本實用新型涉及一種民用無人機，更具體的說，本實用新型主要涉及一種具有推力線可變裝置的無人機。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的無人機技術(shù)缺陷在于根據(jù)用戶不同的需求，無人機所要達到的不同規(guī)格的改造，改造后的無人機成本更高，而且在技術(shù)層面上沒有實際意義上的突破。而目前無人機最大的缺點就是電池的續(xù)航能力，不同行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備掛載跟兼容，加之飛行的穩(wěn)定性差，搭載的攝像頭固定定焦，無法變焦防抖拍攝；雨中、海上無法更好的防止機身跟相機設(shè)備等防水。并且由于電池續(xù)航能力的缺陷，載重量跟續(xù)航能力成正比，無法常時間做偵察，并且大部分云臺掛載設(shè)備與無人機本身不兼容；目前市面上也有廠家根據(jù)客戶需求去改造無人機的結(jié)構(gòu)，例如農(nóng)業(yè)的、測繪地圖的、防火偵察等領(lǐng)域，這類改造后的無人機雖滿足了用戶的需求，但普遍成本較高，不利于大規(guī)模的推廣應(yīng)用，因而有必要很對現(xiàn)有的無人機結(jié)構(gòu)進行研究和改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的之一在于針對上述不足，提供一種具有推力線可變裝置的無人機，以期望解決現(xiàn)有技術(shù)中無人機飛行穩(wěn)定性差，搭載設(shè)備兼容性不足，以及飛行易受到外來物的干擾等技術(shù)問題。

為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

本實用新型所提供的一種具有推力線可變裝置的無人機，包括機身，所述機身上設(shè)有多個機架，每個機架上都設(shè)有螺旋槳，所述每個機架上均安裝有多個固定桿，所述多個固定桿的端部上安裝有槳保護圈，所述槳保護圈置于螺旋槳的外部；所述螺旋槳均通過推力線可變裝置安裝在各自的機架上，所述推力線可變裝置包括X軸模塊與Z軸模塊，所述Z軸模塊活動安裝在X軸模塊上，X軸模塊活動安裝在機架上；推力線可變裝置的Z軸模塊上均安裝有各自的動力電機，所述動力電機的輸出軸與螺旋槳動力連接，用于由動力電機帶動螺旋槳在槳保護圈內(nèi)轉(zhuǎn)動；所述機身上還安裝有云臺發(fā)射裝置，所述云臺發(fā)射裝置包括云臺支架與發(fā)射器，所述云臺支架通過旋轉(zhuǎn)軸安裝在機身上，所述發(fā)射器通過俯仰軸安裝在云臺支架內(nèi)；所述旋轉(zhuǎn)軸與俯仰軸均與各自的驅(qū)動電機動力連接。

作為優(yōu)選，進一步的技術(shù)方案是：所述發(fā)射器上還設(shè)有扳機，所述扳機通過連桿與伺服驅(qū)動器動力連接，用于由伺服驅(qū)動器通過連桿帶動啟動扳機，使發(fā)射器發(fā)射其內(nèi)部的器具。

更進一步的技術(shù)方案是：所述的云臺支架通過旋轉(zhuǎn)軸安裝在機身的下部。

更進一步的技術(shù)方案是：所述發(fā)射器上還安裝有小型攝像機或小型照相機。

更進一步的技術(shù)方案是：所述機身上還安裝有小型攝像機或小型照相機。

更進一步的技術(shù)方案是：所述機身的前端還設(shè)有視覺及超聲波系統(tǒng)，所述視覺及超聲波系統(tǒng)中至少包括雙目視覺傳感器和超聲波傳感器，所述雙目視覺傳感器和超聲波傳感器均接入控制模塊，所述控制模塊還接入通信模塊，用于由控制模塊通過雙目視覺傳感器和超聲波傳感器探測當(dāng)前飛行環(huán)境中的障礙物，根據(jù)障礙物的位置重新生成飛行路徑；并由控制模塊通過通信模塊將根據(jù)雙目視覺傳感器和超聲波傳感器確定的無人機位置信息傳輸至控制端。

