全景摄像无人机的制作方法
本申请属于无人机技术领域,尤其涉及一种全景摄像无人机。
背景技术:
随着微电子技术和新型材料的发展,消费级无人机(主要是直升型无人机)快速发展。早期的消费级无人机是传统直升机,主要有共轴双旋翼、单桨加尾桨两种构型,近年来,多轴无人机,主要是四旋翼无人机,已成为市场的主流。
消费级无人机最主要的应用是摄像,随着ar/vr应用的快速发展,全景影像是未来影像领域的一个重要方向。全景影像的拍摄需要环绕布置多个摄像头,所有摄像头同步拍摄,然后用图像算法进行拼接。目前无人机拍摄全景影像的方法是:用一个云台挂一个球形吊仓,在吊仓的四周设置多个摄像头进行拍摄。由于吊仓挂在无人机下面,因此无法拍摄吊仓上面的场景,即无法拍摄720°影像。
另外,根据传统直升机和多旋翼无人机的飞行控制原理,在飞行过程中无人机不是平稳不动的,在加减速、风速变化或者风向变化等情况下,无人机需要做出俯仰运动和/或滚转运动才能实现飞行控制,比如:前飞时无人机要低头以产生前向的推力、而侧飞时或侧向有风时无人机要侧倾以产生横向的推力。由于全景影像由多个摄像头同步拍摄而成,无人机的这种俯仰运动和滚转运动会影响所拍摄的全景影像的质量。
技术实现要素:
本申请实施例的目的在于提供一种全景摄像无人机,以解决现有无人机无法拍摄720°全景影像和所拍摄的全景影像的稳定性较低的技术问题。
本申请实施例提供一种全景摄像无人机,包括:
机身,其为中空结构;
至少两个摄像头,安装在所述机身上,用于拍摄全景影像;
稳定器,用于输出使所述机身旋转以使所述机身的姿态控制在预设范围内的力矩和/或使所述全景摄像无人机平移的推力;以及
主动力装置,其包括第一旋翼系统、旋翼支架和第一旋转机构,所述第一旋翼系统安装于所述旋翼支架上,所述旋翼支架与所述机身之间通过所述第一旋转机构转动连接,所述第一旋翼系统处于所述机身的内部;所述第一旋转机构能够控制所述第一旋翼系统绕着所述第一旋转机构的旋转轴线旋转,以产生使所述全景摄像无人机沿着第一方向平移的推力;
或者,所述主动力装置包括第二旋翼系统,所述第二旋翼系统安装于所述机身的内部,所述第二旋翼系统包括旋翼和桨盘倾斜机构,所述旋翼的数量为一个或多个,所述桨盘倾斜机构能够控制至少一个所述旋翼的桨盘相对于所述机身转动以产生使所述全景摄像无人机平移的推力。
可选地,至少一个所述稳定器能够输出使所述机身发生俯仰运动的力矩;
至少一个所述稳定器能够输出使所述机身发生滚转运动的力矩。
可选地,至少一个所述稳定器能够输出使所述机身发生偏航运动的力矩。
可选地,在所述主动力装置包括第一旋翼系统时,至少一个所述稳定器能够输出使所述全景摄像无人机沿着第二方向平移的推力,所述第二方向与所述第一方向不平行。
可选地,所述第一方向和所述第二方向之间的夹角范围是75°至90°。
可选地,所述全景摄像无人机还包括第二旋转机构,至少一个所述稳定器通过所述第二旋转机构与所述机身或所述旋翼支架连接;所述第二旋转机构能够控制所述稳定器旋转,以调整所述稳定器输出力矩的方向和/或控制所述稳定器输出使所述全景摄像无人机平移的推力。
可选地,至少一个所述稳定器包括导流片和伺服器,所述导流片设于所述旋翼的上方或下方,所述伺服器用于控制所述导流片旋转以控制所述稳定器输出的力矩。
可选地,至少一个所述稳定器为旋翼或风扇。
可选地,所述机身包括第一框体、第二框体和折叠机构,所述第一框体和所述第二框体通过所述折叠机构转动连接,以使所述第二框体相对于所述第一框体折叠和展开。
可选地,所述机身包括第一框体、第二框体和导轨机构,所述第二框体通过所述导轨机构相对于所述第一框体滑动连接,以使所述第二框体相对于所述第一框体收拢和张开。
