一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机制造技术

本发明专利技术公开了一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机，包括飞行部、操作台和辅助起落组件，飞行部起飞前与降落后停放于辅助起落组件上，操作台分别与飞行部、辅助起落组件通过无线信号连接。辅助起落组件包括落机平台、加速杆、加速管架和加速筒，加速筒设置于基础上，加速筒包括筒体和设置与筒体内部的线圈；加速管架包括加速管、限位弹簧，加速管竖直悬于筒体中心，加速管内表侧面设有凸块槽，限位弹簧设置在凸块槽内，加速管、限位弹簧均为塑料件；加速杆包括磁体柱和凸块，凸块设置于磁体柱下端侧面，磁体柱竖直插在中心孔内，凸块位于凸块槽内，磁体柱由永磁体制成，磁体柱的磁场方向与线圈通电后所产生的磁场方向相斥。

A kind of UAV with self-protection function and rapid rise and fall

【技术实现步骤摘要】
一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机
本专利技术涉及无人机领域，具体是一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机。
技术介绍
无人机在越来越多的领域被使用，无人机有时需要快速起飞，应对一些紧急情况。现有技术中，民用的螺旋桨式无人机，起飞时完全依靠螺旋桨自身旋转所产生的力，当类似于消防类较为大型的、负重较大的无人机，起飞时又需要较长的准备时间，与其应用工况下（消防）所需要的快速反应有所矛盾，如何解决在一般场合下，无人机快速地达到起飞条件、起飞速度是某些无人机应用场合下急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机，包括飞行部、操作台和辅助起落组件，飞行部起飞前与降落后停放于辅助起落组件上，操作台分别与飞行部、辅助起落组件通过无线信号连接。辅助起落组件帮助飞行部在起飞时具有辅助加速作用，帮助其快速获得起飞速度，降落时提供缓冲，飞行部降落时即使下落速度较大，也能提供平稳的支撑平台并消除降落冲击力，操作台是操作者控制无人机的部件，控制飞行部的飞行路线、高度等参数，以及可以用于接收无人机所发回的视频信号等操作，是控制枢纽。进一步的，辅助起落组件以电磁方式对飞行部进行起飞前加速与降落时的减速。电磁方式相比于气动或液压式的弹射方式，具有可控性好的特点，结构上都是电气设备，紧凑，易于制造与装配，相比于气缸、弹性绳等机械式加速方式，可靠性也高，不易损坏。电磁方式即通过磁极相斥的原理，通过电流形成具有一定方向与强度的磁场，以期托举起本身就是永磁体或也是通过电流构造出的具有方向性的升降磁体部件，升降磁体部件再去托举飞行部对其进行加速与减速。进一步的，辅助起落组件包括落机平台、加速杆、加速管架和加速筒，加速筒设置于基础上，加速筒包括筒体和设置与筒体内部的线圈；线圈通电后产生磁场，方向遵循右手定则，加速管架包括加速管、限位弹簧，加速管竖直悬于筒体中心，加速管的上端侧向延伸并固定到基础上，加速管中央具有中心孔，加速管内表侧面设有凸块槽，限位弹簧设置在凸块槽内，限位弹簧的压缩与释放方向为竖直，加速管、限位弹簧均为塑料件；加速杆包括磁体柱和凸块，凸块设置于磁体柱下端侧面，磁体柱竖直插在中心孔内，凸块位于凸块槽内，磁体柱由永磁体制成，磁体柱的磁场方向与线圈通电后所产生的磁场方向相斥；加速管是磁体柱的导向管，当线圈通电时，磁体柱受到磁力作用加速上升，上升的加速度可以通过改变线圈电流大小来控制，落机平台包括平板，平板水平设置并在其上停放飞行部，平板侧向延伸而出并连接到磁体柱的顶端；平板连接着磁体柱顶端，从而磁体柱的上升能传递到平板上，平板上停放的飞行部也能获得上升加速度，当磁体柱上升到顶部后，飞行部已经具备起飞速度并离开平板，磁体柱依然具有上升速度，如果不加以限制，那么磁体柱会冲出加速管，所以，加入限位弹簧以便在最高点限制磁体柱的上升，凸块跟随磁体柱上升并接触上限位弹簧后即认定为辅助加速过程的结束。线圈与操作台通过无线信号连接，控制通电状态与电流大小。