飞行器的制作方法

本申请涉及飞行技术领域，更具体地是一种飞行器。

背景技术：

飞行器，是一种利用无线电遥控设备及自备控制装置操纵的飞行器，可以应用在如航拍、电力巡检、测绘、快递运输等各种领域中。飞行器的应用领域越来越广泛，安全隐患问题也逐渐凸显，尤其是飞行器经常工作在室外，容易受到环境因素干扰从而出现飞行异常甚至坠落的状况。

现有的飞行器缺乏危险保障装置，坠落后容易自身受损或者损坏地面物体。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种飞行器，以在坠落后可以实现对自身及地面物体的保护。

为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种飞行器，包括：设置在飞行器机体的供电装置、动力装置及防护装置；其中：

所述供电装置，用于为所述动力装置或所述防护装置供电；

所述防护装置，用于在所述飞行器与其他物体接触时，减小所述飞行器与所述其他物体之间的作用力。

在一种实现方式中，所述防护装置包括设置在飞行器机体顶面的降落伞和/或设置在飞行器机体底面的安全气囊。

在一种实现方式中，所述防护装置还包括高度传感器；

所述高度传感器，与所述安全气囊相连，用于在监测到所述飞行器机体的高度满足预设条件时，打开所述安全气囊。

在一种实现方式中，飞行器还包括切换开关；其中：

所述切换开关的一端与所述供电装置相连，另一端与所述动力装置或者与所述防护装置相连。

在一种实现方式中，飞行器还包括遥控器；其中：

所述遥控器，用于向所述切换开关发送切换指令，所述切换指令用于断开所述切换开关的另一端与所述动力装置的连接并建立与所述防护装置的连接。

在一种实现方式中，飞行器还包括第一处理器及飞行数据采集器；其中：

所述飞行数据采集器，用于采集所述飞行器的飞行数据，并将所述飞行数据发送至所述第一处理器；

所述第一处理器，用于根据所述飞行数据，确定所述飞行器是否出现飞行异常的情况，若是，则向所述切换开关发送切换指令，所述切换指令用于断开所述切换开关的另一端与所述动力装置的连接并建立与所述防护装置的连接。

在一种实现方式中，飞行器还包括第二处理器；其中：

所述第二处理器，用于向所述动力装置发送第一指令，所述第一指令用于指示所述动力装置停止为所述飞行器提供驱动力；以及用于向所述防护装置发送第二指令，所述第二指令用于启动所述防护装置。

在一种实现方式中，所述动力装置还包括电子调速器；其中：

所述电子调速器，与所述第二处理器相连，用于接收到所述第一指令后，将向所述动力装置的电机输出的电压置为预设的极小值。

在一种实现方式中，所述第二指令具体用于建立所述防护装置与供电装置的连接。

在一种实现方式中，飞行器还包括：第一开关及第二开关；其中：

第一开关分别与供电装置及所述动力装置相连，所述第二开关分别与供电装置及所述防护装置相连。

由以上技术方案可知，飞行器机体上设置有供电装置、动力装置及防护装置，供电装置用于或者为动力装置供电或者为防护装置供电，防护装置在供电装置供电的情况下可以实现其功能，即在飞行器与其他物体接触时如降落过程中与其他物体碰撞时，减小飞行器与其他物体之间的作用力。由于防护装置的作用，可以防止飞行器的受损或飞行器对其他物体的损坏，进而对飞行器及其他物体进行保护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的飞行器的一种结构示意图；

图2为本申请提供的飞行器的另一种结构示意图；

图3a为本申请提供的飞行器的降落伞及安全气囊的设置结构示意图；

图3b为本申请提供的飞行器的降落伞及安全气囊的使用效果示意图；

图4为本申请提供的飞行器的又一种结构示意图；

图5为本申请提供的飞行器的又一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

飞行器在工作过程中，可能会出现飞行姿态不稳定等异常，严重情况下会坠落。若飞行器缺乏安全保护装置，则可能导致飞行器部件受损或伤害地面物体。或者，飞行器本身并未出现坠落情况，但飞行器的飞行状况异常，继续飞行可能会出现更加严重的情况，此时需要控制飞行器的坠落，同时保护飞行器坠落过程中的自身安全及其他地面物体的安全。

