一种可收缩无人机旋翼防护装置及无人机的制作方法

文档序号:17545786发布日期:2019-04-29 15:27阅读:177来源:国知局
一种可收缩无人机旋翼防护装置及无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域,尤其涉及一种可收缩的无人机旋翼防护装置及无人机。



背景技术:

近年来,微型消费级旋翼无人机在生活中越来常见。相比大型的航拍无人机,微型无人机用于满足人们的自拍需求,飞得很低,其裸露的旋翼是一个很大的安全隐患。

为了解决这一问题,现有技术中将旋翼用一个封闭的旋翼防护框包裹起来,可是旋翼防护框却会带来很麻烦的便携性问题,因为无人机的旋翼不旋转时所占面积很小,折叠后几乎不占面积,这保证了微型无人机的便携性,但是,若用一个固定的旋翼防护框包裹旋翼,那么旋翼防护框的尺寸需要与旋翼的旋转翼盘一样大,无人机的尺寸就会变得很大,失去便携性。如果使用可拆卸的旋翼防护框,那么每次收放无人机都需要先拆装旋翼防护框,显然这种方式不适用于需要高频收放的消费级无人机。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明公开一种可收缩无人机旋翼防护装置及无人机,设置一个防护装置对旋翼进行防护,且该防护装置可以收缩以方便携带。

本申请公开一种可收缩无人机旋翼防护装置,应用于无人机的旋翼的防护,包括:

外框:套设在所述旋翼外部,所述外框为尺寸可缩放型结构;

旋翼位置感应装置:用于确定所述旋翼的位置;

旋翼位置控制器:用于根据所述旋翼位置感应装置的感应数据控制所述旋翼旋转至可供外框收缩的指定位置,以使所述旋翼不干涉所述外框的收缩。

进一步的,所述外框包括主框和至少一个从框,所述主框与从框通过活动件连接,以使所述从框相对于主框活动以实现所述外框的展开或收缩。

进一步的,还包括锁定机构,所述锁定机构安装在所述外框上,以锁定所述主框和所述从框的相对位置。

进一步的,所述锁定机构包括第一锁体和第二锁体,所述第一锁体上设置有第一固定部,所述第二锁体上设置有与所述第一固定部适配的第二固定部,所述第二固定部移动至所述第一固定部时锁定所述主框和所述从框的相对位置,所述第二固定部脱离第一固定部时所述第一锁体与所述第二锁体可相对滑动。

进一步的,所述锁定机构包括第一锁体、第二锁体和锁定件,所述第一锁体上设有锁定位,所述锁定件包括一个活动块,所述锁定件安装在可将所述活动块置入所述第一锁体的锁定位的位置,所述活动块置入所述锁定位时锁定所述主框和所述从框的相对位置;所述活动块移出所述锁定位时所述第一锁体与第二锁体可相对滑动。

进一步的,根据权利要求3所述的可收缩无人机旋翼防护装置,其特征在于,所述锁定机构包括推杆电机,所述推杆电机的两端分别安装在外框的两端,所述推杆电机推出推杆,所述推杆电机的两端相对远离以带动所述主框与从框相对滑动而进行展开,当缩回所述推杆,所述主框与从框相对滑动以进行收缩,所述推杆电机停止推出或者收缩所述推杆时锁定当前主框与从框的相对位置。

进一步的,所述旋翼位置感应装置包括第一感应部件和第二感应部件,所述第一感应部件与所述旋翼同步转动,所述第二感应部件和所述第一感应部件相互作用确定所述第一感应部件的位置,进而确定所述旋翼的位置。

进一步的,所述旋翼包括底座和桨叶,所述底座安装在电机上,所述桨叶与底座连接,所述桨叶至少设置有三片,且至少其中一片所述桨叶为可折叠桨叶,所述可折叠桨叶的其中一端部通过铰接结构与所述底座连接,所述可折叠桨叶以铰接结构为轴相对于底座折叠。

