一种基于旋转配合重力感应的高空机器人用防坠装置的制作方法

本发明是一种基于旋转配合重力感应的高空机器人用防坠装置，属于无人机保护装置领域。

背景技术：

随着科学的发展，高空机器人即无人机越来越普及人们的生活，能完成一系类如高空轻量搬运、高空航拍、娱乐等各种类型的操作，但是无人机存在电池使用时间的限制，若在电量耗尽前未能返回地面，或者马达出现故障，容易出现直接坠落的现象，轻者零件损坏，重者直接报废，故一般需要安装一定的防坠装置。

但现有高空机器人防坠装置存在以下弊端：

高空机器人防坠装置一般以减振缓冲为基础，采用单一的高空坠落的重力感应，弹射出支架，从而缓冲与地面的撞击，第一，无人机在高空中会有上下瞬间移动，容易触发重力感应，使防坠装置弹出，增加风力受力面积，增加能耗；第二，弹射的防坠装置，一般采用变形的弹性结构，无人机为高空作业装置，垂直距离过大，弹性装置不足于卸掉重力势能的冲击力，同样会使无人机直接粉碎。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于旋转配合重力感应的高空机器人用防坠装置，以解决高空机器人防坠装置一般以减振缓冲为基础，采用单一的高空坠落的重力感应，弹射出支架，从而缓冲与地面的撞击，第一，无人机在高空中会有上下瞬间移动，容易触发重力感应，使防坠装置弹出，增加风力受力面积，增加能耗；第二，弹射的防坠装置，一般采用变形的弹性结构，无人机为高空作业装置，垂直距离过大，弹性装置不足于卸掉重力势能的冲击力，同样会使无人机直接粉碎的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于旋转配合重力感应的高空机器人用防坠装置，其结构包括防滑脚架、支架、轴承连接座、旋转叶、感应防坠装置，所述防滑脚架顶部与支架底部通过螺丝固定连接，所述支架顶部与感应防坠装置底部通过螺丝固定连接，所述感应防坠装置外壁四角与轴承连接座底部为卡槽连接，所述轴承连接座顶部与旋转叶中端通过连杆相连接，所述轴承连接座内部与感应防坠装置内部为机械连接，感应防坠装置内部安装有马达，且与轴承连接座链接，同时轴承连接座与齿轮连杆通过皮带相连接，通过传动，使齿轮连杆与旋转叶同时转动；

所述感应防坠装置由降落伞、双重感应装置、电能控制启动器、压缩弹板、指向性牵引头组成，所述降落伞底部与电能控制启动器中端相连接，所述电能控制启动器侧端与双重感应装置侧端为电连接，所述指向性牵引头底部与压缩弹板中端为活动连接，所述压缩弹板侧端与电能控制启动器中端固定连接，降落伞为压缩状态，同时降落伞顶部与牵引杆底部相黏合，通过牵引杆瞬间上升，带动降落伞往上弹射。

最佳的，所述双重感应装置由电能传动环、旋转活动环、重力感应器、电能传输块、齿轮连杆组成，所述电能传动环中端与齿轮连杆中端为活动连接，所述齿轮连杆上端与旋转活动环中端为机械连接，所述旋转活动环顶部与铰链贴合，所述重力感应器分别与电能传动环、电能传输块为电连接，所述电能传输块中端与电能控制启动器相连接，电能传动环为金属材质，可使电流通过，同时旋转活动环跟随齿轮连杆转动时会产生强离心力，故旋转活动环转动时会上升与电能传动环分离，此时为断路。

最佳的，所述电能控制启动器由挤压开关装置、固定架、控制电源、松动开关装置组成，所述挤压开关装置左端与固定架右端固定连接，所述挤压开关装置底部与控制电源相连接，所述控制电源底部与松动开关装置左端为电连接，控制电源左端连接有双重感应装置，受到重力感应器与旋转活动环双重控制，两者之中有一未接通，就无法启动。

