一种无人机的防护机构的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种无人机的防护机构。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

无人机是电控设备的一种，但现有的无人机在下落时很容易与地面产生一定的撞击，这种撞击会对无人机造成一定的损伤，导致无人机的底部外壳会出现开裂现象，降低了无人机的使用寿命，降低了无人机的实用性。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种无人机的防护机构，具备可以对其底部进行减震缓冲以达到防护的优点，解决了现有的无人机在下落时很容易与地面产生一定的撞击，这种撞击会对无人机造成一定的损伤，导致无人机的底部外壳会出现开裂现象的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人机的防护机构，包括无人机本体，所述无人机本体的两侧均固定连接有连接杆，所述连接杆的外侧固定连接有支撑腿，所述支撑腿的内侧固定连接有横接板，所述横接板的底部固定连接有固定板，所述固定板的底部固定连接有缓冲筒，所述缓冲筒内腔的顶部固定连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的底部固定连接有缓冲支杆，所述缓冲支杆的底部贯穿至缓冲筒的底部并固定连接有缓冲垫，所述缓冲支杆的两侧均滑动连接有滑动机构，所述支撑腿内侧的底部固定连接有限位机构，所述缓冲垫顶部的外侧固定连接有减震机构。

作为本发明优选的，所述滑动机构包括固定连接在缓冲支杆两侧的滑动块，所述缓冲筒内腔的两侧均开设有滑动槽，所述滑动块的外侧滑动连接在滑动槽的内部。

作为本发明优选的，所述限位机构包括固定连接在支撑腿内侧底部的长板，所述长板背面的内侧固定连接有移动块，所述缓冲筒的正面且位于缓冲筒的底部均开设有移动槽，所述移动块的背面滑动连接在移动槽的内部，所述长板正面的外侧通过定销固定连接有斜板，所述斜板远离长板的一侧通过定销与支撑腿固定连接。

作为本发明优选的，所述减震机构包括固定连接在缓冲垫顶部外侧的缓冲软球一，所述缓冲软球一的顶部且远离支撑腿的一侧固定连接有缓冲软管，所述缓冲软管的顶部固定连接有缓冲软球二，所述缓冲软球二的顶部与长板的底部固定连接，所述缓冲软球一和缓冲软球二均为半圆状，所述缓冲软管的管节为四个，且呈等均分布。

作为本发明优选的，所述横接板底部的两侧均固定连接有角板，所述角板的外侧与支撑腿固定连接。

作为本发明优选的，所述缓冲筒的两侧均固定连接有定位板，所述定位板的顶部与固定板固定连接。

作为本发明优选的，所述的一种无人机的防护机构，所述无人机本体还包括定位装置、摄像头、激光雷达装置、第一控制器、无线通讯模块；其中，

所述定位装置，设置在所述无人机本体内部，用于获取所述无人机处于工作状态时的位置信息；

所述摄像头，设置在所述无人机本体外部，用于拍摄所述无人机处于工作状态时正前方的画面图像，获取画面图像信息；

所述激光雷达装置，设置在所述无人机本体内部，用于在无人机处于工作状态时向正前方发出激光光束，所述激光光束经障碍物反射形成回波信号，根据所述回波信号计算得到无人机与障碍物的距离信息；

所述第一控制器，设置在所述无人机本体内部，分别与所述定位装置、摄像头、激光雷达装置、无线通讯模块连接，用于：

接收所述定位装置发送的位置信息，根据所述位置信息判断是否与预设飞行路径一致，在确定所述位置信息与预设飞行路径不一致时，生成第一报警信号并通过无线通讯模块发送至服务器；

接收所述摄像头拍摄的画面图像信息并通过无线通讯模块发送至服务器；

接收所述激光雷达装置计算得到的距离信息并判断是否小于预设距离阈值，在确定所述距离信息小于预设距离阈值时，重新规划所述无人机的飞行路径，并将重新规划的飞行路径通过无线通讯模块发送至服务器；