进一步的,包括桨叶阻挡机构,所述桨叶阻挡机构设置在所述外框内部,所述桨叶阻挡机构直接作用于所述可折叠桨叶,以阻挡所述可折叠桨叶沿旋转方向继续转动并进行折叠。

进一步的,还包括防护网套,所述防护网套由弹性材料制作,所述防护网套安装在所述外框的外沿。

本申请还公开一种无人机,包括上述任意一项所述的可收缩无人机的旋翼防护装置、旋翼、飞行控制器、机身、第一支架、第二支架、第一旋转机构和第二旋转机构,所述旋翼防护装置和所述旋翼安装在第一支架上,所述第一支架与所述第二支架通过所述第一旋转机构连接并可相对旋转,所述第二支架与所述机身通过第二旋转机构连接并可相对旋转,所述飞行控制器通过控制所述第一旋转机构和所述第二旋转机构控制所述旋翼的倾角。

进一步的,所述第一旋转机构包括第一轴头、第一轴承和第一伺服器,所述第一轴头与所述第一支架固定连接,所述第一轴承和所述第一伺服器与所述第二支架固定连接,或者所述第一轴头与所述第二支架固定连接,所述第一轴承和所述第一伺服器与所述第一支架固定连接,所述第一支架和所述第二支架通过所述第一轴承和所述第一轴头连接,所述第一伺服器可控制所述第一支架绕着连接轴旋转;

所述第二旋转机构包括第二轴头、第二轴承和第二伺服器,所述第二轴头与所述第二支架固定连接,所述第二轴承和所述第二伺服器与所述机身固定连接,或者所述第二轴承和所述第二伺服器与所述第二支架固定连接,所述第二轴头与所述机身固定连接,所述第二支架和所述机身通过所述第二轴承和所述第二轴头连接,所述第二伺服器可控制所述第二支架绕着连接轴旋转。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

本发明公开一种应用于无人机旋翼的防护装置及无人机,通过将旋翼包围,使旋翼飞行时避免外物撞击和误伤人,飞行稳定性和安全性更好;所述防护装置的外框为可折叠的结构,折叠后小巧且折叠方式简单,使无人机携带更为方便。

【附图说明】

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本发明防护装置整体控制模块方框图;

图2为本发明第一实施例旋翼防护装置结构组合展开图;

图3为本发明第一实施例旋翼防护装置爆炸图;

图4为本发明第二实施例旋翼防护装置爆炸图;

图5为本发明第二实施例旋翼防护装置组合收缩图;

图6为本发明第三实施例旋翼防护装置爆炸图;

图7为本发明第三实施例旋翼防护装置组合收缩图;

图8为本发明第三实施例旋翼防护装置外设防护网套图;

图9为本发明第一实施例锁定机构的示意图;

图10为本发明第二实施例锁定机构示意图;

图11为本发明旋翼展开状态示意图;

图12为本发明旋翼折叠状态示意图;

图13为本发明旋翼位置感应装置模块示意图;

图14为本发明无人机第一实施例组合图;

图15为本发明无人机第一实施例爆炸图;

图16为本发明无人机第二实施例组合图。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述,其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外,如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的,则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合

诸如第一和第二等之类的关系术语以及“上”“下”“左”“右”的方向术语,仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系、顺序和方向。

请参阅图1-图2,本发明公开一种可收缩无人机旋翼防护装置100,应用于无人机的旋翼200的防护,包括:

外框10:套设在所述旋翼200外部,所述外框10为尺寸可缩放型结构;

旋翼位置感应装置20:用于确定所述旋翼200的位置;

旋翼位置控制器30:用于根据所述旋翼位置感应装置20的感应数据控制所述旋翼200旋转至可供外框10收缩的指定位置,以使所述旋翼200不干涉所述外框10的收缩。

本申请的无人机旋翼防护装置100主要用于保护旋翼200免受其他物体的撞击和避免旋翼200伤人,同时还能不影响正常的无人机飞行工作。该无人机旋翼防护装置100的外框10为镂空结构,以便于气流运动,保证旋翼200的气动效率,进一步的,可在外框10上包括一层吸音材料,可以降低旋翼200的气动噪音。

