一种防碰撞型无人机的制作方法

1.本实用新型涉及无人机领域，尤其是一种防碰撞型无人机。


背景技术：

2.无人机在目前航拍等拍摄环境经常使用到，被很多摄影爱好者经常使用，用于在拍摄中俯拍整个城市或者整个环境，同时也在山岭火灾或者野生动物拍摄的过程中起到了至关重要的作用。
3.由于目前无人机的发展已经不需要通过肉眼观察无人机的具体位置，人们可以通过手机或者其他具有显示功能的电子设备，让无人机远程将画面投放到显示设备上，这也是拍摄过程中常用的手段，但是由于无人机的拍摄角度的限制，在例如无人机摄像头向前看，而无人机在向后倒退的过程中，如果无人机使用人员在没有看到肉眼观察到无人机，仅仅只凭借显示器来判断无人机位置时，就很难发现倒退过程中后方的建筑物，无人机在撞击后轻则只是对无人机造成轻微的伤害，重则在高空中就拾取平衡出现掉落的情况，更有可能会砸伤无辜的路人，导致更加危险的事故，而这一切的原因主要是因为无人机在撞击后容易出现不平衡的情况，所以需要一种功能来实现在撞击时任然可以保证无人机处于平衡状态。
4.为此，我们提出一种防碰撞型无人机解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种防碰撞型无人机，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种防碰撞型无人机，包括无人机，所述无人机的四个机翼外部固定连接有连接框，所述连接框顶部安装有抗撞环，所述抗撞环内部包括有与连接框相互固定连接的环形气囊，所述环形气囊外壁一侧固定连接有弹性气囊，所述弹性气囊左右两侧分别固定连接有第一液体囊和第二液体囊，所述第一液体囊和第二液体囊之间连接有缓冲气囊，所述无人机的四个机翼底部固定连接有连接套筒，所述连接套筒底部通过开槽转动连接有喷气口，所述喷气口顶部通过轴承转动连接有顶盖，所述顶盖外壁一侧连接有第一连接气管，所述喷气口外壁嵌套有齿轮，所述连接套筒内壁通过开槽滑动连接有齿条，所述齿条关于齿轮左右两侧对称分布，两个所述齿条同一侧均连接有滑动管，所述滑动管内壁滑动连接有活塞杆，所述活塞杆位于滑动管内壁的一端连接有活塞板，所述活塞板与滑动管的内壁构成滑动连接，所述活塞杆远离活塞板的一端固定连接有推板，所述推板与齿条构成活动连接，两个所述有滑动管远离齿条的一端均连接有软管，两个所述软管分别与第一液体囊和第二液体囊连接，所述连接套筒内部安装有复位弹簧，所述复位弹簧一端与齿条远离活塞杆的一端相互活动连接。
8.在进一步的实施例中，所述抗撞环整体围绕无人机机翼环形分布。
9.在进一步的实施例中，所述喷气口整体呈“l”形结构，所述喷气口的出风口朝向缓冲气囊的方向，所述喷气口的出风口位于无人机机翼的正下方。
10.在进一步的实施例中，所述弹性气囊、第一液体囊、第二液体囊和缓冲气囊构成一个完整的环形结构并围绕在弹性气囊外侧。
11.在进一步的实施例中，所述第一液体囊和第二液体囊内部的液体通过软管可进入到滑动管内。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.本装置通过设置抗撞环对无人机的叶片也就是机翼的核心部分进行保护，同时抗撞环还包括有环形气囊、弹性气囊、第一液体囊、第二液体囊和缓冲气囊等部分，利用第一液体囊和第二液体囊在撞击后液压油向外挤压后进入到滑动管内并推动活塞杆和齿条进行横向运动，从而推动齿轮进行旋转，调整喷气口喷气的具体位置，让出气的位置能够朝向撞击点，这样喷气施加的对无人机的反作用力与建筑物撞击产生的反作用力的方向是相同的，不需要任何机械电子设备做出反应，此结构可以在撞击的一瞬间就可以立即反应，保证无人机在无意撞击建筑物后任然可以保持平衡的状态，避免出现不平衡后掉落的情况。
附图说明
14.图1为防碰撞型无人机的主视外部结构示意图。
