[發(fā)明專利]一種仿生球形結(jié)構(gòu)無人機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710479837.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN107416177B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈華宇;崔海華;程筱勝;卞新光;楊夢(mèng)媛;韋號(hào);蒲玉瀟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B64U10/14
• 分類號(hào): B64U10/14;B64U30/293;B64U60/10;B64U60/60
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開一種仿生球形結(jié)構(gòu)無人機(jī)，具有便攜可折疊、自動(dòng)展開,多地形起降等優(yōu)點(diǎn)。其中仿照瓢蟲的翅翹結(jié)構(gòu)對(duì)無人機(jī)的四分之一球狀殼體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，機(jī)臂殼體邊緣較中間厚度較厚，在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)鏤空處理，使得無人機(jī)殼體的整體重量最小化；獨(dú)特的自動(dòng)展開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得無人機(jī)可以從折疊狀態(tài)到展開狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)換，從而保證無人機(jī)支持多種起飛方式；獨(dú)特的機(jī)身外形及內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除了保證無人機(jī)在折疊狀態(tài)向展開狀態(tài)過程中的姿態(tài)自穩(wěn)，而且使得無人機(jī)可以在海面降落，并且無人機(jī)一部分處于水下狀態(tài)，一部分浮在液面以上，方便無人機(jī)實(shí)現(xiàn)多次水面起降；無人機(jī)的旋翼采用多葉槳結(jié)構(gòu)，充分利用無人機(jī)折疊狀態(tài)的球形內(nèi)部空間。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及航空系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種仿生球形結(jié)構(gòu)無人機(jī)。

背景技術(shù)：

無人機(jī)被廣泛的應(yīng)用于航拍測(cè)繪、影視拍攝、敵情勘測(cè)、災(zāi)情檢測(cè)、電力巡檢等領(lǐng)域，是飛行器家族當(dāng)中的佼佼者。尤其多旋翼無人機(jī)是一種結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)越的垂直起降飛行器，具有操作簡(jiǎn)單、攜帶負(fù)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，具有極其重要的軍用及民用價(jià)值。

球形飛行器作為一種新型的飛行器，具有結(jié)構(gòu)對(duì)稱，占用空間小，球形外殼可以保護(hù)飛行器內(nèi)部電子設(shè)備及旋翼等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的球形飛行器大多為單旋翼或者多旋翼，該類的球形飛行器具有球形外形并且不可折疊，通過旋翼產(chǎn)生升力來抵消球形飛行器的自身重量，然后通過調(diào)整控制舵面來調(diào)節(jié)飛行器的姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)球形飛行器的可控飛行。并且旋翼是球形飛行器產(chǎn)生升力的主要部件，旋翼的尺寸直接影響到球形飛行器的最終尺寸，這種不可折疊的球形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接導(dǎo)致球形飛行器的整體尺寸較大。針對(duì)此問題，發(fā)明人曾申請(qǐng)過一件專利《一種便攜式可折疊球形無人機(jī)》，該專利結(jié)合球形飛行器和多旋翼飛行器的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種便攜式可折疊球形無人機(jī)的概念。但是在此專利中主要提出的是一種手動(dòng)式的折疊展開方案。在某種特殊情形下會(huì)給使用者帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)中所涉及到的便攜式可折疊球形無人機(jī)的一些缺陷，提供一種仿生球形結(jié)構(gòu)無人機(jī)，該無人機(jī)具有便攜可折疊、自動(dòng)展開,多地形起降等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案有：一種仿生球形結(jié)構(gòu)無人機(jī)，其特征在于：包括機(jī)身、若干個(gè)機(jī)臂、與機(jī)臂數(shù)量相等的控制模塊、電源模塊、信號(hào)接收模塊、陀螺儀模塊、氣壓定高模塊、限位模塊、自動(dòng)展開模塊；

所述機(jī)身分為上下兩部分，機(jī)身上部為球冠狀殼體，其表面切除若干個(gè)安裝槽用于和機(jī)臂安裝配合，使無人機(jī)在折疊狀態(tài)整體為球形，機(jī)身下部為流線型空心殼體，流線型空心殼體用于安裝控制模塊、自動(dòng)展開模塊及電源模塊；

所述機(jī)臂包含機(jī)臂殼體、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸安裝孔、電機(jī)、多葉旋翼，所述機(jī)臂殼體為四分之一球面狀，所述機(jī)臂殼體邊緣部分較中間部分厚，所述機(jī)臂殼體進(jìn)行鏤空處理，所述電機(jī)設(shè)置在機(jī)臂殼體的弧面內(nèi)，所述多葉旋翼上的轉(zhuǎn)軸與電機(jī)的輸出軸固連，所述機(jī)臂殼體的一端通過轉(zhuǎn)軸與機(jī)身鉸接，轉(zhuǎn)軸安裝于轉(zhuǎn)軸安裝孔中，使得機(jī)臂殼體能夠相對(duì)機(jī)身繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述控制模塊與電源模塊、信號(hào)接收模塊、陀螺儀模塊、氣壓定高模塊、自動(dòng)展開模塊以及各個(gè)機(jī)臂的電機(jī)電氣相連，所述信號(hào)接收模塊、陀螺儀模塊、氣壓定高模塊及自動(dòng)展開模塊均設(shè)置在機(jī)身內(nèi)，所述信號(hào)接收模塊用于接收遙控器的命令并將其傳遞給控制模塊；所述陀螺儀模塊用于測(cè)量無人機(jī)相對(duì)與地面的姿態(tài)、加速度及角速度并將其傳遞給控制模塊；所述氣壓定高模塊用于測(cè)量飛行器的高度并將其傳遞給控制模塊；所述控制模塊用于根據(jù)信號(hào)接收模塊、陀螺儀模塊、氣壓定高模塊的輸入控制各個(gè)機(jī)臂的電機(jī)工作；

所述自動(dòng)展開模塊包括直線舵機(jī)、自鎖卡盤、對(duì)角拉力裝置以及自鎖卡盤配合孔，所述自鎖卡盤與直線舵機(jī)固定連接且位于直線舵機(jī)的下部，所述自鎖卡盤配合孔設(shè)置于機(jī)臂殼體上，所述對(duì)角拉力裝置分別安裝在處于對(duì)角線位置的兩個(gè)機(jī)臂上，所述自鎖卡盤的上設(shè)有與自鎖卡盤配合孔相配合的圓柱形凸臺(tái)。

進(jìn)一步地，所述直線舵機(jī)的控制線與控制模塊的舵機(jī)控制接口電氣連接，直線舵機(jī)與電源模塊及控制模塊共同安裝在流線型空心殼體內(nèi)。