可实现地形跟随的无人机的制作方法

本实用新型涉及一种无人机，尤其是一种可实现地形跟随的无人机，属于定高无人机的技术领域。

背景技术：

随着无人机技术的发展和成熟，多旋翼无人机被广泛应用在航拍、农业植保、电力巡线、快递运输等行业。

现有多旋翼无人机在飞行过程中依靠气压计实现定高功能，气压计容易受环境干扰，切无法实现无人机根据地形变化调整高度，因此不能完全保证无人机的安全。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可实现地形跟随的无人机，其结构紧凑，能使得在各种复杂地形条件下保持相同的飞行高度，提高无人机飞行的安全。

按照本实用新型提供的技术方案，所述可实现地形跟随的无人机，包括能实现飞行的多旋翼本体；在所述多旋翼本体上设置能实现飞行高度实时探测的高度探测传感器，所述高度探测传感器通过多轴稳定连接结构安装于多旋翼本体的下方，高度探测传感器与多旋翼本体内用于控制飞行状态的飞行控制器连接，所述飞行控制器与多轴稳定连接结构电连接。

所述多旋翼本体包括飞行主体以及设置于所述飞行主体外圈的多个旋翼动力系统，所述旋翼动力系统均匀分布于飞行主体的外圈，旋翼动力系统通过连接机臂与飞行主体连接，飞行控制器与旋翼动力系统电连接。

所述多轴稳定连接结构为二轴云台或三轴云台。

所述多轴稳定连接结构采用二轴云台时，所述多轴稳定连接结构包括用于与多旋翼本体连接的连接板，在所述连接板的下方设有横滚调节转向器以及俯仰调节转向器，所述横滚调节转向器通过横滚转向器连接件安装在连接板上，俯仰调节转向器通过横滚俯仰连接件与横滚调节转向器连接，高度探测传感器通过传感器连接件安装在俯仰调节转向器上。

本实用新型的优点：通过高度探测传感器实时获取飞行本体与地面间的高度，在飞行控制器内设置预设的飞行高度，当高度探测传感器探测的飞行高度与预设飞行高度不一致时，飞行控制器通过控制多旋翼动力系统的动力输出，从而实现飞行本体的高度调节，使得高度探测传感器获取的飞行高度与预设的飞行高度相一致；通过多轴稳定连接结构能使得高度探测传感器在飞行本体飞行过程中能保持水平状态，提高高度探测传感器进行飞行高度探测的准确性，结构紧凑，提高无人机飞行的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型多轴稳定连接结构的示意图。

图3为本实用新型以高度探测传感器静态时建立坐标系的示意图。

图4为本实用新型保持飞行高度的示意图。

附图标记说明：1-飞行主体、2-旋翼动力系统、3-连接臂、4-多轴稳定连接结构、5-高度探测传感器、6-俯仰横滚连接件、7-传感器连接件、8-连接板、9-横滚转向器连接件、10-横向滚动转向器以及11-俯仰调节转向器。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：为了能使得在各种复杂地形条件下保持相同的飞行高度，提高无人机飞行的安全，本实用新型包括能实现飞行的多旋翼本体；在所述多旋翼本体上设置能实现飞行高度实时探测的高度探测传感器5，所述高度探测传感器5通过多轴稳定连接结构4安装于多旋翼本体的下方，高度探测传感器5与多旋翼本体内用于控制飞行状态的飞行控制器连接，所述飞行控制器与多轴稳定连接结构4电连接。

具体地，通过多旋翼本体能够实现无人飞行的状态，多旋翼本体内的飞行控制器能够实现飞行状态的控制，如接收遥控器的远程遥控信号，实现飞行方向，停止以及高度等状态的调节，飞行控制器控制多旋翼本体飞行状态的具体过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。高度探测传感器5通过多轴稳定连接结构4安装在多旋翼本体的下方，通过高度探测传感器5能够实现与水平面的高度探测，即探测多旋翼本体的飞行高度，并将探测的多旋翼本体的飞行高度传输至飞行控制器内，飞行控制器将探测的飞行高度与预设的飞行高度进行比较，当探测的飞行高度与预设的飞行高度不一致时，飞行控制器通过控制多旋翼本体的飞行状态，直至多旋翼本体的飞行高度与预设的飞行高度相一致，从而实现无人机飞行过程中保持相同的高度。多旋翼本体的飞行高度与预设的飞行高度相一致是指通过高度探测传感器5探测的飞行高度在预设飞行高度的范围内，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

