一种气压高度检测装置及无人机的制作方法

文档序号:15631483发布日期:2018-10-12 20:42阅读:283来源:国知局

本发明涉及无人机技术领域,尤其涉及一种气压高度检测装置及无人机。



背景技术:

在无人机飞行过程中,通常采用气压传感器来检测无人机的实时飞行高度,其主要原理通过测量气压差值转换为气压高度实时反馈无人机的飞控板,无人机飞控板通过此高度反馈通过高度pid控制无人机按照既定目标高度飞行。但是,气压传感器的输出值会受其测量环境的影响而出现不同程度的漂移和波动,飞行中会出现以下情况,例如:情况一、手动飞行高度变化剧烈,不线性,日志记录数据高度完全不可用;情况二、定高模式飞行会出现忽高忽低且及难控制,严重时会出现迅速爬高或降低现象导致飞机飞丢或坠机;情况三、自动模式下基本不敢飞行测试。

现有的一些解决此问题的方法:1、通过更换抗扰能力强的传感器,但价格高昂;2、通过设计整机机架封装,以提高其内部的抗干扰能力;3、改进计算算法。若采用上述解决方法,则存在增加高昂的成本、增加无人机系统的复杂性及改进难度大的问题。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是:提供一种结构简单、设计合理且能在不增加成本和系统复杂性的基础上有效提高气压检测精度的气压高度检测装置,以解决现有解决气压高度受干扰影响飞行的方案存在增加高昂的成本、增加无人机系统的复杂性及改进难度大的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题,一方面,本发明提供了一种气压高度检测装置,包括气压传感器、传感器保护罩及导管,所述气压传感器密封设于所述传感器保护罩内,并连同所述传感器保护罩安装于无人机上,所述导管的一端与所述传感器保护罩连通,另一端从所述传感器保护罩穿出后向外延伸。

根据上述技术方案的优选,进一步地,还包括可拆卸地设于所述无人机机架上的支架,所述导管包括内部中空的第一软管,所述第一软管的一端与所述传感器保护罩连通,另一端固定在所述支架上,所述第一软管伸出端的管口位置不低于所述无人机的桨叶最高点。

根据上述技术方案的优选,所述第一软管伸出端的管口朝上设置或朝下设置或呈侧面弯曲设置。

根据上述技术方案的优选,所述第一软管的内径尺寸范围为2~10mm。

根据上述技术方案的优选,所述导管包括内部中空的第二软管及硬管,所述硬管可拆卸地设于所述无人机机架上,所述第二软管的一端与所述传感器保护罩连通,另一端从所述传感器保护罩伸出后与所述硬管连通,所述硬管顶部的管口位置不低于所述无人机的桨叶最高点。

根据上述技术方案的优选,所述第二软管的内径尺寸范围为2~10mm。

根据上述技术方案的优选,所述传感器保护罩包括内部具有容纳空间且呈倒碗口形的安装座,所述气压传感器位于所述安装座的容纳空间内,所述安装座与无人机的连接处采用密封连接。

根据上述技术方案的优选,所述传感器保护罩包括内部具有密闭的容纳空间的安装盒,所述安装盒上开设有与所述导管的延伸端连通的通孔。

根据上述技术方案的优选,所述导管的向上延伸端的管口位置高出所述无人机的桨叶最高点的距离范围为1~20cm。

另一方面,本发明还提供了一种无人机,包括所述的气压高度检测装置,所述无人机包括飞控板,所述气压传感器设于所述飞控板上,所述传感器保护罩盖设于所述气压传感器上且与所述飞控板密封连接。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点:

本发明提供了一种气压高度检测装置,设于无人机上,包括气压传感器、传感器保护罩及导管,气压传感器密封设于传感器保护罩内,并连同传感器保护罩安装于无人机上,导管的一端与传感器保护罩连通,另一端从传感器保护罩穿出后向外延伸。本申请通过设有传感器保护罩及导管,并将导管的顶端的管口位置设置成向外延伸,以能将气压传感器的所在外部环境与桨叶旋转产生的扰流进行有效隔离,进而避免气压传感器受不稳定气压环境的干扰,利于确保气压高度的精确检测;同时,本申请提供的气压高度检测装置,结构简单,设计合理,能在不增加成本和系统复杂性的基础上有效解决气压传感器因受干扰造成的输出值的漂移和波动问题,实用性强,利于进行标准化生产及推广。

