TW201636084A - 可自主攔阻光線的飛行器 - Google Patents

Abstract

一種可自主攔阻光線的飛行器，包含一機體、至少一設於機體上方能帶動機體飛行的旋翼模組，以及一設於機體且能控制旋翼模組的飛行方向控制模組；該機體上設有一可偵測太陽照射角度的光線傳感器、一可偵測一移動物之位置的位置傳感器及一飛行動向調整器，該光線傳感器及位置傳感器所感測的參數，分別傳輸到飛行動向調整器，且飛行動向調整器依據所述參數，令飛行方向控制模組控制機體自主飛行到太陽光線與移動物之間呈一直線的位置，進而使機體隨著光線或移動物之間的角度變化而自動改變飛行方位，讓飛行器阻隔在太陽光線與移動物之間的功能。

Description

可自主攔阻光線的飛行器

本發明提供一種可自主攔阻光線的飛行器，特別涉及一種可自動偵測太陽和移動物之位置，並且自主飛行到太陽光線與移動物之間呈一直線位置的單軸或多軸飛行器。

許多活動、工作和研究都需要在光線未直接照射的環境下進行，例如：在球類和射擊運動進行中，若有光線直接照射到運動員，容易影響運動員的視覺，造成發生失誤影響成績的情形。或者，在戲劇拍攝和靜態攝影等工作上，光線直射演員和模特兒，也容易影響攝影效果。或者，在某些科學領域的研究過程中，實驗組必須曝露在外界自然環境，但卻不能直接照射到太陽光線，若實驗組遭受光線直射，則實驗可能因此失敗。然而，目前這些問題都只能以搭建棚架，或者以徒手舉起反光板的方式來遮擋光線直接照射，造成費時、費力和使用不便等問題。其他諸如：農作、漁作、或戶外施工時，農漁夫或工人曝曬於烈日下容易中暑，皆有需要遮陽之需求。

其次，單軸或多軸飛行器因具有飛行穩定、輕便以及成本低廉之特性，無論是在航空攝影、交通監控、救災，甚至是作為休閒娛樂用途，近年來在各種領域上都已經發展成熟，有鑑於此，本發明人乃累積多年相關領域的研究以及實務經驗，特結合單軸或多軸飛行器，讓單軸或多軸飛行器可以自主攔阻光線，以針對上述需求提供一較佳的解決方案。

本發明之主要目的在於提供一種可自主攔阻光線的飛行器，特別是一種可自動偵測太陽照射角度和移動物之位置，並且自主飛行到太陽光線與移動物之間呈一直線位置的可自主攔阻光線的單軸或多軸飛行器，以克服上述習知技術中，以搭建棚架或徒手舉起反光板的方式，來遮擋光線直接照射，造成費時、費力和使用不便等諸多缺失。

為達成上述目的，本發明之可自主攔阻光線的飛行器，包含一機體、至少一設於該機體上方且能夠帶動該機體飛行的旋翼模組，以及一設於該機體且能夠控制該旋翼模組的飛行方向控制模組，該機體上設有一可偵測太陽照射角度的光線傳感器、一可偵測一移動物之位置的位置傳感器及一飛行動向調整器，該飛行動向調整器能夠依據該光線傳感器及位置傳感器所感測的參數，驅使該飛行方向控制模組控制該機體飛行至該移動物與太陽光線之間呈一直線的位置。

藉由上述，當機體於飛行期間，該光線傳感器能夠持續感測該機體與太陽光線之間的相對角度，以感測出一光線參數；同時，該位置傳感器能夠持續感測該機體與移動物之間的相對角度，以感測出一位置參數，並將所述光線傳感器和位置傳感器所感測的光線參數及位置參數，分別傳輸到該飛行動向調整器，該飛行動向調整器能夠依據所述光線參數及位置參數控制該飛行方向控制模組，令飛行方向控制模組驅使所述旋翼模組帶動該機體脫離人工控制，自主飛行到該移動物與太陽光線之間呈一直線的位置。