进一步的,在外框10上还可安装导流片(图未示),实现以单旋翼200和导流片作为动力装置的无人机,导流片用于抵消单旋翼200旋转产生的扭矩并实现偏航控制。

为了方便携带,减小整个无人机的回收尺寸,还将外框10设置成可收缩的结构,这种可收缩的结构可以通过多种方式实现,

在一实施例中,该外框10为整体可折叠型,分成多节子框,所述子框上设有滑槽,相邻子框间用支撑杆连接,所述支撑杆的端部为滑块结构,支撑杆端部的滑块安装于所述子框的滑槽上,拉伸外框10时,上述支撑杆端部的滑块在子框的滑槽内滑动扩大外框10的体积,压缩外框10时,支撑杆端部的滑块在子框的滑槽内滑动可缩小外框10的体积。当外框10展开到一定的位置时,通过锁定机构14进行锁定。

在另一实施例中,公开了一种可收缩的外框10的结构,请参阅图2-图3,包括一个主框11和一个从框12,所述主框11与从框12通过活动件13连接,以使所述从框12相对于主框11活动以实现所述外框的展开或收缩。一种可行的实施方式为,所述活动件13包括导轨131和滑杆132,导轨131安装在主框11上,滑杆132安装在从框12上,反过来导轨131安装在从框12中,滑杆132安装在主框11亦可。通过导轨131与滑杆132适配和相对滑动,使主框11与从框12相对运动,实现外框10的收缩,当主框11与从框12相对运动到一定的位置,通过锁定机构14进行锁定。

在另一实施例中,公开了一种圆形可收缩的外框10的结构,请参阅图4-图5,所述可收缩的外框10包括一个主框11a和两个从框12a,所述主框11a位于中间位置,所述从框12a位于两边,所述从框12a上设置有多个支撑杆121a,所述主框11a上设置有容置支撑杆121a的容置槽111a,所述支撑杆121a插入所述容置槽111a中并相对滑动,以实现外框10相对收缩或拉伸,当收缩或拉伸到一定的位置,通过锁定机构14进行锁定。

在另一实施例中,公开了另一种圆形可收缩的外框10的结构,请参阅图6-图7,所述可收缩的外框10包括一个主框11b和五个从框12b,从框12b相对于所述主框11b滑动,以实现收缩,从框12b相对于主框11b滑动的方式与上述图4的结构类似,在从框12b上设置有多个支撑杆121b,在主框11b上设置有供支撑杆121b插入和相对滑动的容置槽111b,不同之处在于,主框11b和从框12b的边沿还设置了可以相对滑动的活动件,包括从框12b的边缘上设置的滑动块122b和与所述滑动块122b接触的相邻从框12b或主框11b上设置的供滑动块122b滑动的滑动槽123b,以使从框12b滑动时结构稳定。

以上只是本申请公开的其中几种外框10的收缩结构,但是本申请中并不局限于以上几种,还可以是其它的可以收缩的结构,比如不仅从框12可以设置有多个,且相互之间可以相互收缩,主框11也可以被分成多个,相互之间进行收缩,外框10的形状可以是方形也可以是圆形,或者其他任意可实行的形状,只要是应用在本发明的无人机旋翼防护装置100上,采用本发明公开的技术方案,实现可收缩,防护旋翼的功能则纳入本发明的保护范围。

上述公开的多种可收缩的外框10在拉伸到一定的位置后,通常是在最大拉伸位置,还需要一个锁定机构14来锁定当前的位置,以使外框10内部有足够的空间供旋翼200旋转,锁定机构14要有很高的可靠性,保证在无人机飞行过程中,外框10不会误收缩发生坠机。

进一步参阅图3、图4、图6和图9,本申请中公开了一种锁定机构14的结构,将锁定机构14安装在外框10上,锁定机构14包括一个第一锁件141和一个第二锁件142,第一锁件141和第二锁件142分别固定在主框11和从框12上,以支撑两个部件。