本申请实施例提供的全景摄像无人机相对于现有技术的技术效果是:该全景摄像无人机的机身为中空结构,在机身四周设置多个摄像头,可以拍摄720°全景影像;该全景摄像无人机包括主动力装置和稳定器。主动力装置可以配置为第一旋翼系统和第一旋转机构的方式,第一旋转机构控制第一旋翼系统绕着第一旋转机构的旋转轴线旋转,以产生使无人机沿第一方向平移的推力。主动力装置还可以配置为第二旋翼系统的方式,第二旋翼系统包含旋翼和桨盘倾斜机构,桨盘倾斜机构可以控制旋翼的桨盘相对于机身转动以产生使无人机平移的推力;同时,稳定器也可以输出使无人机平移的推力;因此,该全景摄像无人机不需要调整机身姿态即可实现飞行控制。另外,该全景摄像无人机还设有稳定器,能够输出使机身旋转的力矩以将机身姿态控制在预设的范围内,保证所拍摄的全景影像的稳定性。该全景摄像无人机相对于同尺寸的多旋翼无人机,旋翼尺寸大,电源效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例提供的全景摄像无人机的立体装配图;
图2为图1的全景摄像无人机的立体分解图;
图3为本申请另一实施例提供的全景摄像无人机的立体装配图;
图4为本申请另一实施例提供的全景摄像无人机的立体装配图;
图5为本申请另一实施例提供的全景摄像无人机的立体装配图;
图6为本申请另一实施例提供的全景摄像无人机的立体装配图;
图7(a)、图7(b)分别为可应用于图6的全景摄像无人机的两种第二旋翼系统的立体装配图;
图8为本申请另一实施例提供的全景摄像无人机的立体装配图;
图9为本申请另一实施例提供的全景摄像无人机的立体装配图;
图10为图5的全景摄像无人机在折叠后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在本申请实施例的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请实施例中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请提出一种全景摄像无人机,请参照图1,包括机身100、多个摄像头200、稳定器(310、320、330)和主动力装置400。机身100为中空结构。主动力装置包括旋翼411,旋翼411处于机身100内部,主动力装置400是无人机的主要动力装置,为无人机飞行提供大部分的升力、平移推力和偏航力矩。稳定器(310、320、330)用于输出使机身100旋转的力矩、使无人机平移的推力中的至少一种作用力,其中,使无人机平移的推力用于辅助主动力装置实现无人机的飞行控制,使机身100旋转的力矩用于将机身100的姿态控制在预设的范围内。
机身100上设有多个摄像头,这些摄像头同步拍摄,然后用图像算法即可将它们所拍摄的影像合成为全景影像。不过,如果机身100的姿态频繁摆动,会影响全景影像的质量。机身姿态包括机身100的俯仰角、滚转角和偏航角。设x轴的箭头指向为机头方向,那么,根据无人机的描述习惯,无人机绕着y轴旋转称为俯仰运动,绕着x轴旋转称为滚转运动,绕着z轴旋转称为偏航运动。由于全景摄像无人机在机身100四周环绕设置了多个摄像头200进行拍摄,因此,相对于偏航角,俯仰角和滚转角的稳定性对全景影像质量的影响更大,即机身100的俯仰运动和滚转运动对全景影像质量的影响更大。因此,控制机身姿态的首要目标是控制机身的俯仰角和滚转角的摆动范围,例如,可以预设机身100的俯仰角和滚转角的控制范围为±3°,即控制无人机的z轴基本垂直向上。稳定器(310、320、330)输出使机身100旋转的力矩,用于将机身100的姿态控制在预设的范围内。
本申请无人机的机身100为中空结构,在机身100四周设有多个摄像头200,可以拍摄720°全景影像。本申请无人机采用倾转旋翼技术,保持机身100姿态不变的情况下即可实现无人机的飞行控制,同时,本申请无人机设有稳定器(310、320、330),用于抵消外部干扰(如风力)或运动惯性,将机身100的姿态控制在预设的范围内,在飞行过程中,本申请无人机的机身姿态稳定性高,适用于作为摄像平台,尤其适用于拍摄全景影像。
实施例一组:
