一種四旋翼飛行器的保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種四旋翼飛行器的保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置包括：機(jī)架，機(jī)架的底面設(shè)置有三個呈正三角形排列的反射型光電傳感器，機(jī)架的每個側(cè)面以及頂面上分別設(shè)置有反射型光電傳感器，與每個反射型光電傳感器信號連接的反射型光電傳感器驅(qū)動電路，與反射型光電傳感器驅(qū)動電路連接的板載控制芯片，在反射型光電傳感器反饋回的信號小于設(shè)定值時，板載控制芯片發(fā)出警報。本實(shí)用新型的有益效果是：為四旋翼飛行器提供一種防墜機(jī)、撞機(jī)的廉價、可靠的優(yōu)良的保護(hù)裝置?？梢源蟠鬁p少由于操作不當(dāng)引起的墜機(jī)和撞機(jī)帶來的損失。為自主飛行的四旋翼飛行器提供了一種監(jiān)測近距離障礙物的保護(hù)裝置。使得自主飛行器可以自行的避開障礙物以及自行的起飛降落。
【專利說明】—種四旋翼飛行器的保護(hù)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及飛行器保護(hù)裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種四旋翼飛行器的保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的四旋翼飛行器保護(hù)裝置有兩種。
[0003]一種是通過巧妙地增加機(jī)械結(jié)構(gòu)，使飛行器在與障礙物碰撞或者在失控落地時，對飛行器的器件在一定程度上起到一個保護(hù)作用，例如南京信息工程大學(xué)的學(xué)生發(fā)明的一種帶球型保護(hù)罩的四旋翼無人飛行器，顧名思義他們就是把飛行器機(jī)身設(shè)計在球星保護(hù)網(wǎng)中，起到保護(hù)作用，再如深圳市哈伯森科技有限公司發(fā)明的一種四旋翼飛行器，也是通過附加機(jī)罩來保護(hù)飛行器機(jī)體；
[0004]另一種是通過建立一個飛行器系統(tǒng)故障情況下的姿態(tài)模型，根據(jù)該姿態(tài)模型推出飛行器系統(tǒng)故障估計的自適應(yīng)律，然后結(jié)合系統(tǒng)故障估計與執(zhí)行器故障估計設(shè)計出飛行器姿態(tài)系統(tǒng)的容錯控制，從而降低四旋飛行器的墜機(jī)概率，例如南京航空航天大學(xué)學(xué)生發(fā)明的四旋翼飛 行器容錯控制方法就是利用這個方法。
[0005]對于第一種，通過物理結(jié)構(gòu)增加機(jī)械，對于一個對載重有嚴(yán)格要求的四旋翼飛行器顯然會承擔(dān)很大的負(fù)擔(dān)，而且對物件很難做到完全的保護(hù)；對于第二種通過建立模型去保護(hù)，由于設(shè)計系統(tǒng)本身的龐大與復(fù)雜，對主控芯片提出了很高的要求，對芯片的耗資巨大，這樣勢必會影響飛行器的所要實(shí)現(xiàn)的功能，而且該系統(tǒng)對容錯的能力會受到自身制約，出現(xiàn)誤判，漏判等意想不到的錯誤。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種四旋翼飛行器的保護(hù)
>J-U ρ?α裝直。
[0007]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]本實(shí)用新型提供了一種四旋翼飛行器的保護(hù)裝置，該四旋翼飛行器的保護(hù)裝置包括:機(jī)架，所述機(jī)架的底面設(shè)置有三個呈正三角形排列方式排列的反射型光電傳感器，所述機(jī)架的每個側(cè)面以及頂面上分別設(shè)置有至少一個反射型光電傳感器，與所述每個反射型光電傳感器信號連接的反射型光電傳感器驅(qū)動電路，與所述反射型光電傳感器驅(qū)動電路信號連接的板載控制芯片，在所述反射型光電傳感器反饋回的信號小于設(shè)定值時，所述板載控制芯片發(fā)出警報。
[0009]優(yōu)選的，還包括分別與每個反射型光電傳感器、反射型光電傳感器驅(qū)動電路以及所述板載控制芯片電連接的電源模塊。
