一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，包括無人機裝置本體，無人機裝置本體上設有可連接在物體上的仿壁虎腳；仿壁虎腳在無人機裝置本體或者外部遠程遙控裝置的控制下，與外部物體實現(xiàn)連接或者分離。所述繩索為中空繩，所述無人機裝置本體上設有安裝平板，所述安裝平板上設有一個以上的發(fā)射腔，所述發(fā)射腔內固定設有發(fā)射線圈，所述發(fā)射腔下端設有步進電機，所述步進電機連接中空繩，中空繩另一端連接壓電片，所述壓電片下端設有與發(fā)射腔適配的發(fā)射桿，所述壓電片上端設有仿壁虎腳，所述步進電機包括軸，中空繩纏接到軸上。
【專利說明】
一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及無人機裝置領域，特別是一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置。
【背景技術】
[0002]目前，無人機已經廣泛用于偵察、監(jiān)控、拍照、中繼等飛行移動平臺和工具，進行空中定點巡查等任務。多旋翼無人機在執(zhí)行定點巡查、拍照、監(jiān)控等任務時，通常需要提前達到目的地、在目的地等待或者在途中停歇執(zhí)行任務，執(zhí)行任務的時間受到無人機所攜帶電池電量限制，如何提高無人機的工作時長，使其在有限的電量下完成長時間的監(jiān)控、等待任務并返回是當前的難題。
[0003]當前一些長航時多旋翼無人機主要是通過系留供電的方式，通過地面充電導軌等固定式系留系統(tǒng)或者汽車等移動式系留系統(tǒng)給無人機持續(xù)供電，使得無人機可以實現(xiàn)長航時飛行工作，但此種方法會限制無人機的飛行空間，也會暴漏無人機的工作場所，對于執(zhí)行無人偵察、監(jiān)控、拍照、等待等任務時，不宜使用。
[0004]現(xiàn)有的無人機懸停功能，有兩種實現(xiàn)方式，一種是在戶外利用GPS或者北斗進行定位懸停，第二種在室內通過光學傳感器距離傳感器(簡稱光學方案)實現(xiàn)室內懸停，但是兩種方式共同的缺點是懸停后無人機仍然繼續(xù)工作，還是需要耗電。而且，室內懸停的光學方案中，在復雜光線條件，例如晚宴，婚禮、演唱會等等情況下，由于多種光線干擾，容易導致懸停功能失效。

【發(fā)明內容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，包括無人機裝置本體，無人機裝置本體上設有可連接在物體上的仿壁虎腳;仿壁虎腳在無人機裝置本體或者外部遠程遙控裝置的控制下，與外部物體實現(xiàn)連接或者分離。
[0007]本發(fā)明中，仿壁虎腳通過可伸縮的繩索連接到無人機裝置本體。
[0008]本發(fā)明中，所述繩索為中空繩，所述無人機裝置本體上設有安裝平板，所述安裝平板上設有一個以上的發(fā)射腔，所述發(fā)射腔內固定設有發(fā)射線圈，所述發(fā)射腔下端設有步進電機，所述步進電機連接中空繩，中空繩另一端連接壓電片，所述壓電片下端設有與發(fā)射腔適配的發(fā)射桿，所述壓電片上端設有仿壁虎腳，所述步進電機包括軸，中空繩纏接到軸上。
[0009]本發(fā)明中，所述仿壁虎腳通過可伸縮的機械臂連接到無人機裝置本體。
[0010]本發(fā)明中，所述機械臂結構可折疊，機械臂頂端設有壓電片，壓電片上端設有仿壁虎腳，壓電片下端連接導線。
[0011 ]本發(fā)明中，所述無人機裝置本體包括控制裝置，控制裝置操控仿壁虎腳，控制裝置由無人機根據(jù)云臺攝像頭信號自動控制?？刂蒲b置可以采用市面上常見的單片機或者其他微型處理器芯片。
[0012]本發(fā)明中，所述無人機裝置本體包括與外部遙控裝置相適配的控制裝置，無人機裝置本體內的控制裝置通過外部遙控裝置控制仿壁虎腳?？刂蒲b置可以采用市面上常見的單片機或者其他微型處理器芯片。
[0013]本發(fā)明中，所述仿壁虎腳的表面設有剛毛陣列，便于無人機粘附在懸崖、樹干、天花板等表面。