最佳的，所述挤压开关装置由伸展电磁铁、转盘、挤压杆、变形定位杆组成，所述伸展电磁铁顶部与转盘内环右端通过连杆相连接，所述转盘内环左端与挤压杆左端通过定位销相连接，所述挤压杆中端与变形定位杆中端相贯通，挤压杆右端连接有滚轮，当伸展电磁铁往里推动凹槽活动块时，凹槽活动块将旋转，此时滚轮将减少摩擦，同时减少挤压杆的反冲作用力。

最佳的，所述松动开关装置由夹紧定位块、极限弹块、拉绳、滑轨、回缩电磁铁组成，所述夹紧定位块底部与滑轨内部通过滑块相连接，所述极限弹块底部与拉绳顶部为嵌入式连接，所述极限弹块侧端与夹紧定位块中端为卡槽连接，所述夹紧定位块左端与回缩电磁铁右端相黏合，极限弹块底部中端连接有弹簧杆，可配合极限弹块往上弹出，达到极限时受到拉绳的牵引固定，防止降落伞与无人机完全分离。

最佳的，所述压缩弹板由通孔、固定盘、弹杆、支撑块组成，所述支撑块顶部与弹杆中端底部为嵌入式连接，所述弹杆中端与固定盘内壁相贯通，所述固定盘中端设有通孔，所述固定盘底部与支撑块顶部相焊接，通孔可容乃压缩后的降落伞直接通过，同时弹杆为由较强的形变能力，可瞬间将指向性牵引头弹出。

最佳的，所述指向性牵引头由指向性牵引头由t型圆柱块、旋转杆、凹槽活动块、牵引杆组成，所述t型圆柱块底部与牵引杆顶部为一体化结构，所述凹槽活动块顶部与t型圆柱块内部通过旋转杆相连接，所述旋转杆底部与凹槽活动块顶部为垂直连接，凹槽活动块受到挤压杆的挤压后，往里旋转，使凹槽活动块与无人机外框架彻底分离，此时t型圆柱块连同牵引杆将受到弹射力，往上弹出。

有益效果

在进行使用时，当无人机在高空中出现故障时，会出现下坠的情况，此时旋转叶连同齿轮连杆停止转动，此时旋转活动环下降并与电能传动环连接，同时无人机开始高空自由落体，此时重力感应器感应重力势能，进而两者同时触动，才能使电能传输块启动控制电源，控制电源同时启动挤压开关装置与松动开关装置(电能传动环为金属材质，可使电流通过，同时旋转活动环跟随齿轮连杆转动时会产生强离心力，故旋转活动环转动时会上升与电能传动环分离，此时为断路)，凹槽活动块为左右对称的环状结构，同时中间连接有弹簧杆，弹簧杆处于绷直状态，使凹槽活动块能紧紧卡住无人机外壳顶部，挤压杆右端连接有滚轮，当伸展电磁铁往里推动凹槽活动块时，凹槽活动块将旋转，此时滚轮将减少摩擦，同时减少挤压杆的反冲作用力，变形定位杆为左宽右窄的通孔管结构，当转盘旋转时挤压杆会一定的角度偏移，变形定位杆起到定位缓冲作用，此时凹槽活动块受到挤压杆的挤压后，往里旋转，使凹槽活动块与无人机外框架彻底分离，此时t型圆柱块连同牵引杆将受到弹射力，往上弹出，将降落伞拉扯出去，同时回缩电磁铁使夹紧定位块回缩(夹紧定位块用于夹紧固定极限弹块)，极限弹块底部中端连接有弹簧杆，可配合极限弹块往上弹出，达到极限时受到拉绳的牵引固定，防止降落伞与无人机完全分离，同时当极限弹块上升到极限位置时，弹簧杆的回缩形变能力，可将冲击力缩小，再配合拉绳的紧固，使极限弹块的瞬间冲击力减小到最小，防止损伤到无人机内部结构。