附图说明

图1是本发明实施例一中气压高度检测装置与无人机飞控板的连接结构示意图;

图2是本发明实施例一中气压高度检测装置与无人机飞控板的连接结构爆炸图;

图3是本发明实施例二中气压高度检测装置与无人机飞控板的连接结构示意图。

图中:1:气压传感器;2:传感器保护罩;3:第一软管;4:支架;5:铁丝;6:飞控板;7:第二软管;8:硬管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需说明的是,本发明提供的气压高度检测装置,既可以用在旋翼无人机上,也可以用在固定翼无人机上。

实施例一

如图1至图2所示,一方面,本发明实施例提供了一种气压高度检测装置,设于无人机上,包括气压传感器1、传感器保护罩2及导管,气压传感器1密封设于传感器保护罩2内,并连同传感器保护罩2安装于无人机上;导管的一端与传感器保护罩2连通,另一端从传感器保护罩2穿出后向上延伸。

具体地,本发明提供的用于无人机上的气压高度检测装置,包括气压传感器1、传感器保护罩2及导管。安装时,先将传感器保护罩2盖设于气压传感器1上,使得气压传感器1密封设于传感器保护罩2内,再者,完成导管与传感器保护罩2的连通,可选的,传感器保护罩2上设有与导管的管径相匹配的通孔,导管的一端与气压传感器1连接,另一端从通孔穿出后向上延伸。

进一步可选的,无人机可设有用于安装检测装置的安装结构,安装时,首先,完成气压传感器1与无人机的安装结构的连接;其次,完成传感器保护罩2与气压传感器1的连接,可选的,将传感器保护罩2盖设于气压传感器1上,且传感器保护罩2与安装结构密封连接,以使得气压传感器1处于一个由安装结构及传感器保护罩2共同构成的稳定的密封腔体中;再者,完成导管与密封腔体的连通,可选的,传感器保护罩2上设有与导管的管径相匹配的通孔,导管的一端与气压传感器1连接,另一端从通孔穿出后向上延伸。

其中,向上延伸指的是,朝向远离地面的方向延伸;与导管的管径相匹配的通孔指的是,通孔的尺寸与大小均与导管管径的尺寸与大小相同,以确保气压传感器1处于一个密闭的环境内。进一步地,也可以在通孔与导管的连接处设置有密封胶条或泡棉等材料,以能进一步确保气压传感器1处于一个封闭且稳定的环境内,利于提高气压传感器1的检测精度。

如此,采用本申请提供的气压高度检测装置,通过设有包括传感器保护罩2及导管的密封引导装置,并将导管的顶端的管口向上延伸,可选的,导管的延伸端的管口位置设置成不低于无人机的桨叶的最高点位置,以能将气压传感器1的所在外部环境与桨叶旋转产生的扰流环境进行有效隔离,进而避免气压传感器1受到不稳定气压环境的干扰,利于确保气压传感器1对无人机当前飞行高度的精确检测。其中,飞行高度指的是无人机的实时海拔高度。

除上述之外,本申请提供的气压高度检测装置,结构简单,设计合理,能在不增加成本和系统复杂性的基础上有效解决气压传感器1因受干扰造成的输出值的漂移和波动问题,实用性强,利于进行标准化生产及推广。

根据上述技术方案,进一步地,还包括可拆卸地设于无人机机架上的支架4,导管包括内部中空的第一软管3,第一软管3的一端与传感器保护罩2连通,另一端固定在支架4上,第一软管3伸出端的管口位置不低于无人机的桨叶最高点。

为便于导管的走线布置,可选的,在本实施例中,导管可选采用内部中空的第一软管3制成。进一步地,还包括用于固定第一软管3的支架4,机架上开设有供第一软管3穿过的孔,第一软管3的一端与传感器保护罩2连通,另一端从通孔及机架上的孔伸出后固定在支架4上,只需保证第一软管3伸出端的管口位置不低于无人机的桨叶最高点及同时不影响无人机的飞行位置即可,如此,将气压传感器1所在气压环境通过上述方式更换至支架4上第一软管3伸出端的气压环境,以提高气压传感器1检测无人机当前飞行高度的准确性。