在一实施例中,主框11与安装旋翼的第一支架500固定连接在一起,故将第一锁件141设置在第一支架500上,在从框12上安装设置第二锁件142,第二锁件142固定在第一锁件141上时,实现从框12相对于主框11的锁定。请结合上述公开的图3、图4、图6和图9,第一锁件141为设置在第一支架500上的一个凹槽结构的滑轨,第一锁件141的端部滑轨入口处设有第一固定部1411,第二锁件142设置在从框12的顶端位置,其为一根高强度的滑杆,在滑杆的端部设置第二固定部1421,第一锁件141的凹槽结构滑轨可供带有第二固定部1421的第二锁件142滑动,当第二锁件142的第二固定部1421滑动到第一锁件141的端部入口处时,通过旋转第二锁件142,将第二固定部1421插入第一固定部1411,即可阻止第二锁件142在第一锁件141上滑动,从而实现从框12与主框11的锁定。同样,当需要收缩从框12与主框11的时候,将第二固定部1421脱离第一固定部1411,再次旋转第二锁件142,即可继续让第二锁件142在第一锁件141的凹槽结构内滑动。需要说明的是,锁定机构14至少设置一个使外框10处于最大体积的锁定位置,如图3、图4、图6和图9所示,在第一锁件141的凹槽结构滑轨的入口处设置第一固定部1411,第二锁件142的第二固定部1421置入该第一固定部1411时外框10将被锁定在最大体积上。在第一锁件141上还可以设置多个第一固定部1411,以实现从框12与主框11在多个位置的锁定。

在另一实施例中,基于上述的锁定机构14,所述第一锁件141的凹槽结构滑轨改为圆形滑轨,在滑轨内设置一个螺母结构件作为第一固定部1411,所述第二锁件142的端头设置一段螺杆结构件作为第二固定部1421,当第二锁件142的螺杆结构件滑至到第一锁件141的螺母结构件并将螺杆旋入螺母时,进行锁定。需要说明的是,由于螺杆结构件只是设置在第二锁件142的其中一小段上,当继续旋转第二锁件142让螺杆结构件脱离第一锁件141的螺母结构件时,第二锁体142可继续在上述的第一锁体141的滑轨内滑动。

在另一实施例中,第一锁体141整体为设置在第一支架500上的一个螺母,第二锁体142的端部为螺杆结构,或者第一锁体141的滑轨内设置一个螺母,第二锁体142整体都为螺杆结构,通过螺杆与螺母旋转适配来固定从框12和主框11的相对位置,采用这种结构,从框12和主框11可以固定在任意位置。采用上述的螺杆与螺母的适配固定的锁定方式,减小了锁定位置的间隙,由于圆形滑轨比凹槽结构滑轨尺寸小,因而可以减小了锁定机构14的体积。

上述结构的锁定机构,当使用在图4结构的两个从框12a的情况下,还可以设置有两组锁定机构14,两个第二锁体142分别安装在两个从框12a上,而第一锁体141则设置在主框11a的对称面,分别锁定两个第二锁体142。

在另一实施例中,所述锁定机构14还可以是推杆电机,此时,在第一支架500上安装推杆电机主体,推杆电机的推杆端头与从框12固定连接,或者将推杆电机主体安装于从框12,推杆端头与第一支架500固定连接,两者可以实现相同功能。对于图4所示的外框10,推杆电机主体和推杆端头还可以分别固定安装在两个从框12a上,当推杆被推出去的时候,从框12与主框11拉伸,当推杆缩回时,从框12与主框11收缩,推杆电机停止推拉推杆时,从框12与主框11锁定位置关系,进一步的,通过控制推杆电机,可以控制从框12与主框11在推杆的长度范围的任意位置锁定。

