本實(shí)用新型屬于小型旋翼式飛行機(jī)器人領(lǐng)域，涉及一種新型結(jié)構(gòu)的無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：
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無(wú)人機(jī)中通常安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，如攝像機(jī)，雖然其最初應(yīng)用于軍事安全和監(jiān)管方面，如今也越來(lái)越多的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)考察、資源勘探、遺失物品搜索、救援行動(dòng)等。目前，無(wú)人機(jī)的起落架可使其穩(wěn)定著陸，但是起落架通常限制了相機(jī)的空間，并可能使相機(jī)拍攝的視野被阻擋或模糊不清。另外，無(wú)人機(jī)一般價(jià)格昂貴，且攜帶重要的信息，在無(wú)人機(jī)工作中難免會(huì)經(jīng)過(guò)一些建筑物，因此周圍建筑物成為無(wú)人機(jī)一個(gè)重要的潛在風(fēng)險(xiǎn)，如在撞擊后其中一個(gè)轉(zhuǎn)子的損傷可能導(dǎo)致整個(gè)無(wú)人機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的失敗，所以理想的情況是，使轉(zhuǎn)子被損壞的可能降到最低，既可以保護(hù)周圍建筑物和人員的安全，又可以降低經(jīng)濟(jì)損失，確保信息安全。理想的無(wú)人機(jī)應(yīng)當(dāng)重量很輕，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)的重量影響負(fù)載的重量，負(fù)載可能是相機(jī)或其他設(shè)備，但如果使用泡沫裝置來(lái)保護(hù)轉(zhuǎn)子，雖然重量比較輕但不夠堅(jiān)固。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的即在于提供一種無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置，該無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固輕巧，可以解決相機(jī)視野模糊的問(wèn)題，并能夠使無(wú)人機(jī)著陸安全。

本實(shí)用新型的所采取的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于：包括機(jī)身和連接在機(jī)身上的四個(gè)桿件，所述桿件的外端上面設(shè)有由轉(zhuǎn)子電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，所述桿件的外端下面設(shè)有保護(hù)罩和端部鉸接在保護(hù)罩內(nèi)的支撐臂，所述保護(hù)罩體內(nèi)設(shè)有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一齒輪和由第一齒輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二齒輪，所述第二齒輪的輪體表面鉸接有一V形鉸接桿，所述V形鉸接桿的另一端通過(guò)中間鉸接桿鉸接在支撐臂上。

進(jìn)一步的，上述支撐臂的外端部設(shè)有弧形支撐梁。

進(jìn)一步的，上述支撐臂包括上桿段、下桿段和位于上、下桿段之間的彈簧，在下桿段上端設(shè)有伸入上桿段下部槽道內(nèi)的桿軸，所述桿軸上設(shè)有橫銷，所述橫銷伸出位于上桿段的通槽，所述彈簧套在桿軸上。

進(jìn)一步的，上述驅(qū)動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)設(shè)在保護(hù)罩的側(cè)面。

進(jìn)一步的，上述支撐臂外端部的弧形支撐梁上擺的高度至少高于轉(zhuǎn)子高度。

進(jìn)一步的，上述保護(hù)罩的壁面上設(shè)有限位條形凹槽，中間鉸接桿與V形鉸接桿的鉸接銷伸入到限位條形凹槽中，在限位條形凹槽最左端設(shè)有凹陷部。