更進一步的技術(shù)方案是：所述小型攝像機或小型照相機也接入控制模塊，用于由控制模塊通過通信模塊將小型攝像機或小型照相機采集到的實時圖像信息傳輸至控制端。

更進一步的技術(shù)方案是：所述伺服驅(qū)動器、動力電機、驅(qū)動電機均接入控制模塊，用于由控制模塊通過通信模塊接收控制端的控制信息，并控制伺服驅(qū)動器、動力電機、驅(qū)動電機執(zhí)行與所述控制信息對應(yīng)的操作。

更進一步的技術(shù)方案是：所述多個固定桿置于螺旋槳的下方。

更進一步的技術(shù)方案是：所述的機身、機架、槳保護圈、螺旋槳與云臺支架的材質(zhì)均為碳纖維板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果之一是：通過在機架上增設(shè)置于螺旋槳外部的槳保護圈，可盡可能的避免無人機飛行過程中外來物干擾螺旋槳的轉(zhuǎn)動，并且通過在螺旋槳動力電機與機架之間增設(shè)推力線可變裝置，有效提升了無人機飛行時的穩(wěn)定性以及發(fā)射器發(fā)射時產(chǎn)生的后坐力；而通過機身上的云臺支架亦可調(diào)整發(fā)射器或攝像機的實時位置，保證攝像機拍攝的準(zhǔn)確性，且穩(wěn)定性提升后亦可改善攝像機拍攝的抖動問題；同時本實用新型所提供的一種具有推力線可變裝置的無人機結(jié)構(gòu)簡單，可通過控制端對無人機飛行的速度、高度、位置及云臺發(fā)射裝置的狀態(tài)進行控制，更加貼近行業(yè)需求，解決各行業(yè)中用途設(shè)備的兼容性問題，應(yīng)用范圍廣闊。

附圖說明

圖1為用于說明本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為用于說明本實用新型一個實施例中槳保護圈與固定桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為用于說明本實用新型一個實施例中的推力線可變裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為用于說明本實用新型一個實施例中的云臺發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為用于說明本實用新型另一個實施例中的視覺及超聲波系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1為機身、2為機架、3為螺旋槳、4為固定桿、5為槳保護圈、6為推力線可變裝置、61為X軸模塊、62為Z軸模塊、7為云臺發(fā)射裝置、71為云臺支架、72為發(fā)射器、8為旋轉(zhuǎn)軸、9為俯仰軸、10為扳機、11為連桿、12為伺服驅(qū)動器、13為視覺及超聲波系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步闡述。

參考圖1所示，本實用新型的一個實施例是一種具有推力線可變裝置的無人機，包括機身1，在機身1上設(shè)有多個機架2，關(guān)于機架的數(shù)量，發(fā)明人參考現(xiàn)有技術(shù)，認(rèn)為最好將其設(shè)置為圖中所示的四個為宜，每個機架2上都設(shè)有螺旋槳3，更為重要的是，每個機架2上均安裝有多個固定桿4，多個固定桿4的端部上安裝有槳保護圈5，正如圖2所示出的，槳保護圈5置于螺旋槳3的外部；并且該槳保護圈5的半徑需略大于螺旋槳3的槳葉長度，優(yōu)選的是，多個固定桿4最好置于螺旋槳3的下方，以避免干擾螺旋槳3轉(zhuǎn)動；

參考圖3所示，與現(xiàn)有技術(shù)所不同的是，前述的螺旋槳3均通過推力線可變裝置6安裝在各自的機架2上，該推力線可變裝置6包括X軸模塊61與Z軸模塊62，將Z軸模塊62活動安裝在X軸模塊61上，再將X軸模塊61活動安裝在機架2上；而推力線可變裝置6的Z軸模塊62上均需安裝各自的動力電機，將該動力電機的輸出軸與上述螺旋槳3的中軸動力連接，用于由動力電機帶動螺旋槳3在槳保護圈5內(nèi)轉(zhuǎn)動，進而產(chǎn)生氣流使無人機飛行；

上述推力線可變裝置6中的X軸模塊61起到在無人機飛行時動力電機繞X軸進行轉(zhuǎn)動的作用；Z軸模塊62起到在無人機飛行時動力電機繞Z軸進行轉(zhuǎn)動的作用；進而可大大加強無人機飛行過程中的穩(wěn)定性及靈活性，在不同的地形和天氣的飛行中，通過改變電機及螺旋槳的傾斜角度，可保持機身最大程度的穩(wěn)定；同時使無人機拉力起飛力度更大，速度更快，通過改變氣流的方式使無人機進行飛行動作，動作靈活，續(xù)航時間也就更大。