15.图2为防碰撞型无人机中碰撞模拟的结构示意图。
16.图3为防碰撞型无人机中抗撞环内部的结构示意图。
17.图4为防碰撞型无人机中连接套筒侧视内部的结构示意图。
18.图5为防碰撞型无人机中连接套筒俯视内部的结构示意图。
19.图中：1、无人机；2、连接框；3、抗撞环；301、环形气囊；302、弹性气囊；303、第一液体囊；304、第二液体囊；305、缓冲气囊；4、连接套筒；5、喷气口；501、顶盖；502、第一连接气管；503、齿轮；6、齿条；7、滑动管；8、活塞杆；9、复位弹簧。
具体实施方式
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上
述术语在本实用新型中的具体含义。
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1-5，本实用新型中，一种防碰撞型无人机，包括无人机1，所述无人机1的四个机翼外部固定连接有连接框2，所述连接框2顶部安装有抗撞环3，所述抗撞环3内部包括有与连接框2相互固定连接的环形气囊301，所述环形气囊301外壁一侧固定连接有弹性气囊302，所述弹性气囊302左右两侧分别固定连接有第一液体囊303和第二液体囊304，所述第一液体囊303和第二液体囊304之间连接有缓冲气囊305，所述无人机1的四个机翼底部固定连接有连接套筒4，所述连接套筒4底部通过开槽转动连接有喷气口5，所述喷气口5顶部通过轴承转动连接有顶盖501，所述顶盖501外壁一侧连接有第一连接气管502，所述喷气口5外壁嵌套有齿轮503，所述连接套筒4内壁通过开槽滑动连接有齿条6，所述齿条6关于齿轮503左右两侧对称分布，两个所述齿条6同一侧均连接有滑动管7，所述滑动管7内壁滑动连接有活塞杆8，所述活塞杆8位于滑动管7内壁的一端连接有活塞板，所述活塞板与滑动管7的内壁构成滑动连接，所述活塞杆8远离活塞板的一端固定连接有推板，所述推板与齿条6构成活动连接，两个所述有滑动管7远离齿条6的一端均连接有软管，两个所述软管分别与第一液体囊303和第二液体囊304连接，所述连接套筒4内部安装有复位弹簧9，所述复位弹簧9一端与齿条6远离活塞杆8的一端相互活动连接
24.实施例1
25.请参阅图1-5，本实用新型实施例中，一种防碰撞型无人机，所述抗撞环3整体围绕无人机1机翼环形分布，抗撞环3整体可以对无人机1的机翼起到保护作用，避免机翼首先受到冲击而导致机翼出现损坏的情况。
26.所述弹性气囊302、第一液体囊303、第二液体囊304和缓冲气囊305构成一个完整的环形结构并围绕在弹性气囊302外侧，弹性气囊302和第二液体囊304是两个无人机1在出现撞击时，最有可能受到撞击的点，其余的如弹性气囊302的部分，由于无人机1大多采用左右对称的机翼设计，所以机翼受到撞击的情况下，弹性气囊302是无法与被撞物体接触的，第一液体囊303和第二液体囊304分别控制向不同的滑动管7内注射液体，从而推动齿轮503两侧的齿条6，由于齿条6是对称分布在齿轮503的两侧的，而两个活塞杆8推动两个齿条6运动的方向也是相同的，这就导致两个齿条6在分别被推动时，齿轮503的转动方向是相反的，这样就可以带动喷气口5朝不同的方向旋转，
27.需要补充的是：如果要让喷气口5的喷气位置更加精确，可以在第一液体囊303和第二液体囊304基础上继续进行分割，分割出多个单独的液压油空间，增加齿轮503的厚度，在设置多个与独立液压油空间相连通的滑动管7，以及齿条6、活塞杆8和复位弹簧9并且齿条6的位置不能重合，根据需要喷气口5旋转到的具体位置做出调节。
28.所述第一液体囊303和第二液体囊304内部的液体通过软管可进入到滑动管7内，滑动管7内部液体量的平衡是受到复位弹簧9被按压才限制的，而第一液体囊303和第二液体囊304在被撞击后，液体的压力会与复位弹簧9的压力相对抗，从而打破原有的平衡，在撞击的挤压消失后，复位弹簧9可以重新挤压活塞杆8，从而反向推动滑动管7内的液体，其次
