设有多功能上部结构元件的尤其是飞翼型的无人机 |
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| 申请号 | CN201710151820.4 | 申请日 | 2017-03-14 | 公开(公告)号 | CN107187600A | 公开(公告)日 | 2017-09-22 |
| 申请人 | 鹦鹉无人机股份有限公司; | 发明人 | M·多纳德; F·皮拉特; H·塞杜; | ||||
| 摘要 | 突出地安装在位于无人机的 机身 中的模 块 (24)上的扁平管状部件(22)在其自由远端(28)处包括皮托管动态压 力 前进气口(44)。内部管道(42)将进气口连接于安装在该模块中的压力 传感器 。该管状部件能相对于模块运动(32)并且包括联接装置(34)，该联接装置用于机械地联接于安装在该模块中的 接触 器(38)。该管状部件还包括光导件(54)，该光导件与发光元件(52)光连通，该发光元件安装在管状部件的近端的附近或者该近端的 水 平处。该管状部件包括两个部分(22a、22b)，这两个部分彼此连续地可分离地嵌套在一起，其中，基部部分(22a)永久地联接于该模块(24)，而可拆除的突出部分(22b)位于基部部分的顶部并且包括前进气口(44)和内部管道(42)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种飞行无人机(10)，所述飞行无人机包括机身(12)和上部结构元件，所述上部结构元件包括扁平管状部件(22)，所述扁平管状部件适于相对于所述无人机的机身突出地安装，所述管状部件(22)包括： |
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| 说明书全文 | 设有多功能上部结构元件的尤其是飞翼型的无人机技术领域[0001] 本发明涉及一种遥控飞行机动装置、下文统称为“无人机”。 背景技术[0002] 本发明有利地适用于定翼无人机、尤其是“飞翼”的类型，例如瑞士、舍索-洛桑的SenseFly的eBee模型，其是装备有俯视摄像机的专业地形测绘无人机，并且具体地用在用于农业作物的跟进的农业领域。 [0003] 该无人机及其操作模式具体地在2015年4月30日的“eBee SenseFly扩展用户手册(eBee SenseFly Extended User Manual)”的文献中进行了描述。 [0004] 本发明还可适用于其它类型的无人机，例如诸如四旋翼直升机之类的旋翼无人机，此种无人机的一个典型示例是法国巴黎的鹦鹉SA公司(Parrot SA)的Bebop，其是装备有两个前视和俯视摄像机的无人机。 [0005] 这些无人机具有相当多的功能并且为该无人机的驾驶和无人机的飞行轨迹的控制而提供有多个传感器和控制回路。然而，这种复杂性对于用户来说须不太明显，使得用户可以主要集中于他的飞行计划，而不必关心由无人机内部管理的自动化。 [0006] 因此，无人机的实施的简便性是对于无人机的设计和对于该无人机关于用户的人体工程学的定义所要考虑的尤为重要的特性。 [0007] 另一方面，尤其是对于可能以高速(通常高达80km/h)飞行的飞翼无人机而言，空气动力学因素会是另一重要的特性，并且建议减小最有可能由诸如外部传感器、控制按钮、附件之类所附加的不具有空气动力作用的上部结构元件所引起的阻力。 [0008] 还须考虑其它重要的限制，例如具体地是无人机的质量(无人机的构成元件须制作成尽可能最为轻质)以及无人机的坚固性(由于无人机的速度较高，因而产生的最为重要的后果是，冲击和掉落的风险较高)。应注意到的是，低质量和高坚固性通常是相矛盾的需求，这通常包含受限制的设计选择。 发明内容[0009] 本发明的目的是提出这样一种无人机，该无人机设有特定的上部结构元件，通过改进各种功能的集成、简化用户的人体工程学、使得防冲击和掉落的坚固性最大以及使得对于无人机的空气动力学性能的影响最小来允许最佳地满足这些各种需求。 [0010] 本发明为此提出了一种飞行无人机，该飞行无人机以自身已知的方式(具体地在上文提及的文献“eBee SenseFly扩展用户手册(eBee SenseFly Extended User Manual)”中进行了描述)包括机身和上部结构元件，该上部结构元件包括扁平管状部件，该扁平管状部件适合于相对于无人机的机身突出地安装。