飞行器及其控制方法与流程

1.本发明属于无人机技术领域，具体地，本发明涉及一种飞行器及其飞行器的控制方法。


背景技术：

2.现有的无人机在应用在室外的场景时，易于受到环境中大风、鸟群、树木或是信号干扰的影响，可能导致机身碰撞发生180
°
的翻转，为保护无人机，电机系统会锁定，导致无人机无法正常工作，使无人机从空中坠落，带来经济损失和安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是提供一种飞行器，能够解决现有技术中机身因受到碰撞发生大角度旋转甚至翻转时导致的坠落的技术问题。
4.本发明的另一个目的是提供一种飞行器的控制方法。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种飞行器，包括：机身；机臂，所述机臂的第一端与所述机身转动连接，所述机臂能够绕自身轴线方向旋转；螺旋桨，所述螺旋桨转动连接于所述机臂的第二端，且与所述机臂同步活动，以使所述螺旋桨30产生向下的气流。
6.可选地，所述的飞行器还包括：驱动件，所述驱动件与所述机臂连接，所述驱动件能够驱动所述机臂旋转。
7.可选地，所述驱动件包括：活动件，所述活动件沿上下方向可活动地安装于所述机身；传动件，所述传动件的第一端与所述活动件连接，所述传动件的第二端与所述机臂连接，以使所述活动件通过所述传动件带动所述机臂旋转。
8.可选地，所述的飞行器还包括：导向件，所述导向件设于所述机身且沿上下方向延伸，所述导向件上安装有所述活动件，以限定所述活动件的活动方向。
9.可选地，所述传动件包括：齿条，所述齿条沿上下方向可活动，所述齿条的第一端与所述活动件连接且与所述活动件同步活动，所述齿条沿自身延伸方向分布有第一啮合齿；齿轮，所述齿轮安装于机臂的第一端，所述齿轮沿自身周向分布有第二啮合齿，所述第二啮合齿与所述第一啮合齿啮合。
10.可选地，所述的飞行器还包括：第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件中的一个设于所述机身，所述第一部件和所述第二部件中的另一个设于所述活动件和/或所述传动件，所述第一部件在与所述第二部件相互靠近和/或远离时，发出视觉警示信息和/或听觉警示信息。
11.可选地，所述机身的外表面包括：正面和背面，所述正面和背面间隔开相对设置；侧壁，所述侧壁位于所述正面和背面之间，所述侧壁分别连接所述正面和所述背面，所述侧壁设有安装孔，所述机臂的第一端安装于所述安装孔内，所述驱动件安装于所述侧壁。
12.可选地，所述侧壁、所述正面和所述背面配合形成收容空间，所述驱动件位于所述收容空间。
13.可选地，所述机臂的外周设有限位件，所述机身设有配合件，所述限位件与所述配合件配合以用于限定所述机臂的旋转角度。
14.根据本发明的第二方面，提供了一种飞行器的控制方法，包括以下步骤：在所述机身处于第一姿态时，所述螺旋桨产生向下的气流；在所述机身从所述第一姿态旋转至第二姿态时，所述机臂绕自身轴线旋转，且带动所述螺旋桨同步旋转，以使所述螺旋桨产生的气流向下。
15.根据本发明的飞行器，采用与机身转动连接的机臂，通过可旋转的机臂带动螺旋桨旋转，在机身受到碰撞旋转甚至翻转时，螺旋桨依然能够正常工作，避免了因机身发生大角度旋转甚至翻转而导致飞行器从空中坠落，本发明的飞行器能够实现多姿态飞行，能够有效避免机身因受到外界因素干扰而产生经济损失，降低安全隐患。
16.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
17.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
18.图1是本发明提供的一个实施例的飞行器在反面朝上时的结构示意图；
19.图2是本发明提供的一个实施例的飞行器在反面朝上时的局部结构示意图；
20.图3是图2中圈示的a区域的放大图；
21.图4是本发明提供的一个实施例的飞行器在反面朝上时的螺旋桨、机臂和驱动件的装配示意图；
22.图5是本发明提供的一个实施例的飞行器在反面朝上时的驱动件的装配示意图；
23.图6是本发明提供的一个实施例的飞行器在正面朝上时的结构示意图；
24.图7是本发明提供的一个实施例的飞行器在正面朝上时的局部结构示意图；
25.图8是图7中圈示的b区域的放大图；
26.图9是本发明提供的一个实施例的飞行器在正面朝上时的螺旋桨、机臂和驱动件的装配示意图；