滑动管7的液体可以采用液压油。
29.实施例2
30.请参阅图1-5，与实施例1相区别的是：所述喷气口5整体呈“l”形结构，所述喷气口5的出风口朝向缓冲气囊305的方向，所述喷气口5的出风口位于无人机1机翼的正下方，喷气口5的出气口的初始位置就对着缓冲气囊305的方向，缓冲气囊305没有任何管道与外界连接，如果缓冲气囊305受到撞击，喷气口5喷射气体的位置就不需要改变，若撞击力量较大就直接通过挤压环形气囊301让喷气口5向外喷射出气体用来保持平衡，喷气口5设在机翼的下方是因为在抗撞环3的位置受到撞击时，由于被撞物体施加的反作用力会导致抗撞环3被反向推动，无人机1的下半部分并没有受到这一反作用力，这就导致无人机1在机翼位置就出现倾斜的情况，而将喷气口5设在在机翼的下方，就是利用喷气的方式也给无人机1施加一个相同方向的反作用力，用来平衡无人机1整个机身，从而起到保持平衡的作用。
31.本实用新型的工作原理是：
32.当无人机1在飞行的过程中撞击到建筑物或者其他物体时，如果是简单的轻轻撞击，会率先撞击到第一液体囊303、第二液体囊304或者缓冲气囊305，假如第一液体囊303被撞击之后其内部的液体会通过软管流向对应的滑动管7的内部，随着滑动管7内液体的不断增加，可以对应的横向推动齿条6进行滑动，并且齿条6在横向推动的过程中还可以压缩复位弹簧9，齿条6在被横向推动的过程中通过啮合带动喷气口5进行旋转，让喷气口5的出气口可以对准撞击的第一液体囊303的位置，如果撞击的力量较大会导致其内部的环形气囊301也被撞击，导致环形气囊301被挤压通过第一连接气管502将气体喷入到喷气口5的内部，根据喷气口5管道的形状在从侧边的位置喷射出去，这样在无人机1机翼部分被瞬间撞击后，失去平衡的状态下，可以通过吹出气体的方式尽量保持平衡，抵消撞击后带来的无人机1整体出现倾斜的问题，并且可以针对撞击点对喷气口5的喷气方向进行调节，让喷气的位置和撞击的反作用力能够相互抵消，帮助无人机1平衡，避免无人机1在空中失去原有的平衡。
33.上述飞行器飞行轨迹计算是基于飞行控制单元、图像采集传感器、图像算法的一种融合性技术实现。
34.首先，飞行控制单元会向个图像传感发送数据采集任务通知，激活图像传感器功能状态。
35.传感器分为：超高清摄像头、毫米波超声波传感器、3d激光扫描传感器、强激光测距传感器。首先使用超高清摄像头会对监测面拍摄一个120度大夹角图像(8k300)，同时3d在相同侧面进行180度半球3d景深环境成像，并使用点云技术获得景深数据内容与3d扫描图片。利用opencv对当前图片进行灰度，边缘等功能对图片进行处理，得出像素点位数据。然后用毫米波超声波传感器扫描近距空间，并以点位形式返回内容数据。
36.获取到环境条件数据后，传感器控制单元会将数据传至综合运算模块，在运算模块中会将所得到环境数据，就行等比例图像位置重叠比较，通过对比空间差与景深数据内容得出可通过空间数据内容，并且在可视化管理系统中，使用色差标注出景深和可移动空间位置区域。飞行控制系统，会根据预设任务轨迹在可移动空间区域内圈定最小移动轨迹(距离)。
37.处理后数据回传到控制单元，发往飞行控制系统，激活飞行动作。在飞行过程中，
毫米波超声波传感器将长时间开机，对下标点水平范围内的环境物进行被动扫描，如果发现飞行轨迹前方出现障碍物，则在飞行轨迹数据中标注，并测算飞行器宽度是否能够有效避障，如不能避开，将启动半球激光雷达对环境进行高精度扫描，如果轨迹中，前进方向可进行位移通过，则无人机控制系统通过主控制单元向轨迹计算单元提出修改飞行轨迹请求。并提交位移位置数据，轨迹计算单元根据提交内容重新计算和划定环境数据与飞行轨迹，回传至无人机飞行控制系统。
