无人机防坠毁结构及防坠毁控制系统的制作方法

本发明涉及无人机部件技术领域，尤其涉及无人机防坠毁结构及防坠毁控制系统。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。可反复使用多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。

目前，传统的无人机在失控时没有保护装置，容易坠毁，无人机坠毁到地面，对人员安全和地面财产造成危害和损失，并且无人机造价较高，坠毁时造成的经济损失较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供无人机防坠毁结构及防坠毁控制系统，旨在解决现有技术中的无人机无保护装置，坠毁后导致经济损失较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的无人机防坠毁结构，包括机翼、机身、发动机、气囊组件和碰撞传感器；

所述机翼与所述机身固定连接，并位于所述机身的一侧，所述发动机与所述机身固定连接，并位于所述机身的内部，所述气囊组件包括底板、气囊箱、气体发生器、气囊本体、第一门、第二门、磁块和锂电池，所述底板与所述机身固定连接，并位于所述机身远离所述机翼的一侧，所述气囊箱与所述底板固定连接，并位于所述底板远离所述机身的一侧，所述气囊箱具有容纳腔，所述容纳腔位于所述气囊箱的内部，所述气体发生器与所述气囊箱固定连接，并位于所述容纳腔内，所述气囊本体与所述气囊箱固定连接，并位于所述容纳腔内，且包覆于所述气体发生器的外壁，所述第一门与所述气囊箱转动连接，并位于所述气囊箱远离所述容纳腔的一侧，所述第二门的一侧与所述第一门卡合，并位于所述第一门远离所述气囊箱的一侧，所述第二门的另一侧与所述气囊箱转动连接，所述磁块的一侧与所述第一门固定连接，并位于所述第一门靠近所述第二门的一侧，所述磁块的另一侧与所述第二门固定连接，所述锂电池的一侧与所述气囊箱固定连接，并位于所述容纳腔内，所述锂电池的另一侧通过电源线与所述磁块电连接，所述碰撞传感器位于所述机身的外壁。

其中，所述无人机防坠毁结构还包括安装板、伞箱、活动门、电磁扣和降落伞，所述安装板与所述机身固定连接，并位于所述机身靠近所述机翼的一侧，所述伞箱与所述安装板固定连接，并位于所述安装板远离所述机身的一侧，所述活动门与所述伞箱转动连接，并位于所述伞箱远离所述安装板的一侧，所述电磁扣的一侧与所述活动门固定连接，所述电磁扣的另一侧与所述伞箱固定连接，并位于所述伞箱远离所述安装板的一侧，所述降落伞与所述伞箱固定连接，并位于所述伞箱的内部。

其中，所述无人机防坠毁结构还包括机器视觉器，所述机器视觉器与所述机身固定连接，并位于所述机身远离所述机翼的一侧。

其中，所述无人机防坠毁结构还包括警示灯，所述警示灯与所述机身固定连接，并位于所述机身远离所述气囊箱的一侧。

其中，所述无人机防坠毁结构还包括起落架，所述起落架与所述机身固定连接，并位于所述机身远离所述机翼的一侧。

其中，所述无人机防坠毁结构还包括防护套，所述防护套与所述起落架固定连接，并位于所述起落架远离所述机身的一侧。

其中，所述无人机防坠毁结构还包括太阳能板，所述太阳能板与所述机身固定连接，并位于所述机身靠近所述机翼的一侧。

无人机防坠毁控制系统，还包括高度传感器，所述高度传感器与所述机身固定连接，并位于所述机身的内部。

本发明的无人机防坠毁结构及防坠毁控制系统，通过所述机器视觉器拍照，提取像素坐标并智能识别后发送至飞控系统，结合飞行高度、所述碰撞传感器感应等参数确定无人机的相对位置，判断是否处于威胁状态，确认无人机将要坠落后，生成规避策略，控制无人机避开人群和房屋，朝向柔软地带飞行，下落过程中启动所述电磁扣，所述活动门开启，所述降落伞冲出所述伞箱，减缓下落速度，所述高度传感器感应到设定高度后，在所述机身未触地之前，飞控系统控制所述锂电池断电，所述磁块失电后降低磁性，同时所述气体发生器打火朝向所述气囊本体充气，所述气囊本体弹出所述气囊箱，包覆所述机身，起到缓冲作用，在坠落时保护无人机，降低损坏率，减少经济损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的无人机防坠毁结构的结构示意图。

