一种带有气囊保护装置的无人机的制作方法

本发明涉及无人机结构技术领域，具体为一种带有气囊保护装置的无人机。

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，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，无人机按应用领域，可分为军用与民用，目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、等等领域的应用。

部分无人机机身上设置气囊以达到保护的目的，但是现有的气囊与机身的连接方式多为螺栓进行固接，不便于使用者在气囊弹出后进行更换，降低了无人机的维护效率。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种带有气囊保护装置的无人机，具备便于更换气囊的优点，解决了现有的气囊与机身的连接方式多为螺栓进行固接，不便于使用者在气囊弹出后进行更换，降低了无人机的维护效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有气囊保护装置的无人机，包括无人机本体，所述无人机本体的底部设置有气囊本体，所述气囊本体的表面套设有套管，所述无人机本体的顶部设置有连接板，所述套管的表面固定连接有支架的一端，所述支架的另一端延伸至无人机本体的顶部并与连接板的表面固定连接，所述无人机本体的顶部固定连接有轴杆，所述轴杆的表面开设有凹槽，所述连接板底部的左侧与右侧均固定连接有连接块，所述连接块的内部通过销轴活动连接卡块的一端，所述卡块的另一端延伸至所述凹槽的内部并与所述凹槽活动连接。

作为本发明优选的，所述连接块的内部设置有套设在销轴表面的扭簧，所述扭簧远离连接块的一侧延伸至卡块的底部并与卡块的表面接触。

作为本发明优选的，所述轴杆的顶端贯穿连接板并延伸至连接板的顶部，所述轴杆与连接板活动连接，所述轴杆的表面开设有位于连接板顶部的滑槽，所述滑槽的右侧设置有螺栓，所述螺栓的左端贯穿滑槽并延伸至轴杆的左侧，所述螺栓与滑槽滑动连接，所述螺栓的表面螺纹连接有位于轴杆左侧的螺帽，所述螺帽的右侧与轴杆的表面接触。

作为本发明优选的，所述套管的顶部固定连接套设在气囊本体表面的减震环的一侧，所述减震环的另一侧与所述气囊本体的表面接触，所述减震环的材质为硅胶。

作为本发明优选的，所述支架的内侧固定连接角板的一侧，所述角板的另一侧与连接板的底部固定连接。

作为本发明优选的，所述套管的材质为钢制，所述支架与连接板的材质为pvc塑料，所述支架的数量为四个且均匀环绕排列在套管的表面。

作为本发明优选的，还包括防护组件，所述防护组件连接在所述套管上，所述防护组件包括固定板、底板、顶板、若干个阻尼器和若干个弹性连接件；

所述若干个弹性连接件均匀分布在所述顶板和所述底板之间，所述弹性连接件的一端固定连接所述顶板，所述弹性连接件的另一端固定连接所述底板，所述顶板和所述底板设有固定槽，所述弹性连接件固定在所述固定槽内；

所述连接板上安装有所述若干个阻尼器，所述若干个阻尼器均匀分布于所述连接板与所述底板之间，所述若干个阻尼器的一端固定连接在所述连接板上，所述若干个阻尼器的另一端固定连接在所述底板上；

所述连接板一侧的中心设有定位杆，所述底板上设有限位套筒，所述限位套筒的内径与所述定位杆的外径相匹配，所述限位套筒套接在所述定位杆上，所述限位套筒的长度小于所述定位杆的长度；

所述连接板另一侧的中心设有定位孔，所述定位孔尺寸与所述套管尺寸相匹配，所述防护组件通过所述定位孔套接在所述套管上；

所述防护组件还包括固定块和连接杆，所述固定块固定套设在所述套管上，所述连接杆活动套接在所述套管上，所述连接杆位于所述固定块上方，所述固定块和所述连接杆之间设有套设在所述套管上的弹性连接件，所述弹性连接件的一端连接所述固定块，所述弹性连接件的另一端连接所述连接杆；

所述连接杆的中部设有与所述套管尺寸相匹配的连接孔，所述连接杆的两端分别开设有与所述相匹配的连接槽，所述连接槽与所述支架活动连接。

作为本发明优选的，还包括自动控制装置，所述自动控制装置包括控制器、气泵、第一气压传感器、第二气压传感器、第三气压传感器、温度传感器；

所述气泵设置在所述无人机本体上，所述气泵连接气囊本体，用于对所述气囊本体进行充/放气；

所述控制器设置在所述无人机本体上，所述控制器连接所述气泵，用于控制所述气泵工作，所述控制器还与所述第一气压传感器、第二气压传感器、第三气压传感器、温度传感器电连接；