[0010]優(yōu)選的，所述板載控制芯片上設(shè)置有發(fā)送無線信號的通信接口。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:為四旋翼飛行器提供一種防墜機(jī)、撞機(jī)的廉價、可靠的優(yōu)良的保護(hù)裝置?？梢源蟠鬁p少由于操作不當(dāng)引起的墜機(jī)和撞機(jī)帶來的損失。為自主飛行的四旋翼飛行器提供了一種監(jiān)測近距離障礙物的保護(hù)裝置。使得自主飛行器可以自行的避開障礙物以及自行的起飛降落。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的四旋翼飛行器的保護(hù)裝置的原理圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的反射型光電傳感器的設(shè)置位置示意圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的四旋翼飛行器的保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]請參閱圖1和圖3，圖1為本實(shí)用新型提供的四旋翼飛行器的保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種四旋翼飛行器的保護(hù)裝置，該四旋翼飛行器的保護(hù)裝置包括:機(jī)架1，所述機(jī)架I的底面設(shè)置有三個呈正三角形排列方式排列的反射型光電傳感器，所述機(jī)架I的每個側(cè)面以及頂面上分別設(shè)置有至少一個反射型光電傳感器，與所述每個反射型光電傳感器信號連接的反射型光電傳感器驅(qū)動電路，與所述反射型光電傳感器驅(qū)動電路信號連接的板載控制芯片，在所述反射型光電傳感器反饋回的信號小于設(shè)定值時，所述板載控制芯片發(fā)出警報。
[0018]具體的，機(jī)架包括頂部的螺旋支架I以及連接在螺旋支架I下方連接有為其他原件提供平臺的面板2，該連接件具體通過固定該模塊的鋼柱3，該鋼柱3共有四條，分別在該面板2的四個頂角，其中，側(cè)面反射型光電傳感器4設(shè)置在面板2上，頂面反射型光電傳感器5設(shè)置在螺旋支架I上，請一并參閱圖2，在四旋翼飛行器的底部(F面)安裝三個呈正三角形排列方式排列的反射型光電傳感器，在飛行器的四垂直側(cè)面的中心(A面，B面，C面，D面)安裝四個反射型光電傳感器，在圖1上可以清楚的看到這七個反射型光電傳感器的具體分布，頂面(E面)安裝一個反射型光電傳感器，共八個反射型光電傳感器。通過底部的三個呈正三形排列的反射型光電傳感器可以能夠準(zhǔn)確的獲取飛行器底部的信息，提高了信息采集的準(zhǔn)確性。應(yīng)當(dāng)理解的是，在側(cè)面以及頂面的反射型光電傳感器的個數(shù)不應(yīng)僅限于上述具體描述的一個反射型光電傳感器，還可以為多個反射型光電傳感器。通過設(shè)置的多個反射型光電傳感器能夠提供快速的、清晰的信號反饋，從而提高了飛行器在飛行時的安全性倉泛。
[0019]此外，該裝置還包括分別與每個反射型光電傳感器、反射型光電傳感器驅(qū)動電路以及所述板載控制芯片電連接的電源模塊。通過電源模塊為上述部件提供電能。更佳的，所述板載控制芯片上設(shè)置有發(fā)送無線信號的通信接口。能夠?qū)崿F(xiàn)無線通訊功能。其中的板載控制芯片選用STC15F2K60S2型號的控制芯片，具有良好的控制功能。
[0020]在具體連接時，多個反射型光電傳感器分別與反射型光電傳感器驅(qū)動電路信號連接，反射型光電傳感器驅(qū)動電路內(nèi)設(shè)置有零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路和數(shù)據(jù)采集電路，具體如下:
[0021]零點(diǎn)調(diào)節(jié):[0022]關(guān)閉所有紅外發(fā)射電路，逐個讀取自然光下的紅外接收電路的分壓值。通過調(diào)節(jié)數(shù)字電位器阻值，調(diào)節(jié)零點(diǎn)值為IV左右，并保存每個反射型光電傳感器的零點(diǎn)值；
[0023]數(shù)據(jù)采集:
[0024]當(dāng)零點(diǎn)調(diào)節(jié)完畢，打開第一個紅外發(fā)射電路，讀取接收電路分壓值并保存，關(guān)閉第一個紅外發(fā)射電路，以此步驟逐個讀取并保存每個反射型光電傳感器驅(qū)動電路分壓值。到此一次數(shù)據(jù)采集完畢。系統(tǒng)將繼續(xù)進(jìn)行下一輪的零點(diǎn)調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)采集。