本实施例组的一种实施例无人机如图1、图2所示,包括机身100、多个摄像头200、稳定器(310、320、330)和主动力装置400。主动力装置400包括第一旋翼系统410、旋翼支架420和第一旋转机构430。
机身100为中空结构,可包括框体110和机芯120,通常机芯120处于框体110的内部,机芯120的内部通常可放置电池、主控电路板、飞行控制器、无线通讯模块等,具有较大的重量,机芯120中具体包含哪些模块本申请不作限定。摄像头200环绕设置在机身100的四周,通常设置于框体110上,用于拍摄全景影像。机芯120内部的模块和摄像头200属于现有技术。
第一旋翼系统410包括一个或多个旋翼411,是无人机的主要动力装置,提供无人机飞行所需的大部分的升力、推力和偏航力矩。第一旋翼系统410安装于旋翼支架420上,处于机身100的内部。第一旋翼系统410有多种实施方式,一种实施方式如图1、图2所示,第一旋翼系统410包括两个旋翼411和两个电机412,两个电机412一个朝上、一个朝下安装于旋翼支架420上,两个旋翼411分别安装于两个电机412上,旋转方向相反,两个旋翼411的旋转扭矩可以相互抵消或其差值用作偏航力矩。第一旋翼系统410的另一种实施方式为,第一旋翼系统410包括一个旋翼、一个电机和偏航机构。旋翼安装于电机上,电机安装于旋翼支架420上;偏航机构包括一些设于旋翼下方的舵面,所述舵面可以安装在旋翼支架420上,也可以安装在机身100上,舵面利用旋翼的下洗气流产生使无人机绕着z轴旋转的力矩,所述力矩与旋翼的旋转扭矩可以相互抵消或它们的差值用作控制无人机的偏航运动。偏航机构是现有技术,在涵道无人机中普遍采用,本申请不再赘述。
旋翼支架420通过第一旋转机构430与机身100转动连接,第一旋转机构430可控制第一旋翼系统410绕着第一旋转机构430的旋转轴线(即y轴线)旋转,用于产生使机身100沿着第一方向平移的推力,所述第一方向即为x轴向,可控制无人机沿着x轴线飞行或抵消x轴向的外力。
两个稳定器(320、330)用于输出使机身100沿着第二方向平移的推力,所述第二方向即为y轴向,即稳定器(320、330)可以驱动无人机沿着y轴线飞行或抵消y轴向的外力。原理上,第二方向和第一方向不平行就可以实现无人机的飞行控制,通常第一方向和第二方向之间的夹角范围为75°至90°,具体按需设置。图1所示为优选方案,第二方向与第一方向相互垂直。
由上所述,通过协同控制主动力装置和两个稳定器(320、330),本实施例无人机不同于传统的直升机和多旋翼无人机,机身100无需做出俯仰运动和滚转运动,即可实现飞行控制。
三个稳定器(310、320、330)用于输出使机身100旋转的力矩,以抵消运动惯性和外力作用,控制机身100的姿态在预设的范围内。设x轴的箭头指向为机头方向,根据无人机的描述习惯,无人机绕着y轴旋转称为俯仰运动,绕着x轴旋转称为滚转运动,那么,稳定器310可以输出使无人机发生俯仰运动的力矩,用于控制机身100的俯仰角,稳定器320和稳定器330可以输出使无人机发生滚转运动的力矩,用于控制机身100的滚转角。根据当前的机身100的姿态,控制三个稳定器(310、320、330)输出的力矩大小,可以使机身100的俯仰角和滚转角控制在预设的范围内。根据机身100的姿态计算稳定器(310、320、330)的输出量有很多成熟的算法,如传统的pid算法,本申请不再赘述。
要说明的是,图1所示无人机没有设置可以输出偏航力矩的稳定器,机身的偏航角由第一旋翼系统410进行控制。
要说明的是,图1所示的无人机中,稳定器320和稳定器330既用于输出使无人机平移的推力,也用于输出控制机身姿态的力矩。