另外,将支架4设计成能与无人机的机架可拆卸式连接,以能根据实际实施条件来合理调整支架4的安装位置,利于确保气压传感器1检测到的环境远离无人机桨叶旋转而产生的扰流环境。其中,可拆卸式连接可以是螺纹连接,也可以是螺钉连接,或铆钉连接,具体可根据实际实施条件来选择合理的连接方式。

根据上述技术方案,可选的,第一软管3伸出端的管口朝上设置或朝下设置或呈侧面弯曲设置。

当第一软管3固定在支架4上后,第一软管3伸出端的管口既可以朝上,也可以朝下,也可以呈侧面弯曲设置,只需确保第一软管3的伸出管的管口所在位置高于无人机的桨叶的最高点及同时不影响无人机的飞行位置的条件即可。具体地,第一软管3的管口设置方式可根据实际实施条件进行合理的设置。

根据上述技术方案,可选的,第一软管3的内径尺寸范围为2~10mm。

可选的,在本实施例中,第一软管3的内径尺寸范围为2mm~10mm之间,如,第一软管3的内径尺寸可以是3mm,也可以是5mm,8mm,或10mm。在上述内径范围内,在能保证气压传感器1的正常检测之外,同时,防止因第一软管3的内径过大,造成需在机架上开设过大的穿孔,进而影响无人机整机强度及飞行稳定性的问题。

根据上述技术方案,可选的,第一软管3与支架4的连接方式包括:捆绑连接、卡座连接或粘接。

可选的,在本实施例中,第一软管3可通过铁丝5或橡胶圈或丝线捆绑固定在支架4上,操作简便且固定效果好,但需保证的是,确保固定后的第一软管3内的气流流通。

根据上述技术方案,可选的,导管的向上延伸端的管口位置高出无人机的桨叶最高点的距离范围为1~20cm。

可选的,在本实施例中,导管的向上延伸端的管口位置高出无人机的桨叶最高点的距离范围为1cm~20cm,同时不影响无人机的飞行位置。其中,导管的向上延伸端的管口位置越高,远离桨叶旋转造成的扰流环境越远,进而越利于气压传感器1检测精度的提升。

另一方面,本发明还提供了一种无人机,包括所述的气压高度检测装置,无人机包括飞控板6,气压传感器1设于飞控板6上,传感器保护罩2盖设于气压传感器1上且与飞控板6密封连接,集成度高,利于提高装配效率。

具体安装时,首先,完成气压传感器1与无人机的飞控板6的连接,可选的,气压传感器1可通过点焊的方式设置在无人机的飞控板6上,工艺简便且固定效果好;其次,完成传感器保护罩2与气压传感器1的连接,可选的,将传感器保护罩2盖设于气压传感器1上,且传感器保护罩2与飞控板6密封连接,以使得气压传感器1处于一个密封稳定的环境中;再者,完成导管与传感器保护罩2及飞控板6构成的密封腔体的连接,可选的,传感器保护罩2上设有与导管的管径相匹配的通孔,导管的一端与密封腔体连接,另一端从通孔穿出后向上延伸,直至导管的延伸端的管口位置不低于无人机的桨叶最高点。采用包括上述技术方案的气压高度检测装置,能精确检测无人机的实时飞行高度,实现对无人机的精确控制,降低无人机在飞行过程中的不安全性。

另外,本发明提供的无人机,因设置有上述技术方案中的气压高度检测装置,故而具有上述技术方案的全部有益效果,为避免赘述,不再重复。

实施例二

与实施例一的区别仅在于:

如图3所示,本实施例提供的气压高度检测装置,导管包括内部均中空的第二软管7及硬管8,硬管8可拆卸地设于无人机机架上,第二软管7的一端与传感器保护罩2连通,另一端从传感器保护罩2伸出后与硬管8连通,硬管8顶部的管口位置不低于无人机的桨叶最高点。