[0025]在整個保護(hù)裝置工作時，板載控制芯片輪詢的去采集和處理反射型光電傳感器的數(shù)據(jù)，分析四旋翼飛行器四周是否有障礙物以及到障礙物的距離。當(dāng)距離小于或者等于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的某個預(yù)警值時，通過串口向飛行器主控制器發(fā)送警報數(shù)據(jù)。具體的，預(yù)警值的設(shè)定最大支持5級預(yù)警。當(dāng)飛行器主控制器接收到不同等級的預(yù)警信號后，可以有選擇的執(zhí)行不同的控制。從而提高了整個飛行器的安全性。
[0026]為了更清楚的理解本實(shí)施例提供的保護(hù)裝置，下面結(jié)合飛行器的具體情況進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]飛行器主控制器通過TTL電平的串口與此設(shè)備連接。每次飛行器啟動后，飛行器首先和此保護(hù)裝置進(jìn)行通信握手。確定通信正常后對其預(yù)警值進(jìn)行配置。配置完畢后進(jìn)入正常工作模式。
[0028]正常工作后，由于飛行器處于降落狀態(tài)，所以保護(hù)裝置將檢測到飛行器底部有地面，保護(hù)裝置將保存飛行器降落狀態(tài)飛行器底部到地面的距離。當(dāng)飛行器起飛后，保護(hù)裝置檢測到飛行器慢慢遠(yuǎn)離地面最后檢測不到地面。將告知飛行器主控飛機(jī)已經(jīng)起飛。
[0029]在飛行器通過其他反射型光電傳感器設(shè)備進(jìn)行自主飛行時，如果保護(hù)裝置在某個方向上面檢測到有障礙物時，將告知飛行器主控芯片的預(yù)警信息。飛行器可以通過預(yù)警信息的不同級別做出不同的處理。從而實(shí)現(xiàn)壁障功能。
[0030]當(dāng)飛行器要自主降落時，飛行器將首先結(jié)合氣壓等反射型光電傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩慢下降。當(dāng)下降到保護(hù)裝置檢測到地面后，保護(hù)裝置將進(jìn)一步確定飛行器下面是地面還是障礙物。從而通知飛行器主控下面的地理環(huán)境是否滿足降落條件。如果不滿足飛行器將升高一段距離繼續(xù)尋找其他位置降落。當(dāng)保護(hù)裝置檢測到可以降落時，將通知飛行器這一信息。飛行器將進(jìn)入準(zhǔn)備著陸過程。當(dāng)保護(hù)裝置檢測到飛行器底部到地面的距離十分接近降落狀態(tài)下的距離時，將通知飛行器主控飛行器已經(jīng)成功著陸。此時飛行器將熄火，著陸完畢。
[0031]通過上述描述可以看出，本實(shí)施例提供的四旋翼飛行器的保護(hù)裝置為四旋翼飛行器提供一種防墜機(jī)、撞機(jī)的廉價、可靠的優(yōu)良的保護(hù)裝置?？梢源蟠鬁p少由于操作不當(dāng)引起的墜機(jī)和撞機(jī)帶來的損失。為自主飛行的四旋翼飛行器提供了一種監(jiān)測近距離障礙物的保護(hù)裝置。使得自主飛行器可以自行的避開障礙物以及自行的起飛降落。
[0032]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種四旋翼飛行器的保護(hù)裝置，其特征在于，包括:機(jī)架，所述機(jī)架的底面設(shè)置有三個呈正三角形排列方式排列的反射型光電傳感器，所述機(jī)架的每個側(cè)面以及頂面上分別設(shè)置有至少一個反射型光電傳感器，與所述每個反射型光電傳感器信號連接的反射型光電傳感器驅(qū)動電路，與所述反射型光電傳感器驅(qū)動電路信號連接的板載控制芯片，在所述反射型光電傳感器反饋回的信號小于設(shè)定值時，所述板載控制芯片發(fā)出警報。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四旋翼飛行器的保護(hù)裝置，其特征在于，還包括分別與每個反射型光電傳感器、反射型光電傳感器驅(qū)動電路以及所述板載控制芯片電連接的電源模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四旋翼飛行器的保護(hù)裝置，其特征在于，所述板載控制芯片上設(shè)置有發(fā)送無線信號的通信接口。
【文檔編號】B64D45/00GK203767073SQ201420204468
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】程吉利, 趙耀霞, 吳其洲, 劉浩, 郝文杰 申請人:吳其洲