[發(fā)明專利]一種無人駕駛飛行器及其保護方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510317076.1
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104943872A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉亞敏
• 申請（專利權）人: 劉亞敏
• 主分類號: B64D45/04
• 分類號: B64D45/04
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 馬麗娜

技術領域

本發(fā)明涉及一種飛行器及其保護方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種無人駕駛飛行器及其保護方法。

背景技術

無人機是一種由無線電遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。

從技術角度定義，無人駕駛飛行器可以分為：無人駕駛直升機、無人駕駛固定翼機、無人駕駛多旋翼飛行器、無人駕駛飛艇、無人駕駛傘翼機等。

例如中國專利：《農用無人直升機》（專利申請?zhí)枺?01410572827.X）揭示了一種無人駕駛直升機。無人駕駛直升機構造簡單，價格低廉，同時可以垂直起降，也可完成一些復雜的飛行動作。

又例如中國專利：《一種固定翼無人機的定高飛行控制系統(tǒng)》（專利申請?zhí)枺篊N201120406739.4）揭示了一種無人駕駛固定翼機。無人駕駛固定翼機具有飛行速度快、機動性高、飛行高度高的優(yōu)點。

再例如中國專利：《有線電源多旋翼無人飛行器》（專利申請?zhí)枺篊N201420016027.5）揭示了一種無人駕駛多旋翼飛行器。無人駕駛多旋翼飛行器結構更為緊湊，能夠產生更大升力，能夠垂直起降，還具有操控方便、機動靈活、噪音小、隱蔽性好等特點，已經被廣泛使用。

這些不同種類的無人駕駛飛行器有著各自的特點，在不同領域都有著不同的應用前景。

目前，隨著自適應控制技術的發(fā)展，無人駕駛飛行器已經在世界各地展開了廣泛的研究，并取得了一定的進展。現(xiàn)在無人駕駛飛行器已經廣泛應用于軍事、農業(yè)、視頻拍攝、氣象、地質、城市管理、搶險救災等領域。

采用小微型無人駕駛飛行器來實施航拍，已經成為非常時髦的需求，并且通過小微型無人駕駛飛行器在活動、儀式等場合完成一些表演、傳遞之類的任務，也開始受到關注。

與傳統(tǒng)地面可移動設備不同，無人駕駛飛行器是飛行設備，在空中飛行移動，因此無人駕駛飛行器讓用戶的操作方式從地面的二維空間轉變?yōu)榭罩械娜S空間。

隨之產生的問題是，與在平面上進行移動的設備相比，不同的是，空中飛行的設備一旦動力或者平衡出現(xiàn)問題，將會從空中墜下。因此，如果是汽車模型的操縱失誤，不會有嚴重的后果，但是無人駕駛飛行器的操控失誤或者故障，則將極有可能導致無人駕駛飛行器從空中墜下，從而，極有可能導致整個無人駕駛飛行器的損壞。

現(xiàn)有技術非常關注這個問題，曾經試圖通過多種方面來提高操控穩(wěn)定性，試圖來降低墜機的可能性。例如中國專利：《基于混合控制的四旋翼無人機增穩(wěn)控制方法》（專利申請?zhí)枺?01210424807.9）。

該專利公開了自動控制技術領域中的一種基于混合控制的四旋翼無人機增穩(wěn)控制器的設計方法。該方法包括：設定四旋翼無人機狀態(tài)變量和狀態(tài)切換參數(shù)；設定四旋翼無人機的高度切換值、滾轉角切換值、俯仰角切換值、滾轉角臨界值和俯仰角臨界值；設定離散狀態(tài)集合和離散事件集合；設定四旋翼無人機離散狀態(tài)遷移條件；判斷四旋翼無人機的狀態(tài)，并根據其狀態(tài)分別設計起降控制器、平穩(wěn)控制器、增穩(wěn)控制器和失控保護裝置。

該方法雖然可以改善無人駕駛飛行器的飛行穩(wěn)定程度，但是誘發(fā)墜機的可能性實在太多，飛行環(huán)境的復雜，又或者是誤操作都仍然有可能導致墜機的發(fā)生。

因此，墜機的風險是不可避免的，即使提高了無人駕駛飛行器的飛行穩(wěn)定程度，仍然需要作好應對突發(fā)情況的發(fā)生，將墜機規(guī)避的希望寄托在不讓墜機事件發(fā)生，是不現(xiàn)實的。

因此，一些針對無人駕駛飛行器墜機的設計方案被提出來。例如在無人駕駛飛行器上安裝降落傘，從而避免墜機的方案。例如中國專利：《一種用于多旋翼無人機的緊急傘降裝置及方法》（專利申請?zhí)枺?01410100519.7）

該專利公開了一種用于多旋翼無人機的緊急傘降裝置及方法，該裝置包括安裝在傘倉內的測控單元、解鎖舵機、拋傘彈簧、鎖栓、降落傘和磁保持繼電器，所述測控單元包括一微控制器與一慣性運動測量單元，微控制器與解鎖舵機、磁保持繼電器電連接，解鎖舵機通過搖臂與鎖栓連接，磁保持繼電器用于開閉旋翼電機的電源；傘倉固定在多旋翼無人機上，拋傘彈簧一端固定在傘倉底部，降落傘設置在該拋傘彈簧的另一端。該方法是：獲取當前無人機的瞬時高度、加速度，解算出無人機的下降速率，判斷無人機是否處于危險墜落狀態(tài)，是則切斷旋翼電機電源并拋出降落傘使無人機安全著陸。

但是這種降落傘的方式，對于固定翼式無人駕駛飛行器或者大型的多旋翼式無人駕駛飛行器是有價值的。因為這些飛行器的動力性能較強，成本昂貴，安裝價格不菲，且具有一定自重的降落傘，總體上來說，是劃算的。