所述第一气压传感器设置在气囊本体内，用于检测气囊本体内部的气压；

所述第二气压传感器设置在所述无人机本体上，用于检测所述无人机本体所处环境的气压；

所述第三气压传感器设置在所述无人机本体上，用于检测所述无人机本体在起飞前所处位置的气压；

所述温度传感器设置在所述无人机本体上，用于检测所述无人机本体所处环境的温度；

所述控制器基于所述第一气压传感器、第二气压传感器、第三气压传感器、温度传感器控制所述气泵工作。

作为本发明优选的，所述控制器基于所述第一气压传感器、第二气压传感器、第三气压传感器、温度传感器控制所述气泵工作，包括：

步骤1：所述控制器基于所述第二气压传感器、第三气压传感器和所述温度传感器的检测值通过公式(1)计算出当前所述无人机本体距离地面的高度h；

h0为所述无人机本体的设计最大飞行高度；

p2为当前所述第二气压传感器的检测值；

p3为所述第三气压传感器的检测值；

p4为所述无人机本体的设计最大飞行高度对应的大气压；

t1为当前所述温度传感器的检测值；

t2为所述无人机本体起飞点地面的温度；

t0表示绝对零度，取值237.15；

lg表示以10为底的对数；

步骤2：所述控制器根据公式(1)的计算结果，通过公式(2)计算出所述气囊本体的目标气压p，所述控制器控制气泵对气囊本体进行充气或放气，使得所述气囊本体内的所述第一气压传感器检测值达到所述目标气压值；

p为所述目标气压值；

ρ为气囊本体内气体的密度；

a为通用气体常数；

b为气囊本体内气体的分子量。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过向下扣动两个卡块，卡块以连接块表面的销轴为轴心相向回转并脱离凹槽内部，然后向上提起无人机本体，无人机本体向上移动的同时支架连同套管带动气囊本体套管重力下坠，当套管与无人机本体之间的间距大于气囊本体的高度时，将气囊本体从套管的内部取出并进行更换，解决了现有的气囊与机身的连接方式多为螺栓进行固接，不便于使用者在气囊弹出后进行更换，降低了无人机的维护效率的问题。

2、本发明通过设置扭簧，能够对卡块起到支撑的效果，可以便于卡块自主复位，节省使用者旋转卡块的操作步骤。

3、本发明通过设置滑槽、螺栓与螺帽，能够便于使用者根据气囊本体的高度对连接板的移动距离进行预先调节，可以对连接板起到限位的效果。

4、本发明通过将支架的数量设置为四个，能够提高无人机本体的平衡性，通过将套管设置为钢制，能够便于重力集中，可以避免无人机本体出现倾斜。

5、本发明通过设置角板，能够提高支架与连接板的强度，避免支架与连接板的连接处因承重过高出现折断。

6、本发明通过设置减震环，能够减少外部震动对气囊本体造成的影响，可以达到减震缓冲的效果。

7、本发明通过设置防护组件，防护组件中的若干个弹性连接件可以在无人机本体降落受到冲击时减少对气囊本体的硬性压迫，避免损伤气囊，通过阻尼器的设置可以更好的吸收外界冲击的能量，通过活动套设在套管上的连接杆两端分别与支架活动连接，连接杆和固定块之间的弹性连接件起到缓冲效果，提高降落时的稳定性。

8、本发明通过气压传感器的检测值计算出当前无人机的飞行高度，控制器根据飞行高度不同计算出气囊本体所需的目标气压值，通过第一气压传感器的检测值和气囊本体的目标气压值控制气泵对气囊进行充/放气，使得气囊本体的内部气压值在触底前始终保持在目标值，使得着陆过程中气囊既能起到减震效果还可以避免由于气囊内充气过多造成降落时气囊放气不足引起反弹，影响减震效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明局部结构主视剖面示意图；

