CN108313304A - 一种无人机保护装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机保护装置，所述无人机保护装置包括气囊、气瓶、气瓶检测与起爆装置、供电装置、检测与报警装置、壳体；所述气囊与气瓶连接，气囊包裹于壳体的外部；所述气瓶上设置有检测和起爆装置；气瓶固定于壳体上，所述供电装置设置于壳体内部，其通过线路与气瓶检测与起爆装置以及检测与报警装置连接。无论无人机处于多高的高度，一旦无人机失控，都会打开气囊，产生浮力，减小自由落体加速度合力，从而减小无人机坠地的速度，达到降低对地面人财物损害的程度，同时也可以降低无人机本身的损坏程度。有效防止无人机失控带来的危害。

Description

一种无人机保护装置和方法

技术领域

本发明属于涉及无人机技术领域，具体的说涉及一种无人机保护装置和方法。

背景技术

小型无人机是近年来国内外研究的热点问题，它在农业、勘探、商业、航拍领域得道了广泛的应用。无论是无人机遇到障碍物炸机时，捕捉黑飞无人机时，还是在无人机发生作业故障时，都会导致无人机坠落。无人机的活动范围一般处于市区，其非正常的坠落，在对无人机本身造成严重损坏的同时还会给人员、财物带来较大的危险。因此，发明一种保护装置，能够在其非正常降落时，减缓速度，即可减少对人身、财物和无人机本身的损失。

现有技术中，降落伞是最常用的无人机保护装置，其主要采用增大空气阻力的方式实现减速降落，减小无人机坠落带来的损害。但只有在保证足够高度的条件下开伞，才有降低速度的作用。因此，在高度较低的情况下，降落伞的减速效果不明显，依然会导致无人机以较高的速度着陆，对人财物造成损害；同时无人机中还需要与降落伞配合的触发装置，触发装置需要人工干预或者与飞控系统相连，具有延时性，或者依赖飞机飞控系统的完好性。如果飞控系统发生故障，或者人工没有检测到故障情况，同样无法启动降落伞，不利于发挥保护的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在任意高度下，都能够帮助无人机实现低速安全降落的无人机保护装置。

为实现上述目的，本发明通过如下的技术手段来实现：

一种无人机保护装置，包括：气囊、气瓶、气瓶检测与起爆装置、供电装置、检测与报警装置、壳体；所述气囊与气瓶连接，气囊包裹于壳体的外部；所述气瓶上设置有检测和起爆装置；气瓶固定于壳体上，所述供电装置设置于壳体内部，其通过线路与气瓶检测与起爆装置以及检测与报警装置连接。

优选的，所述壳体包括设置于壳体上的气压信号指示灯、电量指示灯、工作状态指示灯、气瓶阀门和供电开关；所述壳体上还设置用于固定气囊、气瓶和气瓶检测与起爆装置固定装置。

优选的，所述气瓶检测与起爆装置，包括依次于气瓶瓶口的连接的密封模块、阀门、气压传感器、减压阀、电磁阀；所述电磁阀通过信号线与检测报警装置中的单片机输出端连接。

平时关闭气瓶阀门，工作时，打开气瓶阀门，减压阀低压端连接电磁阀，电磁阀固定于气囊内部，电磁阀通电后，瓶内气体进入气囊，气囊体积膨胀，直至充满气体，其特征在于，起爆装置安装在瓶口外部并固定，电磁阀加电后，使气体从瓶内溢出，同时带有气压测量装置，可以测量内部气压，以保证气瓶内压力符合设定要求。

优选的，所述供电装置采用干电池、锂电池、镍氢电池或太阳能电池板。

优选的，所述检测与报警装置，包括单片机、电量测试模块和气压测量模块；电量传感器通过单片机输入接口与电量测试模块连接；气压传感器通过单片机输入接口与气压测量模块连接；所述电量测试模块和气压测量模块与单片机连接；所述单片机输出接口与电磁阀、气压信号指示灯、工作状态指示灯和电量指示灯连接。