为了实现安全迫降，本申请提供了一种具有安全迫降功能的飞行器，飞行器可以是但不局限于多旋翼飞行器、直升机等。飞行器的一种结构如图1所示。见图1，飞行器包括：飞行器机体及切换开关遥控器，其中飞行器机体内设置有供电装置、动力装置、防护装置及切换开关。

供电装置为机载电源等，切换开关的一端与供电装置相连，另一端可以与动力装置相连，或者，也可以与防护装置相连。如图1所示，切换开关与动力装置及防护装置之间的实线表示连接状态，虚线打叉表示断开状态，可见，切换开关与动力装置相连时，与防护装置是断开的，切换开关与动力装置断开时，与防护装置是连接的。切换开关可以具体包括但不限定于继电器开关。

可以理解的是，当切换开关与动力装置相连时，供电装置便与动力装置电连接，以使供电装置为动力装置供电；当切换开关与防护装置相连时，供电装置便与防护装置电连接，以使供电装置为防护装置供电。

需要说明的是，飞行器在正常飞行状态时，切换开关与动力装置相连，以使供电装置为动力装置供电。动力装置包括螺旋桨、机翼等动力部件以及为动力部件提供驱动力的电机。在供电装置为动力装置供电的情况下，电机可以为动力部件提供驱动力，以使动力部件工作，以使飞行器正常飞行。

如图1所示，若地面操控人员发现飞行器出现飞行异常状况如飞行不稳定甚至坠落等，则可以控制切换开关遥控器向飞行器机体内的切换开关发送控制信号。控制信号可以是无线电信号，其可以通过设置在飞行器机体上的接收天线接收并发送至切换开关。

控制信号用于控制切换开关断开与动力装置的连接，并与防护装置连接。当切换开关与防护装置相连时，供电装置便为防护装置供电。需要说明的是，切换开关断开与动力装置的连接后，螺旋桨、机翼等动力部件便停止工作。动力部件停止工作，不仅可以防止动力部件本身的剐蹭受损，而且可以保证飞行器机体在防护装置启动前仅受重力作用，进而使防护装置能够最大程度地发挥作用，另外还可以防止动力部件对防护装置的影响，例如防止螺旋桨搅毁降落伞的绳线从而防止降落伞失效。

需要说明的是，切换开关遥控器也可以发送另一种控制信号，该控制信号用于控制切换开关断开与防护装置的连接，并与动力装置连接。这样，可以使飞行器从受防护状态重新进入飞行状态。

上述飞行器包含有切换开关，切换开关的作用是使供电装置或者为动力装置供电或者为防护装置供电。但是，实现供电装置这种功能的装置并非局限于切换开关，还可以是其他装置。比如，供电装置本身有至少两路供电且本身具有控制功能。控制功能具体体现在，在一路向动力装置供电的同时，控制另一路不向防护装置供电；或者在一路向防护装置供电的同时，控制另一路不向动力装置供电。又如，其他装置还可以是下文所说明的飞行控制器，飞行器通过开启指令及关闭指令，实现上述切换开关的作用。有关飞行控制器的说明请见下文详细说明。

不论以何种形式对供电装置的供电进行控制，供电装置可以实现的是，为动力装置或防护装置进行供电。基于此可知，本申请可以提供一种飞行器，如图2所示，该飞行器的飞行器机体上设置有供电装置、动力装置及防护装置；其中：如图2中，供电装置与动力装置之间通过实线连接时，表示供电装置为动力装置供电；供电装置与动力装置之间通过虚线连接时，表示供电装置不为动力装置供电；供电装置与防护装置之间通过实线连接时，表示供电装置为防护装置供电；供电装置与防护装置之间通过虚线连接时，表示供电装置不为防护装置供电。可见，供电装置并不同时为动力装置及防护装置供电，也就是说，供电装置用于为所述动力装置或所述防护装置供电。

