CN113879550B - 一种基于无人机碰撞的防撞***及防撞方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机碰撞的防撞***及防撞方法，包括无人机本体，无人机本体的底部分别设有光学识别器和保护组件，无人机本体的顶部安装有四个螺旋桨组件，螺旋桨组件的外侧设有螺旋桨防护组件和调节组件，螺旋桨防护组件与调节组件之间设有安装组件，本发明的防护环对螺旋桨组件起到保护防撞作用，防护环替螺旋桨组件承受外力冲击，当防护环的一侧受到外力冲击过大受损严重时，防护环内部的第一LED灯亮起，提醒工作人员启动调节组件，使得防护环转动180度，完好的半圈转至受力处，对螺旋桨组件进行二次防护，防护环的二次防护，减少了防护环的更换频率，降低了防撞成本。

Description

一种基于无人机碰撞的防撞***及防撞方法

技术领域

本发明涉及无人机防撞技术领域，具体为一种基于无人机碰撞的防撞***及防撞方法。

背景技术

机场的无人机净空***中，将光学识别器安装于无人机的底部，无人机带动光学识别器升空至目的空域，对目的空域进行智能跟踪算法和视频处理技术，可持续锁定跟踪拍摄单个目标，直至目标离开警戒区。

现有的无人机的防撞***，多是对无人机的螺旋桨***进行防护，防撞***替代螺旋桨承受外力冲击，因此防撞***受到撞击受损，需要经常更换，导致防撞成本较高，而且增加了工作人员的工作强度，防撞***的拆装费时费力，而且无人机若降落在地形复杂的地面上时，地面上较长的凸起物对无人机底部的光学识别器进行撞击，导致光学识别器受损，为此，提出一种基于无人机碰撞的防撞***及防撞方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无人机碰撞的防撞***及防撞方法，以解决上述背景技术中提出防撞***受到撞击受损，需要经常更换，导致防撞成本较高，而且增加了工作人员的工作强度，防撞***的拆装费时费力，而且无人机若降落在地形复杂的地面上时，地面上较长的凸起物对无人机底部的光学识别器进行撞击，导致光学识别器受损的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无人机碰撞的防撞***，包括无人机本体，所述无人机本体的底部分别设有光学识别器和保护组件，所述无人机本体的顶部安装有四个螺旋桨组件，所述螺旋桨组件的外侧设有螺旋桨防护组件和调节组件，所述螺旋桨防护组件与所述调节组件之间设有安装组件；

所述螺旋桨防护组件包括防护环，所述防护环的一侧设有支撑机构，所述防护环的内部分别安装有蓄电池和灯座，所述灯座设有警示机构，所述灯座的两侧与所述蓄电池的两侧分别设有第二导线和第一导线，所述防护环的内部设有两个弧形弹片；

所述调节组件包括槽体，所述槽体的内部转动连接有支撑架，所述支撑架通过空心轴转动连接于所述槽体的内部，所述空心轴的外侧套接有扭簧，所述槽体的内部设有卡接机构；

所述安装组件包括安装环，所述安装环套接于所述支撑架的外侧，所述安装环的内侧设有安装机构；

所述保护组件包括防护架，所述防护架的内侧通过滑轨滑动连接有两个梳齿板，两个所述梳齿板的一侧设有连动机构。

作为优选，上述所述安装机构包括两个卡块，两个所述卡块均活动***于所述支撑架的内部，所述支撑架的顶部开设有与所述防护环相适配的凹槽，所述防护环活动***于所述凹槽内部，所述卡块的一端固定连接有第二磁铁，所述安装环的内侧固定连接有第一磁铁，所述第一磁铁与所述第二磁铁相对的一侧磁极相同，所述防护环的外侧开设有与所述卡块相适配的卡槽，所述卡块的一端***于所述卡槽的内部。

作为优选，上述所述安装环的内壁固定连接有两个锥形插齿，所述支撑架的两侧均开设有与所述锥形插齿相适配的锥形槽，所述锥形插齿***于所述锥形槽的内部。

作为优选，上述所述防护环的内部固定连接有若干直板，所述直板的一侧固定连接有拉簧，所述拉簧远离所述直板的一端与所述弧形弹片的一端固定连接，所述弧形弹片的一侧固定连接有若干铁片，所述警示机构包括第一LED灯和第二LED灯，所述第一LED灯与所述第二LED灯的灯光颜色不同。