27.图10是本发明提供的一个实施例的飞行器的机臂和螺旋桨的装配示意图。
28.附图标记
29.飞行器100；
30.机身10；正面11；背面12；侧壁13；安装孔131；
31.机臂20；
32.螺旋桨30；
33.驱动件40；活动件41；传动件42；齿条43；第一啮合齿431；齿轮44；第二啮合齿441；
34.导向件50；
35.警示灯61；警示灯电磁继电器开关62；磁铁63；蜂鸣器64；蜂鸣器按压开关65；
36.限位件70；
37.配合件80；
38.轴线方向a。
具体实施方式
39.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
40.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
41.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
42.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
43.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
44.下面结合附图对根据本发明的飞行器100进行详细说明。
45.如图1至图10所示，根据本发明实施例的飞行器100包括机身10、机臂20和螺旋桨30。
46.具体而言，机臂20的第一端与机身10转动连接，机臂20能够绕自身轴线方向旋转，例如机臂20可以沿图10中示意的a轴线旋转。螺旋桨30转动连接于机臂20的第二端，且与机臂20同步活动，以使螺旋桨30产生向下的气流。
47.换言之，根据本发明实施例的飞行器100主要由机身10、机臂20和螺旋桨30组成，其中机臂20的第一端与机身10连接，机臂20的第二端与螺旋桨30连接。由于机臂20的第一端与机臂20可旋转地连接，机臂20的第二端与螺旋桨30同步活动，因此，在机臂20相对于机身10旋转时，螺旋桨30也能够进行旋转动作。
48.可见，本发明的机臂20可以根据机身10的姿态旋转，从而控制螺旋桨30的位置和状态。例如，如图6至图9所示，在机身10的正面11向上时，机臂20可以处于未旋转的状态，此时与机臂20连接的螺旋桨30产生向下的气流。在机身10受到环境因素影响而碰撞发生180
°
翻转，即机身10的背面12朝上，如图1至图5所示，此时机臂20可以相对于机身10发生旋转，带动螺旋桨20同步翻转，使得螺旋桨20依然产生向下的气流，使飞行器100仍然能够正常工作。
49.由此，根据本发明的飞行器100，采用与机身10转动连接的机臂20，通过可旋转的机臂20带动螺旋桨30旋转，在机身10受到碰撞旋转甚至翻转时，螺旋桨30依然能够正常工作，避免了因机身10发生大角度旋转甚至翻转而导致飞行器100从空中坠落，本发明的飞行器100能够实现多姿态飞行，能够有效避免机身10因受到外界因素干扰而产生经济损失，降低安全隐患。
50.根据本发明的一个实施例，如图1至图9所示，飞行器100还包括驱动件40，驱动件40与机臂20连接，驱动件40能够驱动机臂20旋转。也就是说，可以采用驱动件40控制机臂20旋转，其中驱动件40不限于电动结构，也可以是机械结构等。在本实施例中，可以通过驱动件40根据机身10的姿态控制机臂20旋转，从而控制螺旋桨30的气流向下。
51.在本发明的一些具体实施方式中，如图1至图9所示，驱动件40包括活动件41和传动件42，活动件41沿上下方向可活动地安装于机身10，传动件42的第一端与活动件41连接，
传动件42的第二端与机臂20连接，以使活动件41通过传动件42带动机臂20旋转。
52.也就是说，在机身10沿水平方向旋转时，活动件41能够沿上下方向活动，例如，在机身10从正面11朝上旋转至背面12朝向时，活动件41能够在上下方向上发生位移，带动传动件42活动，进而带动机臂20旋转，传动件42起到传输动力、转向的作用。
53.在本实施例中，通过采用传动件42连接活动件41和机臂20，能够实现将活动件41的上下方向的活动转化为机臂20的转动。
54.在本发明的一些具体实施方式中，活动件41为金属块，通过采用金属材质件，能够增加活动件41的重量，使得活动件41能够在自身重力的作用下沿上下方向活动。
