[發明專利]一種具備地形自適應起降和行走功能的四旋翼無人機

在審

• 申請號: 202010792130.9
• 申請日: 2020-08-08
• 公開（公告）號: CN112027065A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 魏小輝;孔德旭;彭一明;孫浩;尹喬之
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C25/02
• 分類號: B64C25/02;B64C25/32;B64C27/08
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種具備地形自適應起降和行走功能的四旋翼無人機，涉及四旋翼無人機領域，能夠適應各類復雜地形，且具備行走能力。本發明包括：安裝平臺、控制盒、旋翼、支臂。旋翼安裝平臺的四個角處固連旋翼安裝臂，旋翼安裝臂的另一端設置電機連接并驅動旋翼。旋翼安裝平臺、控制盒、起落架安裝平臺沿豎直方向依次連接，起落架安裝平臺兩側對稱安裝六個支腿，支腿具有三段三關節，關節處設置電機并由所述電機驅動。起落架上設置距離傳感器和角度傳感器，控制盒連接并控制旋翼、支臂，并通過智能自主降落控制系統的設計，降低了降落操作的技術門檻。同時通過六足仿生設計，提高了無人機對復雜地形著陸的適應能力與行走能力，拓寬無人機應用前景。

技術領域

本發明涉及四旋翼無人機領域，尤其涉及一種具備地形自適應起降和行走功能的四旋翼無人機。

背景技術

隨著無人機的發展，因為其小巧、方便、易操作等特點，無人機被應用到越來越多的場合，例如植保、災區搜尋、投放物資、礦井搜尋、秘密偵查。因為各類場合的地形多樣，所以對無人機的地形適應能力提出了更高的要求。

傳統的橇式或者輪式起落架的多旋翼無人機對起降地面要求較高。由于缺乏地形自適應的能力，在復雜地面進行起降時，往往需要操控人員根據經驗和操控技術額外進行調控，大大增加起飛難度，當操作人員視線受阻無法得到多旋翼無人機的起降的地面信息時，甚至常會發生無人機無法降落或者側翻損壞的事故。

為了解決地形自適應的問題，現有技術中，能自適應地形的無人機設計少，專利號為CN209274889U的《一種植保無人飛機復雜地形自適應起落架》中提出了一種采用四根獨立伸縮的桿結構作為無人機起落架的地形自適應技術。但是這樣的結構，每個支腿只能改變足端的落點高度，不能改變足端落點的平面位置。同時，四足結構在某一足懸空時穩定性比較差。

專利號為CN106043673A的《一種可在任意地形降落的無人機》中提出了一種通過支撐桿與機體連接的固定環作為無人機的起落架。該發明的固定環與地面是線接觸，能夠適應的地形情況有限。對于地面斜度較大，不平整度較大的地形仍然不能適應，并且無法保證機體在不平整地形下處于水平姿態，不利于無人機起飛降落。

專利號為CN109204785A的《一種全地形自適應性無人機垂直起降起落架》中提出的全地形自適應起落架，其采用的承載塊與地面是面接觸，對地形的適應能力有限。并且每個承載柱只能在導軌上移動，可移動范圍有限，所以落點選擇有限。

綜上，現有技術中的無人機不能在各類崎嶇地形中自適應起降，起落穩定性待提高，且不具有地面行走功能。

發明內容

本發明提供一種具備地形自適應起降和行走功能的四旋翼無人機，夠在遠離操作人員視線的復雜地形下自主穩定起降落，且能在地面上移動，拓展了無人機的功能范圍。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種具備地形自適應起降和行走功能的四旋翼無人機，包括旋翼、旋翼電機、旋翼安裝臂、控制盒、旋翼安裝平臺、起落架、起落架安裝平臺、距離傳感器、角度傳感器。

旋翼安裝平臺是頂面為正方形的長方體，旋翼安裝平臺的四個角處固定連接旋翼安裝臂，旋翼安裝臂的另一端設置旋翼電機，旋翼電機的輸出軸連接并驅動旋翼。旋翼安裝平臺、控制盒、起落架安裝平臺沿豎直方向依次連接，起落架安裝平臺上設置起落架。

起落架安裝平臺為長方體，沿起落架安裝平臺的兩側邊對稱安裝六個起落架，起落架具有三段兩關節，關節處設置電機并通過所述電機驅動，起落架和起落架安裝平臺活動連接，起落架上設置距離傳感器和角度傳感器，控制盒連接并控制所述電機、旋翼電機、距離傳感器、角度傳感器。

進一步的，起落架包括第一骨節、第二骨節、第三骨節、驅動電機。起落架安裝平臺、第一骨節、第二骨節、第三骨節依次活動連接，驅動電機設置在各個連接處。