本實(shí)用新型無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置的工作方法，其中無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置包括機(jī)身和連接在機(jī)身上的四個(gè)桿件，所述桿件的外端上面設(shè)有由轉(zhuǎn)子電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，所述桿件的外端下面設(shè)有保護(hù)罩和端部鉸接在保護(hù)罩內(nèi)的支撐臂，所述保護(hù)罩體內(nèi)設(shè)有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一齒輪和由第一齒輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二齒輪，所述第二齒輪的輪體表面鉸接有一V形鉸接桿，所述V形鉸接桿的另一端通過(guò)中間鉸接桿鉸接在支撐臂上；在無(wú)人機(jī)處于著陸狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使第二齒輪帶動(dòng)V形鉸接桿和中間鉸接桿動(dòng)作，進(jìn)而使支撐臂與桿件相互垂直，從而可起到支撐無(wú)人機(jī)；在無(wú)人機(jī)處于飛行狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使第二齒輪帶動(dòng)V形鉸接桿和中間鉸接桿動(dòng)作，進(jìn)而使支撐臂擺起，從而避免與建筑物觸碰時(shí)損壞轉(zhuǎn)子，同時(shí)可避免支撐臂阻擋裝在無(wú)人機(jī)上的攝像機(jī)的視線。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置可以在起落架位置和轉(zhuǎn)子受保護(hù)位置之間移動(dòng)，當(dāng)無(wú)人機(jī)離地高度大于預(yù)設(shè)的臨界值時(shí)，該保護(hù)裝置位于保護(hù)轉(zhuǎn)子的位置，不會(huì)阻擋相機(jī)使相機(jī)的視野模糊，并起到保護(hù)轉(zhuǎn)子的作用；當(dāng)無(wú)人機(jī)離地高度小于預(yù)設(shè)的臨界值時(shí)，該保護(hù)裝置位于起落架的位置，可確保無(wú)人機(jī)安全降落。該支撐臂（保護(hù)位置）具有雙重功能，保證了飛行和降落過(guò)程中轉(zhuǎn)子的安全。該保護(hù)裝置輕巧堅(jiān)固、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便、容易攜帶，可以與各種不同的無(wú)人機(jī)組裝。對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，只需要生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品便可以實(shí)現(xiàn)雙重功能，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明：

圖1是保護(hù)裝置位于起落架位置的無(wú)人機(jī)立體圖；

圖2 是保護(hù)裝置位于保護(hù)轉(zhuǎn)子位置的無(wú)人機(jī)立體圖；

圖3是保護(hù)裝置位于起落架位置的細(xì)節(jié)圖；

圖4是保護(hù)裝置位于保護(hù)轉(zhuǎn)子位置的細(xì)節(jié)圖；

圖5是支撐臂在保護(hù)轉(zhuǎn)子位置的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖；

圖6是支撐臂在起落架位置的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖；

圖7是支撐臂在保護(hù)轉(zhuǎn)子和起落架位置之間的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖；

圖8是支撐臂的細(xì)節(jié)圖；

圖9是控制電路圖；

圖10是保護(hù)裝置的整體工作流程圖。

具體實(shí)施方式：

為了使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)、目的、技術(shù)方案更加清楚明了，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。

本實(shí)用新型無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置包括機(jī)身1和連接在機(jī)身上的四個(gè)桿件2，所述桿件2的外端上面設(shè)有由轉(zhuǎn)子電機(jī)4驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子5，所述桿件2的外端下面設(shè)有保護(hù)罩3和端部鉸接在保護(hù)罩內(nèi)的支撐臂7，所述保護(hù)罩3體內(nèi)設(shè)有由電機(jī)6驅(qū)動(dòng)的第一齒輪11和由第一齒輪11驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二齒輪13，所述第二齒輪13的輪體表面鉸接有一V形鉸接桿15，所述V形鉸接桿15的另一端通過(guò)中間鉸接桿18鉸接在支撐臂7上。

進(jìn)一步的，上述支撐臂7的外端部設(shè)有弧形支撐梁8。

進(jìn)一步的，上述支撐臂7包括上桿段701、下桿段702和位于上、下桿段之間的彈簧72，在下桿段702上端設(shè)有伸入上桿段下部槽道內(nèi)的桿軸71，所述桿軸上設(shè)有橫銷73，所述橫銷73伸出位于上桿段的通槽74，所述彈簧72套在桿軸71上。

進(jìn)一步的，上述驅(qū)動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)6設(shè)在保護(hù)罩3的側(cè)面。