进一步的，加速管架还包括旋钮、第一位置传感器和第二位置传感器，旋钮铰接于凸块槽侧面槽底，旋钮位于限位弹簧的下方，旋钮的铰接轴为水平，旋钮具有两个朝向磁体柱的凸牙，磁体柱升降、凸块经过旋钮时，凸块拨动旋钮进行俯仰旋转，第一位置传感器设置于凸块槽侧面槽底，第一位置传感器位于旋钮背部，旋钮位于仰角姿态时，第一位置传感器与旋钮相接触并给出信号，第二位置传感器设置于加速管内底部，磁体柱落回加速管管底后，第二位置传感器给出信号，旋钮为塑料件，第一位置传感器、第二位置传感器均与操作台通过无线信号连接。如果加速管内只有限位弹簧来限制凸块的上升极限的话，那么辅助加速结束后，线圈电流取消，磁体柱会掉落回加速管管底，从而在飞行部降落过程中，平板只是作为一个刚性平台，飞行部需要预先就通过自身的螺旋桨将下降速度降低至一定程度，否则飞行部降落时会有较大冲击，损伤飞行部的支腿部分。本专利技术通过在加速管内分别设置第一位置传感器和第二位置传感器，从而让操作台能够获知磁体柱的高度位置，飞行部起飞时，磁体柱从加速管底部离开，第二位置传感器给出信号，直至凸块上升到旋钮处并拨动旋钮使其仰起，其背后靠上第一位置传感器，作为飞行部起飞时加速过程的结束，信号量得以精确界定，原先的限位弹簧并不方便给出信号量，辅助加速结束后，飞行部离开平板，线圈电流消失，磁场消失，磁体柱回落时，凸块被旋钮挡住，旋钮具有一定的旋转阻力，只有凸块施加在旋钮上的旋转力矩超过旋转阻力时，磁体柱才能回落，而旋钮的旋转阻力设置时就使其大于加速杆和落机平台的整体重力施加于旋钮上而造成的旋转力矩，这样，磁体柱在上升加速过程结束后，会被停放在高处，等待飞行部下落到平板上，凸块得到足够的下落力克服掉旋钮旋转阻力，进入下落缓冲过程，下落缓冲过程的起始是旋钮背面离开第一位置传感器，终点是磁体柱的底部再次接触上加速管管底的第二位置传感器，下落缓冲过程线圈通电，从而磁体柱获得下落阻力，辅助飞行部进行减速，从而飞行部能够以较大的下落速度直接下落在平板上而不会损伤支腿部分。进一步的，旋钮与凸块槽的铰接接触面上带有摩擦垫用以设定旋钮的旋转阻力，飞行部飞走后、凸块位于旋钮上方时，加速杆和落机平台的整体重力施加于旋钮上而造成的旋转力矩小于旋钮、凸块槽铰接面上的旋转阻力，旋转力矩小于旋转阻力的幅度为飞行部重量转化成的旋转力矩的10%~20%。摩擦垫可以用于调节旋钮的旋转阻力，使其大小正好使得加速杆和落机平台的整体重力造成的旋钮旋转力矩小于旋钮旋转阻力，而加上飞行部重量后能够超过旋钮旋转阻力从而越过旋钮。作为优化，线圈通过胶黏的方式可拆式贴敷在筒体的内表圆柱面上。线圈通过胶黏的方式可以方便地去改变线圈圈数、轴向长度等尺寸，方便通过硬件参数而非电流大小去控制电磁场强度。作为优化，落机平台还包括缓冲板、压力传感器和缓震器，缓冲板通过缓震器安装在平板上表面，缓冲板和平板之间缝隙的中央设置压力传感器，压力传感器与操作台通过无线信号连接。缓冲板、缓震器消除飞行部降落时的微小冲击力，而压力传感器可以用于帮助识别起飞速度，当飞行部自身螺旋桨造成的上升加速度大于平板时，飞行部会有脱离平板的趋势，此时压力传感器所受的压力逐渐减小，但此速度可能并不足以克服飞行部的重力使飞行部能够飞行起来，而是应当进一步增大平板的上升速度以便为飞行部提供更大的托举速度，即：当压力传感器受到的压力开始减小时，应当增大线圈电流，以更强的磁场驱动落机平台以更大的加速度上升，维持压力传感器所受压力的大小保持稳定，为飞行部提供与其上升速度相匹配的辅助加速度。作为优化，飞行部包括螺旋桨和包裹于螺旋桨外围的球形罩，球形罩由弹性丝网制成。球形罩保护螺旋桨，防止螺旋桨触碰上异物。作为优化，线圈第一位置传感器、第二位置传感器、压力传感器与操作台的无线连接方式为UWB超宽频连接。UWB超宽频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机，其特征在于：所述无人机包括飞行部（1）、操作台和辅助起落组件，所述飞行部（1）起飞前与降落后停放于辅助起落组件上，所述操作台分别与飞行部（1）、辅助起落组件通过无线信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机，其特征在于：所述无人机包括飞行部（1）、操作台和辅助起落组件，所述飞行部（1）起飞前与降落后停放于辅助起落组件上，所述操作台分别与飞行部（1）、辅助起落组件通过无线信号连接。