55.根据本发明的一个实施例，如图1至图9所示，飞行器100还包括导向件50，导向件50设于机身10且沿上下方向延伸，导向件50上安装有活动件41，以限定活动件41的活动方向。例如，导向件50沿自身长度方向设有滑槽，活动件41的至少一部分可以嵌入该滑槽，从而能够沿着导向件50的滑槽滑动。例如，在机身10的正面11朝上时，活动件41在自身重力的作用下沿着滑槽向下滑动。
56.在本实施例中，通过采用导向件50能够实现对于活动件41的活动方向的限定，实现及时带动机臂20旋转，提高工作效率。
57.在本发明的一些具体实施方式中，如图1至图9所示，传动件42包括齿条43和齿轮44。具体地，齿条43沿上下方向可活动，齿条43的第一端与活动件41连接且与活动件41同步活动，齿条43沿自身延伸方向分布有第一啮合齿431，齿轮44安装于机臂20的第一端，齿轮44沿自身周向分布有第二啮合齿441，第二啮合齿441与第一啮合齿431啮合。
58.例如，在机身10的正面11朝上时，与齿条43的上端相连的活动件41在重力的作用下沿着导向件50的滑槽向下滑动，同时，与齿条43啮合的齿轮44能够带动机臂20转动，最终实现飞行器100在机身10的正面11朝上时飞行。
59.可选地，导向件50能够对齿条43起到安装限位的作用。
60.根据本发明的一个实施例，飞行器100还包括第一部件和第二部件，第一部件和第二部件中的一个设于机身10，第一部件和第二部件中的另一个设于活动件41和/或传动件42，第一部件在与第二部件相互靠近和/或远离时，发出视觉警示信息和/或听觉警示信息。
61.也就是说，在飞行器100中还安装有警示结构，能够在机身10发生大角度旋转甚至翻转时，发出警示信息。
62.例如，在机身10上安装有第一部件，在活动件41上安装有第二部件，由于活动件41在上下方向上可活动，因此，在机身10的正面11向上时，第一部件与第二部件之间未发生信息交互，即未发出警示信息。而在机身10的背面12朝上时，活动件41相对于机身10活动，此时，第一部件与第二部件因为距离变化而发生信息交互，从而发出警示信息。需要说明的是，此处的信息交互不仅包括无线信号，还可以是物理接触等，在此不作限定。
63.其中，第一部件和第二部件可以设置在多个位置，在此不作限定，只要能够在活动件41发生活动至预设位置时，能够发出警示信息即属于本发明的保护范围。
64.在本实施例中，通过采用第一部件和第二部件相配合，能够在飞行器100的机身10正面11飞行时，不发出警示信息，而在飞行器100的机身10背面12飞行时，发出警示信息，使得用户能够及时判断飞行器100的状态，从而可以及时将飞行器100调整回机身10的正面11向上的飞行姿态。
65.在本发明的一些具体实施方式中，如图1至图9所示，第一部件包括警示灯61和警示灯电磁继电器开关62，第二部件包括磁铁63。
66.例如，警示灯61和警示灯电磁继电器开关62可以设置在机身10上，磁铁63可以设置在齿条43的一端。在机身10的正面向上时，磁铁63可以设置在齿条43的下端，警示灯电磁继电器开关62可以位于磁铁63的下方，此时磁铁63靠近警示灯电磁继电器开关62，使其呈断开的状态，从而使得警示灯61不工作。
67.在机身10的背面12朝向时，磁铁63位于齿条43的上端的上方，在活动件41的带动下，齿条43的上端的磁铁63远离警示灯电磁继电器开关62，使其呈开启的状态，警示灯61开始工作，，发出视觉警示信息，例如发射光线。在这种状态下飞行的飞行器100便于使用人员发现，可以及时调整回机身10的正面11朝上的工作模式。
68.在本实施例中，通过采用警示灯61和警示灯电磁继电器开关62相配合，能够在飞行器100的背面12朝上时发出视觉警示信息。并且通过采用活动件41、警示灯61和警示灯电磁继电器开关62相配合，或者采用活动件41、传动件42、警示灯61和警示灯电磁继电器开关62相配合，能够充分利用活动件41的活动，或者活动件41和传动件42的联动，提高空间利用率，无需设置另外的结构触发警示灯61。
69.在本发明的一些具体实施方式中，第一部件包括蜂鸣器64和蜂鸣器按压开关65，第二部件包括活动件41。
70.例如，蜂鸣器64和蜂鸣器按压开关65可以设置在机身10上，活动件41本身作为第二部件。如图6至图9所示，在飞行器100的机身10处于正面11向上的飞行姿态时，将该飞行姿态设定为正常状态，自上向下依次为正面11、活动件41和蜂鸣器按压开关65，此时活动件41与蜂鸣器按压开关65分离，蜂鸣器64不工作。
71.如图1至图5所示，在飞行器100的机身10处于背面12朝上的飞行姿态时，自上而下依次为背面12、活动件41和蜂鸣器按压开关65，并且活动件41向下活动至与蜂鸣器按压开关65接触，挤压蜂鸣器按压开关65，蜂鸣器64工作。