相较于现有技术，本发明存在以下优点：

1、当旋转活动环跟随齿轮连杆转动时会产生强离心力，故旋转活动环转动时会上升与电能传动环分离，此时为断路，旋转叶连同齿轮连杆停止转动，旋转活动环下降并与电能传动环连接，同时无人机开始高空自由落体，此时重力感应器感应重力势能，进而两者同时触动，才能使电能传输块启动控制电源，控制电源同时启动挤压开关装置与松动开关装置，防止无人机在高空作业的上下移动触发单一的开关，避免增加外观体积，使防坠装置的启动更具安全准确性。

2、t型圆柱块连同牵引杆将受到弹射力，往上弹出，将降落伞拉扯出去，极限弹块底部中端连接有弹簧杆，可配合极限弹块往上弹出，达到极限时受到拉绳的牵引固定，防止降落伞与无人机完全分离，同时当极限弹块上升到极限位置时，弹簧杆的回缩形变能力，可将冲击力缩小，再配合拉绳的紧固，使极限弹块的瞬间冲击力减小到最小，防止损伤到无人机内部结构，采用降落伞的方式，足以应对垂直的高度差，通过降低下降速度，直接降低重力势能，从根本上提高无人机的保护效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种基于旋转配合重力感应的高空机器人用防坠装置的结构示意图；

图2为本发明感应防坠装置的正视剖面图；

图3为本发明图2中双重感应装置的放大图；

图4为本发明电能控制启动器的正视剖面图；

图5为本发明图4中挤压开关装置的放大图；

图6为本发明图4中松动开关装置的放大图；

图7为本发明压缩弹板的正视剖面图；

图8为本发明压缩弹板的俯视剖面图；

图9为本发明指向性牵引头的正视剖面图。

图中：防滑脚架-1、支架-2、轴承连接座-3、旋转叶-4、感应防坠装置-5、降落伞-50、双重感应装置-51、电能控制启动器-52、压缩弹板-53、指向性牵引头-54、电能传动环-510、旋转活动环-511、重力感应器-512、电能传输块-513、齿轮连杆-514、挤压开关装置-520、固定架-521、控制电源-522、松动开关装置-523、伸展电磁铁-5201、转盘-5202、挤压杆-5203、变形定位杆-5204、夹紧定位块-5231、极限弹块-5232、拉绳-5234、滑轨-5234、回缩电磁铁-5235、通孔-530、固定盘-531、弹杆-532、支撑块-533、指向性牵引头-54由t型圆柱块-540、旋转杆-541、凹槽活动块-542、牵引杆-543。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1，本发明提供一种基于旋转配合重力感应的高空机器人用防坠装置技术方案：其结构包括防滑脚架1、支架2、轴承连接座3、旋转叶4、感应防坠装置5，所述防滑脚架1顶部与支架2底部通过螺丝固定连接，所述支架2顶部与感应防坠装置5底部通过螺丝固定连接，所述感应防坠装置5外壁四角与轴承连接座3底部为卡槽连接，所述轴承连接座3顶部与旋转叶4中端通过连杆相连接，所述轴承连接座3内部与感应防坠装置5内部为机械连接，感应防坠装置5内部安装有马达，且与轴承连接座3链接，同时轴承连接座3与齿轮连杆514通过皮带相连接，通过传动，使齿轮连杆514与旋转叶4同时转动；

请参阅图2，所述感应防坠装置5由降落伞50、双重感应装置51、电能控制启动器52、压缩弹板53、指向性牵引头54组成，所述降落伞50底部与电能控制启动器52中端相连接，所述电能控制启动器52侧端与双重感应装置51侧端为电连接，所述指向性牵引头54底部与压缩弹板53中端为活动连接，所述压缩弹板53侧端与电能控制启动器52中端固定连接，降落伞50为压缩状态，同时降落伞50顶部与牵引杆543底部相黏合，通过牵引杆543瞬间上升，带动降落伞50往上弹射，带动降落伞50受到指向性牵引头54的拉扯，同时弹射完成后，又受到松动开关装置523的稳定定位。