進(jìn)一步的，為了較好保護(hù)轉(zhuǎn)子，上述支撐臂外端部的弧形支撐梁上擺的高度至少高于轉(zhuǎn)子高度。

進(jìn)一步的，為了動(dòng)作穩(wěn)定可靠，上述保護(hù)罩的壁面上設(shè)有限位條形凹槽16，中間鉸接桿與V形鉸接桿的鉸接銷伸入到限位條形凹槽中，在限位條形凹槽最左端設(shè)有凹陷部1601。

本實(shí)用新型無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置的工作方法，其中無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置包括機(jī)身1和連接在機(jī)身上的四個(gè)桿件2，所述桿件2的外端上面設(shè)有由轉(zhuǎn)子電機(jī)4驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子5，所述桿件2的外端下面設(shè)有保護(hù)罩3和端部鉸接在保護(hù)罩內(nèi)的支撐臂7，所述保護(hù)罩3體內(nèi)設(shè)有由電機(jī)6驅(qū)動(dòng)的第一齒輪11和由第一齒輪11驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二齒輪13，所述第二齒輪13的輪體表面鉸接有一V形鉸接桿15，所述V形鉸接桿15的另一端通過(guò)中間鉸接桿18鉸接在支撐臂7上；在無(wú)人機(jī)處于著陸狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使第二齒輪帶動(dòng)V形鉸接桿和中間鉸接桿動(dòng)作，進(jìn)而使支撐臂與桿件相互垂直（如圖1、3、6），從而可起到支撐無(wú)人機(jī)；在無(wú)人機(jī)處于飛行狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使第二齒輪帶動(dòng)V形鉸接桿和中間鉸接桿動(dòng)作，進(jìn)而使支撐臂擺起（如圖2、4、5），從而避免與建筑物觸碰時(shí)損壞轉(zhuǎn)子，同時(shí)可避免支撐臂阻擋裝在無(wú)人機(jī)上的攝像機(jī)的視線。

更為具體的是：

參照?qǐng)D1，無(wú)人機(jī)的保護(hù)裝置（支撐臂7）位于起落架的位置，作為無(wú)人機(jī)的起落架。

參照?qǐng)D2，無(wú)人機(jī)的保護(hù)裝置（支撐臂7）上擺，位于保護(hù)轉(zhuǎn)子的位置，用于保護(hù)轉(zhuǎn)子碰觸建筑物等。

本實(shí)用新型無(wú)人機(jī)是一種旋翼飛機(jī)，其中飛行控制單元、控制電路和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)未標(biāo)出，各桿件2位于同一平面，相鄰桿件的夾角相等，每個(gè)桿件分別安裝在機(jī)身上。

無(wú)人機(jī)機(jī)身1上安裝的飛行控制單元(圖中沒(méi)有顯示)與陀螺儀、磁強(qiáng)計(jì)、加速度計(jì)、電源、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和攝像機(jī)等耦合。轉(zhuǎn)子電機(jī)4與電源、飛行控制單元中各自的電子速度控制器連接(圖中沒(méi)有顯示)。

支撐臂7和彎曲支撐梁8可以起到減震緩沖作用。

圖3顯示了圖1中保護(hù)裝置位于起落架位置的細(xì)節(jié)部分。圖4顯示了圖2中保護(hù)裝置位于保護(hù)轉(zhuǎn)子位置的細(xì)節(jié)部分。無(wú)人機(jī)中安裝了控制裝置（測(cè)量距地距離后控制電機(jī)正、反向動(dòng)作）來(lái)控制保護(hù)裝置的運(yùn)動(dòng)，控制裝置(圖中未顯示)可以決定保護(hù)裝置何時(shí)移動(dòng)到起落架位置和轉(zhuǎn)子保護(hù)位置(支撐臂上擺)。

參照?qǐng)D5，用螺釘將電機(jī)6通過(guò)保護(hù)罩上的孔9安裝在保護(hù)罩3的側(cè)面。

電機(jī)6帶動(dòng)其輸出軸10運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)第一齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，軸12固定安裝在保護(hù)罩3的內(nèi)部，第二齒輪13固定在軸12上，第二齒輪與第一齒輪嚙合，所以第二齒輪13繞軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。