在另一实施例中,请参阅图10,图10所示的外框10结构与图6所示的相同,采用不同的锁定机构14a,所述锁定机构14a包括第一锁体141a、第二锁体142a和锁定件143a,第一锁体141a设于主框11c的支撑梁上,是一个圆形滑轨,第二锁体142a是设于从框12c上的一根高强度滑杆,锁定件143a设于主框11c上,包括一个容置槽和容置槽内的一个活动块1431a,第一锁体141a的滑轨与锁定件143a的容置槽在某个位置交叉,所述交叉部位即为第一锁体141a的锁定位,活动块1431a可以在容置槽内滑动,当活动块1431a滑动至第一锁体141a的锁定位时,将阻塞第一锁体141a的滑轨,第二锁体142a无法在滑轨上滑动,锁定主框11c与从框12c的相对位置。

进一步的,上述实施例的锁定件143a也可以包含一个可以垂直运动的活动块1431a,在另一实施例中,在主框11c支撑梁上开一个直达第一锁体141a的滑轨的孔洞,该孔洞即为第一锁体141a的锁定位,设置一个推杆电机作为锁定件143a,其推杆对准上述孔洞,推杆电机的推杆即为锁定件143a的活动块1431a,将推杆插入上述孔洞即可阻塞第一锁体141a的滑轨使得第二锁体142a无法滑动实现主框11c与从框12c的相对位置的锁定。

请参阅图11-图12,本申请中,旋翼200安装在第一支架500上,由于外框10是可收缩的,故外框10在收缩的时候,其内部的旋翼200应当旋转至不阻挡外框10收缩的位置。旋翼200包括底座210和桨叶220,所述旋翼200安装在电机230上,电机230控制旋翼200旋转。本申请中,可采用两片桨叶220的旋翼200,当外框10需要收缩的时候,只需要将两片桨叶220旋转至与外框10收缩方向相垂直的位置即可避免阻挡外框10的收缩。本申请中,可以使用单旋翼也可以使用多旋翼,当为多旋翼时,将每个旋翼200分别操作即可,与单旋翼200的工作原理是一样的,后文以单旋翼为示例进行介绍。

但是,除了上述两片桨叶220的旋翼结构,还可以设置有三片以及三片以上。请参阅图11-图12,当设置有多片桨叶220时,设置至少一片所述桨叶220为可折叠桨叶,通过控制所述桨叶220折叠,来适应外框10的收缩。

在一实施例中,可折叠桨叶的结构为桨叶220的根部与底座210的连接位置设置成铰接结构250,通过所述桨叶220绕着铰接结构250的轴旋转达到桨叶折叠收纳的目的。依据上述可收缩的外框10的结构,旋翼200的部分桨叶可能不需要折叠就可以压缩外框10,这部分桨叶可以设为固定桨叶。

进一步的,在上述的可折叠的桨叶220的铰接位的其中一侧,还设置有限位挡片231,以避免桨叶220往非折叠方向上过度偏转,使得桨叶阻挡机构240无法阻挡该桨叶,造成该桨叶无法被折叠。

当桨叶220的数量大于两片时,在进行外框10收缩之前,需先将可折叠的桨叶220进行折叠。控制桨叶220折叠的方法有多种,在本申请的一实施例中,请参阅图11-图12,通过设置桨叶阻挡机构240来对旋转的可折叠桨叶220施加一个阻挡力促使所述桨叶220进行折叠。

进一步的,所述桨叶阻挡机构240为推杆电机结构,当桨叶220需要被折叠的时候,旋翼位置控制器30控制旋翼200旋转,将该桨叶220旋转至阻挡机构240前,旋翼位置控制器30控制推杆电机伸出推杆241,如图11所示推杆电机伸出了推杆241,当桨叶220继续沿推杆方向移动的时候,所述推杆电机的推杆241阻挡所述桨叶220,由于桨叶220可以以铰接结构轴旋转,该桨叶220被折叠,进一步的,若可折叠桨叶220被折叠后接触的后面桨叶也是可折叠桨叶,会推动后面的可折叠桨叶220也进行折叠,如图12所示为折叠后的旋翼。