为了保证防护装置能起到最大作用，供电装置不同时为防护装置及动力装置进行供电，也就是说，防护装置在工作时，动力装置是停止工作的状态。防护装置可以在飞行器(具体是飞行器机体)与其他物体接触时，减小两者飞行器与其他物体之间的作用力，从而起到防止两者受损的目的。

另外，这种供电装置、防护装置与动力装置的配合模式，可以自动开启防护装置，并不需要人工开启，实现了对飞行器的自动保护。

防护装置用于减小飞行器与其他物体撞击时的冲撞力。在供电装置为防护装置供电的情况下，防护装置的开关可以开启，以启动防护装置。防护装置可以具体包括降落伞和/或安全气囊，也就是说，飞行器机体上可以安装降落伞，或者可以安装安全气囊，或者两者均可以安装。

降落伞是一种通过空气阻力原理降低物体下落速度的航空装置；安全气囊是一种通过引燃气体发生剂从而瞬间产生大量气体的气囊缓存装置。

见图3a，其示出了降落伞及安全气囊在飞行器机体上的设置位置示意。如图3a所示，飞行器机体顶部加装有降落伞，底部加装有基于超声波控制的安全气囊，降落伞及安全气囊可设置在飞行器机体的中垂线(如图中的间断线)上。飞行器在正常飞行情况下，降落伞及安全气囊为未使用状态，如收放在飞行器机体内部。降落伞及安全气囊均具有开启装置如打开开关，当飞行器出现异常状况时，降落伞的开启装置会通电从而打开降落伞。另外，防护装置还可以包括与安全气囊相连的高度传感器，高度传感器可以包括但不局限于超声波传感器。高度传感器通电后，可以检测飞行器机体距离地面的高度，并在高度小于或等于预设高度时，打开安全气囊。降落伞及安全气囊的打开效果示意如图3b所示。

降落伞设置在飞行器机体的顶部，打开后，可在飞行器坠落过程中为飞行器机体提供向上的拉力，从而减缓飞行器机体下降的速度，并且可以调整飞行器机体的坠落姿态以尽量保证飞行器机体落地时底部向下，使得安全气囊打开后最大程度地发挥缓冲作用，进而最大程度地保护飞行器机体。可见，降落伞的作用最少包括两方面，一是减小飞行器的下降速度，二是保证安全气囊作用的最大发挥。

防护装置还可以包括与安全气囊相连的高度传感器，高度传感器可以包括但不局限于超声波传感器。高度传感器用于检测飞行器机体距离地面的高度。预先设置打开高度值，当高度传感器检测到飞行器机体距离地面的高度小于或等于该安全高度值时，便可以打开安全气囊的开关如点火开关，以使安全气囊本体弹出飞行器机体，为飞行器机体提供缓冲力。

需要说明的是，超声波传感器可以检测到地面上是否有物体，在此种情况下，超声波传感器会将距离该物体的高度作为与安全高度值比较的高度，并在距离该物体的高度小于或等于安全高度值时，打开安全气囊。综上所述，超声波传感器检测的是飞行器机体距离接触物体的高度。接触物体是飞行器机体着陆时会接触的物体，可能是地面，也可能是地面上的物体。

由以上技术方案可知，图1所示的飞行器机体上设置有切换开关，切换开关的一端与供电装置相连，另一端可分别与动力装置或防护装置相连。在飞行器机体正常飞行时，切换开关与动力装置相连，以使供电装置为动力装置供电。在飞行器机体出现异常情况时，切换开关可断开与动力装置的连接，以使飞行器自由坠落，并且切换开关与防护装置建立连接，以使供电装置为防护装置供电，防护装置可以在飞行器机体坠落甚至与其他物体碰撞时，为飞行器机体提供保护力，从而防止飞行器机体的受损或对其他物体的损坏，进而对飞行器机体及其他物体进行保护。