據此，該機體可藉由該飛行動向調整器主動控制，而快速且精準地飛到該移動物與太陽光線之間呈一直線的位置，其判斷及反應的時間相當迅速，並具有全自動偵測及運作的功能，使用上相當省時、省力且方便，以達到上述自動偵測太陽和移動物之位置，並且自主飛行到太陽光線與移動物之間呈一直線位置之目的。

以下進一步說明本發明之具體實施方式：

依據上述主要結構特徵，該旋翼模組為單一組設置在機體中央上方形成一單軸飛行器，或為多數組設於該機體上方四周形成一多軸飛行器。

依據上述主要結構特徵，該位置傳感器設在該機體下方，該光線傳感器設在該機體上方。

依據上述主要結構特徵，該位置傳感器可設為一影像辨識器或一紅外線辨識器；或者，該移動物上可設有一位置信號之發射器，該位置傳感器設為該位置信號之一接收器。

依據上述主要結構特徵，該機體上設有一遮板。如此，當機 體飛行到移動物與太陽光線之間呈一直線的位置時，可藉由該遮板產生遮陽效果。

依據上述主要結構特徵，所述之遮板為一太陽能板，以兼具遮陽以及將太陽能轉換為電能之功效。

依據上述主要結構特徵，該旋翼模組包含一設在該機體上的馬達，以及一可接受該馬達驅動的旋翼片，該馬達可設為無刷直流電動機。

依據上述主要結構特徵，該飛行方向控制模組設成一電路板形態，且飛行方向控制模組包含有一飛行控制器、一角速度傳感器及一電子調速器，該飛行控制器上設有一微控制器(MCU)，且飛行控制器電連接所述角速度傳感器及電子調速器，該電子調速器電連接該旋翼模組之無刷直流電動機。

依據上述主要結構特徵，該飛行方向控制模組包含有一加速度傳感器、一陀螺儀、一電子羅盤、一氣壓計、一超聲波傳感器及/或一GPS感測器。

依據上述主要結構特徵，該機體上設有一電池、一攝像頭、一無線視頻傳輸模組及一無線遙控模組，所述電池、攝像頭、無線視頻傳輸模組及無線遙控模組電連接該飛行方向控制模組。

然而，為能明確且充分揭露本發明，併予列舉較佳實施之圖例，以詳細說明其實施方式如後述：

1‧‧‧機體

11‧‧‧遮板

2‧‧‧旋翼模組

21‧‧‧馬達

22‧‧‧旋翼片

3‧‧‧飛行方向控制模組

30‧‧‧飛行控制器

31‧‧‧微控制器

32‧‧‧角速度傳感器

33‧‧‧電子調速器

34‧‧‧加速度傳感器

35‧‧‧陀螺儀

36‧‧‧電子羅盤

37‧‧‧氣壓計

38‧‧‧超聲波傳感器

39‧‧‧GPS感測器

40‧‧‧飛行動向調整器

41‧‧‧光線傳感器

42‧‧‧位置傳感器

420‧‧‧接收器

421‧‧‧發射器

5‧‧‧電池

61‧‧‧攝像頭

62‧‧‧無線視頻傳輸模組

7‧‧‧無線遙控模組

8‧‧‧移動物

9‧‧‧太陽

第一圖係本創作較佳實施例的立體圖。

第二圖係第一圖實施例的功能方塊圖。

第三圖係第一圖實施例之使用狀態的示意圖。

第四圖係第三圖之次一使用狀態的示意圖。

請合併參閱第一及第二圖，揭示出本發明較佳實施方式之圖式，由上述圖式說明本發明之可自主攔阻光線的飛行器，包含一機體1、至少一旋翼模組2及一飛行方向控制模組3，其中，該旋翼模組可以為為單一組設置在機體1中央上方形成一單軸飛行器，亦可以多數組設於該機體1上 方四周形成一多軸飛行器；圖示中僅以一多軸飛行器為例，各旋翼模組2分別設在該機體1四周，以通過各旋翼模組2帶動該機體1飛行。

