CN216916313U

CN216916313U - 一种可全方位探测的多旋翼无人机

Info

Publication number: CN216916313U
Application number: CN202122585896.2U
Authority: CN
Inventors: 龚帮民; 艾剑良
Original assignee: Fudan University
Current assignee: Fudan University
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2031-10-26

Abstract

本实用新型公开了一种可全方位探测的多旋翼无人机，属于无人机领域，包括机身以及安装在机身的全方位探测装置和供电结构；全方位探测装置包括相对机身固定的电机、固定安装在电机的输出轴上的连接件、固定安装在连接件上的电路板以及安装在电路板上的控制器、无线通信模块和超声波探头，控制器与无线通信模块和超声波探头电性连接；供电结构包括固定安装在机身上的正极滑环和负极滑环以及固定安装在连接件上的正极滑块和负极滑块；正极滑环和负极滑环分别通过配电导线与机身上的电源的正极和负极电性连接，正极滑块与负极滑块分别通过供电导线与电路板的正极和负极电性连接。本实用新型具有多向探测能力，提高飞行安全性。

Description

一种可全方位探测的多旋翼无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，特别涉及一种可全方位探测的多旋翼无人机。

背景技术

具有三个或者三个以上旋翼的直升机被称为多旋翼无人机或者多轴无人机。其中旋翼是指提供动力的螺旋桨,轴是指供动力的旋翼的旋转轴。多旋翼无人机中旋翼的总距固定，不像一般直升机那样可变。多旋翼无人机飞行时通过改变不同旋翼之间的相对转速，从而改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。多旋翼无人机具有操控性强，可垂直起降和悬停的特点，主要适用于低空、低速、有垂直起降和悬停要求的任务类型。民用方面，旋翼无人机可以用于勘探、摄像、工程检测、抢险救援、货物运送、交通监察等领域。军用方面，旋翼无人机可以进行战场侦察、通讯、挂载武器、物资投递等领域。

然而随着多旋翼无人机承担任务的日益多样，在城市建筑和复杂地形低空飞行时，就要求多旋翼无人机能避开电线、树木、建筑等障碍物，否则容易造成无人机损毁，砸伤地面人员，破坏其他设施等事故。

在障碍物探测方面，超声波测距凭借低成本和高性价比在多旋翼无人机上得到广泛应用，该方法是通过计算发射到接受超声波回声的时间差来计算出障碍物的距离，并及时控制无人机飞行轨迹来规避障碍的方法。超声波测距比其他测距装置成本更低，质量更轻，便于安装在小型旋翼无人机上。但由于超声波探测存在探测盲区，其工作方式为向固定方向发射超声波进行探测，不利于大范围快速的探测无人机四周障碍物信息。

实用新型内容

针对现有技术存在的多旋翼无人机上用于探测障碍物的超声波探头存在探测盲区进而导致影响安全飞行的问题，本实用新型的目的在于提供一种可全方位探测的多旋翼无人机。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种可全方位探测的多旋翼无人机，包括机身、机臂和升力组件，所述机身上安装有全方位探测装置，所述全方位探测装置包括固定安装在所述机身上的电机座、固定安装在所述电机座上的电机、固定安装在所述电机的输出轴上的连接件、固定安装在所述连接件上的电路板以及安装在所述电路板上的控制器、无线通信模块和超声波探头，其中，所述控制器与所述无线通信模块及所述超声波探头电性连接；

还包括用于为所述电路板供电的供电结构，所述供电结构包括固定安装在所述机身上的正极滑环和负极滑环以及固定安装在所述连接件上的正极滑块和负极滑块；所述正极滑环、所述负极滑环以及所述电机的输出轴同轴布置，所述正极滑环和所述负极滑环分别通过配电导线与所述机身上的电源的正极和负极电性连接；所述正极滑块和所述负极滑块分别滑动连接在所述正极滑环和所述负极滑环上，且所述正极滑块与所述负极滑块分别通过供电导线与所述电路板的正极和负极电性连接。