图1所示的飞行器中，切换开关遥控器可以向切换开关发送控制信号，但需要由人工发现飞行器的异常情况，并由人工向切换开关遥控器发送指令，以触发切换开关遥控器向飞行器机体内的切换开关发送控制信号。该种人工方式不够自动化，且容易出现监测不及时的问题，从而导致防护装置并未及时发挥作用。

为了实现飞行器异常情况的自动监测，本申请提供了另一种飞行器。如图4所示，该飞行器包括：设置在飞行器机体内的处理器、飞行数据采集器、供电装置、动力装置、防护装置及切换开关。其中，为了便于与下文的处理器区分，可以将该处理器可以称为第一处理器。

飞行数据采集器用于检测飞行器的飞行数据，可以包括但不限定于定位模块、陀螺仪及气压计等中的任意一个或多个。例如，定位模块为全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)等，可以获得飞行器的位置数据，陀螺仪可以获得飞行器的飞行姿态数据，气压计可以获得飞行器的飞行高度数据。

处理器与飞行数据采集器相连，可以获取到飞行数据采集器采集到的飞行器的飞行数据。处理器中预先设置有飞行异常条件，若处理器判断飞行器的飞行数据满足预设的飞行异常条件，则向切换开关发送控制信号，以使切换开关断开供电电源与动力装置的连接，并将供电电源与动力装置进行连接。

处理器判断飞行器的飞行数据是否满足飞行异常条件，可以包括但不局限于以下几种情况。

例如，飞行器的飞行数据包括定位信号强度及检测到的定位卫星的数量，则飞行异常条件可以是定位信号强度阈值及定位卫星数量阈值，若飞行器的定位信号强度低于该定位信号强度阈值且检测到的定位卫星的数量低于该定位卫星阈值，则可以确定飞行器处于飞行异常状态。

再如，飞行器的飞行数据包括陀螺仪检测的飞行姿态值，则飞行异常条件可以是飞行姿态标准值，若飞行器的飞行姿态值与飞行姿态标准值的差值大于预设差值阈值，则可以确定飞行器处于飞行异常状态。

又如，飞行器的飞行数据包括气压计在一段时间内检测的飞行高度，则飞行异常条件可以是飞行高度变化阈值，若飞行器在一段时间内的飞行高度的变化值大于该飞行高度变化阈值，则可以确定飞行器处于飞行异常状态。

又如，飞行器的飞行数据包括一段时间内的电机力矩，则飞行异常条件可以是电机力矩变化阈值，若飞行器在一段时间内的电机力矩变化值大于该电机力矩变化阈值，则可以确定飞行器处于飞行异常状态。

为了提高准确度，处理器可以根据多种类型的飞行数据，综合确定飞行器是否处于飞行异常状态。

处理器若判断飞行器的飞行数据满足预设的飞行异常条件，向切换开关发送控制信号，以使切换开关断开供电电源与动力装置的连接，并将供电电源与防护装置进行连接。需要说明的是，有关动力装置及防护装置的说明可以参见上述实施例，此处并不赘述。处理器可以设置在飞行器机体上，也可以设置在地面的监控设备上。

由以上技术方案可知，飞行器上可以设置处理器及飞行数据采集器，飞行数据采集器可以获得飞行器在飞行过程中的状态数据，并将飞行状态数据发送至处理器，处理器根据飞行状态数据判断飞行器是否发生异常飞行情况，若发生，则会向切换开关发送控制信号，以使切换开关断开供电电源对动力装置的供电，并使供电电源为防护装置供电，进而使防护装置在飞行器飞行异常时，为飞行器提供安全防护作用。可见，该飞行器中的处理器及飞行数据采集器可以替代切换开关遥控器，实现异常情况的自检，安全防护功能的开启更加自动且及时。

