一种无人自转旋翼机刹车系统及方法与流程

本发明涉及刹车技术领域，尤其涉及一种无人自转旋翼机刹车系统及方法。

背景技术：

无人机在飞行的过程中，无法避免会遇到空中的突发事件，如遇到鸟类等障碍物，所以有必要的进行刹车。刹车系统的好坏关乎着无人机的使用寿命，据调查，每年因刹车问题导致坠毁的无人机有30％，造成的财产损失1000万元。因此要提升刹车的灵敏度，防止刹车损坏，刹车时无人机不会马上停止，会有向前的速度行驶一段距离，所以要及时反馈信号，才能避免财产损失。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种无人自转旋翼机刹车系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种无人自转旋翼机刹车系统，其包括：无人自转旋翼机壳体、用于对无人自转旋翼机进行制动的刹车装置以及用于检测无人自转旋翼机周边环境的检测装置，所述刹车装置以及所述检测装置设置在所述无人自转旋翼机壳体上，所述刹车装置与所述检测装置连接，所述刹车装置与无人自转旋翼机的尾部螺旋桨同轴设置。

本发明的有益效果是：通过在无人自转旋翼机上设置刹车装置，使得无人自转旋翼机能够及时刹车，刹车装置结构简单，刹车灵敏度高、速度快且安全，刹车反应灵敏，降低生产成本，便于安装以及维护。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述刹车装置包括：刹车片、刹车钳、用于控制刹车钳运动的执行部件，所述无人自转旋翼机上设置有重力轮以及舵机机板，所述刹车片以及所述刹车钳设置在所述重力轮和所述舵机机板之间，所述刹车片与所述无人自转旋翼机的尾部螺旋桨同轴设置，所述刹车片的周边位于所述刹车钳的张口位置处，所述执行部件设置在无人自转旋翼机壳体上，所述执行部件与所述刹车钳连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在无人自转旋翼机上设置刹车装置，使得无人自转旋翼机能够及时刹车，刹车装置结构简单，刹车灵敏度高、速度快且安全，刹车反应灵敏，降低生产成本，便于安装以及维护。

进一步地，所述执行部件包括：伺服机构、第一摇臂、第二摇臂以及联动杆，所述伺服机构设置在所述无人自转旋翼机壳体上，所述第一摇臂的一端与所述伺服机构的输出端连接，所述第一摇臂的另一端与所述联动杆的一端连接，所述联动杆的另一端与所述第二摇臂的一端连接，所述第二摇臂的另一端与所述刹车钳的输入端连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过伺服机构控制刹车工作，提高刹车工作的自动化，提高刹车时机的精准性。

进一步地，还包括：一对刹车钳块，一对所述刹车钳块一一对应地设置在所述刹车钳的输出端。

采用上述进一步方案的有益效果是：刹车钳块的设置，用于增加刹车钳与刹车片之间的摩擦力，防止刹车钳磨损。

进一步地，所述刹车片上设置有多个通风孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：通风孔的设置，一方面，提高刹车片的强度，延长刹车片的使用寿命；另一方面，使空气流通更加迅速，加快了刹车片的散热。

进一步地，所述检测装置包括：第一传感器、第二传感器、处理器，所述处理器设置在所述壳体的底端，所述第一传感器以及所述第二传感器均设置在所述无人自转旋翼机壳体的前端，所述第一传感器以及所述第二传感器均与所述处理器连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：速度传感器以及激光雷达传感器的设置，实时监测无人自转旋翼机的行驶速度以及周边的环境，选取刹车时机，提高刹车的精准性，防止无人自转旋翼机与障碍物发生碰撞。

进一步地，所述第一传感器为速度传感器，所述第二传感器为激光雷达传感器。

采用上述进一步方案的有益效果是：速度传感器以及激光雷达传感器的设置，实时监测无人自转旋翼机的行驶速度以及周边的环境，选取刹车时机，提高刹车的精准性，防止无人自转旋翼机与障碍物发生碰撞。