此种管状部件包括：近端，该近端包括用于安装于该无人机的装置；自由远端，该自由远端具有皮托管动态压力前进气口；内部管道，该内部管道与前进气口流体连通，且该管道具有孔口，该孔口形成在近端上并且适合于连接于压力传感器，该压力传感器安装在构造于该无人机的机身中模块中；以及光导件，该光导件与发光元件光连通，该发光元件安装在管状部件的近端的附近或者该近端的水平处，[0011] 其特征在于，该管状部件是可相对于机身在两个预定位置之间运动的部件，且该管状部件在其近端处包括联接装置，该联接装置用于机械地联接于安装在模块中的接触器，且该联接装置适合于在与所述两个相应位置相对应的两个不同状态之间激活该接触器。 [0012] 根据各个有利从属特征： [0014] 该管状部件包括两个部分，这两个部分彼此连续地可分离地嵌套在一起，其中，基部部分永久地联接于该模块并且承载所述用于机械地联接于接触器的装置，而可拆除的突出部分位于基部部分的顶部并且包括前进气口和内部管道； [0015] 该基部部分和突出部分以功能调节的方式通过嵌套相协配，以允许该基部部分和突出部分在该突出部分经受过大外部应力的情形下相互分离； [0016] 该基部部分部分地在模块内部且部分地在模块外部延伸，而突出部分完全地在模块外部延伸，基部部分能够完全地在机身内部延伸； [0017] 基部部分包括用于所述发光元件的支承件，其中，该突出部分可以是由半透明或透明材料制成一部分，该材料形成所述光导件且不同于形成基部部分的材料； [0019] 现在将参考附图描述本发明设备的示例性实施例，在所有附图中，相同的附图标记指示相同或功能上相似的元素。 [0020] 图1是示出飞翼型的机翼无人机的总体视图，该无人机在遥控设备的控制下在空中飞行。 [0021] 图2是无人机的前部的立体图，示出本发明的上部结构元件的露出部分。 [0022] 图3是示出从无人机的机身抽出的、该无人机的具有本发明上部结构元件的内部模块的立体图。 [0023] 图4是单独获取的本发明上部结构元件的侧视图。 [0024] 图5是本发明的上部结构元件的侧剖视图，其中，该无人机的内部模块的前部的不同元件中安装有此种上部结构元件。 具体实施方式[0025] 现将描述本发明的示例性实施例和实施模式。 [0026] 在图1中示出无人机10，例如是诸如SenseFly的eBee之类的定翼无人机。 [0027] 该无人机10包括机身12，该机身在后部上设有螺旋桨14并且侧向地设有两个机翼16，其中，这些机翼能够以“飞翼”类型的构造与机身12成一体。前部摄像机18允许获取该无人机前进所朝向场景的图像。 [0028] 无人机10由遥控设备20驾驶操控，该遥控设备设有触摸屏，该触摸屏显示由摄像机18所捕获的图像以及由用户处置的各种驾驶指令。遥控设备20设有用于与该无人机进行无线电链接的装置，例如Wi-Fi(IEEE 802.11)局域网类型的装置，用以进行双向数据交换，即从无人机10至设备20以具体地传输由摄像机18所捕获的图像，以及从设备20至无人机10用以发送驾驶指令。 [0029] 如图2中所示，无人机10在前部上包括上部结构元件22，该上部结构元件沿径向方向相对于机身12垂直地突出。该上部结构元件22在外部呈扁平管状部件的形式，该扁平管状部件大致在机身的中间纵向平面中延伸，并使得最窄侧部面向该无人机的行进方向，以使得引起可能最低的阻力。 [0030] 图3示出无人机的从机身抽出的主要电子模块24，该主要电子模块容纳在该机身中并且该机身对于该模块起到保护保护壳的作用。 [0031] 上部结构元件22从模块24延伸出，且该上部结构元件构成该模块的延伸部。当模块24封围在机身12中时，仅仅该元件22的上部穿过机身的开口25突出(图2)，而该元件22的下部和整个模块24仍保持封围在机身中并且受到该机身的保护。 [0032] 图4和5更详细地示出上部结构元件22的结构，在(图4)中单独地示出，而在(图5)中，示出模块24的前部的其中安装有该上部结构元件的不同元件。 [0033] 上部结构元件22包括近端26和自由远端28，近端26在模块一侧，而自由远端与突出到该无人机的机身之上的露出部分相对应。极为有利地是，该元件22由两个部分形成，这两个部分彼此连续地嵌套在一起，即近侧上的基部部分22a和远侧上的可拆除突出部分22b，该基部部分连接于模块24，而该可拆除突出部分位于基部部分22a的顶部上。这两个部分22a和22b在平面P的各一侧上延伸并且以功能调节的方式嵌套在一起，从而允许这两个部分在突出部分22b经受过大外力的情形中相互分离。例如，在该无人机经受冲击的情形中，从机身突出出来的部分22b将能够在损坏时弹出和替换，而位于机身内部的基部部分 22a将仍与模块24一起保持就位，因此，该模块不会由于冲击而损坏。 [0034] 基部部分22a在模块24中安装在引导孔口30中，以允许例如在由用户施加在远端28上的压力(箭头32)的作用下、沿着垂直于机身的方向进行垂直平移地移位(“垂直”方向借助图4和5的图示来理解，即在相对于无人机和模块24的主轴线的径向平面中)。 [0035] 基部部分22a在下部中设有推进元件34，该推进元件承载在铰接杆件36上，且该铰接杆件的端部推动安装在模块24的印刷电路板40上的电气接触器38。上部结构元件22的远端上的压力(箭头32)则具有致动接触器38的作用，并且一旦将该压力释放，接触器38就返回至该接触器的初始休止位置。设有弹性返回装置(未示出)来将上部结构元件22向上推进到引导孔口30中，并且仅仅在上部结构元件22的端部上的压力持续期间、允许接触器40的致动，该接触器具有短效的类型。 [0036] 突出部分22b包括内部管道42，该内部管道在该突出部分的长度之上延伸，并且在远侧上由前进气口44终止而在近侧上由出口46终止。 [0037] 前进气口44面向该无人机的行进方向。例如在图2中能具体地观察到的是，该前进气口位于上部结构元件22的从机身露出的部分中，并且位于远端28的这样一个区域中，该区域允许该前进气口能相对于机身的表面远距离地定位。 [0038] 前进气口44是皮托管动态压力前进气口。在进气口44处收集的压力通过内部管道42传递至出口46，然后通过挠性链接部48传递至安装在印刷电路板40上的压力传感器，此外在该印刷电路板上安装有用于测量静态压力的另一传感器，且静态压力和动态压力之间的差值提供对于无人机相对于空气(相对风)的速度的测量值。应注意到的是，为了避免与飞行中振动相关的测量误差，期望限制上部结构元件22的可动性，该上部结构元件承载皮托管的进气口。 [0039] 此外，上部结构元件22的突出部分22b在该突出部分与基部部分22a相嵌套的侧部上包括空腔50。该空腔50容纳电发光二极管52的头部，该电发光二极管的基部由基部部分22a安装和支承。突出部分22b的材料54是诸如聚碳酸酯之类的透明或半透明材料，从而允许该突出部分22b能起到用于上部结构元件22的光导件的作用，一旦将二极管52激活，就照亮突出部分22b且尤其是该突出部分的从机身露出的部分，而该二极管52保持容纳在机身内部，该二极管在该机身中受保护。 [0040] 刚已描述了其布置的上部结构元件允许同时针对用户和无人机的设计来有利地组合若干功能。 [0042] 本发明的无人机的启动通过上部结构元件22的自由端部上的压力(箭头32)来进行，该压力具有致动接触器38的作用。此种操作致使将信号发送至模块24的处理器以触发电路的唤醒、电源的接通等等，以及致使检测是否满足投掷到空气中的所有条件。类似地，在着陆之后，用户仅需要再次按压上部结构元件22的自由端部以产生中断，在处理器已检测到有效地触发动作之后，传递至该处理器的中断会控制电路的断开(零高度和速度等等)，相反，如果元件22例如在已碰触树之后在飞行中受应力，则须检测到意外的致动(非零高度和速度)并且不应致使无人机立即停止。 [0043] 光导件的功能通过接通/断开电发光二极管52来为用户提供关于无人机状态的视觉反馈，例如可根据无人机的不同可能状态(断开、准备起飞、操作异常等等)而使用不同的颜色，该电发光二极管位于该机身的内部，但仍可通过光导件54从机身的外部观察到。 [0045] 应注意到的是，这些各种优点通过这样一种上部结构元件来获得，该上部结构元件具有仅仅较小的阻力，由此具有极小的扰动，但同时是尤其坚固且轻质的机械结构。 [0046] 上部结构元件22允许保持封围在机身的机械结构中并且受该机械结构保护的模块24能触及外部世界以实现如下三个主要功能，即i)接通/断开无人机的电路，ii)将关于无人机状态的视觉信息输送至用户，以及iii)提供皮托管动态压力前进气口，以在无人机移位时测量该无人机的空气速度。 [0047] 根据本发明的上部结构元件22允许在无需必须由用户来操作电子模块的情形下、模块24与外部世界的这些相互作用，该电子模块仍保持稳妥地限制在无人机的机械结构中并且在该机械结构中受保护，同时通过可从该无人机的外部观察到的单个和同一部分、使得可从无人机的外部实现这三个功能。 [0048] 最后，突出部分22b相对于安装在模块24上的基部部分22a的分离特征可使得甚至在剧烈冲击的情形下、最为脆弱的元件仍保持受保护。这些元件是：电发光二极管52、与前进气口44连通的内部管道和安装在印刷电路板40上的压力传感器之间的链接部48、在孔口30中可动地支承和引导基部部分22a的系统以及操作接触器38的系统。这些元件都直接地或间接地连接于基部部分22a但并不连接于可拆除的突出部分22b，且这些元件此外都保持位于在其中受保护的机身12的内部。在冲击的情形中，仅仅突出部分22b会弹出或破坏，该突出部分仅仅是能容易地替换并且不具有附加元件的一件式模制部件。 |
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