的内侧壁固定连接，所述第一固定座具有第一插孔，所述永磁体布置在所述第一插孔的内侧，所述第二固定座与所述第一固定座间隔布置，所述第二固定座具有与所述第一插孔同轴心的第二插孔，所述电磁线圈布置在所述第二固定座的远离所述第一固定座的一侧；

所述锁芯位于所述第一固定座的第一插孔、所述第二固定座的第二插孔和所述电磁线圈形成的通道中；

所述锁环具有连接柱部和环形部，所述连接柱部与所述舱盖的下端面固定连接，在所述舱盖闭合的状态下，所述锁芯穿设在所述环形部内，以锁定所述舱盖。

4.根据权利要求3所述的用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述锁芯为衔铁，其长度小于所述通道的长度。

5.根据权利要求3所述的用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述第二固定座与所述电磁线圈通过支架安装在所述伞盒的侧壁上。

6.根据权利要求1所述的用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述舱盖与所述伞盒的连接的转轴上设有至少一个扭簧，以给闭合的所述舱盖提供使其开启的扭矩。

7.根据权利要求3所述的用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述应急伞降装置还包括控制器和传感器，所述传感器与所述控制器连接，所述控制器与所述电磁线圈连接；

所述传感器用于监测与所述应急伞降装置连接的无人机的运动状态数据并将数据传输至所述控制器，所述控制器基于所述传感器监测的数据控制所述电磁线圈的通电状态。

8.根据权利要求7所述的用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述传感器采用MEMS电容式加速度传感器，所述控制器采用AVR单片机。

9.根据权利要求1所述的用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述应急伞降装置还包括安装在所述伞盒内的电池。

10.根据权利要求1所述的用于无人机的应急伞降装置，其特征在于，所述伞盒和所述舱盖采用碳纤维材料。

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