图2是本发明的无人机防坠毁结构的侧视图。

图3是本发明的无人机防坠毁结构的侧视半剖图。

图4是本发明的无人机防坠毁控制系统应用方法的流程图。

1-机翼、2-机身、3-发动机、4-碰撞传感器、5-底板、6-气囊箱、7-第一门、8-第二门、9-磁块、10-气囊组件、11-锂电池、12-容纳腔、13-安装板、14-伞箱、15-活动门、16-电磁扣、17-降落伞、18-上盖、19-下盖、20-立柱、21-减震垫、22-气体发生器、23-机器视觉器、24-警示灯、25-气囊本体、26-起落架、27-防护套、28-太阳能板、100-无人机防坠毁结构、200-高度传感器、300-无人机防坠毁控制系统。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图3，本发明提供了无人机防坠毁结构100，包括机翼1、机身2、发动机3、气囊组件10和碰撞传感器4；

所述机翼1与所述机身2固定连接，并位于所述机身2的一侧，所述发动机3与所述机身2固定连接，并位于所述机身2的内部，所述气囊组件10包括底板5、气囊箱6、气体发生器22、气囊本体25、第一门7、第二门8、磁块9和锂电池11，所述底板5与所述机身2固定连接，并位于所述机身2远离所述机翼1的一侧，所述气囊箱6与所述底板5固定连接，并位于所述底板5远离所述机身2的一侧，所述气囊箱6具有容纳腔12，所述容纳腔12位于所述气囊箱6的内部，所述气体发生器22与所述气囊箱6固定连接，并位于所述容纳腔12内，所述气囊本体25与所述气囊箱6固定连接，并位于所述容纳腔12内，且包覆于所述气体发生器22的外壁，所述第一门7与所述气囊箱6转动连接，并位于所述气囊箱6远离所述容纳腔12的一侧，所述第二门8的一侧与所述第一门7卡合，并位于所述第一门7远离所述气囊箱6的一侧，所述第二门8的另一侧与所述气囊箱6转动连接，所述磁块9的一侧与所述第一门7固定连接，并位于所述第一门7靠近所述第二门8的一侧，所述磁块9的另一侧与所述第二门8固定连接，所述锂电池11的一侧与所述气囊箱6固定连接，并位于所述容纳腔12内，所述锂电池11的另一侧通过电源线与所述磁块9电连接，所述碰撞传感器4位于所述机身2的外壁。

在本实施方式中，所述发动机3控制所述机翼1旋转，带动所述机身2飞行，所述底板5连接所述气囊箱6于所述机身2的下方，所述气体发生器22型号为ev-10，位于所述气囊箱6的所述容纳腔12中，并与飞控系统连接，所述气囊本体25折叠后放于所述气囊箱6中，所述第一门7和所述第二门8相配合，通过卡合封闭所述气囊箱6，所述第一门7和所述第二门8连接所述磁块9位置采用金属材质制成，所述磁块9的一侧固定连接于所述第一门7上，所述磁块9的另一侧靠磁力吸附固定所述第二门8，所述锂电池11通过电源线连接所述磁块9，给电于所述磁块9，增强所述磁块9的吸附力，所述碰撞传感器4型号为fr3t，并设置于所述机身2的外壁，在无人机飞行过程中，感应是否触碰到硬物，当感应到所述机身2触碰到硬物时，传送信息至飞控系统，飞控系统判断无人机的飞行状态，做出躲避反馈，在无人机坠落过程中，碰地前飞控系统控制所述气体发生器22中打火电路点火，点火后发生爆炸反应，产生n2或将储气罐中压缩氮气释放出来充满所述气囊本体25，同时所述锂电池11断电，所述磁块9失去磁力，所述第一门7和所述第二门8被冲击打开，所述气囊本体25弹出所述气囊箱6，包覆所述机身2，对所述机身2起到保护作用，减少碰撞的损失，同时所述机身2和所述机翼1均采用泡沫金属材质制成，泡沫金属是一种以金属或金属合金为基体，包含大量胞孔的轻质多孔材料，具有轻质和高比强度的特点，能阻燃，减振和抗冲击等多种物理性能，减轻无人机的质量，使得飞行更佳，并能有效减震，降低撞毁损失，进而减少经济损失，促使用户体验感更佳。