需要说明的是，本申请中的供电装置可以是一个，也可以是多个。动力装置与防护装置可以共用一个供电装置，也可以是动力装置与防护装置各自使用独立的供电装置。在各自使用供电装置进行供电的情况下，飞行器机体内并不需要设置切换开关，只需保证动力装置与供电装置断开连接后，防护装置与供电装置建立连接即可。防护装置与供电装置建立连接的时间点可以是同时，也可以是在动力装置与供电装置断开连接后。需要说明的是，动力装置与供电装置断开连接表示的是动力装置停止工作，防护装置与供电装置建立连接表示的是防护装置开始工作。

需要说明的是，以上实施例中的处理器可以是独立的处理器，也可以是飞行器的飞行控制器。也就是说，飞行控制器不仅具有控制飞行器飞行姿态等现有功能，还可以实现飞行器异常情况的检测及异常情况下的安全防护功能。但是，飞行器在出现异常情况时，飞行控制器也容易出现故障。因此，使用与飞行控制器独立的处理器，可以更好地保证安全防护功能的实现。

需要说明的是，本申请中的切换开关可以包括各种形式，如包括两个开关，分别为与动力装置相连的第一开关及与防护装置相连的第二开关。在包括两种开关的情况下，则向切换开关发送的控制信号可以分为两路，分别为第一开关控制信号及第二开关控制信号。第一开关控制信号用于控制第一开关切断供电装置与动力装置的连接，第二开关控制信号用于控制第二开关将供电装置与防护装置进行连接。

见图5，其示出了本申请提供的飞行器的另一种结构。如图5所示，该飞行器可以包括：飞行器遥控器及飞行器机体；其中，飞行器机体内设置有飞行控制器、动力装置、供电装置及防护装置。需要说明的是，飞行控制器可以与上述第一处理器可以是同一处理器，也可以是不同的处理器。为了便于描述，可以将该飞行控制器称为第二处理器。

若人工发现飞行器机体发生飞行异常情况，飞行器遥控器可以向飞行器机体内的飞行控制器发送异常指令，该异常指令用于通知飞行控制器飞行器机体出现异常状况。飞行控制器在接收到该异常指令后，可以生成关闭指令及开启指令两路指令。或者，飞行控制器可以通过飞行数据判断飞行器是否出现飞行异常，若是，则生成关闭指令及开启指令。

其中，关闭指令用于指示动力装置停止为飞行器提供驱动力。具体地，关闭指令被发送至动力装置，以将动力装置中电子调速器的输出电压置为预设的极小值，进而使电机转速变为极小值，从而使得螺旋桨等动力部件停止工作。具体来讲，飞行控制器内本身设置有电子调速器，电子调速器通过控制电源向电机的输出电压以控制电机的转速。飞行控制器向电子调速器发送关闭指令，该指令可以调节电子调速器的占空比来达到控制飞行器的动力部件的目的。

开启指令用于启动防护装置。若防护装置需要电源供电，则所述启动可以指的是建立防护装置与供电装置的连接。或者，不论防护装置是否需要电源供电，所述启动指的是打开防护装置中的防护部件如降落伞等。防护装置供电后的工作过程可以参见以上实施例的说明，此处并不赘述。

需要说明的是，关闭指令及开启指令可以分别称为第一指令及第二指令。发送至动力装置的关闭指令与发送至防护装置的开启指令的生成时间点可以是同时，也可以是先生成关闭指令，再生成开启指令。

以上飞行器中，使用飞行控制器对飞行器进行安全防护，无需向处理器内设置独立的处理器，可以简化飞行器的结构。另外，飞行控制器为动力装置发送关闭指令的方式所实现的效果与切断供电装置与动力装置的连接的效果相同，因此，并不需要额外增加飞行器的硬件，从而进一步简化飞行器的结构。

需要说明的是，以上几种飞行器中的任意一种或几种可以集成在同一飞行器上，以保证某一种安全防护机制失效的情况下，可以使用其他安全防护机制作为备份，从而提高安全防护功能的应用可能性。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系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或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。