进一步的，所述供电结构还包括两个中空的导管，两个所述导管的一端均固定在所述连接件上，所述正极滑块与所述负极滑块分别可拆卸固定连接在两个所述导管的另一端，所述供电导线穿设在所述导管内。

优选的，所述导管的一端与所述连接件螺纹连接，所述导管的另一端与所述正极滑块或者所述负极滑块螺纹连接，且所述导管的两端上的螺纹的旋向相反、规格相同。

优选的，所述连接件上设置有与所述电机的输出轴相适配的轴孔，所述连接件通过键与所述电机的输出轴可拆卸固定连接；且位于所述连接件下方一侧的所述电机的输出轴上设置有定位轴肩，位于所述连接件上方一侧的所述电机的输出轴上螺纹连接有锁紧螺母。

优选的，所述定位轴肩与所述连接件之间、所述锁紧螺母与所述连接件之间均设置有轴套。

优选的，所述机身的顶部开设有凹槽，所述电机座固定安装在所述凹槽内，且所述电机的输出轴呈竖直状布置，所述探头的探测方向呈水平状。

优选的，所述超声波探头配置有两个，两个所述超声波探头对称安装在所述电路板的上、下两侧。

采用上述技术方案，由于全方位探测装置的设置，使得当电机转动时即可带动连接件周向旋转，从而使安装在电路板上的超声波探头周向旋转以进行无死角探测，探测数据即可经控制器发送给无线通信模块，由无线通信模块将探测结果发送出去；又由于供电结构的设置，使得电机带动电路板转动的过程中，也能够通过正极滑环、负极滑环、正极滑块、负极滑块的配合而传动电能，从而保障全方位探测装置用电。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B处的局部放大图；

图4为本实用新型供电结构的俯视示意图。

图中:1-机身、2-机臂、3-升力电机、4-螺旋桨、5-电机座、6-电机、7-连接件、8-电路板、9-超声波探头、10-锁紧螺母、11-轴套、12-正极滑环、13-负极滑环、14-正极滑块、15-负极滑块、16-导管、17-固定块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本实用新型结构的说明，仅是为了便于描述本实用新型的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本实用新型的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一种可全方位探测的多旋翼无人机，如图1-4所示，包括机身1、机臂2和升力组件，机臂2通常设置有多个并固定连接在机身1的周向侧壁上，每个机臂2的梢部通常都布置有一升力组件，而升力组件通常包括升力电机3以及安装在升力电机3上的螺旋桨4。另外，机身1上安装有全方位探测装置，该全方位探测装置用于探测无人机四周360°方向上是否存在障碍物。

本实施例中，该全方位探测装置具体包括有电机座5、电机6、连接件7、电路板8、控制器、无线通信模块和超声波探头9。

其中，在机身1的顶部开设有凹槽，上述的电机座5以过盈配合或者是焊接的方式固定安装在该凹槽内，而电机6则通过螺栓或者螺钉可拆卸固定安装在电机座5上，并且电机6的输出轴呈竖直状布置，且该输出轴的顶端伸出到机身1顶面外。连接件7上则开设有与电机6的输出轴相适配的轴孔，并且连接件7通过键可拆卸固定在电机6的输出轴上。另外，为了防止该连接件7发生轴向窜动，在位于连接件7下方一侧的电机6的输出轴上设置有定位轴肩，在位于连接件7上方一侧的电机6的输出轴上螺纹连接有锁紧螺母10。同时，为了保护连接件7和电机6的输出轴，还在定位轴肩与连接件7之间、锁紧螺母10与连接件7之间均设置有轴套11。

电路板8通过螺钉固定安装在连接件7上，并且电路板8呈竖直状布置，上述的控制器、无线通信模块和超声波探头9均固定安装在电路板8上，并且控制器同时与无线通信模块和超声波探头9电性连接。其中，超声波探头9的探测方向呈水平状，以便于360°无死角探测，超声波探头9所探测到的信息数据经控制器发送给无线通信模块，由无线通信模块将信息数据发送出去，例如机身1中搭载的飞控***，从而有助于无人机规避障碍物。其中，无线通信模块配置为蓝牙模块、WI FI模块或者GPRS模块均可。而为了提高探测效果，配置超声波9有两个，两个超声波探头9对称安装在电路板8的上、下两侧。