第一旋转机构430有多种实施方式,一种实施方式中,第一旋转机构430为轴系结构,包括第一轴承431、第一转轴432和第一旋转控制器433。旋翼支架420上设置第一转轴432,机身100上设置第一轴承431,第一旋转控制器433设在机身100上并与第一转轴432连接。或者相反设置,旋翼支架420上设置第一轴承431,机身100上设置第一转轴432,第一旋转控制器433设在旋翼支架420上并与第一转轴432连接。第一旋转控制器430可以控制旋翼支架420绕着第一旋转机构430的旋转轴线(即y轴线)旋转。第一旋转控制器433有多种实施方式,一种实施方式包括电机、传动减速部件和电机控制组件等,在图2中以电机4331和齿轮组4332作示意,属于现有技术。
稳定器的实施方式有多种,本实施例的稳定器(310、320、330)为旋翼或风扇,如图1所示。稳定器可以是一个小尺寸的旋翼,包含2片或更多片桨叶,通常桨叶的螺距较小;稳定器也可以是一个风扇,包含2片或更多片桨叶,通常桨叶较多,桨叶的螺距较大。进一步的,如图1中所示,基于旋翼或风扇技术的稳定器还可以包含一个涵道,涵道可以提高电源效率。稳定器(310、320、330)可以输出单向的力矩和/或推力,也可以输出双向的力矩和/或推力。输出双向的力矩和/或推力的一种实施方式为:设置两个电机和两组桨叶,每个电机各驱动一组桨叶旋转以输出双向风力;另一实施方式为:仅设置一个电机和一组桨叶,控制电机的正反旋转以输出双向风力。
另一实施例无人机如图3所示,无人机包括机身100、多个摄像头200、稳定器(310、320、330、340、350)和主动力装置400。主动力装置400包括第一旋翼系统410、旋翼支架420和第一旋转机构430。其中,机身100、摄像头200和主动力装置400与图1所示无人机相同,不再赘述。
图3所示无人机中,稳定器350用于输出使无人机沿着y轴线(即第二方向)平移的推力。四个稳定器(310、320、330、340)用于控制机身100的姿态,它们采用稳定器的另一种实施方式,包括导流片(311、321、331、341)和伺服器(图未示),导流片(311、321、331、341)设于旋翼411的下方,旋翼411的下洗气流流过导流片(311、321、331、341)产生使机身100旋转的力矩;伺服器控制导流片(311、321、331、341)旋转以控制其输出的力矩,可以控制力矩的大小,还可以控制力矩的方向。伺服器通常包括电机、传动减速部件和电机控制组件等部件,属于现有技术。导流片有多种实施方式,一种实施方式为采用固定翼的原理,旋翼气流流过导流片,会在导流片的两面产生压力差,从而输出力矩;另一种实施方式为导流片的一个表面迎向旋翼气流,利用旋翼气流对导流片的压力输出力矩,图3所示的稳定器(310、320、330、340)采用的是后一种实施方式,其基本工作过程为:设x轴的箭头方向为无人机的机头方向,那么稳定器310和稳定器320可输出滚转力矩,即使无人机绕着x轴旋转的力矩,例如,控制稳定器310的导流片311向外张开,加大旋翼气流对导流片311的压力,以及控制稳定器320的导流片321向内靠拢,减小旋翼气流对导流片321的压力,可使机身100绕着x轴的d1方向滚转。同样,稳定器330和稳定器340可输出俯仰力矩,即使无人机绕着y轴旋转的力矩。要说明的是,图3所示稳定器(310、320、330、340)都包括两个导流片,实际上只包含一个导流片也是可行的。要说明的是,稳定器(310、320、330、340)可以设置两个伺服器分别控制其两个导流片(311、321、331、341)以输出偏航力矩,用于控制机身的偏航角。
稳定器还有其它实施方式,在稳定器的另一实施例中,稳定器包括导流片和伺服器,导流片设于旋翼的上方,伺服器控制导流片旋转控制旋翼的进气量,从而控制其输出的力矩。
另一实施例无人机如图4所示,无人机包括机身100、多个摄像头200、稳定器(310、320、330、340)和主动力装置400,其中,机身100、摄像头200和主动力装置400与图1所示无人机基本相同,不再赘述。无人机包括四个稳定器(310、320、330、340),其中两个稳定器(320、330)输出滚转力矩并输出使无人机沿y轴线(即第二方向)平移的推力,其作用与图1所示无人机的稳定器320和稳定器330相同。另外两个稳定器(310、340)输出俯仰力矩,用于控制机身100的俯仰角,通过控制稳定器330和稳定器340输出不同大小的风力,那么它们还可以输出使机身100绕着z轴旋转的偏航力矩,用于控制机身100的偏航角的稳定性。