进一步的,当需要折叠多个桨叶220时,重复上述桨叶折叠过程,就可以完成所有桨叶的折叠。

在另一实施例中,桨叶阻挡机构也可以利用磁力方式来实现,具体控制方法为:在可折叠的桨叶220上安装磁体或铁磁体,在安装旋翼200的第一支架500或外框10上安装一个电磁铁,当需要进行桨叶220折叠的时候,对电磁铁进行通电产生磁力,安装了磁体或铁磁体的桨叶经过电磁铁时,上述磁力阻挡可折叠的桨叶220继续旋转,从而折叠被阻挡的桨叶220。

进一步的,在本申请中,旋翼200旋转的具体位置,以及桨叶阻挡机构240工作的时机通过旋翼位置感应装置20和旋翼位置控制器30相互配合进行控制。旋翼位置感应装置20用于确定所述旋翼200当前所处的具体位置;旋翼位置控制器30用于根据所述旋翼位置感应装置20的感应数据控制所述旋翼200旋转至目标位置,以使桨叶阻挡机构240能准确阻挡要折叠的桨叶220并完成折叠,将所有可折叠的桨叶220折叠后,再将旋翼200旋转至回收位置,使其不干涉外框10的收纳。

请参阅图13,所述旋翼位置感应装置20包括第一感应部件21和第二感应部件22,在一实施例中,所述旋翼位置感应装置20可以采用接触式感应方式,即第一感应部件21和第二感应部件22是接触式电连接的,当第一感应部件21旋转时,第二感应部件22可以通过检测电连接的通断或电阻变化确定旋翼200的位置。由于旋翼200的转速很高,采用接触式感应方式可靠性不高。所述旋翼位置感应装置20的优选设计是采用非接触式感应方式,非接触式感应方式包括一个无源的指示器和一个有源的感应器,所述感应器能非接触地感应到指示器的状态变化来确定旋翼200的位置。采用非接触感应方式,可以将第一感应部件21设为指示器及第二感应部件22设为感应器,或者可以将第一感应部件21设为感应器及第二感应部件22设为指示器,两者工作原理相同。但是需要说明的是,由于感应器是有源器件,若感应器随着旋翼200旋转,供电及数据传输较为麻烦,优选设计是将无源的指示器设置为第一感应部件21随着旋翼旋转。

在一实施例中,旋翼位置感应装置20是基于光电传感技术,此种结构下,在一实施例中,第一感应部件21为设置在底座210上的一个挡片,第二感应部件22为一个光电收发器,当上述挡片旋转至光电收发器的光线收发通道,会遮挡住一部分光线,此时光电收发器接收到光线被遮挡生成的脉冲信息以确定旋翼200当前的位置。

进一步的,若旋翼200自身已具备可识别的特征,则不需要上述挡片,可直接利用该可识别的特征来判断旋翼旋转的具体位置,比如当旋翼200只有两片桨叶220的时候,直接利用桨叶220作为第一感应部件21,一种可行的方案为,第一感应部件21为桨叶220,第二感应部件22为可分离式的光电收发器,包括光电发射器和光电接收器,可将光电发射器安装在外框10上,将光电接收器安装在第一支架500上,当桨叶220旋转至光电发射器与光电接收器之间,则阻挡光线的传输,以此确定旋翼200旋转的位置。

进一步的,所述位置感应装置20可采用磁敏传感技术。将第一感应部件21和第二感应部件22分别采用磁铁与磁感应器,让磁铁和磁感应器中的任意一个安装在底座210上,并跟随旋翼200转动,另一个固定,当磁感应器感应到磁铁时可确定旋翼200旋转的具体位置。由于磁铁与磁感应器件的感应区域可能为一个区域值,但是不同距离产生的磁通量或者磁感力度是不一样的,通过该特性也可进行精准定位。

进一步的,所述旋翼位置感应装置20还可以采用磁力感应方式,由铁磁体和电磁铁构成。将铁磁体作为第一感应部件21安装在旋翼200上,电磁铁作为第二感应部件22安装在外框10或者第一支架500上,其工作原理为:旋翼位置控制器30控制电磁铁加电产生磁场,铁磁体旋转经过电磁铁时会增加旋翼200旋转的阻力,旋翼位置控制器30持续检测输入电机的电能变化,当输入的电能达到一个设定的阈值时,可判定有铁磁体经过电磁铁附近,进而确定旋翼的位置。