[0014]本發(fā)明中，所述中空繩內設有兩根導線，一根導線將壓電片和控制裝置電源正極相連，一根將壓電片和控制裝置電源GND相連，形成閉合回路。兩根導線的工作(通斷電)是由控制裝置單片機控制的，單片機可根據(jù)云臺攝像頭的信號自主控制發(fā)出信號指揮無人機，也可以接收遠程遙控信號由外部操控無人機。
[0015]有益效果:本發(fā)明通過機械結構的仿生懸掛的方式，在保證無人機空間自由飛行的優(yōu)點的同時，極大的提高了多旋翼無人機在執(zhí)行巡查、監(jiān)控、拍照、等待等任務時的工作時間，無人機在只要有附著物的情況下就能夠實現(xiàn)懸停，使多旋翼無人機可以停機懸掛滯空進行錄像、等待等任務，并可以通過控制三根繩子的長度適應不同攀附物體的表面，調整無人機的空中姿態(tài)，發(fā)射、回收裝置簡易，結構簡單，成本較低，具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做更進一步的具體說明，本發(fā)明的上述或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。
[0017]圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；
[0018]圖2a是繩子末端機構斷電時的局部圖；
[0019]圖2b是繩子末端機構通電時的局部圖；
[0020]圖3是安裝平板下部零件布置圖；
[0021 ]圖4是繩子末端收回狀態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合附圖對本發(fā)明作詳細說明。
[0023]實施例1:
[0024]如圖1，本實施例包括多旋翼無人機1、步進電機2、發(fā)射腔3、中空繩4、導線5、發(fā)射桿6、壓電片7、仿壁虎腳8、云臺攝像頭9、發(fā)射線圈10、安裝平板11和安裝盒12，安裝盒12由安裝平板11分為上下兩層，安裝平板的上側均布了三個發(fā)射腔3，每個發(fā)射腔3內固定著一組發(fā)射線圈10，中心有一云臺攝像頭9;安裝平板的下側中間均布著三個步進電機2，步進電機2的軸上纏繞著中空繩4，中空繩通過發(fā)射腔3連接至發(fā)射桿6的底端，并穿過發(fā)射桿6連接至壓電片7，發(fā)射桿6是中空的。中空繩4連接繩子末端機構，繩子末端機構包括發(fā)射桿6、壓電片7、仿壁虎腳8、剛毛陣列13，發(fā)射桿6是中空的，中空繩4、導線5由其中穿過連接至壓電片7，壓電片7上表面固定有仿壁虎腳8。
[0025]如圖2a和圖2b，仿壁虎腳的表面設有剛毛陣列13，為繩子末端機構的示意圖，繩子末端機構主要起粘附和脫離懸崖、樹干、天花板等表面的作用，壓電片7是可翹曲的，壓電片下端連接導線，導線連接到電源，通過控制裝置(圖中未示出)控制壓電片正極的高低電平使其處于通電或斷電狀態(tài)，控制裝置是一個單片機；當對壓電片7通電，壓電片7翹曲，如圖2a;當斷電后，壓電片7又回復到平整狀態(tài)，如圖2b。
[0026]如圖3，為安裝平板11下部零件布置圖，包括三個步進電機2，中空繩4穿過發(fā)射腔3連接到步進電機2的軸。
[0027]如圖4，為繩子末端機構收回狀態(tài)圖，此時，發(fā)射桿6收進發(fā)射腔3，導線5收進發(fā)射腔3，繩子末端機構位于發(fā)射腔3上端。
[0028]導線5為兩根，一根導線將壓電片和控制裝置電源正極相連，一根將壓電片和控制裝置電源GND相連，形成閉合回路。兩根導線的工作(通斷電)是由控制裝置單片機控制的，單片機可根據(jù)云臺攝像頭9的信號自主控制發(fā)出信號指揮無人機，也可以接收遠程遙控信號由外部操控無人機。
[0029]本發(fā)明在使用時，工作過程包括飛行和節(jié)能懸掛兩個階段。
[0030]在飛行階段，多旋翼無人機I啟動，實現(xiàn)飛行和轉向；