接收所述无线通讯模块发送的确认指令并执行；

所述服务器，分别于无线通讯模块、移动终端连接，用于：

接收所述无线通信模块发送的第一报警信号、画面图像信息及重新规划的飞行路径并发送至所述移动终端；

接收所述移动终端对所述重新规划的飞行路径的确认指令，并判断所述确认指令是否合法，在确定所述确认指令合法时，将所述确认指令发送至所述无线通讯模块。

作为本发明优选的，所述计算无人机与障碍物的距离信息，包括：

计算所述激光雷达装置发射激光光束时的发射功率p，如公式(1)所示：

其中，λ为所述激光雷达装置发射激光光束的波长；w为所述激光雷达装置发射激光光束在大气中的透过率；h为所述激光雷达装置发射激光光束遇到障碍物的激光反射率；β为所述激光光束的入射方向与障碍物表面法线的夹角；α为所述激光光束的质量因子；d为所述激光光束的直径；

根据所述激光雷达装置发射激光光束时的发射功率p计算所述无人机与障碍物的距离l，如公式(2)所示：

其中，t为所述回波信号的延迟时间；f0为发射激光光束的增益系数；f1为接收回波信号的增益系数；s为障碍物反射截面积；q为所述回波信号的噪声系数。

作为本发明优选的，还包括太阳能板、光电转换器、第二控制器、蓄电池、报警灯；

所述太阳能板，设置在所述无人机本体外部；

所述光电转换器，设置在所述无人机本体外部，与所述太阳能板连接，用于将所述太阳能板吸收的太阳能转换为电能；

所述蓄电池，设置在所述无人机本体内部，与所述光电转换器连接，用于存储所述光电转换器转换的电能；

所述第二控制器，与所述光电转换器、报警灯连接，用于计算所述光电转换器的转换效率，并判断所述转换效率是否小于预设转换效率，在确定所述转换效率小于预设转换效率时，控制所述报警灯闪烁；

所述计算所述光电转换器的转换效率，包括：

计算所述光电转换器的功率p0，如公式(3)所示：

其中，v为所述光电转换器工作时的电压；d为周围环境的温度；q为电子电量，等于1.6×10^-19c；i为所述光电转换器向所述蓄电池传输电能时，所述蓄电池中的输入电流；

根据光电转换器的功率p0计算所述光电转换器的转换效率η，如公式(4)所示：

其中，p1为所述蓄电池的功率。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过无人机本体、连接杆、支撑腿、横接板、固定板、缓冲筒、缓冲弹簧、缓冲支杆、缓冲垫、滑动机构、限位机构、减震机构的配合使用，通过缓冲支杆向上缓冲，然后将缓冲弹簧向上收缩，达到可以对其底部进行减震缓冲以达到防护的效果，增强了无人机的使用寿命，增强了无人机的实用性，该无人机的防护机构，解决了现有的无人机在下落时很容易与地面产生一定的撞击，这种撞击会对无人机造成一定的损伤，导致无人机的底部外壳会出现开裂现象的问题。

2、本发明通过滑动机构的设置，能够使缓冲支杆更加流畅的在缓冲筒的内部滑动，减少了缓冲支杆与缓冲筒之间的摩擦，延长了缓冲支杆的使用寿命。

3、本发明通过限位机构的设置，能够使缓冲支杆在移动时更加稳定，防止出现偏移的现象，对缓冲支杆起到了限位的效果。

4、本发明通过减震机构的设置，能够使长板更加稳定的移动，避免长板在移动的过程中出现偏移倾斜的现象。

5、本发明通过角板的设置，能够使横接板更加紧密的与支撑腿连接，防止出现晃动的现象。

6、本发明通过定位板的设置，能够使缓冲筒更加稳定与固定板连接，加大了两者之间连接稳定性，防止出现断裂的现象。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构图1中a处放大结构图；