图3为本发明局部结构俯视示意图；

图4为本发明图2中a处放大结构示意图；

图5为本发明防护组件的部分结构示意图1；

图6为本发明防护组件的部分结构示意图2。

图中：1、无人机本体；2、气囊本体；3、套管；4、连接板；5、支架；6、轴杆；7、凹槽；8、连接块；9、卡块；10、扭簧；11、滑槽；12、螺栓；13、螺帽；14、减震环；141、固定板；142、底板；143、顶板；144、阻尼器；145、弹性连接件；146、定位杆；147、限位套筒；148、固定块；149、连接杆；15、角板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明提供的一种带有气囊保护装置的无人机，包括无人机本体1，无人机本体1的底部设置有气囊本体2，气囊本体2的表面套设有套管3，无人机本体1的顶部设置有连接板4，套管3的表面固定连接有支架5的一端，支架5的另一端延伸至无人机本体1的顶部并与连接板4的表面固定连接，无人机本体1的顶部固定连接有轴杆6，轴杆6的表面开设有凹槽7，连接板4底部的左侧与右侧均固定连接有连接块8，连接块8的内部通过销轴活动连接卡块9的一端，所述卡块9的另一端延伸至所述凹槽7的内部并与所述凹槽7活动连接。

参考图4，连接块8的内部设置有套设在销轴表面的扭簧10，扭簧10远离连接块8的一侧延伸至卡块9的底部并与卡块9的表面接触。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置扭簧10，能够对卡块9起到支撑的效果，可以便于卡块9自主复位，节省使用者旋转卡块9的操作步骤。

参考图4，轴杆6的顶端贯穿连接板4并延伸至连接板4的顶部，轴杆6与连接板4活动连接，轴杆6的表面开设有位于连接板4顶部的滑槽11，滑槽11的右侧设置有螺栓12，螺栓12的左端贯穿滑槽11并延伸至轴杆6的左侧，螺栓12与滑槽11滑动连接，螺栓12的表面螺纹连接有位于轴杆6左侧的螺帽13，螺帽13的右侧与轴杆6的表面接触。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置滑槽11、螺栓12与螺帽13，能够便于使用者根据气囊本体2的高度对连接板4的移动距离进行预先调节，可以对连接板4起到限位的效果。

参考图1，套管3的顶部固定连接套设在气囊本体2表面的减震环14的一侧，所述减震环14的另一侧与所述气囊本体2的表面接触，减震环14的材质为硅胶。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置减震环14，能够减少外部震动对气囊本体2造成的影响，可以达到减震缓冲的效果。

参考图1，支架5的内侧固定连接角板15的一侧，所述角板15的另一侧与连接板4的底部固定连接。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置角板15，能够提高支架5与连接板4的强度，避免支架5与连接板4的连接处因承重过高出现折断。

参考图3，套管3的材质为钢制，支架5与连接板4的材质为pvc塑料，支架5的数量为四个且均匀环绕排列在套管3的表面。

作为本发明的一种技术优化方案，通过将支架5的数量设置为四个，能够提高无人机本体1的平衡性，通过将套管3设置为钢制，能够便于重力集中，可以避免无人机本体1出现倾斜。

本发明的工作原理及使用流程：使用时，通过气囊本体2对失控的无人机本体1进行防护，当需要将使用完毕的气囊本体2进行更换时，首先向下扣动两个卡块9，卡块9以连接块8表面的销轴为轴心相向回转并脱离凹槽7内部，然后使用者向上提起无人机本体1，无人机本体1向上移动的同时支架5连同套管3带动气囊本体2套管3重力下坠，当套管3与无人机本体1之间的间距大于气囊本体2的高度时，使用者将气囊本体2从套管3的内部取出并进行更换，从而达到替代现有使用螺栓12对气囊本体2进行安装拆卸的方式。

综上所述：该带有气囊保护装置的无人机，通过向下扣动两个卡块9，卡块9以连接块8表面的销轴为轴心相向回转并脱离凹槽7内部，然后向上提起无人机本体1，无人机本体1向上移动的同时支架5连同套管3带动气囊本体2套管3重力下坠，当套管3与无人机本体1之间的间距大于气囊本体2的高度时，将气囊本体2从套管3的内部取出并进行更换，解决了现有的气囊与机身的连接方式多为螺栓进行固接，不便于使用者在气囊弹出后进行更换，降低了无人机的维护效率的问题。

如图5-6所示，本发明提供的一种带有气囊保护装置的无人机，还包括防护组件，所述防护组件连接在所述套管3上，所述防护组件包括固定板141、底板142、顶板143、若干个阻尼器144和若干个弹性连接件145；

所述若干个弹性连接件145均匀分布在所述顶板143和所述底板142之间，所述弹性连接件145的一端固定连接所述顶板143，所述弹性连接件145的另一端固定连接所述底板142，所述顶板143和所述底板142设有固定槽，所述弹性连接件145固定在所述固定槽内；

所述固定板141上安装有所述若干个阻尼器144，所述若干个阻尼器144均匀分布于所述固定板141与所述底板142之间，所述若干个阻尼器144的一端固定连接在所述固定板141上，所述若干个阻尼器144的另一端固定连接在所述底板142上；