进一步地，请参阅图1至图3，所述无人机防坠毁结构100还包括安装板13、伞箱14、活动门15、电磁扣16和降落伞17，所述安装板13与所述机身2固定连接，并位于所述机身2靠近所述机翼1的一侧，所述伞箱14与所述安装板13固定连接，并位于所述安装板13远离所述机身2的一侧，所述活动门15与所述伞箱14转动连接，并位于所述伞箱14远离所述安装板13的一侧，所述电磁扣16的一侧与所述活动门15固定连接，所述电磁扣16的另一侧与所述伞箱14固定连接，并位于所述伞箱14远离所述安装板13的一侧，所述降落伞17与所述伞箱14固定连接，并位于所述伞箱14的内部。

在本实施方式中，所述安装板13连接所述伞箱14于所述机身2的上方，所述电磁扣16连接所述活动门15于所述伞箱14上，封闭起所述伞箱14，所述电磁扣16型号为dyp-0625，与飞控系统连接，由飞控系统控制启动，所述降落伞17固定连接所述伞箱14，并折叠封闭在所述伞箱14中，飞行过程中，地面控制系统判断无人机将要坠落，传输命令至飞控系统，控制所述电磁扣16开启，所述降落伞17弹出，受风力支撑起无人机，减缓无人机的下落速度，进而有利于减少无人机坠毁的损伤，减小经济损失，促使用户体验感更佳。

进一步地，请参阅图3，所述无人机防坠毁结构100还包括下盖19、上盖18和立柱20，所述下盖19与所述发动机3卡合，并位于所述发动机3的一侧，所述上盖18与所述发动机3卡合，并位于所述发动机3远离所述下盖19的一侧，所述立柱20的一侧与所述下盖19固定连接，所述立柱20的另一侧与所述上盖18转动连接，并位于所述下盖19与所述上盖18之间。

在本实施方式中，所述发动机3为无人机提供动力，是无人机的关键部位，所述上盖18和下盖19均采用泡沫金属材质制成，卡合安装于所述发动机3的上下两侧，通过所述立柱20连接，所述立柱20与所述上盖18转动连接，方便调节所述上盖18的位置，便于安装进所述发动机3，通过螺钉固定所述立柱20与所述上盖18，形成笼式结构，并包裹于所述发动机3的外壁，对所述发动机3起到保护作用，降低无人机坠毁时对所述发动机3的破坏，减少经济损失，促使用户体验感更佳。

进一步地，请参阅图3，所述无人机防坠毁结构100还包括减震垫21，所述减震垫21的一侧与所述上盖18固定连接，所述减震垫21的另一侧与所述下盖19固定连接，并位于所述立柱20与所述发动机3之间。

在本实施方式中，所述减震垫21采用橡胶材质制成，具有高弹性和强黏性，有效减轻震感，位于所述立柱20与所述发动机3之间，在无人机发生晃动或碰撞过程中，保护所述发动机3，减轻所述发动机3的损伤，减少经济损失，促使用户体验感更佳。

进一步地，请参阅图1，所述无人机防坠毁结构100还包括机器视觉器23，所述机器视觉器23与所述机身2固定连接，并位于所述机身2远离所述机翼1的一侧。

在本实施方式中，所述机器视觉器23型号为lj-x8000，设置于所述机身2上，将无人机飞行环境拍摄拍摄成图片，并通过飞控系统提取出地面目标的像素坐标，智能识别后传送给地面控制系统，结合无人机的飞行高度参数完成无人机的相对位置估计，进而判断无人机的飞行状态，方便操控无人机，促使用户体验感更佳。

进一步地，请参阅图1，所述无人机防坠毁结构100还包括警示灯24，所述警示灯24与所述机身2固定连接，并位于所述机身2远离所述气囊箱6的一侧。

在本实施方式中，所述警示灯24位于所述机身2的表壁，在无人机发生故障时由飞控系统控制启动，发出亮光，起到警醒作用，方便观察无人机的位置和地面对无人机的防控，促使用户体验感更佳。

