伸缩脚架及飞行器的制作方法

本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种伸缩脚架及飞行器。

背景技术：

现有技术中，无论载人类飞行器，还是无人机，为了避免降落在不平整地面对于飞行器产生的不良影响，始终都是采取对地面进行修整或者更换地方进行降落。但是如果飞行器必须在不适宜降落的不平整地面进行降落，飞行器极易发生倾覆。而且可能会对飞行器造成伤害。

cn205524944u公开了一种可伸缩脚架的多旋翼飞行器，包括第一连接管、第二连接管、传感器安装座、舵机安装座、连接装置及飞行器本体；第一连接管嵌套设置在第二连接管内；第一连接管上设有三条滑轨及一根标准齿条，第二连接管上间隔设有三条滑槽，三条滑轨在三条滑槽内适配滑动，超声波传感器通过控制传感器运动的舵机与传感器安装座固定连接，并安装在第一连接管上；舵机安装座同轴套接在第一连接管与第二连接管的连接处，连接装置设置在第二连接管的端部，构成伸缩架本体；四组伸缩架本体分别对称安装在飞行器本体上。

上述专利利用超声测距配合齿轮齿条的动作，在一定程度上提高了降落时地面适应性，但是其结构和控制复杂，增加了飞行器的自重和控制难度。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种伸缩脚架，该伸缩脚架能有效根据压力情况锁紧或释放，实现自主无动力随动变化。

本发明的另一个目的是，提供一种具有该伸缩脚架的飞行器，能够提高飞行器在起飞和降落时对着陆地面的适应性，防止降落时发生倾覆。

本发明的另一个目的是，提供一种飞行器的控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种伸缩脚架，包括上固定段，可相对所述的上固定段轴向自由伸缩的下活动段，设置在下活动段下端部的压力传感器，以及受驱动将下活动段相对上固定段锁紧的抱紧机构。

在上述技术方案中，所述的上固定段和下活动段分别为碳纤维材质，在下活动段或上固定段上设置上下限位机构以确保两者最大相对移动距离。

在上述技术方案中，所述的上固定段上设置有安装座。

在上述技术方案中，所述的抱紧机构为抱紧气囊或电机驱动的抱紧爪或收紧带。

一种飞行器，包括飞行器本体，控制器，多个对应固定设置在飞行器本体下方的所述伸缩脚架，所述的压力传感器与所述的控制器通讯连接，所述的抱紧机构与所述的控制器可控连接。

在上述技术方案中，所述的上固定段相对飞行器本体垂直设置或底部向外呈张开分布。

在上述技术方案中，所述的飞行器为多轴飞行器，所述的飞行器伸缩器起降机构为3-8个。

在上述技术方案中，所述的上固定段相对飞行器本体可折叠或收拢设置。

一种飞行器的控制方法，包括以下步骤，

飞行器在降落时，抱紧机构释放，下活动段自由伸至最长态；

当部分压力传感器有压力感测时继续维持抱紧机构释放状态，飞行器保持水平悬停状态并继续下降；

当全部压力传感器有压力感测时抱紧机构收紧，飞行器停止。

在上述技术方案中，在飞行器起飞时，所有伸缩脚架处于支撑状态，当部分或全部压力传感器无压力感测时，抱紧机构释放。

本发明的优点和有益效果为：

本发明采用压力传感器直接或间接控制抱紧机构，当实际接触时才会触发后续动作，有效保证锁紧后的支撑效果，而且伸出时采用无动力重力伸出，有实际压力时抱紧支撑，结构简单控制容易，具有很大的应用场景。

本发明的飞行器，通过伸缩脚架的设置，简化了落地时的控制，提高了其对地面的适应能力。

附图说明

图1是本发明伸缩脚架的结构示意图。

图2是本发明伸缩脚架的侧视示意图。

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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本发明的一种伸缩脚架，包括上固定段1，可相对所述的上固定段轴向自由伸缩的下活动段2，设置在下活动段下端部的压力传感器3，以及受驱动将下活动段相对上固定段锁紧的抱紧机构4。下活动段本身并无动力驱动，飞行器起飞后在重力的作用下会自行下放到最大的伸缩长度，或者保持在最开始的缩进状态。

