CN108891587A - 一种具有气囊的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有气囊的无人机，其包括机体（1）、设置在机体（1）内的控制电路及供电装置和设置在机体（1）外的四个旋翼（11），所述机体（1）下侧设置有气泡仓（2）和传感器模块，所述传感器模块包括距离传感器和加速度传感器，所述距离传感器和所述加速度传感器分别与控制电路相连接，所述气泡仓（2）外设置有水浸传感器，气泡仓（2）内设置有未充气的气泡（22），气泡（22）接通有气罐（21），气罐（21）设置有电磁阀门，所述水浸传感器和所述电磁阀门分别与控制电路相连接。本发明所要解决的技术问题是提供一种具有气囊的无人机，如果无人机发生故障突然高速坠落，气囊会自动充气形成气泡，这既能在一定程度上保护机体和机载设备又能防止机体沉没在水中。
Description
技术领域
本发明属于无人机领域，具体涉及一种具有气囊的无人机。
背景技术
随着社会的发展，科学技术的不断进步，旋翼式无人机的应用越来越广泛，其技术也日益成熟，某些无人机专门用于湖泊、海面航拍，但由于无人机是通过远程控制在空中飞行，所以在安全性上存在一定的隐患，可能会由于线路问题、硬件问题、使用距离问题或不小心碰撞问题等导致无人机不受使用者控制突然坠落，这种情况下，如果下面是陆地，坠落会导致无人机机体和机载设备的损坏，如果下面是水面，无人机会坠落掉入水中，等人员到达时，机体可能已经沉入水中难以找回。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有气囊的无人机，如果无人机发生故障突然高速坠落，气囊会自动充气形成气泡，这既能在一定程度上保护机体和机载设备又能防止机体沉没在水中。
为了达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
提供一种具有气囊的无人机，其包括机体、设置在机体内的控制电路及供电装置和设置在机体外的四个旋翼，所述机体下侧设置有气泡仓和传感器模块，传感器模块包括距离传感器和加速度传感器，距离传感器和加速度传感器分别与控制电路相连接，气泡仓外设置有水浸传感器，气泡仓内设置有未充气的气泡，气泡适于与气体产生装置、例如气罐连接，它们之间设置有电磁阀门，所述水浸传感器和电磁阀门分别与控制电路相连接。
优选地，所述机体下侧设置有支脚。
优选地，所述气泡仓与所述无人机的机体的重心处在一个垂直方向上。
优选地，所述无人机的机体设置有防水结构。
优选地，所述气体产生装置是气罐或压缩机或能够产生气体的化学物质。
一方面，无人机在较高空域飞行，当距离传感器检测到无人机与地面或水面的距离突然迅速降低并且加速度传感器检测到无人机向下的加速度接近自由落体时，它们向控制电路发出信号，控制电路启动电磁阀门，气泡经由气罐充气而膨胀。如果下面是陆地，膨胀的气泡可以在一定程度上保护机体和机载设备，如果下面是水面，膨胀的气泡可以将无人机浮在水面上。
另一方面，当无人机在较低空域飞行时，由于高度太低，可能距离传感器和加速度传感器来不及反应无人机就已经掉落在水面，这时水浸传感器会检测到有水浸入，并向控制电路发出信号，控制电路启动电磁阀门，气泡经由气罐充气而膨胀，从而将无人机浮在水面上不至于沉没在水中。
本发明提供的具有气囊的无人机特别适用于在水面上空使用，并且本发明的气囊尤其适用于具有防水结构的无人机。
根据本发明，通过以下方式启用气囊：
当距离传感器检测到无人机与地面或水面的距离突然迅速降低并且加速度传感器检测到无人机向下的加速度接近自由落体时向控制电路发出信号，控制电路启动电磁阀门向气泡充气；或者当水浸传感器检测到有水浸入时向控制电路发出信号，控制电路启动电磁阀门向气泡充气。
优选地，无人机机体下侧可以相对于无人机重心对称设置两个气泡仓，每个气泡仓外分别设置有水浸传感器，气泡仓内设置有未充气的气泡，气泡适于与气体产生装置、例如气罐连接，它们之间设置有电磁阀门，所述水浸传感器和电磁阀门分别与控制电路相连接。当任何一个水浸传感器检测到有水浸入时向控制电路发出信号，控制电路启动两个电磁阀门向所有气泡充气。
优选地，无人机的支脚上可以安装有辅助气囊，并且辅助气囊始终处于充满气的状态，优选充满小于空气密度的气体，充满这种气体的辅助气囊飞行时可以给无人机以向上的升力，陆地降落时可以缓冲无人机与地面的撞击，掉落水面时可以帮助浮起无人机。
附图说明
图1以示意图的方式示出了本发明的具有气囊的无人机，其中，1是机体、11是旋翼、12是支脚、2是气泡仓、21是气罐、22是气泡。
图2示出了根据本发明的具有气囊的无人机的侧视图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
提供一种具有气囊的无人机，其包括机体1、设置在机体1内的控制电路及供电装置和设置在机体1外的四个旋翼11，所述机体1下侧设置有气泡仓2和传感器模块，传感器模块包括距离传感器和加速度传感器，距离传感器和加速度传感器分别与控制电路相连接，气泡仓2外设置有水浸传感器，气泡仓2内设置有未充气的气泡22，气泡22适于与一气罐21连接，它们之间设置有电磁阀门，所述水浸传感器和电磁阀门分别与控制电路相连接。此外，所述机体下侧设置有支脚12。