进一步地，所述多旋翼本体包括飞行主体1以及设置于所述飞行主体1外圈的多个旋翼动力系统2，所述旋翼动力系统2均匀分布于飞行主体1的外圈，旋翼动力系统2通过连接机臂3与飞行主体1连接，飞行控制器与旋翼动力系统2电连接。

本实用新型实施例中，飞行控制器内设置在飞行主体1内，此外，在飞行主体1内还设置电源等必要装置，飞行主体1的具体结构可以根据需要进行选择，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。具体实施时，在飞行主体1外设置四个均匀分布的多旋翼动力系统2，每个多旋翼动力系统2通过连接机臂3与飞行主体1连接，多旋翼动力系统2一般采用电机驱动螺旋桨的形式，由飞行控制器控制多旋翼动力系统2的工作状态，实现飞行状态等的控制，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本实用新型实施例中，所述多轴稳定连接结构4为二轴云台或三轴云台。通过多轴稳定连接结构4能保证高度探测传感器5在多旋翼本体飞行过程中的水平状态，提高高度探测传感器5进行飞行高度探测的准确性。

如图2所示，所述多轴稳定连接结构4采用二轴云台时，所述多轴稳定连接结构4包括用于与多旋翼本体连接的连接板8，在所述连接板8的下方设有横滚调节转向器10以及俯仰调节转向器11，所述横滚调节转向器10通过横滚转向器连接件9安装在连接板8上，俯仰调节转向器11通过横滚俯仰连接件6与横滚调节转向器10连接，高度探测传感器5通过传感器连接件7安装在俯仰调节转向器11上。

本实用新型实施例中，连接板8带有减震结构，通过连接板8与飞行主体1的底面连接，连接板8的减震结构能减少对飞行主体1的震动影响，连接板8的具体结构为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

横滚调节转向器10安装在连接板8的下方，横向滚动转向器10能实现横向的滚动，俯仰调节转向器11能实现俯仰方向的转动，横向滚动转向器11以及俯仰调节转向器12均采用电动调节的方式，由飞行控制器实现具体的调整过程，以使得高度探测传感器5在多旋翼本体飞行过程中始终保持在水平面状态。横向滚动转向器10以及俯仰调节转向器11均可以采用本技术领域常用的结构形式，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

如图3所示，以高度探测传感器5静态时选定某方向为X轴建立三维坐标系，其中，飞行本体1与X平面、Y平面夹角a、b，a为形成与Z轴正向夹角，b为形成与Z轴负向夹角，当多旋翼飞机沿X轴加速飞行时，由于机身特点，飞行本体1会与X平面、Y平面形成夹角b，此时为调整高度探测传感器5保持原来状态，俯仰调节转向器11会向图3的B方向运动所需角度，直到高度探测传感器5调整回水平方向，从而实现高度探测传感器5姿态的调整；当多旋翼飞机沿X轴减速飞行时，由于机身特点，飞行本体1会与X平面、Y平面形成夹角a，此时为调整高度探测传感器5保持原来状态，俯仰调节转向器12会向图3的A方向运动所需的角度，直到高度探测传感器5调整回水平方向，从而实现高度探测传感器5在飞机姿态变化是保持水平。此外，对于横滚调节转向器10的具体调节过程可以参考俯仰调节转向器11的过程，具体不再赘述。

具体实施时，高度探测传感器5选择湖南纳雷科技的24GHz毫米波雷达，其探测范围0.01-50米，测量精度0.02米，运行温度-55℃到85℃，功耗2.1W，标准TTL UART串口。

如图4所示，无人机飞行方向中地形高低起伏。此时设置飞行本体1与水平面之间的距离为H1，当飞行本体1处于A点时，高度探测传感器5到感知范围中心点距离为H1，当飞行本体1向B点飞行时，经过一段上坡度，高度探测传感器5测量与地面距离小于设定间距H1，此时通过飞行控制器提高飞机动力输出，使飞机达到预设的距离H1，若经过一段下坡度，则降低飞机动力输出，使飞机达到预设距离H1。

本实用新型通过高度探测传感器5实时获取飞行本体1与地面间的高度，在飞行控制器内设置预设的飞行高度，当高度探测传感器5探测的飞行高度与预设飞行高度不一致时，飞行控制器通过控制多旋翼动力系统2的动力输出，从而实现飞行本体1的高度调节，使得高度探测传感器5获取的飞行高度与预设的飞行高度相一致；通过多轴稳定连接结构4能使得高度探测传感器5在飞行本体1飞行过程中能保持水平状态，提高高度探测传感器5进行飞行高度探测的准确性，结构紧凑，提高无人机飞行的安全性。