另一实施例无人机如图5所示,无人机包括机身100、多个摄像头200、稳定器(310、320、330、340、350)和主动力装置400,其中,机身100、摄像头200和主动力装置400与图1所示无人机基本相同,不再赘述。稳定器350输出使机身100沿着y轴线(即第二方向)平移的推力,四个稳定器(310、320、330、340)用于控制机身100的姿态。本实施例中,四个稳定器(310、320、330、340)为旋翼或风扇,可以是单向的,也可以是双向的。要说明的是,四个稳定器(310、320、330、340)中的任何一个稳定器输出的力矩既有俯仰分量,也有滚转分量,需要四个稳定器协同配合产生所需的总力矩。例如,加大稳定器310和稳定器320所输出的向下风力,降低稳定器330和稳定器340所输出的向下风力或加大它们输出的向上风力,四个稳定器的总力矩为俯仰力矩,可以抵消外力作用所致的机头上扬;加大稳定器310和稳定器330的向下风力,降低稳定器320和稳定器340的向下风力或加大它们输出的向上风力,四个稳定器的总力矩为滚转力矩,可抵消外力作用所致的机身100向右上倾转。四个稳定器(310、320、330、340)的协同控制过程类似于四旋翼无人机的飞行控制过程,不再赘述。进一步的,通过调整四个稳定器(310、320、330、340)的转速差,可以输出偏航力矩以控制机身100的偏航角的稳定性。
要说明的是,如果第一旋翼系统410的重量较大,本实施例组的无人机可以加长旋翼支架420到机身100的另一端并通过另一旋转机构与机身100连接,使得旋翼支架420的两端均与机身100连接,可以提高承重能力。
实施例二组:
本实施例组的一种实施例无人机如图6所示,包括机身100、多个摄像头200、稳定器(310、320)和主动力装置500。
机身100包括框体110和机芯120,摄像头200环绕设置于机身100上。
主动力装置500包括第二旋翼系统510,第二旋翼系统510安装于机身100的内部。第二旋翼系统510包括旋翼511和桨盘倾斜机构,旋翼511的数量有一个或多个,桨盘倾斜机构可控制其中至少一个旋翼的桨盘相对于所述机身100转动以输出使无人机平移的推力。主动力装置500是无人机的主要动力装置,提供大部分的升力、平移推力和偏航力矩。
稳定器310和稳定器320的实施方式为旋翼或风扇,设x轴的箭头方向为无人机的机头,根据无人机的描述习惯,那么,稳定器310能够输出使无人机发生俯仰运动的力矩,稳定器320能够输出使无人机发生滚转运动的力矩。根据当前的机身100的姿态,控制两个稳定器(310、320)输出的力矩大小,可以使机身100的俯仰角和滚转角控制在预设的范围内。
第二旋翼系统有多种实施方式,一种实施方式如图7(a)所示,第二旋翼系统510a包括两个旋翼511a和桨盘倾斜机构512a。两个旋翼511a的旋转轴线相同,旋转方向相反,两个旋翼的旋转扭矩相互抵消或其差值用于偏航控制。桨盘倾斜机构512a采用倾斜盘技术,包括倾斜盘5121a和伺服器(图未示),安装桨叶的旋翼支架5111a与驱动其转动的转轴是活动连接的,伺服器控制拉杆拉动倾斜盘5121a倾斜,倾斜盘5121a通过拉杆进一步带动旋翼支架5111a相对于驱动其转动的转轴倾斜,从而控制旋翼511a的桨盘相对于机身100转动,提供无人机平飞的推力。倾斜盘技术是传统直升机航模的现有技术,本申请不再赘述。要说明的是,本实施例可以简化为:桨盘倾斜机构仅能控制其中一个旋翼(例如下面的那一个旋翼)相对于机身100转动,而另一旋翼与驱动其转动的转轴固定连接。