72.又例如，齿条43的一端设置有活动件41，如图6至图9所示，在机身10正面11向上时，齿条43沿上下方向延伸，活动件41位于齿条43的上端，蜂鸣器按压开关65位于活动件41的上方，且间隔开分布。在机身10的背面12朝上时，活动件41位于齿条43的下端，蜂鸣器按压开关65位于活动件41下方，由于活动件41能够沿上下方向活动，因此，活动件41能够向下接触蜂鸣器按压开关65，蜂鸣器64工作。
73.在本实施例中，通过采用蜂鸣器64和蜂鸣器按压开关65相配合，能够在飞行器100的背面12朝上时发出听觉警示信息、触觉警示信息。并且通过采用活动件41、蜂鸣器64和蜂鸣器按压开关65相配合，能够充分利用活动件41的活动，提高空间利用率，无需设置另外的结构触发蜂鸣器64。
74.在本发明的一些具体实施方式中，如图1至图9所示，机身20的外表面包括正面11、背面12和侧壁13，正面11和背面12间隔开相对设置，侧壁13位于正面11和背面12之间，侧壁13分别连接正面11和背面12，侧壁13设有安装孔131，机臂20的第一端安装于安装孔131内，驱动件40安装于侧壁13。
75.也就是说，将机臂20和驱动件40分别安装在侧壁13，能够充分利用侧壁13上的空间。在驱动件40包括活动件41和传动件42时，有利于活动件41沿上下方向活动。
76.在本发明的一些具体实施方式中，侧壁13、正面11和背面12配合形成收容空间，驱动件40位于收容空间。例如，齿条43和齿轮44分别安装在收容空间的内壁面位置，不仅能够提高外表美观性，并且还有利于对安装在机臂20的端面上的齿轮44进行驱动，将活动件11的直线运动转化为齿轮44的旋转运动。在本实施例中，通过将驱动件40安装在收容空间内部，能够充分利用收容空间内部的空间，提高外观美观性，提高活动件41、传动件42以及机臂20的配合简便性，减小了需要的零件的数量，简化了结构。
77.根据本发明的一个实施例，机臂20的外周设有限位件70，机身10设有配合件80，限位件70与配合件80配合以用于限定机臂20的旋转角度。其中，限位件70可以为设置在机臂20上的限位筋，配合件80也可以为设置在机身10上的限位筋。在本实施例中，通过采用限位件70，能够限定机臂20的旋转角度，避免机臂20发生多次旋转，缩短飞行器100的平衡时长。
78.可选地，机臂20的外表面包括侧表面和端面，限位件70可以设置在侧表面，齿轮44可以安装在端面，能够充分利用空间，避免齿轮44和限位件70等之间发生干涉。
79.根据本发明的一个实施例，如图1至图9所示，限位件70的数量为两个，配合件80位于两个限位件70的中心连线的同一侧，以使机臂20的最大旋转角度为180
°
。例如，如图6至图9所示，在机身10的正面11向上时，配合件80位于两个限位件70的连线的上方，且与一个限位件70接触。如图1至图5所示，在机身10的背面12朝上时，机臂20带动限位件70同时旋转，直至另一个限位件70与配合件80接触。
80.例如，如图6至图9所示，当机身10的正面11朝上时，与齿条43相连的金属块在重力的作用下一起沿着导向件50的滑槽向下滑动。同时，与齿条43啮合的齿轮44带动机臂20转动，旋转到一定角度时，在机身10的限位筋的作用下，机臂20的限位筋与机身10的限位筋接触。在此状态下，飞行器100在机身10的正面11朝上时飞行。
81.如图1至图5所示，在外界因素的作用下使机身10的背面12朝上时，与齿条43相连的金属块在重力的作用下一起沿着导向件50的滑槽向下滑动。同时，与齿条43啮合的齿轮44带动机臂20转动，旋转到一定角度时，在机身10的限位筋的作用下，机臂20的限位筋与机身10的限位筋接触。在此状态下，飞行器100在机身10的背面12朝上时飞行。
82.在本实施例中，通过采用两个限位件70和一个配合件80相配合，有利于实现飞行器100实现双向飞行，即使在机身10受到外界因素翻转180
°
后，带有螺旋桨30的机臂20同步翻转，使飞行器100仍能正常工作。
83.在本发明的一些具体实施方式中，机臂20为偏心件。也就是说，在机臂20的横截面上，重心位置偏下，无论机身10的正面11朝上，还是背面12朝上，均能够使得螺旋桨30产生的气流向下。例如，螺旋桨30位于机臂20的重心上方位置，产生向下的气流。
84.本发明还提供了一种飞行器100的控制方法，该飞行器100为上述任一实施例的飞行器100，该控制方法包括以下步骤：