本实施例中，该多旋翼无人机还包括用于为电路板8供电的供电结构，该供电结构用于将机身1中搭载的电池的电源输送给电路板8，以便于安装在电路板8上的用电模块工作。

具体而言，供电结构包括由导电材料制造的正极滑环12、负极滑环13、正极滑块14和负极滑块15。其中正极滑环12和负极滑环13均固定安装在机身1的顶部，并且正极滑环12、负极滑环13以及电机6的输出轴同轴布置，正极滑环12和负极滑环13分别通过配电导线与机身1上的电源的正极和负极电性连接。正极滑块14和负极滑块15分别滑动连接在正极滑环12和负极滑环13上，并且正极滑块12与负极滑块13通过电绝缘结构相对于连接件7固定，同时正极滑块12与负极滑块13分别通过供电导线与电路板8的正极和负极电性连接。

其中，上述的电绝缘结构配置为两个中空的导管16，两个导管16的上端均固定在连接件7上，例如在连接件7的侧壁上焊接有两个固定块17，两个导管16的上端分别连接在两个固定块17上。而正极滑块14和负极滑块15则分别可拆卸固定连接在两个导管16的下端，而供电导线则穿设在导管16内。例如，该导管16的上端与固定块17螺纹连接、下端与正极滑块14或者负极滑块15也是螺纹连接，并且配置导管16的两端上的螺纹的旋向相反、规格相同。如此设置，使得旋拧导管16即可同时实现与连接件7和正极滑块14(或负极滑块15)的连接或者拆卸。另外，在固定块17上开设有穿线孔，以便于当供电导线从导管16穿设时，在上端能够从固定块17中的穿线孔穿出。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种可全方位探测的多旋翼无人机，包括机身、机臂和升力组件，其特征在于：所述机身上安装有全方位探测装置，所述全方位探测装置包括固定安装在所述机身上的电机座、固定安装在所述电机座上的电机、固定安装在所述电机的输出轴上的连接件、固定安装在所述连接件上的电路板以及安装在所述电路板上的控制器、无线通信模块和超声波探头，其中，所述控制器与所述无线通信模块及所述超声波探头电性连接；

2.根据权利要求1所述的可全方位探测的多旋翼无人机，其特征在于：所述供电结构还包括两个中空的导管，两个所述导管的一端均固定在所述连接件上，所述正极滑块与所述负极滑块分别可拆卸固定连接在两个所述导管的另一端，所述供电导线穿设在所述导管内。

3.根据权利要求2所述的可全方位探测的多旋翼无人机，其特征在于：所述导管的一端与所述连接件螺纹连接，所述导管的另一端与所述正极滑块或者所述负极滑块螺纹连接，且所述导管的两端上的螺纹的旋向相反、规格相同。

4.根据权利要求1所述的可全方位探测的多旋翼无人机，其特征在于：所述连接件上设置有与所述电机的输出轴相适配的轴孔，所述连接件通过键与所述电机的输出轴可拆卸固定连接；且位于所述连接件下方一侧的所述电机的输出轴上设置有定位轴肩，位于所述连接件上方一侧的所述电机的输出轴上螺纹连接有锁紧螺母。

5.根据权利要求4所述的可全方位探测的多旋翼无人机，其特征在于：所述定位轴肩与所述连接件之间、所述锁紧螺母与所述连接件之间均设置有轴套。

6.根据权利要求1所述的可全方位探测的多旋翼无人机，其特征在于：所述机身的顶部开设有凹槽，所述电机座固定安装在所述凹槽内，且所述电机的输出轴呈竖直状布置，所述探头的探测方向呈水平状。

7.根据权利要求6所述的可全方位探测的多旋翼无人机，其特征在于：所述超声波探头配置有两个，两个所述超声波探头对称安装在所述电路板的上、下两侧。