图3为本发明结构图1中b处放大结构图；

图4为本发明局部结构立体图；

图5为本发明局部结构侧视图。

图6为本发明一实施例的无人机的防护机构的框图；

图7为本发明又一实施例的无人机的防护机构的框图。

图中：1、无人机本体；101、定位装置；102、摄像头；103、激光雷达装置；104、第一控制器；105、无线通讯模块；2、连接杆；3、支撑腿；4、横接板；5、固定板；6、缓冲筒；7、缓冲弹簧；8、缓冲支杆；9、缓冲垫；10、滑动机构；1001、滑动块；1002、滑动槽；11、限位机构；1101、长板；1102、移动块；1103、移动槽；1104、斜板；12、减震机构；1201、缓冲软球一；1202、缓冲软管；1203、缓冲软球二；13、角板；14、定位板；15、服务器；16、移动终端；17、太阳能板；18、光电转换器；19、蓄电池；20、第二控制器；21、报警灯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明提供的一种无人机的防护机构，包括无人机本体1，无人机本体1的两侧均固定连接有连接杆2，连接杆2的外侧固定连接有支撑腿3，支撑腿3的内侧固定连接有横接板4，横接板4的底部固定连接有固定板5，固定板5的底部固定连接有缓冲筒6，缓冲筒6内腔的顶部固定连接有缓冲弹簧7，缓冲弹簧7的底部固定连接有缓冲支杆8，缓冲支杆8的底部贯穿至缓冲筒6的底部并固定连接有缓冲垫9，缓冲支杆8的两侧均滑动连接有滑动机构10，支撑腿3内侧的底部固定连接有限位机构11，缓冲垫9顶部的外侧固定连接有减震机构12。

参考图2，滑动机构10包括固定连接在缓冲支杆8两侧的滑动块1001，缓冲筒6内腔的两侧均开设有滑动槽1002，滑动块1001的外侧滑动连接在滑动槽1002的内部。

作为本发明的一种技术优化方案，通过滑动机构10的设置，能够使缓冲支杆8更加流畅的在缓冲筒6的内部滑动，减少了缓冲支杆8与缓冲筒6之间的摩擦，延长了缓冲支杆8的使用寿命。

参考图2，限位机构11包括固定连接在支撑腿3内侧底部的长板1101，长板1101背面的内侧固定连接有移动块1102，缓冲筒6的正面且位于缓冲筒6的底部均开设有移动槽1103，移动块1102的背面滑动连接在移动槽1103的内部，长板1101正面的外侧通过定销固定连接有斜板1104，斜板1104远离长板1101的一侧通过定销与支撑腿3固定连接。

作为本发明的一种技术优化方案，通过限位机构11的设置，能够使缓冲支杆8在移动时更加稳定，防止出现偏移的现象，对缓冲支杆8起到了限位的效果。

参考图3，减震机构12包括固定连接在缓冲垫9顶部外侧的缓冲软球一1201，缓冲软球一1201的顶部且远离支撑腿3的一侧固定连接有缓冲软管1202，缓冲软管1202的顶部固定连接有缓冲软球二1203，缓冲软球二1203的顶部与长板1101的底部固定连接，缓冲软球一1201和缓冲软球二1203均为半圆状，缓冲软管1202的管节为四个，且呈等均分布。

作为本发明的一种技术优化方案，通过减震机构12的设置，能够使长板1101更加稳定的移动，避免长板1101在移动的过程中出现偏移倾斜的现象。

参考图1，横接板4底部的两侧均固定连接有角板13，角板13的外侧与支撑腿3固定连接。

作为本发明的一种技术优化方案，通过角板13的设置，能够使横接板4更加紧密的与支撑腿3连接，防止出现晃动的现象。

参考图2，缓冲筒6的两侧均固定连接有定位板14，定位板14的顶部与固定板5固定连接。

作为本发明的一种技术优化方案，通过定位板14的设置，能够使缓冲筒6更加稳定与固定板5连接，加大了两者之间连接稳定性，防止出现断裂的现象。

本发明的工作原理及使用流程：使用时，首先使用者在控制无人机本体1向下移动时缓冲垫9向上缓冲移动，然后缓冲垫9带动缓冲支杆8向上缓冲移动，缓冲支杆8配合滑动块1001和滑动槽1002的配合带动缓冲弹簧7向上收缩，然后缓冲软球一1201也会随着缓冲垫9向上移动，然后带动缓冲软管1202向上移动，缓冲软管1202带动缓冲软球二1203向上收缩，致使达到可以对其底部进行减震缓冲以达到防护的效果。

综上所述：该无人机的防护机构，通过无人机本体1、连接杆2、支撑腿3、横接板4、固定板5、缓冲筒6、缓冲弹簧7、缓冲支杆8、缓冲垫9、滑动机构10、限位机构11、减震机构12的配合使用，通过缓冲支杆8向上缓冲，然后将缓冲弹簧7向上收缩，达到可以对其底部进行减震缓冲以达到防护的效果，增强了无人机的使用寿命，增强了无人机的实用性，该无人机的防护机构，解决了现有的无人机在下落时很容易与地面产生一定的撞击，这种撞击会对无人机造成一定的损伤，导致无人机的底部外壳会出现开裂现象的问题。