38.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
39.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
40.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种防碰撞型无人机，其特征在于：包括无人机(1)，所述无人机(1)的四个机翼外部固定连接有连接框(2)，所述连接框(2)顶部安装有抗撞环(3)，所述抗撞环(3)内部包括有与连接框(2)相互固定连接的环形气囊(301)，所述环形气囊(301)外壁一侧固定连接有弹性气囊(302)，所述弹性气囊(302)左右两侧分别固定连接有第一液体囊(303)和第二液体囊(304)，所述第一液体囊(303)和第二液体囊(304)之间连接有缓冲气囊(305)，所述无人机(1)的四个机翼底部固定连接有连接套筒(4)，所述连接套筒(4)底部通过开槽转动连接有喷气口(5)，所述喷气口(5)顶部通过轴承转动连接有顶盖(501)，所述顶盖(501)外壁一侧连接有第一连接气管(502)，所述喷气口(5)外壁嵌套有齿轮(503)，所述连接套筒(4)内壁通过开槽滑动连接有齿条(6)，所述齿条(6)关于齿轮(503)左右两侧对称分布，两个所述齿条(6)同一侧均连接有滑动管(7)，所述滑动管(7)内壁滑动连接有活塞杆(8)，所述活塞杆(8)位于滑动管(7)内壁的一端连接有活塞板，所述活塞板与滑动管(7)的内壁构成滑动连接，所述活塞杆(8)远离活塞板的一端固定连接有推板，所述推板与齿条(6)构成活动连接，两个所述有滑动管(7)远离齿条(6)的一端均连接有软管，两个所述软管分别与第一液体囊(303)和第二液体囊(304)连接，所述连接套筒(4)内部安装有复位弹簧(9)，所述复位弹簧(9)一端与齿条(6)远离活塞杆(8)的一端相互活动连接。2.根据权利要求1所述的一种防碰撞型无人机，其特征在于：所述抗撞环(3)整体围绕无人机(1)机翼环形分布。3.根据权利要求1所述的一种防碰撞型无人机，其特征在于：所述喷气口(5)整体呈“l”形结构，所述喷气口(5)的出风口朝向缓冲气囊(305)的方向，所述喷气口(5)的出风口位于无人机(1)机翼的正下方。4.根据权利要求1所述的一种防碰撞型无人机，其特征在于：所述弹性气囊(302)、第一液体囊(303)、第二液体囊(304)和缓冲气囊(305)构成一个完整的环形结构并围绕在弹性气囊(302)外侧。5.根据权利要求1所述的一种防碰撞型无人机，其特征在于：所述第一液体囊(303)和第二液体囊(304)内部的液体通过软管可进入到滑动管(7)内。

技术总结
本实用新型公开了一种防碰撞型无人机，包括无人机，所述无人机的四个机翼外部固定连接有连接框，所述连接框顶部安装有抗撞环。本装置通过设置抗撞环对无人机的叶片也就是机翼的核心部分进行保护，同时抗撞环还包括有环形气囊、弹性气囊、第一液体囊、第二液体囊和缓冲气囊等部分，利用第一液体囊和第二液体囊在撞击后液压油向外挤压后进入到滑动管内并推动活塞杆和齿条进行横向运动，从而推动齿轮进行旋转，调整喷气口喷气的具体位置，让出气的位置能够朝向撞击点，这样喷气施加的对无人机的反作用力与建筑物撞击产生的反作用力的方向是相同的，不需要任何机械电子设备做出反应，此结构可以在撞击的一瞬间就可以立即反应。此结构可以在撞击的一瞬间就可以立即反应。此结构可以在撞击的一瞬间就可以立即反应。


技术研发人员：李娜 杨云峰 沈启威 刘小千 赵梓嘉 焦禹赫
受保护的技术使用者：辽宁高比科技有限公司
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/6/27