該飛行方向控制模組3設在該機體1內，且飛行方向控制模組3電連接旋翼模組2，而使飛行方向控制模組3能夠控制該旋翼模組2運作而帶動機體1飛行。

在所採較佳的實施例中，該機體1上設有一光線傳感器41、一位置傳感器42及一飛行動向調整器40，該光線傳感器41設在該機體1上方，且光線傳感器41能夠偵測太陽9照射角度；該位置傳感器42設在該機體1下方，且位置傳感器42能夠偵測一移動物8的位置，該移動物8可設為人、動物、車輛或可移行之機械設備。

具體來說，該位置傳感器42可設為一影像辨識器或一紅外線辨識器；或者，如第三圖所示，該移動物8上亦可設有一位置信號之發射器421(例如：設成智慧型手錶型態)，該位置傳感器42設為該位置信號之一接收器420。

在較佳的考量中，該飛行動向調整器40能夠依據該光線傳感器41及位置傳感器42所感測的參數，驅使該飛行方向控制模組3控制該機體1飛行至該移動物8與太陽9光線之間呈一直線的位置(如第四圖所示)。

在一可行的實施例中，該機體1上設有一遮板11。如此，當機體1飛行到移動物8與太陽9光線之間呈一直線的位置時，可藉由該遮板11產生遮陽效果；實施時，所述之遮板11為一太陽能板，以兼具遮陽以及將太陽能轉換為電能來增加飛行器續航力之功效。

該旋翼模組2包含一設在該機體1上的馬達21，以及一可接受該馬達21驅動的旋翼片22，該馬達21可設為無刷直流電動機。

該飛行方向控制模組3設成一電路板形態，且飛行方向控制模組3包含有一飛行控制器30、一角速度傳感器32及一電子調速器33，該飛行控制器30上設有一微控制器31(MCU)，且飛行控制器30電連接所述角速度傳感器32及電子調速器33，該電子調速器33電連接該旋翼模組2之無刷直流電動機(馬達21)。

此外，該飛行方向控制模組3更加包含有一加速度傳感器34、一陀螺儀35、一電子羅盤36、一氣壓計37、一超聲波傳感器38及/或一 GPS感測器39，所述加速度傳感器34、陀螺儀35、電子羅盤36、氣壓計37、超聲波傳感器38和GPS感測器39分別電連接該飛行控制器30。

詳細來說，該飛行方向控制模組3為飛行器的主要控制單元，其可藉由飛行控制器30讀取該角速度傳感器32和加速度傳感器34所感測的參數，並依據這些參數計算出機體1的真實姿態和角度，藉以控制各個馬達21輸出不同的轉速，來達到控制機體1飛行姿態之目的。

該角速度傳感器32用來偵測機體1在一定時間內角度的變化，藉以控制機體1飛行的穩定性。該加速度傳感器34用來測量機體1飛行的加速度，藉以偵測重力的變化。而且，該加速度傳感器34和陀螺儀35用以採集該機體1之俯仰角速率、橫滾角速率和偏航角速率，且加速度傳感器34用以補償陀螺儀35產生的溫漂。

該電子羅盤36是用來感測地球磁場，藉以偵測機體1所在方位。該氣壓計37用來偵測大氣壓力的變化，藉以偵測機體1之飛行高度。該超聲波傳感器38是利用聲波來偵測障礙物，例如高出地面之建物、樹木或地面距離等，使機體1能避免撞擊障礙物以及實現自動降落的功能。該GPS感測器39用來實現GPS定位飛行，有了GPS定位，該飛行器才能知道身在何處。該電子調速器33可接受該飛行方向控制模組3的控制，而調節各旋翼模組2之馬達21的轉速。

除此之外，該機體1上並設有一電池5、一攝像頭61、一無線視頻傳輸模組62及一無線遙控模組7，所述電池5、攝像頭61、無線視頻傳輸模組62及無線遙控模組7電連接該飛行方向控制模組3。

