[發明專利]一種煤礦井下防爆型四旋翼無人機

有效

• 申請號: 201910508738.1
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110182365B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 程健;白帥;郭一楠;張俊;閆鵬鵬;李波;陳亮
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院;中國礦業大學
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64D47/08;B64D47/00;B64C27/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張聯群

1.一種煤礦井下防爆型四旋翼無人機，其特征是：四旋翼無人機包括：機架、飛控模塊、數傳圖傳模塊、電池模塊、動力系統、攝像頭模塊和傳感器系統；

飛控模塊、數傳圖傳模塊、電池模塊、動力系統和傳感器系統均安裝在機架內，攝像頭模塊安裝在機架上；

電池模塊給無人機整體提供動力能源，電池模塊位于第二中間層底部；

數傳圖傳模塊的數傳圖傳密封盒固定在機架頂部，安裝數傳圖傳密封盒一側的機架為機頭位置；

動力系統的無刷電機位于機架的第二中間層和第一中間層，固定在第一中間層；

傳感器系統和飛控模塊的輸出通過數傳圖傳模塊無人機端與地面端雙向通信；攝像頭模塊的圖像信號傳輸至數傳圖傳地面端的視頻設備；

所述的機架中設有通線孔，整體為圓形結構，包括：上碳板、支撐架、第一中間層、第二中間層、下碳板、起落架、中間軸、第一中間層機臂和第二中間層機臂；第一中間層與第二中間層之間通過尼龍柱安裝固定；第一中間層和第一中間層機臂、第二中間層和第二中間層機臂分別為一個整體，無需安裝；中間軸位于第二中間層的中心位置，起到支撐作用，二者為一個整體，無需安裝；上碳板與第一中間層、第二中間層與下碳板之間均通過4個支撐架對應連接，支撐架均勻放置在機架四周，支撐架與上碳板和下碳板通過螺紋連接；上碳板與下碳板均為圓形框架；起落架均勻分布在下碳板底部，二者通過螺紋連接，減輕機架重量，增強機架強度。

2.根據權利要求1所述的一種煤礦井下防爆型四旋翼無人機，其特征是：所述的飛控模塊包括：飛控密封盒、飛行控制器、電源管理器和調參接口信號燈；飛行控制器分別與電源管理器、調參接口信號燈連接；飛控密封盒單側開口，兩側設置有機架連接座，飛控密封盒通過螺栓安裝在第一中間層與第二中間層之間的中心位置；飛行控制器和電源管理器安裝在飛控密封盒內，控制電調，引導無刷電機做出相應的動作；電源管理器連接飛行控制器，調參接口信號燈安裝在上碳板的機尾；飛行控制器的內部有氣壓計、慣性導航系統和姿態增穩系統；無人機在井下飛行時，依靠慣性導航系統，姿態增穩系統保證無人機在井下的平穩飛行。

3.根據權利要求1所述的一種煤礦井下防爆型四旋翼無人機，其特征是：所述數傳圖傳模塊包括：數傳圖傳無人機端、數傳圖傳地面端和數傳圖傳密封盒；數傳圖傳無人機端安裝在數傳圖傳密封盒內，數傳圖傳密封盒一側開口，兩翼設有機架連接座，通過螺紋連接安裝在上碳板頂部中心位置，方向朝向機頭方向；數傳圖傳地面端是手持設備，采用雙屏傳輸，具有遙控與圖像傳輸功能，包括遙控器、視頻設備，數傳圖傳信號為收發一體式，不安裝在無人機上；遙控信號采用2.4G通道傳輸，視頻信號采用5.8G與4G通道傳輸，實時獲得平攝像頭模塊、頂攝像模塊拍攝圖像；數傳圖傳無人機端與飛行控制器連接；數傳圖傳地面端的遙控器發送無人機動作指令至數傳圖傳無人機端，將數字信號傳輸至飛行控制器。

4.根據權利要求1所述的一種煤礦井下防爆型四旋翼無人機，其特征是：所述電池模塊給無人機提供動力能源，包括：電池防爆盒、電池和集線器；電池防爆盒兩翼設有與機架連接的連接座，一側開口，固定在第二中間層底部，電池、集線器和電調澆封在電池防爆盒內；與飛控模塊中的電源管理器連接，保證動力，同時延長續航時間；電池與動力系統中的電調通過集線器連接，電調輸出端與無刷電機連接，電調的信號線輸入端與飛行控制器連接；在電池模塊供電處設置防爆接口，電池模塊的電池防爆盒采用插拔式上電，安裝在第二中間層底部，與集線器連接。

5.根據權利要求1所述的一種煤礦井下防爆型四旋翼無人機，其特征是：所述動力系統包括：無刷電機、電調和電機座；電調安裝在電池防爆盒內，無刷電機安裝在電機座內，位于機架第二中間層機臂與第一中間層機臂末端，電機座固定在第一中間層上；電調的輸出端與無刷電機的輸入端連接，電調的輸入端連接到集線器，信號線連接飛行控制器；電機座包括：電機槽、聯軸器、6020軸承、延長軸和快拆座；快拆座底部與聯軸器連接，延長軸與聯軸器過盈連接，聯軸器安裝在6020軸承內圈；6020軸承的外圈安裝在電機槽內；無刷電機安裝在電機槽內部，在電機槽底端與機臂末端連接。