結(jié)合圖4所示，再在上述機身1上還安裝云臺發(fā)射裝置7，該云臺發(fā)射裝置7包括云臺支架71與發(fā)射器72，該云臺支架71通過旋轉(zhuǎn)軸8安裝在機身1上，發(fā)射器72通過俯仰軸9安裝在云臺支架71內(nèi)；并且旋轉(zhuǎn)軸8與俯仰軸9均與各自的驅(qū)動電機動力連接；進而通過旋轉(zhuǎn)軸8與俯仰軸9即可調(diào)整發(fā)射器72的實時角度，保證無人機發(fā)射或拍攝的準(zhǔn)確性；此處優(yōu)選的技術(shù)手段是，可將前述云臺支架71通過旋轉(zhuǎn)軸8安裝在機身1的下部。

在本實施例中，通過在機架2上增設(shè)置于螺旋槳外部的槳保護圈5，可盡可能的避免無人機飛行過程中外來物干擾螺旋槳3的轉(zhuǎn)動，并且通過在螺旋槳3動力電機與機架2之間增設(shè)推力線可變裝置6，有效提升了無人機飛行時的穩(wěn)定性以及發(fā)射器72發(fā)射時產(chǎn)生的后坐力；而通過機身1上的云臺支架71亦可調(diào)整發(fā)射器或攝像機的實時位置，保證攝像機拍攝的準(zhǔn)確性，且穩(wěn)定性提升后亦可改善攝像機拍攝的抖動問題。

基于上述的實施例，發(fā)明人還對上述云臺發(fā)射裝置7的做了進一步的改進，以方便控制，具體如圖4所示，在上述發(fā)射器72上增設(shè)扳機10，該扳機10通過連桿11與伺服驅(qū)動器12動力連接，用于由伺服驅(qū)動器12通過連桿11帶動啟動扳機10，使發(fā)射器72發(fā)射其內(nèi)部的器具，該器具可根據(jù)不同的需求，在發(fā)射器72裝載如消防彈、榴彈、信號槍、地面站定點等設(shè)備與模式；

在本實施例中，可直接在發(fā)射器72上安裝小型攝像機或小型照相機，以滿足拍攝的需求，同時小型攝像機或小型照相機的拍攝角度與發(fā)射器72的角度相一致。除此之外，機身1本身也可作為一個安裝拍攝設(shè)備的云臺，因此前述的小型攝像機或小型照相機還可直接安裝在機身1上。

參考圖1與圖5所示，在本實用新型用于解決技術(shù)問題更加優(yōu)選的一個實施例中，為了便于操作者對無人機進行控制，可再在機身1的前端增設(shè)視覺及超聲波系統(tǒng)13，該視覺及超聲波系統(tǒng)13中至少包括雙目視覺傳感器和超聲波傳感器，將雙目視覺傳感器和超聲波傳感器均接入無人機內(nèi)部的控制模塊，控制模塊還接入通信模塊，用于由控制模塊通過雙目視覺傳感器和超聲波傳感器探測當(dāng)前飛行環(huán)境中的障礙物，根據(jù)障礙物的位置重新生成飛行路徑；并由控制模塊通過通信模塊將根據(jù)雙目視覺傳感器和超聲波傳感器確定的無人機位置信息傳輸至控制端；前述的控制模塊可采用CPU、MCU等控制芯片，通信模塊的可采用紅外線、3G、4G、GPRS、Wifi等無線信號進行傳輸；一般而言，飛行高度低于10米時視覺及超聲波系統(tǒng)13啟動，可增強懸停精度和飛行穩(wěn)定性。即使在室內(nèi)等無GPS信號的環(huán)境中，無人機也能平穩(wěn)的飛行。

在本實施例中，上述的小型攝像機或小型照相機也需接入控制模塊，用于由控制模塊通過通信模塊將小型攝像機或小型照相機采集到的實時圖像信息傳輸至控制端；如不方便傳輸，亦可直接將圖像信息存儲于小型攝像機或小型照相機內(nèi)的存儲介質(zhì)中。