如图1所示，与现有的无人机相同，本申请的无人机通过四个旋翼驱动飞行，并且设置有控制电路及供电装置等。
另外，机体1下侧设置有传感器模块，传感器模块包括距离传感器和加速度传感器，距离传感器和加速度传感器分别与控制电路相连接，距离传感器可以检测无人机与地面或水面的距离变化，加速度传感器可以检测无人机的加速度的变化，当距离传感器检测到无人机与地面或水面的距离突然迅速降低并且加速度传感器检测到无人机向下的加速度接近自由落体时向控制电路发出信号，控制电路启动电磁阀门向气泡充气。
气泡仓2外的水浸传感器可以感知是否有水浸入。如果无人机落入水中，当水浸传感器检测到有水浸入时向控制电路发出信号，控制电路启动电磁阀门向气泡充气，气罐21内的压缩气体流入气泡22，气泡22膨大，从而无人机可以漂浮在水面。
作为另一种实施方式，充入气泡22内的气体通过压缩机产生，或由化学物质反应产生。通过化学物质的反应，可以使气体迅速产生，从而使得充填更为迅速。这样的物质例如包括NaN3、KNO3和SiO2.。
此外，根据本发明的一个示例性实施例，传感器模块设有能够在落地之前探测着落地面是陆地还是水面的传感器，例如摄像机。在判断是陆地的情况下，只需要启动气囊即可，气囊的工作状态可以根据陆地特点、着地速度等确定。在判断是水面的情况下，由于水面相对于地面具有更好的缓冲作用，因此所需要的气囊的缓冲作用可以适当降低，只需要控制气囊使无人机能够漂浮水面即可。但在水面着落的情况下，需要防止水进入到无人机害怕水的部件中，因此，根据本发明，还可以设置一个包裹展开物，以在落入水面时适当包裹无人机。
根据本发明的进一步的实施例，无人机还设有水中驱动装置，以便在落入水中时能够驱动向岸边移动，从而可以使无人机停留在水中的时间尽可能短。
根据本发明的另一个示例性实施例，还提供了一种无人机意外掉落的控制方法，包括以下步骤：
基于第一传感器模块判断无人机是否处于意外掉落状态；
通过第二传感器模块判断无人机即将着落的是陆地还是水面以及预估着落时的运动状态；
基于着落的是地面还是水面以及着落时的运动状态，控制向气泡的气体供给的供给特性。
优选的，无人机的各关键部件可以设置防水结构，配合本申请的气泡结构，可以完全避免设备损坏。
优选的，所述机体1下侧设置有支脚12，用于防止气泡仓2与地面接触，从而保护气泡仓2免受碰撞。
在本发明的一个优选实施例中，无人机机体下侧可以相对于无人机重心对称设置两个气泡仓，每个气泡仓外分别设置有水浸传感器，气泡仓内设置有未充气的气泡，气泡适于与气体产生装置、例如气罐连接，它们之间设置有电磁阀门，所述水浸传感器和电磁阀门分别与控制电路相连接。当任何一个水浸传感器检测到有水浸入时向控制电路发出信号，控制电路启动两个电磁阀门向所有气泡充气。
在本发明的另一个优选实施例中，无人机的支脚上可以安装有辅助气囊，并且辅助气囊始终处于充满气的状态，优选充满小于空气密度的气体，充满这种气体的辅助气囊飞行时可以给无人机以向上的升力，陆地降落时可以缓冲无人机与地面的撞击，掉落水面时可以帮助浮起无人机。
尽管一些实施例已经被说明，但是这些实施例仅仅是以示例的方式予以呈现，而没有旨在限定本发明的范围。所附的权利要求和它们的等价形式旨在覆盖落在本发明范围和精神内的所有改型、替代和改变。
Claims (8)
1.一种具有气囊的无人机，其特征在于，包括机体（1）、设置在机体（1）内的控制电路及供电装置和设置在机体（1）外的四个旋翼（11），所述机体（1）下侧设置有气泡仓（2）和传感器模块，所述传感器模块包括距离传感器和加速度传感器，所述距离传感器和加速度传感器分别与控制电路相连接，气泡仓（2）外设置有水浸传感器，气泡仓（2）内设置有未充气的气泡（22），气泡（22）与气体产生装置连接，且它们之间设有电磁阀门，所述水浸传感器和电磁阀门分别与控制电路相连接。
2.根据权利要求1所述的具有气囊的无人机，其特征在于，所述机体（1)下侧设置有支脚(12)。
3.根据权利要求2所述的具有气囊的无人机，其特征在于，所述支脚(12)上安装有辅助气囊。
4.根据权利要求1所述的具有气囊的无人机，其特征在于，所述气泡仓（2）与所述无人机的机体（1）的重心处在一个垂直方向上。
5.根据权利要求1所述的具有气囊的无人机，其特征在于，所述无人机的机体（1）设置有防水结构。
6.根据权利要求1所述的具有气囊的无人机，其特征在于，所述气体产生装置是气罐（21）或压缩机或能够产生气体的化学物质。
7.一种无人机意外掉落的控制方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
基于第一传感器模块判断无人机是否处于意外掉落状态；
通过第二传感器模块判断无人机即将着落的是陆地还是水面以及预估着落时的运动状态；
基于着落的是地面还是水面以及着落时的运动状态，控制向气泡的气体供给的供给特性。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于摄像机通过比对分析判断是陆地还是水面。
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