在本实施例中,导管包括硬管8及第二软管7,其中,第二软管7用于连接硬管8及传感器保护罩2,安装方式与实施例一中的类似,即机架上开设有供第二软管7穿过的穿孔,第二软管7的一端与传感器保护罩2连通,另一端依次穿过传感器保护罩2上的通孔及机架上的穿孔后与硬管8连通,硬管8可拆卸式固定在机架上,且只需确保硬管8顶部的管口位置不低于无人机的桨叶最高点,同时不影响无人机的飞行位置即可。

需说明的是,第二软管7与硬管8的连接方式包括:第二软管7的管边缘与硬管8的管边缘连接,或第二软管7套设于硬管8内,或硬管8套设于第二软管7内,但,无论采用哪一种连接方式,均需保证第二软管7与硬管8紧密连接,以避免气流在两者的接口处泄漏,进而避免影响气压传感器1的检测值。

采用上述结构形式,连接更为简便,避免占用无人机过多的安装空间,同时也避免采用长距离的软管,利于降低生产成本。

需特殊说明的是,硬管8可以是内部中空的支架结构,也可以是内部中空的天线结构,具体可根据实际实施条件进行合理的选择。

根据上述技术方案的优选,第二软管7的内径尺寸范围为2~10mm。

与第一软管类似,可选的,在本实施例中,第二软管7的内径尺寸范围为2mm~10mm之间,如,第二软管7的内径尺寸可以是3mm,也可以是5mm,8mm,或10mm。在上述内径范围内,在能保证气压传感器1的正常检测之外,同时,防止因第二软管7的内径过大,造成需在机架上开设过大的穿孔,进而影响无人机整机强度及飞行稳定性的问题。

其它技术方案与实施例一的相同,为避免赘述,不再重复。

实施例三

与实施例一的区别仅在于:

本实施例提供的气压高度检测装置,传感器保护罩包括内部具有容纳空间且呈倒碗口形的安装座,气压传感器位于安装座的容纳空间内,安装座与无人机的的连接处采用密封连接。

可选的,在本实施例中,传感器保护罩采用内部具有容纳空间且呈倒碗口形的安装座,安装时,安装座扣盖在气压传感器上,且安装座的四周边缘通过密封件与安装结构密封连接,以使得气压传感器处于密封环境中,确保气压传感器在检测过程中不受干扰。

根据上述技术方案的优选,安装座与安装结构的连接处采用胶条或泡棉以实现密封连接。可选的,密封件可以是橡胶胶条或泡棉条,也可以是其它能起到密封效果的材料,具体可根据实际实施条件进行合理的选择。

其它技术方案与实施例一的相同,为避免赘述,不再重复。

实施例四

与实施例一的区别仅在于:

本实施例提供的气压高度检测装置,传感器保护罩包括内部具有密闭的容纳空间的安装盒,安装结构位于安装盒的容纳空间内,且安装盒上开设有与导管的延伸端气密连通的通孔。

可选的,在本实施例中,传感器保护罩为能将安装结构及气压传感器全部容纳在内的安装盒,如此,可对安装盒做气密处理,并在安装盒上开设有用于穿出导管的通孔,如此,通过隔离和引导的方式来实现将气压传感器的不稳定气压环境隔离,引导稳定气压环境以有效提升气压传感器检测无人机飞行高度的检测精度。

其它技术方案与实施例一的相同,为避免赘述,不再重复。

综上所述,本发明提供了一种气压高度检测装置,设于无人机上,包括气压传感器、传感器保护罩及导管,气压传感器密封设于传感器保护罩内,并连同传感器保护罩安装于无人机上,导管的一端与传感器保护罩连通,另一端从传感器保护罩穿出后向上延伸。本申请通过设有传感器保护罩及导管,并将导管的顶端的管口位置设置成向上延伸,以能将气压传感器的所在外部环境与桨叶旋转产生的扰流进行有效隔离,进而避免气压传感器受不稳定气压环境的干扰,利于确保气压高度的精确检测;同时,本申请提供的气压高度检测装置,结构简单,设计合理,能在不增加成本和系统复杂性的基础上有效解决气压传感器因受干扰造成的输出值的漂移和波动问题,实用性强,利于进行标准化生产及推广。

最后应说明的是:以上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精神和范围。

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