值得说明的是,采用磁力的旋翼位置感应装置20和前面所述采用磁力的桨叶阻挡机构240在具体实现上可以共用物理部件,铁磁体和电磁铁之间的磁力即可以用于感应旋翼位置,也可以用于阻挡桨叶旋转。

进一步的,非接触传感技术还有电磁感应技术、电场感应技术等,这些感应技术都可用于实现旋翼位置感应装置20,工作原理与上述实施例相同。

进一步的,控制旋翼200旋转的是电机230,电机230包括定子和转子,在另一实施例中,可在电机230的定子和转子上分别安装第一感应部件21和第二感应部件22,在电机230的内部即可实现旋翼200位置的感应。

进一步的,上述的第一感应部件21和第二感应部件22不局限于分别只有一个,还可以分别设置有多个,以实现多点定位的功能。一种可行的实施方式为,在底座210上设置一系列的第一感应部件21,每个第一感应部件21与第二感应部件22产生相互作用时,则发出一个定位信号,这种方式下旋翼200旋转一周,可收到一系列定位信号,实现旋翼200的多点定位。

在另一实施例中,在电机230的旋转轴上套设一个圆形磁铁作为第一感应部件21,该磁铁随着旋翼200旋转,其磁场方向跟着旋转,该磁场方向就指示了旋翼200的位置,对应的,在外框10或第一支架500上设一个磁感应器作为第二感应部件22,磁感应器件通过感应不断旋转的磁场方向,可以连续确定旋翼200的位置。

在另一实施例中,在旋翼200的底座210上设置一个特征点作为第一感应部件21,用一个摄像头作为第二感应部件22,摄像头拍摄底座210的图像,通过分析上述的特征点在图像中的位置就可以确定旋翼的位置,例如用一个60帧/秒的摄像头,每1/60秒就可以确定一次旋翼位置,能够连续确定旋翼200的位置。

当通过旋翼位置感应装置20确定了旋翼200的准确位置后,在进行可折叠桨叶220的折叠或者将旋翼200旋转至方便外框10收纳的指定位置时,需要旋翼位置控制器30进行控制。

在一实施例中,旋翼位置控制器30是一个电子模块,包含微处理器和电机控制电路,微处理器内包含实现可折叠桨叶220的折叠及将旋翼200旋转至可回收位置等功能的软件模块。旋翼位置控制器30根据旋翼位置感应装置20反馈的旋翼200的位置,判断旋翼200需要旋转的方向和旋转的角度,以控制电机230低速旋转使旋翼200旋转完成上述功能。进一步的,旋翼位置控制器30可以是独立的功能模块,也可以是与控制无人机飞行的电机控制模块集成在一起的功能模块,无论何种形式存在,其工作原理是一样的。

进一步的,本申请的外框10的外沿还套设有一防护网套15,图8所示的是图7所示的外框10上套设了防护网套。所述防护网套15由弹性材料制作,弹性材料可适应外框10的缩放,并且可以拉紧主框11与从框12的间隙,减少外框10的震动,同时,采用弹性材料,在压缩外框10时,防护网套15可以使推压力更均衡。防护网套15设置成网孔结构,结构简单轻便。

进一步的,本申请的旋翼防护装置100还包括一个外框10的位置感应装置(图未示),用于确定外框10是否展开到最大体积,进而确定是否可以开始驱动旋翼旋转。一种可行的实施方式是设置在锁定机构14上的开关式部件,当外框10锁定在最大体积时,开关式部件输出指示信号;另一种可行的实施方式是外框10设置一个标记,第一支架500上设置感应器,当外框10处于最大体积时,所述感应器可以感应到所述标记输出指示信号。