第一連桿15（V形鉸接桿15）呈v字型，其末端延伸出一個(gè)尖端，與第一連桿15形成整體。

第一連桿15（V形鉸接桿15）的末端與第二齒輪13上2/3半徑處的一點(diǎn)鉸接，鉸接點(diǎn)為14，第二齒輪13通過(guò)鉸接點(diǎn)14帶動(dòng)第一連桿15運(yùn)動(dòng)。

第二連桿18（中間鉸接桿18）與第一連桿15的另一末端鉸接，鉸接點(diǎn)為17，第一連桿15通過(guò)鉸接點(diǎn)17帶動(dòng)第二連桿18一起運(yùn)動(dòng)，鉸接點(diǎn)17只能在保護(hù)罩3上的槽16中滑動(dòng)。第二連桿18的另一末端與支撐臂7上的一點(diǎn)鉸接，鉸接點(diǎn)為20，支撐臂7的末端與保護(hù)罩3上，固定點(diǎn)為19。

保護(hù)罩3上的限位條形凹槽16可以用來(lái)改變支撐臂7的位置，槽16的兩個(gè)端點(diǎn)均有一個(gè)凹處，槽的最右端與第二齒輪13不會(huì)干涉。當(dāng)作為轉(zhuǎn)子的保護(hù)裝置時(shí)，第一連桿15和第二連桿18的鉸接點(diǎn)17位于限位條形凹槽16的最左端，如果支撐臂7上受到豎直向下的力，鉸接點(diǎn)17會(huì)卡在限位條形凹槽16左端的凹處，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)自鎖，防止支撐臂7運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)子受保護(hù)以外的位置。同時(shí)第一連桿15的尖端和第二齒輪的軸12緊靠并相互約束，這樣支撐臂7的位置被固定，并且支撐臂7上受到的部分力將通過(guò)鉸接點(diǎn)19作用到保護(hù)罩3上而不是電機(jī)6上，保護(hù)電機(jī)6不受破壞。

參照?qǐng)D6，當(dāng)無(wú)人機(jī)離地高度小于臨界值（一定值，如1.5米或2米等），保護(hù)裝置（支撐臂7和弧形支撐梁8）會(huì)移動(dòng)到起落架的位置，電機(jī)6通過(guò)軸10帶動(dòng)第一齒輪11旋轉(zhuǎn)，由于與第一齒輪嚙合，從而帶動(dòng)第二齒輪13旋轉(zhuǎn)。由于第一連桿15與第二齒輪13上的一點(diǎn)14鉸接，所以第二齒輪13帶動(dòng)第一連桿15運(yùn)動(dòng)，第一連桿15和第二連桿18的鉸接點(diǎn)17運(yùn)動(dòng)到槽16的最右端，此時(shí)支撐臂7與地面垂直，地面對(duì)支撐臂7的反作用力使鉸接點(diǎn)17卡在槽右端的凹處，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)自鎖，防止支撐臂7運(yùn)動(dòng)到起落架以外的位置。第二連桿18的另一末端與支撐臂7上的一點(diǎn)鉸接，支撐臂的末端與保護(hù)罩3鉸接于點(diǎn)19。此時(shí)，第一連桿15緊靠第二齒輪中的軸14，防止了第一連桿15的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)，與槽16協(xié)助固定了支撐臂7的位置。著陸時(shí)，支撐臂7上受到的部分力也通過(guò)鉸接點(diǎn)19作用到保護(hù)罩3上。

該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于保護(hù)罩3的內(nèi)部，可以用螺釘將保護(hù)罩3固定在桿件2的底部，由于拆卸方便，保護(hù)罩3可以與各種不同的無(wú)人機(jī)連接。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中部分零件也可以從保護(hù)罩中拆卸，攜帶十分方便。