此外，本发明还提供了一种无人自转旋翼机刹车方法，在如上任意一项权利要求所述的一种无人自转旋翼机刹车系统的结构基础上，所述无人自转旋翼机刹车方法包括：

判断所述无人自转旋翼机前方是否存在障碍物；

若是，则获取障碍物信息；

根据所述障碍物信息判断所述障碍物是否为移动障碍物；

若是，则微调所述无人自转旋翼机的航行轨迹；

若否，则发出减速或者刹车指令，并对所述无人自转旋翼机的航线进行重新规划。

本发明的有益效果是：通过监测前方的障碍物，根据实际情况以及无人自转旋翼机的自身刹车性能选取刹车、减速以及变化航线的时机，提高刹车的及时性；使得无人自转旋翼机能够及时刹车，刹车灵敏度高、速度快且安全，刹车反应灵敏，降低生产成本，便于安装以及维护。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述判断所述无人自转旋翼机前方是否存在障碍物的步骤，还包括：

获取所述无人自转旋翼机与所述障碍物之间的实际距离数据；

判断所述实际距离数据是否小于获取的安全距离数据；

若是，则发出减速或者刹车指令。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过监测前方的障碍物，根据实际情况以及无人自转旋翼机的自身刹车性能选取刹车、减速以及变化航线的时机，提高刹车的及时性；使得无人自转旋翼机能够及时刹车，刹车灵敏度高、速度快且安全，刹车反应灵敏，降低生产成本，便于安装以及维护。

进一步地，还包括：

监测无人自转旋翼机的实时行驶速度；

判断所述实时行驶速度是否超过获取的预设速度；

若是，则发出减速或者刹车指令。

采用上述进一步方案的有益效果是：通实时监测无人自转旋翼机的实际行驶速度，选取刹车或者减速时机，方式无人自转旋翼机超速行驶，提高无人自转旋翼机的安全可靠性。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无人自转旋翼机刹车系统的结构示意图之一。

图2为本发明实施例提供的无人自转旋翼机刹车系统的结构示意图之二。

附图标号说明：1-无人自转旋翼机壳体；2-刹车装置；3-刹车片；4-刹车钳；5-执行部件；6-重力轮；7-舵机机板；8-伺服机构；9-第一摇臂；10-第二摇臂；11-联动杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图2所示，图1为本发明实施例提供的无人自转旋翼机刹车系统的结构示意图之一。图2为本发明实施例提供的无人自转旋翼机刹车系统的结构示意图之二。图1示出了刹车装置未刹车的状态，图2示出了刹车装置刹车的状态。

本发明提供了一种无人自转旋翼机刹车系统，其包括：无人自转旋翼机壳体1、用于对无人自转旋翼机进行制动的刹车装置2以及用于检测无人自转旋翼机周边环境的检测装置，所述刹车装置2以及所述检测装置设置在所述无人自转旋翼机壳体1上，所述刹车装置2与所述检测装置连接，所述刹车装置2与无人自转旋翼机的尾部螺旋桨同轴设置。

本发明的有益效果是：通过在无人自转旋翼机上设置刹车装置，使得无人自转旋翼机能够及时刹车，刹车装置结构简单，刹车灵敏度高、速度快且安全，刹车反应灵敏，降低生产成本，便于安装以及维护。

本发明涉及无人机刹车领域，具体是一种无人自转旋翼机刹车系统。

具体地，该系统包括刹车装置和判定装置，所述的判定装置包括：速度传感器(即第一传感器)atk1218-bdatk-s1216、激光雷达传感器(即第二传感器)rplidar-a2m8、微电子处理器(即处理器)u7stm32f407安装在无人机(即无人自转旋翼机)的中心底座处。

所述刹车装置包括刹车片、刹车钳、刹车钳块、重力轮(即无人自转旋翼机螺旋桨下方的轴承)、重力杆、连接杆、转盘，所述刹车片与刹车钳可拆卸式连接，所述刹车钳与刹车钳块固定连接，所述刹车钳块上设置有连接杆，所述重力轮通过重力杆与刹车片连接，所述重力轮的垂直移动可以带动钳块水平移动，重力轮设置于钳块中间的上方。