如图6所示，本发明提供一种技术方案，所述的一种无人机的防护机构，所述无人机本体1还包括定位装置101、摄像头102、激光雷达装置103、第一控制器104、无线通讯模块105；其中，

所述定位装置101，设置在所述无人机本体1内部，用于获取所述无人机处于工作状态时的位置信息；

所述摄像头102，设置在所述无人机本体1外部，用于拍摄所述无人机处于工作状态时正前方的画面图像，获取画面图像信息；

所述激光雷达装置103，设置在所述无人机本体1内部，用于在无人机处于工作状态时向正前方发出激光光束，所述激光光束经障碍物反射形成回波信号，根据所述回波信号计算得到无人机与障碍物的距离信息；

所述第一控制器104，设置在所述无人机本体1内部，分别与所述定位装置101、摄像头102、激光雷达装置103、无线通讯模块105连接，用于：

接收所述定位装置101发送的位置信息，根据所述位置信息判断是否与预设飞行路径一致，在确定所述位置信息与预设飞行路径不一致时，生成第一报警信号并通过无线通讯模块105发送至服务器15；

接收所述摄像头102拍摄的画面图像信息并通过无线通讯模块105发送至服务器15；

接收所述激光雷达装置103计算得到的距离信息并判断是否小于预设距离阈值，在确定所述距离信息小于预设距离阈值时，重新规划所述无人机的飞行路径，并将重新规划的飞行路径通过无线通讯模块105发送至服务器15；

接收所述无线通讯模块105发送的确认指令并执行；

所述服务器15，分别于无线通讯模块105、移动终端16连接，用于：

接收所述无线通信模块发送的第一报警信号、画面图像信息及重新规划的飞行路径并发送至所述移动终端16；

接收所述移动终端16对所述重新规划的飞行路径的确认指令，并判断所述确认指令是否合法，在确定所述确认指令合法时，将所述确认指令发送至所述无线通讯模块105。

上述方案的工作原理：定位装置101用于获取所述无人机处于工作状态时的位置信息；摄像头102用于拍摄所述无人机处于工作状态时正前方的画面图像，获取画面图像信息；激光雷达装置103用于在无人机处于工作状态时向正前方发出激光光束，所述激光光束经障碍物反射形成回波信号，根据所述回波信号计算得到无人机与障碍物的距离信息；第一控制器104用于接收所述定位装置101发送的位置信息，根据所述位置信息判断是否与预设飞行路径一致，在确定所述位置信息与预设飞行路径不一致时，生成第一报警信号并通过无线通讯模块105发送至服务器15；第一控制器104还用于接收所述摄像头102拍摄的画面图像信息并通过无线通讯模块105发送至服务器15；第一控制器104还用于接收所述激光雷达装置103计算得到的距离信息并判断是否小于预设距离阈值，在确定所述距离信息小于预设距离阈值时，重新规划所述无人机的飞行路径，并将重新规划的飞行路径通过无线通讯模块105发送至服务器15；接收所述无线通讯模块105发送的确认指令并执行；服务器15用于接收所述无线通信模块发送的第一报警信号、画面图像信息及重新规划的飞行路径并发送至所述移动终端16；服务器15还用于接收所述移动终端16对所述重新规划的飞行路径的确认指令，并判断所述确认指令是否合法，在确定所述确认指令合法时，将所述确认指令发送至所述无线通讯模块105。

上述方案的有益效果：定位装置和摄像头可以实时获取无人机本体的位置信息及拍摄画面，用户终端可以在远程实时监测所述无人机本体的飞行状况，无人机本体在飞行过程中脱离预设路径时，第一控制器发送第一报警信号到用户终端，及时的提醒用户无人机可能发生意外情况，使用户在第一时间内做出应对，远程控制无人机的飞行方向，降低了无人机本体的出事概率，增加了用户的体验感；同时，激光雷达装置可以监测前方是否有障碍物，在确定有障碍物时，可以获得所述无人机本体与障碍物的距离，在所述无人机本体与障碍物的距离小于预设距离时，重新规划所述无人机的飞行路径，并发送重新规划所述无人机的飞行路径至移动终端，使得用户在第一时间清楚状况，增加了无人机本体的智能性，减少了损失。