第二旋翼系统的另一实施方式如图7(b)所示,第二旋翼系统510b包括旋翼组件511b、底座512b和桨盘倾斜机构513b。旋翼组件511b包括两个旋翼5111b、转轴5112b和旋翼支架5113b,两个旋翼5111b的旋转轴线相同,旋转方向相反,两个旋翼的旋转扭矩相互抵消或其差值用于偏航控制。旋翼支架5113b与驱动其转动的转轴是固定连接的。桨盘倾斜机构513b包括转接机构5131b和伺服器(图未示),旋翼组件511b与底座512b通过转接机构5131b活动连接,例如,转接机构5131b为一个万向节,底座512b与机身100固定连接,伺服器控制拉杆拉动整个旋翼组件511b相对于底座512b倾斜,从而控制旋翼5111b的桨盘相对于机身100转动,提供无人机平飞的推力。
在第二旋翼系统的另一实施方式中,第二旋翼系统510包括两个子旋翼组件,每个子旋翼组件分别包含一个旋翼,两个旋翼旋转方向相反。两个子旋翼组件可以都包含桨盘倾斜机构,或者只有一个子旋翼组件包含桨盘倾斜机构,桨盘倾斜机构可以采用图7(a)和图7(b)中的任一种实现方式。其中一个子旋翼组件安装在机身100的下半部,比如安装在机芯120上;另一个子旋翼组件安装在机身100的上半部,可从框体110的顶部往下伸出一个支架,将该子旋翼组件吊装在该支架上。
要说明的是,第二旋翼系统包括两个以上旋翼也是可行的。第二旋翼系统也可以只包含一个旋翼,那么需要设置偏航机构,用于抵消旋翼的旋转扭矩,偏航机构可以是设置在旋翼下方的舵面,或者偏航机构也可以是风扇。
进一步的,图7(a)和图7(b)所示的第二旋翼系统的桨盘倾斜机构(512a、513b)可以简化为只能控制旋翼的桨盘绕着一个轴线倾斜,例如只能绕着一个平行于y轴线的轴线倾斜。采用所述简化的第二旋翼系统的无人机,需要设置能够输出使无人机平移的推力的稳定器。
要说明的是,如果第二旋翼系统510的桨盘倾斜机构的控制灵敏度不够,可能导致机身100的悬停稳定性较低,从而影响所拍摄的全景影像,可以通过设置能够输出使无人机平移的推力的稳定器来提高机身100的稳定性。
实施例三组:
本实施例组无人机还包括第二旋转机构,至少一个稳定器通过第二旋转机构与机身或旋翼支架连接,第二旋转机构控制稳定器旋转,用于控制稳定器输出的力矩的方向和/或控制稳定器输出使无人机平移的推力。
本实施例组的一个实施例无人机如图8所示,本实施例是图6所示无人机的变型,相对于图6所示无人机,本实施例无人机只包括一个稳定器300,该稳定器通过第二旋转机构600与机身100转动连接,第二旋转机构600的旋转轴线与z轴平行,通过控制稳定器300旋转,使得稳定器300输出的力矩能够同时控制机身100绕着x轴和y轴旋转,从而用一个稳定器实现对机身100的俯仰角和滚转角的控制。
另一个实施例无人机如图9所示,本实施例是图5所示无人机的变型,相对于图5所示无人机,不同点在于稳定器的配置,本实施例无人机只有四个稳定器(310、320、330、340),它们通过第二旋转机构(图未示)与机身100转动连接。第二旋转机构驱动稳定器(310、320、330、340)旋转,可以控制稳定器(310、320、330、340)输出使无人机平移的推力。稳定器(310、320、330、340)如图9所示旋转,输出的推力方向与图5所示无人机的稳定器350输出的推力方向相同,因而稳定器(310、320、330、340)在输出控制机身姿态的力矩的同时,还可以输出使无人机平移的推力,因此,相对于图5所示无人机,本实施例无人机可以不设置专门用于输出平移推力的稳定器(即图5所示无人机的稳定器350)。值得说明的是,根据具体需要,可以只设置四个稳定器(310、320、330、340)中的一个或几个通过第二旋转机构与机身100连接。