其中，所述的上固定段和下固定段可采用套管式设计，或者利用直线导轨机构配合滑块等任意直线导向结构设计，为减轻材料重量，所述的上固定段和下活动段分别为碳纤维材质其中，在下活动段或上固定段上设置上、下限位机构，确保两者最大相对移动距离，即，伸出时的最大程度和收缩时的最小长度。

本发明采用压力传感器直接或间接控制抱紧机构，当实际接触时才会触发后续动作，有效保证锁紧后的支撑效果，而且伸出时采用无动力重力伸出，有实际压力时抱紧支撑，结构简单控制容易，具有很大的应用场景。

具体地，所述的抱紧机构为抱紧气囊或电机驱动的抱紧爪或收紧带，而且下活动段上有条纹或粗糙面提高摩擦力。同时，为提高其可安装性，在所述的上固定段上还设置有安装座，所述的安装座与上固定段之间采用可旋转式设计，可根据需求调整上固定段相对安装姿态并锁紧保证顺利运行。安装座5的主要功能是将脚架的上部与飞机机臂进行连接，由于不同飞机机臂的管径可能会不同，所以要设计几种常用尺寸的安装座来配合不同飞机机臂的尺寸，对于一些特殊应用，如保证通过性的前提下，所述的固定端可设置为相对安装座折叠的设计，通过电机等利用连杆机构等实现固定端的折叠或释放，避免飞行过程中的影响。

一般来说，脚架伸展开后总长40cm，伸缩距离20cm，锁紧机构具体可有多种实现方式，如脚架下部可活动部分穿过锁紧机构，锁紧机构主体为一个内部装有可增加摩擦力橡胶垫的可活动的夹子，架子内侧可正好贴合于伸缩脚架的外侧。夹子的紧固与松放通过电动减速组驱动，夹子的一侧设计有螺纹孔，另一侧是电动减速组驱动的螺杆，所有通过控制减速组的旋转就可以实现锁紧与释放的动作。

实施例二

本发发明还同时公开了一种飞行器，其包括飞行器本体7，控制器6，多个，如3-8个对应固定设置在飞行器本体下方的所述伸缩脚架，所述的压力传感器与所述的控制器通讯连接，所述的抱紧机构与所述的控制器可控连接。如飞行器为多轴飞行器，所述的脚架对应设置在旋翼臂上。

其中，所述的控制器可以为脚架单独的控制器，或者直接利用飞行器的控制，控制器负责对于状态的检测与控制和整体系统的供电，主要包括基于stm32的控制系统和电源电路。

其中，所述的上固定段相对飞行器本体垂直设置或底部向外呈张开分布，如张开角度为0-20°，能保证顺利滑动即可。进一步地，为提高飞行时的安全性，所述的上固定段相对飞行器本体可折叠或收拢设置。将其折叠或收拢，有效减少迎风面积，提高飞行安全性。

抱紧机构主要功能是对伸缩结构进行控制，存在两个控制状态：加锁与无动作状态。加锁后，下活动段被抱死不再能够进行伸缩动作。处于无动作状态时，下活动段可以自由伸缩运动。当飞行器降落时所有的压力传感器均触发，抱紧机构开启加锁状态，否则处于无动作状态。

系统主要在飞行器的降落与起飞时进行工作时的控制方法包括。

飞行器准备降落时，如处于折叠态，则首先将上固定段旋转至垂直装置或其他预设角度，下活动段由于重力作用处于最大长度；当飞行器不断降低高度，必有一部分下活动段先接触到地面(假设地面凹凸不平)，此时抱紧机构处于无动作状态，下活动段依然可以自由滑动，并且飞行器还在保持水平悬停状态。进一步降低高度时，先接触地面的下活动段就会进一步收缩长度，而未接触地面的下活动段还保持最长状态但悬空。继续降低高度直到所有脚架触地并且所有压力传感器触发，此时抱紧机构进行加锁动作，所有下活动段不再能够伸缩长度。飞行器处于水平状态并且所有下活动段均与地面贴合，控制动力电机停转完成降落的所有动作。整个过程中无需人为干预脚架动作。

飞行器起飞时，所有下活动段下端与地面贴合，抱紧机构处于加锁状态，飞行器可以在任何地面上水平安放。控制飞行器起飞，无法再保证所有下活动段的压力传感器均触发，所有脚架的抱紧机构都恢复无动作状态，因此起飞后飞行器所有脚架又都恢复到最长伸缩状态。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。