本发明公开一种无人机,请参阅图14-图15,包括上述任意一项所述的可收缩无人机的旋翼防护装置100、两个电机、两个旋翼200,飞行控制器(图未示)、机身400、第一支架500、第二支架600、第一旋转机构700和第二旋转机构800,所述两个电机一上一下安装在第一支架500上,所述两个旋翼200分别安装在两个电机上,两个旋翼200的旋转方向相反;所述旋翼防护装置100安装在第一支架500上,将上下两个旋翼200包裹其中;所述第一支架500与所述第二支架600通过所述第一旋转机构700连接并相对旋转,所述第二支架600与机身400通过第二旋转机构800连接并相对旋转,所述飞行控制器通过控制所述第一旋转机构700和所述第二旋转机构800控制所述旋翼200绕着第一旋转机构700的旋转轴及第二旋转机构800的旋转轴的倾角。

在一实施例中,飞行控制器容置在机身400内部,机身400整体呈“l”型,一端悬空,另一端通过第二旋转机构800与第二支架600连接,所述第二支架600也呈“l”型,一端通过第二旋转机构800与机身400连接,另一端通过第一旋转机构700与第一支架500连接,第二支架600可相对于机身400绕着y轴旋转,第一支架500带动外框100相对于第二支架600绕着x轴旋转。

进一步的,所述第一旋转机构700包括第一轴头710、第一轴承720和第一伺服器730,所述第一轴头710与第一支架500固定连接,所述第一轴承720和所述第一伺服器730与第二支架600固定连接,或者所述第一轴头710与所述第二支架600固定连接,所述第一轴承720和所述第一伺服器730与所述第一支架500固定连接;第一伺服器730由直流电机和减速传动机构组成,飞行控制器控制第一伺服器730驱动第一支架500绕着x轴旋转。

所述第二旋转机构800包括第二轴头810、第二轴承820和第二伺服器830,所述第二轴头810与所述第二支架600固定连接,所述第二轴承820和所述第二伺服器830与机身400固定连接,或者所述第二轴承820和所述第二伺服器830与所述第二支架600固定连接,所述第二轴头810与所述机身400固定连接。第二伺服器830由直流电机和减速传动机构组成,飞行控制器控制第二伺服器830驱动第二支架600绕着y轴旋转。

上述结构的工作原理是:无人机的旋翼200的推力中心处于x轴和y轴的交点上,无人机的机身400处于旋翼200下方,由于机身400包含大部分无人机的功能模块,如飞行控制器、电池、相机等,分配了无人机的大部分重量,基于机身重力的支撑作用,飞行控制器可以通过第一伺服器730和第二伺服器830控制第二支架500绕着x轴和y轴旋转,进而控制旋翼防护装置100沿着x轴和y轴倾转,实现旋翼的倾角控制。

飞行控制器通过第一旋转机构700和第二旋转机构800控制旋翼200在俯仰轴和滚转轴上的倾角,通过控制所述两个电机的转速调整旋翼200产生的升力及偏航力矩,完成无人机的飞行控制。

另一个实施例中,请参阅图16,该无人机采用一个圆形的旋翼防护装置100b,机身400b呈“u”型结构,第二支架600b也呈“u”型结构,第一支架500b通过第一旋转机构700b与第二支架600b连接,机身400b的一端与第二旋转机构800b连接,另一端上设置有第三旋转机构900b,所述第三旋转机构900b包括第三轴头和第三轴承,第三轴头与第三轴承相互适配以使所述第二支架600b相对于机身400b旋转,由于第三旋转机构900b上没有伺服器,且第三轴头或者第三轴承其中一个是安装在第二支架600b上的,故第三旋转机构900b的旋转与第二旋转机构800b保持同步旋转。这种机身400b呈“u”字型结构其受力更为平衡,适用于较大体积的无人机。其工作原理与上述第一种无人机的结构类似,此处不再赘述。

虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例,但是本领域的技术人员将理解,在不脱离本发明发明的原理或精神的情况下,可以对这些示例性实施例做出改变,本发明发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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