请参阅图3，所述双重感应装置51由电能传动环510、旋转活动环511、重力感应器512、电能传输块513、齿轮连杆514组成，所述电能传动环510中端与齿轮连杆514中端为活动连接，所述齿轮连杆514上端与旋转活动环511中端为机械连接，所述旋转活动环511顶部与铰链贴合，所述重力感应器512分别与电能传动环510、电能传输块513为电连接，所述电能传输块513中端与电能控制启动器52相连接，电能传动环510为金属材质，可使电流通过，同时旋转活动环511跟随齿轮连杆514转动时会产生强离心力，故旋转活动环511转动时会上升与电能传动环510分离，此时为断路，当马达出现故障，旋转叶4连同齿轮连杆514停止转动，此时旋转活动环511下降并与电能传动环510连接，同时无人机开始高空自由落体，此时重力感应器512感应重力势能，进而两者同时触动，才能使电能传输块513启动控制电源522。

请参阅图4，所述电能控制启动器52由挤压开关装置520、固定架521、控制电源522、松动开关装置523组成，所述挤压开关装置520左端与固定架521右端固定连接，所述挤压开关装置520底部与控制电源522相连接，所述控制电源522底部与松动开关装置523左端为电连接，控制电源522左端连接有双重感应装置51，受到重力感应器512与旋转活动环511双重控制，两者之中有一未接通，就无法启动，固定架521为三角支架，且同时与松动开关装置523、挤压开关装置520连接，增加稳定性。

请参阅图5，所述挤压开关装置520由伸展电磁铁5201、转盘5202、挤压杆5203、变形定位杆5204组成，所述伸展电磁铁5201顶部与转盘5202内环右端通过连杆相连接，所述转盘5202内环左端与挤压杆5203左端通过定位销相连接，所述挤压杆5203中端与变形定位杆5204中端相贯通，挤压杆5203右端连接有滚轮，当伸展电磁铁5201往里推动凹槽活动块542时，凹槽活动块542将旋转，此时滚轮将减少摩擦，同时减少挤压杆5203的反冲作用力，变形定位杆5204为左宽右窄的通孔管结构，当转盘5202旋转时挤压杆5203会一定的角度偏移，变形定位杆5204起到定位缓冲作用。

请参阅图6，所述松动开关装置523由夹紧定位块5231、极限弹块5232、拉绳5234、滑轨5234、回缩电磁铁5235组成，所述夹紧定位块5231底部与滑轨5234内部通过滑块相连接，所述极限弹块5232底部与拉绳5234顶部为嵌入式连接，所述极限弹块5232侧端与夹紧定位块5231中端为卡槽连接，所述夹紧定位块5231左端与回缩电磁铁5235右端相黏合，极限弹块5232底部中端连接有弹簧杆，可配合极限弹块5232往上弹出，达到极限时受到拉绳5234的牵引固定，防止降落伞50与无人机完全分离，同时当极限弹块5232上升到极限位置时，弹簧杆的回缩形变能力，可将冲击力缩小，再配合拉绳5234的紧固，使极限弹块5232的瞬间冲击力减小到最小，防止损伤到无人机内部结构。

请参阅图7-图8，所述压缩弹板53由通孔530、固定盘531、弹杆532、支撑块533组成，所述支撑块533顶部与弹杆532中端底部为嵌入式连接，所述弹杆532中端与固定盘531内壁相贯通，所述固定盘531中端设有通孔530，所述固定盘531底部与支撑块533顶部相焊接，通孔530可容乃压缩后的降落伞50直接通过，同时弹杆532为由较强的形变能力，可瞬间将指向性牵引头54弹出，固定盘531边缘底部安装有环状的套管，防止降落伞50在未使用状态下偏移，避免与外部传动结构发生缠绕现象。

请参阅图9，所述指向性牵引头54由指向性牵引头54由t型圆柱块540、旋转杆541、凹槽活动块542、牵引杆543组成，所述t型圆柱块540底部与牵引杆543顶部为一体化结构，所述凹槽活动块542顶部与t型圆柱块540内部通过旋转杆541相连接，所述旋转杆541底部与凹槽活动块542顶部为垂直连接，凹槽活动块542受到挤压杆5203的挤压后，往里旋转，使凹槽活动块542与无人机外框架彻底分离，此时t型圆柱块540连同牵引杆543将受到弹射力，往上弹出，凹槽活动块542为左右对称的环状结构，同时中间连接有弹簧杆，弹簧杆处于绷直状态，使凹槽活动块542能紧紧卡住无人机外壳顶部。