[0031]在節(jié)能懸掛階段，通過云臺攝像頭9找到合適攀附面后，使發(fā)射線圈10通電，對發(fā)射桿6產生推力，將發(fā)射桿6射出，其發(fā)射原理類似電磁炮。仿壁虎腳8的表面為納米級的剛毛陣列13，具有很強的黏附力，仿壁虎腳8可粘附在懸崖、樹干、天花板等表面，多旋翼無人機I停機節(jié)能懸掛等待或者監(jiān)控。通過步進電機2控制三根中空繩4的長度可實現(xiàn)無人機水平懸掛。多旋翼無人機I節(jié)能等待或監(jiān)控任務完成后，啟動旋翼起飛，對壓電片7通電，壓電片7翹曲，如圖2b所示，使仿壁虎腳8脫離附屬物，斷電后，壓電片7又回復到平整狀態(tài)。同時控制步進電機2轉動，高速收回中空繩4，發(fā)射桿6回到發(fā)射腔3內，如圖4所示，多旋翼無人機I啟動旋翼離開工作地點。
[0032]實施例2:
[0033]實施例2與實施例1的不同之處在于，實施例2用現(xiàn)有技術中常見的機械臂結構取代中空繩，機械臂可以采用多重彎折的結構，伸直后的頂端位置設有壓電片，壓電片上設有仿壁虎腳，仿壁虎腳表面設有剛毛陣列。控制裝置控制機械臂結構升降，壓電片控制仿壁虎腳，控制裝置的原理與實施例1相同。
[0034]本發(fā)明提供了一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，具體實現(xiàn)該技術方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
【主權項】
1.一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，其特征在于，包括無人機裝置本體(I)，無人機裝置本體(I)上設有可連接在物體上的仿壁虎腳(8);仿壁虎腳(8)在無人機裝置本體(I)或者外部遠程遙控裝置的控制下，與外部物體實現(xiàn)連接或者分離。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，其特征在于，仿壁虎腳(8)通過可伸縮的繩索連接到無人機裝置本體(I)。3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，其特征在于，所述繩索為中空繩(4)，所述無人機裝置本體(I)上設有安裝平板(11)，所述安裝平板(11)上設有一個以上的發(fā)射腔(3)，所述發(fā)射腔(3)內固定設有發(fā)射線圈(10)，所述發(fā)射腔(3)下端設有步進電機(2)，所述步進電機(2)連接中空繩(4)，中空繩(4)另一端連接壓電片(7)，所述壓電片(7)下端設有與發(fā)射腔(3)適配的發(fā)射桿(6)，所述壓電片(7)上端設有仿壁虎腳(8)，所述步進電機(2)包括軸，中空繩(4)纏接到軸上。4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，其特征在于，所述仿壁虎腳(8)通過可伸縮的機械臂連接到無人機裝置本體(I)。5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，其特征在于，所述機械臂結構可折疊，機械臂頂端設有壓電片，壓電片上端設有仿壁虎腳，壓電片下端連接導線。6.根據(jù)權利要求2或4所述的一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，其特征在于，所述無人機裝置本體(I)包括控制裝置，控制裝置操控仿壁虎腳(8)。7.根據(jù)權利要求2或4所述的一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，其特征在于，所述無人機裝置本體(I)包括與外部遙控裝置相適配的控制裝置，外部遙控裝置通過無人機裝置本體(I)內的控制裝置控制仿壁虎腳(8)。8.根據(jù)權利要求1或2或4所述的一種基于仿生懸掛的節(jié)能多旋翼無人機裝置，其特征在于，所述仿壁虎腳(8)的表面設有剛毛陣列(13)。
【文檔編號】B64D47/00GK105905288SQ201610269382
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】周遠遠, 楊青龍, 王騰, 戚寶運, 楊燕, 楊波
【申請人】中國電子科技集團公司第二十八研究所