本发明提供一种技术方案，所述计算无人机与障碍物的距离信息，包括：

计算所述激光雷达装置103发射激光光束时的发射功率p，如公式(1)所示：

其中，λ为所述激光雷达装置103发射激光光束的波长；w为所述激光雷达装置103发射激光光束在大气中的透过率；h为所述激光雷达装置103发射激光光束遇到障碍物的激光反射率；β为所述激光光束的入射方向与障碍物表面法线的夹角；α为所述激光光束的质量因子；d为所述激光光束的直径；

根据所述激光雷达装置103发射激光光束时的发射功率p计算所述无人机与障碍物的距离l，如公式(2)所示：

其中，t为所述回波信号的延迟时间；f0为发射激光光束的增益系数；f1为接收回波信号的增益系数；s为障碍物反射截面积；q为所述回波信号的噪声系数。

上述方案的工作原理：为了保证无人机在飞行状态时的安全，所述第一控制器用于计算障碍物与所述无人机的距离信息，并判断所述距离信息是否小于预设距离信息，在确定所述距离信息小于预设距离信息时，重新规划飞行路径，其中，发射激光光束的增益系数为激光光束在流传方向上光强的单位长度增添率，回波信号的增益系数为回波信号在回传方向上的信号强度的单位长度增添率。

上述方案的有益效果：在计算所述计算无人机与障碍物的距离信息时考虑激光雷达装置103发射激光光束的波长、激光雷达装置103发射激光光束在大气中的透过率、激光雷达装置103发射激光光束遇到障碍物的激光反射率、激光光束的质量因子、激光光束的直径等因素，使得计算出来的距离信息更加准确，提高判断距离信息与预设距离信息大小的准确性，便于在所述距离信息小于预设距离信息时，重新规划飞行路径并发送至移动终端，使得用户在第一时间了解无人机的状态，并分析所述无人机重新规划的路径是否合理，在合理时，发出确定指令，增加无人机的工作效率，避免了无人机因障碍物而导致坠机，提高了无人机的避障能力，减少了损失。

如图7所示，本发明提供一种技术方案，所述的一种无人机的防护机构，还包括太阳能板17、光电转换器18、第二控制器20、蓄电池19、报警灯21；

所述太阳能板17，设置在所述无人机本体1外部；

所述光电转换器18，设置在所述无人机本体1外部，与所述太阳能板17连接，用于将所述太阳能板17吸收的太阳能转换为电能；

所述蓄电池19，设置在所述无人机本体1内部，与所述光电转换器18连接，用于存储所述光电转换器18转换的电能；

所述第二控制器20，与所述光电转换器18、报警灯21连接，用于计算所述光电转换器18的转换效率，并判断所述转换效率是否小于预设转换效率，在确定所述转换效率小于预设转换效率时，控制所述报警灯21闪烁；

所述计算所述光电转换器18的转换效率，包括：

计算所述光电转换器18的功率p0，如公式(3)所示：

其中，v为所述光电转换器18工作时的电压；d为周围环境的温度；q为电子电量，等于1.6×10^-19c；i为所述光电转换器18向所述蓄电池19传输电能时，所述蓄电池19中的输入电流；

根据光电转换器18的功率p0计算所述光电转换器18的转换效率η，如公式(4)所示：

其中，p1为所述蓄电池19的功率。

上述方案的工作原理：光电转换器18用于将所述太阳能板17吸收的太阳能转换为电能；为了保证光电转换器的转换效率，所述第二控制器用于计算所述光电转换器的转换效率并判断所述转换效率是否小于预设转换效率，在确定所述转换效率小于预设转换效率时，控制所述报警灯闪烁。

上述方案的有益效果：光电转换器将太阳能转换为电能，节约了资源，提高了无人机本体的环保性；在计算光电转换器的转换效率时考虑光电转换器工作时的电压、周围环境的温度、述蓄电池的功率等因素，使得计算出来的转换效率更加准确，提高判断所述光电转换器的转换效率与预设转换效率大小的准确性，在所述转换效率小于预设转换效率时，报警灯闪烁，提醒用户应及时查看光电转换器是否发生故障问题，及时维修，减少损失，保证转换效率，避免了无人机因电量不足导致的意外情况。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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