要说明的是,本申请文件对于稳定器输出的力矩方向或推力方向的描述是原理性的。实际情况会稍复杂,以图3所示无人机为例,稳定器(310、320)输出的不是纯粹的滚转力矩,还可能有俯仰力矩分量或偏航力矩分量,稳定器(330、340)输出的也不是纯粹的滚转力矩,还可能有滚转力矩分量或偏航力矩分量,因此需要协同控制四个稳定器(310、320、330、340),才能控制机身姿态。
要说明的是,本申请各实施例无人机所采用的稳定器类型具有互通性,例如,实施例一组中图3所示的基于导流片技术的稳定器也可以用于实施例二组所述的无人机。
要说明的是,本申请各实施例无人机的稳定器配置数量是原理性的,根据应用场景需要可以进一步调整,可以设置更多的稳定器以提高控制的准确度。例如,在图6所示无人机中,可以在机身100的下部(如稳定器310旁边)增加一个输出滚转力矩的稳定器,在机身的上部(如稳定器320旁边)也增加一个输出俯仰力矩的稳定器。同样,根据具体需要,也可以减少稳定器的数量,例如,图3所示无人机,四个稳定器(310、320、330、340)可以只保留其中两个稳定器,例如只保留稳定器310和稳定器330。
要说明的,本申请各实施例无人机的稳定器的位置是原理性的,还可以设于其它可行的位置,要注意的是,用于输出力矩的稳定器应尽可能设置在力臂较大的位置以提高电源效率,在不影响摄像头视角的情况下,稳定器可以设置在机身框体110的外面。
实施例四组:
本实施例组提供一种可折叠的无人机。
在一实施例中,无人机的机身包括第一框体、第二框体和折叠机构,第一框体和第二框体通过折叠机构转动连接,折叠机构可以为铰接结构,通过折叠机构的旋转实现机身的折叠和展开。如图5所示无人机,无人机的机身100的框体110包括第一框体111、第二框体112和折叠机构113,第二框体112可以为一个或多个,第一框体111和第二框体112通过折叠机构113活动连接,通过折叠机构113的旋转实现机身的折叠和展开,如图10所示。
在另一实施例中,无人机的机身为可缩放结构,包括第一框体、第二框体和导轨机构,第一框体和第二框体通过导轨机构滑动连接。第二框体可以为1个或多个。导轨机构通常包括导轨和滑竿(或滑块),导轨设置于第一框体,滑竿设置于第二框体,或者相反设置。第二框体可以沿着导轨往无人机机身内部滑动以实现无人机的收拢,第二框体沿着导轨机构往外滑动实现无人机的张开。
要说明的是,本申请附图无人机的摄像头配置方式都是机身中间一圈摄像头再加上下两个摄像头,要获得更佳的全景影像,可能需要配置更多的摄像头,那么在机身的框体上还要增加一些横梁用于安装摄像头。不过,无人机对重量很敏感,在结构强度足够的情况下,应尽可能减少框体部分,然后在框体外包裹一层用轻质材料制作的防护框,用于保护旋翼,例如,图5所示无人机的框体比图1所示无人机的框体要轻。
本申请提出的全景摄像无人机的机身为中空结构,在机身四周设置多个摄像头,可以拍摄720°全景影像。该全景摄像无人机包括主动力装置和稳定器。主动力装置可以配置为第一旋翼系统和第一旋转机构的方式,第一旋转机构控制第一旋翼系统绕着第一旋转机构的旋转轴线旋转,以产生使无人机沿第一方向平移的推力;主动力装置还可以配置为第二旋翼系统的方式,第二旋翼系统包含旋翼和桨盘倾斜机构,桨盘倾斜机构可以控制旋翼的桨盘相对于机身转动以产生使无人机平移的推力;同时,稳定器也可以输出使无人机平移的推力。因此,与多旋翼无人机不同,该全景摄像无人机不需要调整机身姿态即可实现飞行控制。该全景摄像无人机还设有稳定器,能够输出使机身旋转的力矩以抵消无人机的运动惯性和外力作用,将机身姿态控制在预设的范围内,保证所拍摄的全景影像的稳定性。
本申请提出的全景摄像无人机相对于同尺寸的多旋翼无人机,旋翼尺寸大,电源效率高。
进一步的,本申请无人机可以为可折叠结构或缩放结构,可进一步缩小无人机的收纳尺寸,收放简单,便于携带。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
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