請參閱第三及第四圖，當機體1於飛行期間，該光線傳感器41能夠持續感測該機體1與太陽9光線之間的相對角度，以感測出一光線參數；同時，該位置傳感器42能夠持續感測該機體1與移動物8之間的相對角度，以感測出一位置參數，並將所述光線傳感器41和位置傳感器42所感測的光線參數及位置參數，分別傳輸到該飛行動向調整器40，該飛行動向調整器40能夠依據所述光線參數及位置參數控制該飛行方向控制模組3，令飛行方向控制模組3驅使所述旋翼模組2帶動該機體1脫離人工控制，自主飛行到該移動物8與太陽9光線之間呈一直線的位置。

據此，該機體1可藉由該飛行動向調整器40主動控制，而快 速且精準地飛到該移動物8與太陽9光線之間呈一直線的位置，其判斷及反應的時間相當迅速，並具有全自動偵測及運作的功能，使用上相當省時、省力且方便，以達到上述自動偵測太陽9和移動物8之位置，並且自主飛行到太陽9光線與移動物8之間呈一直線位置之目的。進而克服上述習知技術中，以搭建棚架或徒手舉起反光板的方式，來遮擋光線直接照射，造成費時、費力和使用不便等諸多缺失。

以上之實施說明及圖式所示，係舉例說明本發明之較佳實施例，並非以此侷限本發明。舉凡與本發明之構造、裝置、特徵等近似或相雷同者，均應屬本發明之創設目的及申請專利範圍之內，謹此聲明。

1‧‧‧機體

11‧‧‧遮板

2‧‧‧旋翼模組

21‧‧‧馬達

22‧‧‧旋翼片

41‧‧‧光線傳感器

42‧‧‧位置傳感器

Claims (10)

1. 一種可自主攔阻光線的飛行器，包含一機體、至少一設於該機體四周且能夠帶動該機體飛行的旋翼模組，以及一設於該機體且能夠控制該旋翼模組的飛行方向控制模組，該機體上設有一可偵測太陽照射角度的光線傳感器、一可偵測一移動物之位置的位置傳感器及一飛行動向調整器，該飛行動向調整器能夠依據該光線傳感器及位置傳感器所感測的參數，驅使該飛行方向控制模組控制該機體飛行至該移動物與太陽光線之間呈一直線的位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述可自主攔阻光線的飛行器，其中該旋翼模組為為單一組設置在機體中央上方而形成一單軸飛行器，或者該旋翼模組為多數組設於該機體上方四周而形成一多軸飛行器。
3. 如申請專利範圍第2項所述可自主攔阻光線的飛行器，其中該機體上設有一遮板或一太陽能板。
4. 如申請專利範圍第1到3項其中任一項所述可自主攔阻光線的飛行器，其中該光線傳感器設在該機體上方。
5. 如申請專利範圍第4項所述可自主攔阻光線的飛行器，其中該位置傳感器為一影像辨識器或一紅外線辨識器設置在該機體下方。
6. 如申請專利範圍第4項所述可自主攔阻光線的飛行器，其中該移動物上設有一位置信號之發射器，該位置傳感器設為該位置信號之一接收器。
7. 如申請專利範圍第1項所述可自主攔阻光線的飛行器，其中該旋翼模組包含一設在該機體上的馬達，以及一可接受該馬達驅動的旋翼片。
8. 如申請專利範圍第1項所述可自主攔阻光線的飛行器，其中該飛行方向控制模組包含有一飛行控制器、一角速度傳感器及一電子調速器，該飛行控制器上設有一微控制器，且飛行控制器電連接所述角速度傳感器及電子調速器，該電子調速器電連接該旋翼模組。
9. 如申請專利範圍第1或8項所述可自主攔阻光線的飛行器，其中該飛行方向控制模組包含有一加速度傳感器、一陀螺儀、一電子羅盤、一氣壓計、一超聲波傳感器及一GPS感測器的其中之一者。
10. 如申請專利範圍第1項所述可自主攔阻光線的飛行器，其中該機體 上設有一電池、一攝像頭、一無線視頻傳輸模組及一無線遙控模組，所述電池、攝像頭、無線視頻傳輸模組及無線遙控模組電連接該飛行方向控制模組。