在进行使用时，当无人机在高空中出现故障时，会出现下坠的情况，此时旋转叶4连同齿轮连杆514停止转动，此时旋转活动环511下降并与电能传动环510连接，同时无人机开始高空自由落体，此时重力感应器512感应重力势能，进而两者同时触动，才能使电能传输块513启动控制电源522，控制电源522同时启动挤压开关装置520与松动开关装置523(电能传动环510为金属材质，可使电流通过，同时旋转活动环511跟随齿轮连杆514转动时会产生强离心力，故旋转活动环511转动时会上升与电能传动环510分离，此时为断路)，凹槽活动块542为左右对称的环状结构，同时中间连接有弹簧杆，弹簧杆处于绷直状态，使凹槽活动块542能紧紧卡住无人机外壳顶部，挤压杆5203右端连接有滚轮，当伸展电磁铁5201往里推动凹槽活动块542时，凹槽活动块542将旋转，此时滚轮将减少摩擦，同时减少挤压杆5203的反冲作用力，变形定位杆5204为左宽右窄的通孔管结构，当转盘5202旋转时挤压杆5203会一定的角度偏移，变形定位杆5204起到定位缓冲作用，此时凹槽活动块542受到挤压杆5203的挤压后，往里旋转，使凹槽活动块542与无人机外框架彻底分离，此时t型圆柱块540连同牵引杆543将受到弹射力，往上弹出，将降落伞50拉扯出去，同时回缩电磁铁5235使夹紧定位块5231回缩(夹紧定位块5231用于夹紧固定极限弹块5232)，极限弹块5232底部中端连接有弹簧杆，可配合极限弹块5232往上弹出，达到极限时受到拉绳5234的牵引固定，防止降落伞50与无人机完全分离，同时当极限弹块5232上升到极限位置时，弹簧杆的回缩形变能力，可将冲击力缩小，再配合拉绳5234的紧固，使极限弹块5232的瞬间冲击力减小到最小，防止损伤到无人机内部结构。

本发明解决高空机器人防坠装置一般以减振缓冲为基础，采用单一的高空坠落的重力感应，弹射出支架，从而缓冲与地面的撞击，第一，无人机在高空中会有上下瞬间移动，容易触发重力感应，使防坠装置弹出，增加风力受力面积，增加能耗；第二，弹射的防坠装置，一般采用变形的弹性结构，无人机为高空作业装置，垂直距离过大，弹性装置不足于卸掉重力势能的冲击力，同样会使无人机直接粉碎的问题，本发明通过上述部件的互相组合，当旋转活动环跟随齿轮连杆转动时会产生强离心力，故旋转活动环转动时会上升与电能传动环分离，此时为断路，旋转叶连同齿轮连杆停止转动，旋转活动环下降并与电能传动环连接，同时无人机开始高空自由落体，此时重力感应器感应重力势能，进而两者同时触动，才能使电能传输块启动控制电源，控制电源同时启动挤压开关装置与松动开关装置，防止无人机在高空作业的上下移动触发单一的开关，避免增加外观体积，使防坠装置的启动更具安全准确性，t型圆柱块连同牵引杆将受到弹射力，往上弹出，将降落伞拉扯出去，极限弹块底部中端连接有弹簧杆，可配合极限弹块往上弹出，达到极限时受到拉绳的牵引固定，防止降落伞与无人机完全分离，同时当极限弹块上升到极限位置时，弹簧杆的回缩形变能力，可将冲击力缩小，再配合拉绳的紧固，使极限弹块的瞬间冲击力减小到最小，防止损伤到无人机内部结构，采用降落伞的方式，足以应对垂直的高度差，通过降低下降速度，直接降低重力势能，从根本上提高无人机的保护效果。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。