所述检测与报警装置可实现气压自检、电量自检、加速度检测、气压信号输出、电量信号输出、起爆信号输出、气压设定、电量设定等功能，是一个测试气压、电量和检测加速度的装置；可以通过瓶内气压传感器获取数据，进行压力测试，并根据设定的压力，输出安全信号给压力设定和报警装置，检测电量，并通过输出信号进行电量指示和报警，加速度检测通过自带的加速度传感器获取数据，并与内定数据进行比较，如超出阈值，则输出信号给气瓶检测与起爆装置，给气囊充气，启动降落保护功能。

优选的，所述气瓶中填充密度低于空气的压力气体。

使用时，打开电源开关，同时打开气瓶阀门，系统自检，检测电量，气压，加速度传感器。检测气压，看气压是否满足使用要求。如果气压过低，关闭阀门，可卸下气瓶，充气，直至达到气压设定值，重新安装到位，再次打开阀门，使气瓶处于工作状态。此时气瓶、检测装置正常工作，可以起飞无人机进行工作了；无人机在飞行中发生故障、炸机、失控时，无人机会发生自由落体降落，或者翻滚降落，检测与报警装置的加速度传感器检测的阈值超过日常飞行值时，检测与报警装置经过比较计算，其起爆信号输出给气瓶检测与起爆装置的起爆器，触发电磁阀，打开瓶口密封模块，高压气体充入气囊，直至气囊完全打开。气囊充满比重小于空气的气体，产生浮力，从而减弱重力加速度作用效果，合力变小，使得失控无人机可以缓慢降落，从而达到减小对地面人财物和无人机本身的损害。

本发明还提供了上述无人机保护装置的使用方法，无人机在飞行中发生故障、炸机、失控时，无人机会发生自由落体降落，或者翻滚降落，检测与报警装置的加速度传感器检测的阈值超过日常飞行值时，检测与报警装置经过比较计算，其起爆信号输出给气瓶检测与起爆装置的起爆器，触发电磁阀，打开瓶口密封模块，高压气体充入气囊，直至气囊完全打开；气囊充满比重小于空气的气体，产生浮力，从而减弱重力加速度作用效果，合力变小，使得失控无人机可以缓慢降落，从而达到减小对地面人财物和无人机本身的损害。

本发明产生的有益效果是：无论无人机处于多高的高度，一旦无人机失控，都会打开气囊，产生浮力，减小自由落体加速度合力，从而减小无人机坠地的速度，达到降低对地面人财物损害的程度，同时也可以降低无人机本身的损坏程度。有效防止无人机失控带来的危害。同时，本发明装置是一个独立检测、独立工作的模块，不依赖与无人机上的电源和信号工作，从而可以作为一个独立的模块，任意安装在无人机的合适的部位。并且可以安装多个模块，达到减小坠落速度的目的。

附图说明

图1为本发明中无人机保护装置气囊的结构图；

图2为本发明中无人机保护装置的总体结构图；

图3为本发明中无人机保护装置的剖视图；

图4为本发明中无人机保护装置中气瓶检测与起爆装置结构图；

图5为本发明中无人机保护装置中壳体结构图；

图6为本发明中无人机保护装置检测与报警装置的结构框图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，但是本发明的范围不受这些实施例的限制。

如图1-5所示，一种无人机保护装置，包括：气囊1、气瓶2、气瓶检测与起爆装置3、供电装置4、检测与报警装置5、壳体6；所述气囊1与气瓶2连接，气囊1包裹于壳体6的外部；所述气瓶2上设置有检测和起爆装置3；气瓶2固定于壳体6上，所述供电装置4设置于壳体6内部，其通过线路与气瓶检测与起爆装置3以及检测与报警装置5连接；所述壳体6包括设置于壳体上的气压信号指示灯603、电量指示灯604、工作状态指示灯605、气瓶阀门和供电开关；所述壳体6上还设置用于固定气囊、气瓶和气瓶检测与起爆装置固定装置；所述气瓶检测与起爆装置3，包括依次于气瓶2瓶口的连接的密封模块301、阀门302、气压传感器303、减压阀304、电磁阀305；所述电磁阀305通过信号线与检测报警装置5中的单片机输出端连接；所述供电装置4采用干电池、锂电池、镍氢电池或太阳能电池板；所述检测与报警装置5，包括单片机、电量测试模块和气压测量模块；电量传感器通过单片机输入接口与电量测试模块连接；气压传感器303通过单片机输入接口与气压测量模块连接；所述电量测试模块和气压测量模块与单片机连接；所述单片机输出接口与电磁阀305、气压信号指示灯603、工作状态指示灯605和电量指示灯604连接；所述气瓶2中填充密度低于空气的压力气体。