作为优选，上述所述支撑机构包括四个弧状支撑槽体，所述弧状支撑槽体活动套接于所述防护环的外侧，所述弧状支撑槽体的底部固定连接有板体，所述板体与所述无人机本体之间通过螺栓固定连接，所述防护环位于所述螺旋桨组件的外侧。

作为优选，上述所述卡接机构包括电动推杆，所述电动推杆安装于所述槽体的内部，所述空心轴的外侧开设有插槽，所述扭簧的一端固定连接于所述空心轴外侧，所述扭簧的另一端固定连接于所述槽体的内部底壁，所述槽体的内部固定连接有导向环，所述电动推杆的输出端贯穿所述导向环***于所述插槽的内部。

作为优选，上述所述连动机构包括两个筒体，所述筒体的内部活动***有直杆，所述直杆的一端固定连接于所述无人机本体的底部，所述筒体的内部固定连接有弹簧，所述弹簧的顶端与所述直杆的底端固定连接，所述筒体与所述梳齿板之间铰接有连接杆，两个所述梳齿板呈交错分布。

另外本发明还提供了一种基于无人机碰撞的防撞***的防撞方法，包括以下步骤：

S1、无人机起飞：无人机本体在空域飞行，光学识别器进行拍摄图片记录；

S2、螺旋桨防撞：当螺旋桨组件受到撞击时，螺旋桨组件外侧的防护环承受了外界的冲击；

S3、光学识别器防撞：当无人机本体在地面降落时，制动机构受到无人机本体自重作用移动，带动两个梳齿板相对移动，对光学识别器起到遮挡作用，防止随着无人机本体降落，地面的凸起物对光学识别器撞击的情况出现。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明的防护环对螺旋桨组件起到保护防撞作用，防护环替螺旋桨组件承受外力冲击，当防护环的一侧受到外力冲击过大受损严重时，防护环内部的第一LED灯亮起，提醒工作人员启动调节组件，使得防护环转动180度，完好的半圈转至受力处，对螺旋桨组件进行二次防护，此举减轻了工作人员手动更换防撞***的工作强度，而且防护环的二次防护，减少了防护环的更换频率，降低了防撞成本；

二、本发明防护环在安装时，将安装环展开套在防护环的外侧，安装环内侧的第一磁铁与第二磁铁相对的一侧磁极相同因此互斥，使得卡块***于卡槽内部，安装方便快捷，省时省力；

三、本发明的无人机本体降落时，连动机构受到无人机本体的自重作用，通过铰接的连接杆带动两个梳齿板交叉移动，从而对光学识别器的下方形成遮挡防护，防止地面上有较高的凸起物，对光学识别器进行撞击导致光学识别器受损。

附图说明

图1为本发明的无人机本体的结构示意图；

图2为本发明的螺旋桨组件的结构示意图；

图3为本发明的防护环的剖视结构示意图；

图4为图3的A区放大结构示意图；

图5为本发明的安装环的剖视结构示意图；

图6为图5的B区放大结构示意图；

图7为本发明的安装环的结构示意图；

图8为本发明的弧状支撑槽体的结构示意图；

图9为本发明的弧形弹片的结构示意图；

图10为本发明的槽体的剖视结构示意图；

图11为本发明的空心轴的剖视结构示意图；

图12为本发明的防护环的另一视角的剖视结构示意图；

图13为本发明的筒体的剖视结构示意图；

图14为本发明的防护架的结构示意图。

图中：100、无人机本体；200、光学识别器；300、螺旋桨组件；400、螺旋桨防护组件；401、防护环；402、蓄电池；403、灯座；404、第一LED灯；405、第二LED灯；406、第一导线；407、第二导线；408、弧形弹片；409、铁片；410、拉簧；411、直板；412、支撑架；413、弧状支撑槽体；500、调节组件；501、槽体；502、空心轴；503、扭簧；504、电动推杆；505、插槽；506、导向环；600、安装组件；601、安装环；602、锥形插齿；603、锥形槽；604、卡槽；605、卡块；606、第一磁铁；607、第二磁铁；700、保护组件；701、直杆；702、筒体；703、弹簧；704、防护架；705、梳齿板；706、连接杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-14，本发明提供一种技术方案：一种基于无人机碰撞的防撞***，包括无人机本体100，无人机本体100的底部分别设有光学识别器200和保护组件700，无人机本体100的顶部安装有四个螺旋桨组件300，螺旋桨组件300的外侧设有螺旋桨防护组件400和调节组件500，螺旋桨防护组件400与调节组件500之间设有安装组件600；