一种无人自转旋翼机刹车系统包括刹车装置和检测装置，所述的检测装置包括：速度传感器、激光雷达传感器、微电子处理器u7。所述的传感器所述的速度传感器将通过gps来实时监测无人机的飞行速度，若是无人机的飞行速度超过了实现设定的阈值，则微电子处理器u7给刹车系统一个动作信号，无人机将刹车减速。当速度低于预先设定的阈值时，则继续保持该飞行状态；所述的激光雷达传感器将实时感应无人机周围的环境与障碍物，当有障碍物靠近或者两者间距离未满足安全距离时，微电子处理器u7向刹车系统传递一个动作信号，将刹车减速，用于躲避障碍物。

本发明具有结构简单，刹车灵敏度高、速度快且安全，刹车反应灵敏的优点。

需要说明的是，检测装置的电路连接关系以及各部件之间的型号选用为现有技术，在此不再赘述。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述刹车装置2包括：刹车片3、刹车钳4、用于控制刹车钳4运动的执行部件5，所述无人自转旋翼机上设置有重力轮6以及舵机机板7，所述刹车片3以及所述刹车钳4设置在所述重力轮6和所述舵机机板7之间，所述刹车片3与所述无人自转旋翼机的尾部螺旋桨同轴设置，所述刹车片3的周边位于所述刹车钳4的张口位置处，所述执行部件5设置在无人自转旋翼机壳体1上，所述执行部件5与所述刹车钳4连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在无人自转旋翼机上设置刹车装置，使得无人自转旋翼机能够及时刹车，刹车装置结构简单，刹车灵敏度高、速度快且安全，刹车反应灵敏，降低生产成本，便于安装以及维护。

刹车钳与刹车片采用可拆卸式螺纹连接，方便刹车钳和刹车片的维修与更换。

进一步地，所述执行部件5包括：伺服机构8、第一摇臂9、第二摇臂10以及联动杆11，所述伺服机构8设置在所述无人自转旋翼机壳体1上，所述第一摇臂9的一端与所述伺服机构8的输出端连接，所述第一摇臂9的另一端与所述联动杆11的一端连接，所述联动杆11的另一端与所述第二摇臂10的一端连接，所述第二摇臂10的另一端与所述刹车钳4的输入端连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过伺服机构控制刹车工作，提高刹车工作的自动化，提高刹车时机的精准性。

重力轮通过重力杆分别与联动摇臂和刹车片连接，所述重力轮的转动可以带动刹车片转动，所述执行部件改变联动杆位置使刹车钳夹紧刹车片。

进一步地，还包括：一对刹车钳块，一对所述刹车钳块一一对应地设置在所述刹车钳4的输出端。

采用上述进一步方案的有益效果是：刹车钳块的设置，用于增加刹车钳与刹车片之间的摩擦力，防止刹车钳磨损。

刹车钳块上设置有轨道，连接杆上设置有滑块，滑块在轨道上移动。

进一步地，所述刹车片3上设置有多个通风孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：通风孔的设置，一方面，提高刹车片的强度，延长刹车片的使用寿命；另一方面，使空气流通更加迅速，加快了刹车片的散热。

刹车钳上设置有通风气孔，刹车盘上设置有通风孔，使空气流通更加迅速，加快了散热。

进一步地，所述检测装置包括：第一传感器、第二传感器、处理器，所述处理器设置在所述壳体的底端，所述第一传感器以及所述第二传感器均设置在所述无人自转旋翼机壳体1的前端，所述第一传感器以及所述第二传感器均与所述处理器连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：速度传感器以及激光雷达传感器的设置，实时监测无人自转旋翼机的行驶速度以及周边的环境，选取刹车时机，提高刹车的精准性，防止无人自转旋翼机与障碍物发生碰撞。