进一步地，请参阅图1，所述无人机防坠毁结构100还包括起落架26，所述起落架26与所述机身2固定连接，并位于所述机身2远离所述机翼1的一侧。

在本实施方式中，所述起落架26安装于所述机身2的底部，供无人机起飞、着陆和停放的装置，避免无人机的所述机身2直接与硬物触碰，起到保护作用，促使用户体验感更佳。

进一步地，请参阅图1，所述无人机防坠毁结构100还包括防护套27，所述防护套27与所述起落架26固定连接，并位于所述起落架26远离所述机身2的一侧。

在本实施方式中，所述防护套27采用橡胶材质制成，套设于所述起落架26的外壁，避免所述起落架26直接与硬物触碰，延长所述起落架26的使用寿命，同时在无人机落地时起到缓冲作用，减少落地时的碰撞产生，促使用户体验感更佳。

进一步地，请参阅图1，所述无人机防坠毁结构100还包括太阳能板28，所述太阳能板28与所述机身2固定连接，并位于所述机身2靠近所述机翼1的一侧。

在本实施方式中，所述太阳能板28型号为ak6837，设置于所述机身2上，并与无人机控制器连接，将光能转化为电能，在无人机飞行过程中，储能电源耗电完后作为备用电源使用，促使用户体验感更佳。

请参阅图3，本发明还包括无人机防坠毁控制系统300，其特征在于，还包括高度传感器200，所述高度传感器200与所述机身2固定连接，并位于所述机身2的内部。

在本实施方式中，所述高度传感器200型号为lk-g3000，感应无人机飞行高度、飞行气压，并传送信息至飞控系统，由飞控系统传送信息至地面控制系统，进而推断出无人机的飞行状态，做出相应判断，在无人机坠落过程中，所述高度传感器200感应到无人机降落到一定高度时，飞控系统控制所述气体发生器22充气，进而所述气囊本体25充气弹出，包覆所述机身2，起到缓冲作用，在坠落时保护无人机，降低损坏率，减少经济损失，促使用户体验感更佳。

请参阅图4，本发明的无人机防坠毁控制系统应用方法，包括如下步骤：

s101：开始。

s102：利用机载的机器视觉器23从源图像中提取出地面目标的像素坐标，并进行智能识别，再发送给地面控制系统，结合高度传感器200和碰撞传感器4感应到的飞行参数完成无人机的相对位置估计，获取无人机状态信息。

s103：威胁模式匹配。

s104：输出规避策略，选择避开人群或房屋；其次优选最有可能的较柔软地带，如水域落地。

s105：输出规避策略，开启电磁扣16，伞箱14的活动门15打开，降落伞17开启，所述高度传感器200感应到无人机坠落至一定高度时，在机身2碰地之前，气体发生器22被打开，朝向气囊本体25吹气，所述气囊本体25弹出气囊箱6，包覆所述机身2。

s106：规避策略输入条件反射知识库。

s107：更新知识库。

s108：飞行结束。

在本实施方式中，无人机开启飞行后，利用所述机身2上设置的所述机器视觉器23拍摄无人机周边图像，通过飞控系统提取出地面目标的像素坐标，并智能识别，再发送给地面控制系统，结合所述高度传感器200感应到的飞行高度和所述碰撞传感器4感应的参数，完成无人机的相对位置估计，从而获取无人机的飞行状态，判断无人机飞行中是否遇到威胁，与飞控系统中威胁模式相匹配，匹配后输出规避策略，飞控系统控制无人机避开人群和房屋，并选择最有可能的较柔软地带，如水域落地，减少无人机坠落后硬物碰撞的损失，同时，无人机坠落过程中，所述电磁扣16开启，所述伞箱14的所述活动门15打开，所述降落伞17开启，因风力支撑起无人机，减缓无人机下落速度，有利于减少无人机碰撞的损失，坠落中，所述高度传感器200感应无人机至一定高度时，传输信号至飞控系统，在所述机身2碰地前，飞控系统使所述气体发生器22点火，产生气体，充满所述气囊本体25，所述气囊本体25弹出所述气囊箱6，包覆住所述机身2，减小碰撞力，保护住无人机，有利于减少碰撞损伤，进而减少经济损失，促使用户体验感更佳。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。