2.根据权利要求1所述的一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机，其特征在于：所述辅助起落组件以电磁方式对飞行部（1）进行起飞前加速与降落时的减速。


3.根据权利要求2所述的一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机，其特征在于：所述辅助起落组件包括落机平台（2）、加速杆（3）、加速管架（4）和加速筒（5），所述加速筒（5）设置于基础上，加速筒（5）包括筒体（51）和设置与筒体（51）内部的线圈（52）；
所述加速管架（4）包括加速管（41）、限位弹簧（44），所述加速管（41）竖直悬于筒体（51）中心，加速管（41）的上端侧向延伸并固定到基础上，加速管（41）中央具有中心孔（411），加速管（41）内表侧面设有凸块槽（412），所述限位弹簧（44）设置在凸块槽（412）内，限位弹簧（44）的压缩与释放方向为竖直，所述加速管（41）、限位弹簧（44）均为塑料件；
所述加速杆（3）包括磁体柱（31）和凸块（32），所述凸块（32）设置于磁体柱（31）下端侧面，所述磁体柱（31）竖直插在中心孔（411）内，所述凸块（32）位于凸块槽（412）内，所述磁体柱（31）由永磁体制成，磁体柱（31）的磁场方向与线圈（52）通电后所产生的磁场方向相斥；
所述落机平台（2）包括平板（21），所述平板（21）水平设置并在其上停放飞行部（1），平板（21）侧向延伸而出并连接到磁体柱（31）的顶端；
所述线圈（52）与操作台通过无线信号连接。


4.根据权利要求3所述的一种具有自我保护功能且可快速起落的无人机，其特征在于：所述加速管架（4）还包括旋钮（42）、第一位置传感器（43）和第二位置传感器，所述旋钮（42）铰接于凸块槽（412）侧面槽底，旋钮（42）位于限位弹簧（44）的下方，旋钮（42）的铰接轴为水平，所述旋钮（42）具有两个朝向磁体柱（31）的凸牙，磁体柱（31...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵乾，
申请(专利权)人：赵乾，
类型：发明
国别省市：江苏;32