壳体与固定装置6能够采用螺丝或者扎线连接到无人机上，如果用扎线，则扎线穿过安装孔602固定到无人机上。将装置安装到无人机之前，打开壳体与固定装置6的气瓶开关阀门手柄30201，并打开供电装置4的供电开关602，启动检测与报警装置5，进行自检，检查气压，电量等信息。指示灯603、604、605亮起红色，则为告警，亮起绿色，则工作正常，可以使用。

此时，无人机可以起飞使用。在使用过程中，如果发生炸机、碰撞、故障等，导致无人机不能正常工作，发生异常坠机，则检测与报警装置5检测到飞机加速度异常，则直接触发气瓶检测与起爆装置3中的电磁阀305，电磁阀305打开气体通道，气瓶2内的气体快速充入气囊1中，气囊1迅速膨胀，体积膨胀，通过浮力减小无人机坠落速度，从而达到保护无人机和下面的人财物的目的。

以上的实施例仅为本发明的优选实施方案，需要指出，对于本领域普通技术人来说，在不脱离本发明的前提下进行的部分改进，仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种无人机保护装置，其特征在于：所述无人机保护装置包括气囊、气瓶、气瓶检测与起爆装置、供电装置、检测与报警装置、壳体；所述气囊与气瓶连接，气囊包裹于壳体的外部；所述气瓶上设置有检测和起爆装置；气瓶固定于壳体上，所述供电装置设置于壳体内部，其通过线路与气瓶检测与起爆装置以及检测与报警装置连接。

2.根据权利要求1所述的无人机保护装置，其特征在于：所述壳体包括设置于壳体上的气压信号指示灯、电量指示灯、工作状态指示灯、气瓶阀门和供电开关；所述壳体上还设置用于固定气囊、气瓶和气瓶检测与起爆装置固定装置。

3.根据权利要求2所述的无人机保护装置，其特征在于：所述气瓶检测与起爆装置，包括依次于气瓶瓶口的连接的密封模块、阀门、气压传感器、减压阀、电磁阀；所述电磁阀通过信号线与检测报警装置中的单片机输出端连接。

4.根据权利要求3所述的无人机保护装置，其特征在于：所述供电装置采用干电池、锂电池、镍氢电池或太阳能电池板。

5.根据权利要求4所述的无人机保护装置，其特征在于：所述检测与报警装置，包括单片机、电量测试模块和气压测量模块；电量传感器通过单片机输入接口与电量测试模块连接；气压传感器通过单片机输入接口与气压测量模块连接；所述电量测试模块和气压测量模块与单片机连接；所述单片机输出接口与电磁阀、气压信号指示灯、工作状态指示灯和电量指示灯连接。

6.根据权利要求5所述的无人机保护装置，其特征在于：所述气瓶中填充密度低于空气的压力气体。

7.一种权利要求1-6任一所述的无人机保护装置的使用方法，无人机在飞行中发生故障、炸机、失控时，无人机会发生自由落体降落，或者翻滚降落，检测与报警装置的加速度传感器检测的阈值超过日常飞行值时，检测与报警装置经过比较计算，其起爆信号输出给气瓶检测与起爆装置的起爆器，触发电磁阀，打开瓶口密封模块，高压气体充入气囊，直至气囊完全打开；气囊充满比重小于空气的气体，产生浮力，从而减弱重力加速度作用效果，合力变小，使得失控无人机可以缓慢降落，从而达到减小对地面人财物和无人机本身的损害。