參照?qǐng)D7，機(jī)構(gòu)在起落架位置和保護(hù)轉(zhuǎn)子的位置之間的情況，可以觀察到槽16的兩端。

參照?qǐng)D8，在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中，當(dāng)彎曲支撐梁8受到撞擊時(shí)，支撐臂7中的彈簧72具有一定的彈性位移，軸71的位移量由槽74的長(zhǎng)度決定，固定在軸71上的零件73起到限位的作用，在槽74中滑動(dòng)，整個(gè)支撐臂7起到減震緩沖的作用，其他可壓縮并且能復(fù)原的裝置也同樣適用。

參照?qǐng)D9，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)由電機(jī)6控制，而電機(jī)6的運(yùn)動(dòng)由電路控制。電路中包括處理器，其耦合到內(nèi)存上，還包括傳感器，電機(jī)，電源(沒(méi)有顯示)。內(nèi)存中儲(chǔ)存計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行程序來(lái)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制。

圖10為保護(hù)裝置的工作流程，其中：

步驟1：開(kāi)始；

步驟2：處理器發(fā)送需要提供離地高度的請(qǐng)求給傳感器；

步驟3：傳感器接受請(qǐng)求，測(cè)得無(wú)人機(jī)的高度值提供給處理器；

步驟4：處理器接收傳感器提供的高度值；

步驟5：處理器檢查內(nèi)存來(lái)確定保護(hù)裝置目前位于起落架位置還是轉(zhuǎn)子被保護(hù)位置；

步驟6或10：處理器將離地高度數(shù)值與臨界值進(jìn)行對(duì)比；

步驟7或11：保護(hù)裝置停止運(yùn)動(dòng)；

步驟8：電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使保護(hù)裝置運(yùn)動(dòng)到保護(hù)轉(zhuǎn)子的位置；

步驟9：保護(hù)裝置位于保護(hù)轉(zhuǎn)子的位置信息存儲(chǔ)在內(nèi)存中；

步驟12：電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使保護(hù)裝置運(yùn)動(dòng)到起落架的位置；

步驟13：保護(hù)裝置位于起落架的位置信息存儲(chǔ)在內(nèi)存中。

當(dāng)預(yù)設(shè)的臨界值為1.5m時(shí)，如果處理器判定保護(hù)裝置位于起落架位置，處理器將離地高度數(shù)值與臨界值進(jìn)行對(duì)比，如果處理器判定高度小于臨界值，保護(hù)裝置停止運(yùn)動(dòng)；如果處理器判定高度大于臨界值，處理器控制電機(jī)使保護(hù)裝置移動(dòng)到保護(hù)轉(zhuǎn)子的位置；保護(hù)裝置所處的位置信息存儲(chǔ)在內(nèi)存中。

如果處理器判定保護(hù)裝置位于轉(zhuǎn)子被保護(hù)的位置，處理器將離地高度數(shù)值與臨界值進(jìn)行對(duì)比，如果處理器判定高度小于臨界值，處理器控制電機(jī)使保護(hù)裝置移動(dòng)到起落架的位置；如果處理器判定高度大于等于臨界值，保護(hù)裝置停止運(yùn)動(dòng)；保護(hù)裝置所處的位置信息存儲(chǔ)在內(nèi)存中。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型無(wú)人機(jī)保護(hù)裝置可以在起落架位置和轉(zhuǎn)子受保護(hù)位置之間移動(dòng)，當(dāng)無(wú)人機(jī)離地高度大于預(yù)設(shè)的臨界值時(shí)，該保護(hù)裝置位于保護(hù)轉(zhuǎn)子的位置，不會(huì)阻擋相機(jī)使相機(jī)的視野模糊，并起到保護(hù)轉(zhuǎn)子的作用；當(dāng)無(wú)人機(jī)離地高度小于預(yù)設(shè)的臨界值時(shí)，該保護(hù)裝置位于起落架的位置，可確保無(wú)人機(jī)安全降落。該支撐臂（保護(hù)位置）具有雙重功能，保證了飛行和降落過(guò)程中轉(zhuǎn)子的安全。該保護(hù)裝置輕巧堅(jiān)固、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便、容易攜帶，可以與各種不同的無(wú)人機(jī)組裝。對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，只需要生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品便可以實(shí)現(xiàn)雙重功能，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。