其中，所述第一传感器的型号可以为atk1218-bdatk-s1216，所述第二传感器的型号可以为rplidar-a2m8；所述处理器的型号可以为stm32f407。

具体地，所述检测装置上设置有速度传感器、激光雷达传感器、微电子处理器u7，所述速度传感器在无人自转旋翼机的前端，用于精准定位和对速度的实时监测再将检测的数据反馈到微电子处理器u7中，再根据预先设定的值，来调整速度。

进一步地，所述第一传感器为速度传感器，所述第二传感器为激光雷达传感器。

采用上述进一步方案的有益效果是：速度传感器以及激光雷达传感器的设置，实时监测无人自转旋翼机的行驶速度以及周边的环境，选取刹车时机，提高刹车的精准性，防止无人自转旋翼机与障碍物发生碰撞。

进一步地，还包括：用于检测所述无人自转旋翼机内部电路电流的电流检测装置，所述电流检测装置与所述无人自转旋翼机内部电路连接，所述电流检测装置与所述处理器连接。

所述检测装置还设置有电流检测装置用于检测电路中的电流，电流检测装置连接微电子处理器u7，当电流过大时，将信息传输给地面上的相关终端站进行调控。

此外，本发明还提供了一种无人自转旋翼机刹车方法，在如上任意一项权利要求所述的一种无人自转旋翼机刹车系统的结构基础上，所述无人自转旋翼机刹车方法包括：

判断所述无人自转旋翼机前方是否存在障碍物；

若是，则获取障碍物信息；

根据所述障碍物信息判断所述障碍物是否为移动障碍物；

若是，则微调所述无人自转旋翼机的航行轨迹；

若否，则发出减速或者刹车指令，并对所述无人自转旋翼机的航线进行重新规划。

本发明的有益效果是：通过监测前方的障碍物，根据实际情况以及无人自转旋翼机的自身刹车性能选取刹车、减速以及变化航线的时机，提高刹车的及时性；使得无人自转旋翼机能够及时刹车，刹车灵敏度高、速度快且安全，刹车反应灵敏，降低生产成本，便于安装以及维护。

具体地，所述的判定装置上设有雷达传感器来监控周围空间环境和障碍物，若发现障碍物，则将障碍物信息传输给微电子处理器u7，若障碍物是移动的障碍物，则无人机改变微调航行轨迹来躲避障碍物；若障碍物是不可移动的障碍物，则将信息传输给微电子处理器u7，再调用刹车装置，进行减速，并对航线进行重新规划。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述判断所述无人自转旋翼机前方是否存在障碍物的步骤，还包括：

获取所述无人自转旋翼机与所述障碍物之间的实际距离数据；

判断所述实际距离数据是否小于获取的安全距离数据；

若是，则发出减速或者刹车指令。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过监测前方的障碍物，根据实际情况以及无人自转旋翼机的自身刹车性能选取刹车、减速以及变化航线的时机，提高刹车的及时性；使得无人自转旋翼机能够及时刹车，刹车灵敏度高、速度快且安全，刹车反应灵敏，降低生产成本，便于安装以及维护。

速度传感器将通过gps来实时监测无人机的飞行速度，若是无人机的飞行速度超过了实现设定的阈值，通常设定阈值为15m/s，则微电子处理器给刹车系统一个动作信号，无人机将刹车减速。当速度低于预先设定的阈值时，则继续保持该飞行状态；所述的激光雷达传感器将实时感应无人机周围的环境与障碍物，当有障碍物靠近或者两者间距离未满足安全距离时，微电子处理器向刹车系统传递一个动作信号，将刹车减速，用于躲避障碍物。

进一步地，还包括：

监测无人自转旋翼机的实时行驶速度；

判断所述实时行驶速度是否超过获取的预设速度；

若是，则发出减速或者刹车指令。

采用上述进一步方案的有益效果是：通实时监测无人自转旋翼机的实际行驶速度，选取刹车或者减速时机，方式无人自转旋翼机超速行驶，提高无人自转旋翼机的安全可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。