進一步的，上述伺服驅(qū)動器12、動力電機、驅(qū)動電機需均接入控制模塊，用于由控制模塊通過通信模塊接收控制端的控制信息，并控制伺服驅(qū)動器12、動力電機、驅(qū)動電機執(zhí)行與所述控制信息對應(yīng)的操作。

基于本實用新型上述的實施例，發(fā)明人考慮到無人機的續(xù)航能力，對螺旋槳3的動力電機以及無人機本身的材質(zhì)進行了研究，具體為采用碳纖維版加工制成上述的機身1、機架2、槳保護圈5、螺旋槳3與云臺支架71，從而降低無人機整體的重量，且防止生銹；

同時還對動力電機的問題進行了優(yōu)化，具體為重量不同的無人機及其設(shè)備采用不同規(guī)格的動力電機去搭配，讓無人機更穩(wěn)定飛行，動力電機的配置也是有要求的，由于動力電機跟穩(wěn)定性也有聯(lián)系，并且無人機的掛載重量也將影響到飛行平穩(wěn)度，因此動力電機跟槳葉必須進行改進完善搭配，生產(chǎn)電機配置的螺旋槳3需要經(jīng)過配重來調(diào)試無人機，還要通過多次試驗去測量動力電機易損度跟持久度。即動力電機的規(guī)格是嚴(yán)格按照無人機配重來設(shè)計，需要按照電流大小，配件的規(guī)格來生產(chǎn)；電流的大小直接影響到無人機供電問題，產(chǎn)生更多不必要的后果；因此在動力電機規(guī)格生產(chǎn)中，也必須按照設(shè)計的要求跟參數(shù)去配置，接口跟重量都要匹配到各種無人機設(shè)備上。

本實用新型上述優(yōu)選的一個實施例中所采用的無人機參數(shù)如下：

機身整體重量1000g～2500g

機架軸距：1000mm

螺旋槳尺寸：28寸（2880）噪聲小

電機參數(shù)：U8防水電機

電調(diào)參數(shù)：80A電調(diào)

電池參數(shù)：6s 22000mah充滿電壓25.2v或26.1v（高壓電池）2500g

抗風(fēng)能力：5-7級

可掛載符合機身載重量的設(shè)備，超重500G以上，續(xù)航時間會縮短；

另一方面，機身１內(nèi)部中心板（或控制板）可按照防水性能設(shè)計，無人機的大部分電線，GPS跟電源模塊等都是暴露在外的，通過這種設(shè)計，讓行業(yè)用戶技術(shù)更好的改造防水設(shè)備掛載。

除上述以外，本實用新型基于上述實施例所描述的具有推力線可變裝置的無人機還具有如下特點：

1）對比現(xiàn)有的技術(shù)，無人機民用化廣泛，本實用新型通過改進與完善，根據(jù)行業(yè)需求來進行研發(fā)，更能貼近行業(yè)需求，也更好的解決行業(yè)用途設(shè)備的兼容性。

2）通過亞馬遜正在研發(fā)的無人機來進行對比，亞馬遜設(shè)計的無人機是自動送貨功能完善，體現(xiàn)更智能化發(fā)展，更好的節(jié)省了人工的時間。本實用新型的也是針對行業(yè)用戶的需求，滿足更多用戶的需求跟創(chuàng)新想法，通過后期對地面站的兼容跟運用，在安全性比較廣泛的地域，可以滿足像亞馬遜無人機類似的自動送貨功能（國內(nèi)由于建筑的區(qū)別并不適合這項功能）。

3）無人機目前需要解決的問題有一點避免不了噪音問題，民用無人機的廣泛運用的今天，軍用無人機也一直備受關(guān)注，但軍用無人機必須解決噪音問題。美國軍用無人機確實有研發(fā)消聲無人機，價格也確實是無人能接受，本實用新型所提供的既然是多用途無人機，在動力電機問題上也進行了改進，比起其他品牌的無人機電機噪音來說，確實噪音上是小了很多，因此更能貼近軍事用途。

除上述以外，還需要說明的是在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”等，指的是結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結(jié)合任一實施例描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點時，所要主張的是結(jié)合其他實施例來實現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點也落在本實用新型的范圍內(nèi)。

盡管這里參照本實用新型的多個解釋性實施例對本實用新型進行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。