螺旋桨防护组件400包括防护环401，防护环401的一侧设有支撑机构，防护环401的内部分别安装有蓄电池402和灯座403，灯座403设有警示机构，灯座403的两侧与蓄电池402的两侧分别设有第二导线407和第一导线406，防护环401的内部设有两个弧形弹片408；

调节组件500包括槽体501，槽体501的内部转动连接有支撑架412，支撑架412通过空心轴502转动连接于槽体501的内部，空心轴502的外侧套接有扭簧503，槽体501的内部设有卡接机构。

防护环401的内部固定连接有若干直板411，直板411的一侧固定连接有拉簧410，拉簧410远离直板411的一端与弧形弹片408的一端固定连接，弧形弹片408的一侧固定连接有若干铁片409，警示机构包括第一LED灯404和第二LED灯405，第一LED灯404与第二LED灯405的灯光颜色不同；当弧形弹片408受到外力作用对防护环401的内壁进行挤压时，拉簧410对弧形弹片408起到缓冲导向作用，铁片409和弧形弹片408均为铁制品，具有导电作用，当带有铁片409的弧形弹片408与两个导线贴合时，使得灯座403上的两个LED灯通电发亮，第一LED灯404和第二LED灯405属于并联关系。

支撑机构包括四个弧状支撑槽体413，弧状支撑槽体413活动套接于防护环401的外侧，弧状支撑槽体413的底部固定连接有板体，板体与无人机本体100之间通过螺栓固定连接，防护环401位于螺旋桨组件300的外侧；当防护环401的一侧受到冲击时，防护环401的另一侧受到弧状支撑槽体413的支撑保护作用，弧状支撑槽体413拆装方便快捷，防护环401不会影响螺旋桨的正常转动。

卡接机构包括电动推杆504，电动推杆504安装于槽体501的内部，空心轴502的外侧开设有插槽505，扭簧503的一端固定连接于空心轴502外侧，扭簧503的另一端固定连接于槽体501的内部底壁，槽体501的内部固定连接有导向环506，电动推杆504的输出端贯穿导向环506***于插槽505的内部；平时电动推杆504的输出端贯穿导向环506***于插槽505的内部，需要转动防护环401时，电动推杆504的输出端脱离插槽505，空心轴502受到扭簧503的作用转动180度，通过支撑架412带动防护环401转动180度，导向环506对电动推杆504的输出端起到导向支撑作用。

工作原理或者结构原理，使用时，光学识别器200安装于无人机本体100的底部，对目的空域采用40倍光学变焦***，对2km以外飞行的无人机、有人飞机进行光学形式的识别和确认，其核心运用行业先进的DSP芯片，通过嵌入式***，实现其目标智能跟踪算法和视频处理技术，可持续锁定跟踪拍摄单个目标，直至目标离开警戒区。

无人机本体100起飞，防护环401对螺旋桨组件300起到防护作用，当螺旋桨组件300受到外力撞击时，防护环401承受了外界冲击，保护了螺旋桨组件300，当防护环401的一侧受到冲击的受损程度过大需要更换时，外力会通过防护环401对内部的弧形弹片408进行冲击，弧形弹片408受外力作用移动，铁片409与两个导线贴合，第一导线406与第二导线407连通，第一LED灯404点亮。

第一LED灯404亮起，提醒机场地面的工作人员，启动电动推杆504，电动推杆504的输出端拔出插槽505，扭簧503通过空心轴502带动支撑架412转动180度，将防护环401完好的半圈转出弧状支撑槽体413，使得完好的半圈防护环401继续对螺旋桨组件300进行防护，防护环401得以起到二次防护的作用，当完好的半圈防护环401受损严重时，与另一侧的弧形弹片408的原理相同，弧形弹片408移动，使得第二LED灯405亮起，提醒工作人员更换防护环401，第一LED灯404与第二LED灯405的颜色不同，方便工作人员识别。

电动推杆504由无人机本体100内部供电***进行供电，此举防护环401对螺旋桨组件300起到二次防护的作用，减少了防护环401的更换频率，从而降低了防撞成本，防护环401自动转动更换撞击区域，操作简单方便。