85.在机身10处于第一姿态时，螺旋桨30产生向下的气流。
86.在机身10从第一姿态旋转至第二姿态时，机臂20绕自身轴线旋转，且带动螺旋桨30同步旋转，以使螺旋桨30产生的气流向下。
87.也就是说，在机身10旋转甚至翻转时，螺旋桨30始终能够在机臂20的带动下，产生的气流向下流动，实现飞行器100的双向飞行。
88.总而言之，根据本发明实施例的飞行器100及其控制方法，可以实现飞行器100双
向飞行，并且在飞行器100受外界因素造成机身180
°
翻转时，仍能正常飞行工作。在飞行器100自带警示装置时，能够在背面12朝上飞行时发出警示信息，便于后续人工定位和寻找机器，及时对飞行器100的飞行状态进行复位。
89.虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：
1.一种飞行器，其特征在于，包括：机身；机臂，所述机臂的第一端与所述机身转动连接，所述机臂能够绕自身轴线方向旋转；螺旋桨，所述螺旋桨转动连接于所述机臂的第二端，且与所述机臂同步活动，以使所述螺旋桨产生向下的气流。2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，还包括：驱动件，所述驱动件与所述机臂连接，所述驱动件能够驱动所述机臂旋转。3.根据权利要求2所述的飞行器，其特征在于，所述驱动件包括：活动件，所述活动件沿上下方向可活动地安装于所述机身；传动件，所述传动件的第一端与所述活动件连接，所述传动件的第二端与所述机臂连接，以使所述活动件通过所述传动件带动所述机臂旋转。4.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于，还包括：导向件，所述导向件设于所述机身且沿上下方向延伸，所述导向件上安装有所述活动件，以限定所述活动件的活动方向。5.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于，所述传动件包括：齿条，所述齿条沿上下方向可活动，所述齿条的第一端与所述活动件连接且与所述活动件同步活动，所述齿条沿自身延伸方向分布有第一啮合齿；齿轮，所述齿轮安装于机臂的第一端，所述齿轮沿自身周向分布有第二啮合齿，所述第二啮合齿与所述第一啮合齿啮合。6.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于，还包括：第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件中的一个设于所述机身，所述第一部件和所述第二部件中的另一个设于所述活动件和/或所述传动件，所述第一部件在与所述第二部件相互靠近和/或远离时，发出视觉警示信息和/或听觉警示信息。7.根据权利要求2-6中任一所述的飞行器，其特征在于，所述机身的外表面包括：正面和背面，所述正面和背面间隔开相对设置；侧壁，所述侧壁位于所述正面和背面之间，所述侧壁分别连接所述正面和所述背面，所述侧壁设有安装孔，所述机臂的第一端安装于所述安装孔内，所述驱动件安装于所述侧壁。8.根据权利要求7所述的飞行器，其特征在于，所述侧壁、所述正面和所述背面配合形成收容空间，所述驱动件位于所述收容空间。9.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述机臂的外周设有限位件，所述机身设有配合件，所述限位件与所述配合件配合以用于限定所述机臂的旋转角度。10.一种根据权利要求1-9中任一所述的飞行器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：在所述机身处于第一姿态时，所述螺旋桨产生向下的气流；在所述机身从所述第一姿态旋转至第二姿态时，所述机臂绕自身轴线旋转，且带动所述螺旋桨同步旋转，以使所述螺旋桨产生的气流向下。

技术总结
本发明公开了一种飞行器及其控制方法，飞行器包括：机身；机臂，所述机臂的第一端与所述机身转动连接，所述机臂能够绕自身轴线方向旋转；螺旋桨，所述螺旋桨转动连接于所述机臂的第二端，且与所述机臂同步活动，以使所述螺旋桨产生向下的气流。本发明的飞行器能够实现双向飞行。向飞行。向飞行。


技术研发人员：王嘉伟 刘扬 郭修宇 赵玉贵
受保护的技术使用者：歌尔股份有限公司
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/6/26