所述固定板141一侧的中心设有定位杆146，所述底板142上设有限位套筒147，所述限位套筒147的内径与所述定位杆146的外径相匹配，所述限位套筒147套接在所述定位杆146上，所述限位套筒147的长度小于所述定位杆146的长度；

所述固定板141另一侧的中心设有定位孔，所述定位孔尺寸与所述套管3尺寸相匹配，所述防护组件通过所述定位孔套接在所述套管3上；

所述防护组件还包括固定块148和连接杆149，所述固定块148固定套设在所述套管3上，所述连接杆149活动套接在所述套管3上，所述连接杆149位于所述固定块148上方，所述固定块148和所述连接杆149之间设有套设在所述套管3上的弹性连接件145，所述弹性连接件145的一端连接所述固定块148，所述弹性连接件145的另一端连接所述连接杆149；

所述连接杆149的中部设有与所述套管3尺寸相匹配的连接孔，所述连接杆149的两端分别开设有与所述相匹配的连接槽，所述连接槽与所述支架活动连接。

上述技术方案的原理和有益效果：通过设置防护组件，防护组件中的若干个弹性连接件可以在无人机本体降落受到冲击时减少对气囊本体的硬性压迫，避免损伤气囊，通过阻尼器的设置可以更好的吸收外界冲击的能量，通过活动套设在套管上的连接杆两端分别与支架活动连接，连接杆和固定块之间的弹性连接件起到缓冲效果，提高降落时的稳定性。

作为本发明的一种技术优化方案，还包括自动控制装置，所述自动控制装置包括控制器、气泵、第一气压传感器、第二气压传感器、第三气压传感器、温度传感器；

所述气泵设置在所述无人机本体1上，所述气泵连接气囊本体2，用于对所述气囊本体2进行充/放气；

所述控制器设置在所述无人机本体1上，所述控制器连接所述气泵，用于控制所述气泵工作，所述控制器还与所述第一气压传感器、第二气压传感器、第三气压传感器、温度传感器电连接；

所述第一气压传感器设置在气囊本体2内，用于检测气囊本体2内部的气压；

所述第二气压传感器设置在所述无人机本体1上，用于检测所述无人机本体1所处环境的气压；

所述第三气压传感器设置在所述无人机本体1上，用于检测所述无人机本体1在起飞前所处位置的气压；

所述温度传感器设置在所述无人机本体1上，用于检测所述无人机本体1所处环境的温度；

所述控制器基于所述第一气压传感器、第二气压传感器、第三气压传感器、温度传感器的检测值控制气泵工作。

作为本发明的一种技术优化方案，所述控制器基于第一气压传感器、第二气压传感器、第三气压传感器、温度传感器的检测值控制气泵工作，包括：

步骤1：所述控制器基于所述第二气压传感器、第三气压传感器和所述温度传感器的检测值通过公式(1)计算出当前所述无人机本体1距离地面的高度h；

h0为所述无人机本体1的设计最大飞行高度；

p2为当前所述第二气压传感器的检测值；

p3为所述第三气压传感器的检测值；

p4为所述无人机本体1的设计最大飞行高度对应的大气压；

t1为当前所述温度传感器的检测值；

t2为所述无人机本体1起飞点地面的温度；

t0表示绝对零度，取值237.15；

lg表示以10为底的对数；

步骤2：所述控制器根据公式(1)的计算结果，通过公式(2)计算出所述气囊本体2的目标气压p，所述控制器控制气泵对气囊本体2进行充气或放气，使得所述气囊本体2内的所述第一气压传感器检测值达到所述目标气压值；

p为所述目标气压值；

ρ为气囊本体2内气体的密度；

a为通用气体常数；

b为气囊本体2内气体的分子量。

上述技术方案的原理和有益效果：

所述控制器基于所述第二气压传感器、第三气压传感器和所述温度传感器的检测值通过公式(1)计算出当前所述无人机本体1距离地面的高度h，控制器根据飞行高度不同，通过公式(2)计算出所述气囊本体2所需的目标气压值，所述第一气压传感器用于检测所述气囊本体2内部的气压，所述控制器根据第一气压传感器的检测值和公式(2)计算所得的目标气压值控制气泵对气囊进行充气，使得气囊本体2在触地前保持内部气压在所述目标气压值，使得着陆过程中气囊既能起到减震效果还可以避免由于气囊内充气过多造成降落时气囊放气不足引起反弹，影响减震效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。