实施例2

其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例2与实施例1的不同之处在于：安装组件600包括安装环601，安装环601套接于支撑架412的外侧，安装环601的内侧设有安装机构。

安装机构包括两个卡块605，两个卡块605均活动***于支撑架412的内部，支撑架412的顶部开设有与防护环401相适配的凹槽，防护环401活动***于凹槽内部，卡块605的一端固定连接有第二磁铁607，安装环601的内侧固定连接有第一磁铁606，第一磁铁606与第二磁铁607相对的一侧磁极相同，防护环401的外侧开设有与卡块605相适配的卡槽604，卡块605的一端***于卡槽604的内部；由于第一磁铁606与第二磁铁607相对的一侧磁极相同因此互斥，使得卡块605在支撑架412内部移动，将卡块605***于卡槽604内部。

安装环601的内壁固定连接有两个锥形插齿602，支撑架412的两侧均开设有与锥形插齿602相适配的锥形槽603，锥形插齿602***于锥形槽603的内部；安装环601内侧的锥形插齿602***于锥形槽603的内部，防止安装环601自由脱离支撑架412。

工作原理或者结构原理，使用时，安装防护环401时，将防护环401***于支撑架412的凹槽内部，将展开安装环601，将安装环601套在防护环401的外侧，安装环601具有弹性，松开安装环601，安装环601内侧的锥形插齿602***于锥形槽603的内部，同时第一磁铁606与第二磁铁607呈相对位置，由于第一磁铁606与第二磁铁607相对的一侧磁极相同因此互斥，使得卡块605在支撑架412内部移动，将卡块605***于卡槽604内部，完成安装，安装方便快捷，省时省力。

实施例3

其中与实施例2中相同或相应的部件采用与实施例2相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例2的区别点。该实施例3与实施例2的不同之处在于：保护组件700包括防护架704，防护架704的内侧通过滑轨滑动连接有两个梳齿板705，两个梳齿板705的一侧设有连动机构。

连动机构包括两个筒体702，筒体702的内部活动***有直杆701，直杆701的一端固定连接于无人机本体100的底部，筒体702的内部固定连接有弹簧703，弹簧703的顶端与直杆701的底端固定连接，筒体702与梳齿板705之间铰接有连接杆706，两个梳齿板705呈交错分布；当无人机本体100升空时，弹簧703推动筒体702相对直杆701移动复位，当无人机本体100降落时，弹簧703对直杆701起到缓冲作用，当筒体702相对直杆701上移时，通过铰接的连接杆706带动两个梳齿板705相对移动。

工作原理或者结构原理，使用时，当无人机本体100降落时，筒体702受到地面与无人机本体100之间的挤压作用，相对直杆701上移，通过铰接的连接杆706推动两个梳齿板705在防护架704内部相对移动，使得两个梳齿板705插接，从而对光学识别器200的下方形成遮挡防护，防止地面上有较高的凸起物，对光学识别器200进行撞击，使得光学识别器200受损，同时两个梳齿板705在无人机本体100升空作业时处于分离状态，不会遮挡光学识别器200的视角，对光学识别器200的正常工作不会造成干扰。

另外本发明还提供了一种基于无人机碰撞的防撞***的防撞方法，包括以下步骤：

S1、无人机起飞：无人机本体100在空域飞行，光学识别器200进行拍摄图片记录；

S2、螺旋桨防撞：当螺旋桨组件300受到撞击时，螺旋桨组件300外侧的防护环401承受了外界的冲击；

S3、光学识别器防撞：当无人机本体100在地面降落时，制动机构受到无人机本体100自重作用移动，带动两个梳齿板705相对移动，对光学识别器200起到遮挡作用，防止随着无人机本体100降落，地面的凸起物对光学识别器200撞击的情况出现。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于无人机碰撞的防撞***，其特征在于：包括无人机本体（100），所述无人机本体（100）的底部分别设有光学识别器（200）和保护组件（700），所述无人机本体（100）的顶部安装有四个螺旋桨组件（300），所述螺旋桨组件（300）的外侧设有螺旋桨防护组件（400）和调节组件（500），所述螺旋桨防护组件（400）与所述调节组件（500）之间设有安装组件（600）；

所述螺旋桨防护组件（400）包括防护环（401），所述防护环（401）的一侧设有支撑机构，所述防护环（401）的内部分别安装有蓄电池（402）和灯座（403），所述灯座（403）设有警示机构，所述灯座（403）的两侧与所述蓄电池（402）的两侧分别设有第二导线（407）和第一导线（406），所述防护环（401）的内部设有两个弧形弹片（408）；

所述调节组件（500）包括槽体（501），所述槽体（501）的内部转动连接有支撑架（412），所述支撑架（412）通过空心轴（502）转动连接于所述槽体（501）的内部，所述空心轴（502）的外侧套接有扭簧（503），所述槽体（501）的内部设有卡接机构；

所述安装组件（600）包括安装环（601），所述安装环（601）套接于所述支撑架（412）的外侧，所述安装环（601）的内侧设有安装机构；

所述保护组件（700）包括防护架（704），所述防护架（704）的内侧通过滑轨滑动连接有两个梳齿板（705），两个所述梳齿板（705）的一侧设有连动机构；

所述安装机构包括两个卡块（605），两个所述卡块（605）均活动***于所述支撑架（412）的内部，所述支撑架（412）的顶部开设有与所述防护环（401）相适配的凹槽，所述防护环（401）活动***于所述凹槽内部，所述卡块（605）的一端固定连接有第二磁铁（607），所述安装环（601）的内侧固定连接有第一磁铁（606），所述第一磁铁（606）与所述第二磁铁（607）相对的一侧磁极相同，所述防护环（401）的外侧开设有与所述卡块（605）相适配的卡槽（604），所述卡块（605）的一端***于所述卡槽（604）的内部；

所述支撑机构包括四个弧状支撑槽体（413），所述弧状支撑槽体（413）活动套接于所述防护环（401）的外侧，所述弧状支撑槽体（413）的底部固定连接有板体，所述板体与所述无人机本体（100）之间通过螺栓固定连接，所述防护环（401）位于所述螺旋桨组件（300）的外侧；

所述连动机构包括两个筒体（702），所述筒体（702）的内部活动***有直杆（701），所述直杆（701）的一端固定连接于所述无人机本体（100）的底部，所述筒体（702）的内部固定连接有弹簧（703），所述弹簧（703）的顶端与所述直杆（701）的底端固定连接，所述筒体（702）与所述梳齿板（705）之间铰接有连接杆（706），两个所述梳齿板（705）呈交错分布。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机碰撞的防撞***，其特征在于：所述安装环（601）的内壁固定连接有两个锥形插齿（602），所述支撑架（412）的两侧均开设有与所述锥形插齿（602）相适配的锥形槽（603），所述锥形插齿（602）***于所述锥形槽（603）的内部。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机碰撞的防撞***，其特征在于：所述防护环（401）的内部固定连接有若干直板（411），所述直板（411）的一侧固定连接有拉簧（410），所述拉簧（410）远离所述直板（411）的一端与所述弧形弹片（408）的一端固定连接，所述弧形弹片（408）的一侧固定连接有若干铁片（409），所述警示机构包括第一LED灯（404）和第二LED灯（405），所述第一LED灯（404）与所述第二LED灯（405）的灯光颜色不同。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机碰撞的防撞***，其特征在于：所述卡接机构包括电动推杆（504），所述电动推杆（504）安装于所述槽体（501）的内部，所述空心轴（502）的外侧开设有插槽（505），所述扭簧（503）的一端固定连接于所述空心轴（502）外侧，所述扭簧（503）的另一端固定连接于所述槽体（501）的内部底壁，所述槽体（501）的内部固定连接有导向环（506），所述电动推杆（504）的输出端贯穿所述导向环（506）***于所述插槽（505）的内部。

5.一种根据权利要求1-4任意一项基于无人机碰撞的防撞***的防撞方法，包括以下步骤：

S1、无人机起飞：无人机本体（100）在空域飞行，光学识别器（200）进行拍摄图片记录；

S2、螺旋桨防撞：当螺旋桨组件（300）受到撞击时，螺旋桨组件（300）外侧的防护环（401）承受了外界的冲击；

S3、光学识别器防撞：当无人机本体（100）在地面降落时，制动机构受到无人机本体（100）自重作用移动，带动两个梳齿板（705）相对移动，对光学识别器（200）起到遮挡作用，防止随着无人机本体（100）降落，地面的凸起物对光学识别器（200）撞击的情况出现。