設置有保護推進器的可移去緩沖器的四軸直升機型的旋翼無人機的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及旋翼無人機，諸如四軸直升機。
【背景技術(shù)】
[0002]這種無人機包括一個無人機機身和多個推進單元，每個推進單元有一個由各自的馬達驅(qū)動的推進器。每個推進單元是安裝在各自的用于連接于無人機機身的臂的端部。這樣的無人機的典型的例子是巴黎嬰4鵡公司的四軸直升機2.0 (the AR.Drone 2.0 of ParrotSA, Paris)。
[0003]在無人機運轉(zhuǎn)過程中，尤其是當無人機在相對受限的空間內(nèi)使用時，要求保護推進器免遭其碰撞障礙物經(jīng)受到的沖擊，并反過來在無人機要接近和碰到個體和物體的情形中，保護這些個體和物體避免與這些推進器接觸。
[0004]無人機當然設置有允許探測馬達旋轉(zhuǎn)異常的裝置，馬達旋轉(zhuǎn)異常是由于對推進器旋轉(zhuǎn)的阻礙而引起的，于是，立即切斷對馬達的動力供應以避免該情形的任何加劇。但在輕微沖擊的情形中，正如無人機只是輕輕地掠過障礙物，該極端的措施會是過分的。
[0005]為此緣故，無人機通常設置有安裝在推進器水平處的保護性整流罩，并在水平平面內(nèi)延伸超過推進器的旋轉(zhuǎn)區(qū)域。在四軸直升機的情形中，尤其是在上述AR.Drone 2.0的情形中，該整流罩呈單件的用模制膨脹塑料材料制成的王冠的形式，該王冠在所有側(cè)邊上包圍無人機，使四個環(huán)組合在一起并對應于推進器四個旋轉(zhuǎn)區(qū)域。單元與無人機機體的保護殼形成一體，當使用者在無風險的敞開空間中希望不帶保護裝置來領航該無人機時，可完全地除去該單元。
[0006]US2014/099853A1披露了設置有可移去的保護性整流罩的可類比型的四軸直升機。
[0007]還有其它保護性整流罩的構(gòu)造(不管移去或不移去)，在DE20 2013 101 170 U1、CN 102381471A 或 EP I 245 257 A2 中有描述。
[0008]呈模制整流罩形式的保護裝置作為緩沖器是極其有效的。另一方面，它不是沒有缺點。
[0009]首先，當無人機裝備有該保護性整流罩時，由于增加了整流罩的質(zhì)量并增加了整流罩作用的阻礙無人機快速位移的曳力，所以無人機的空氣動力學特性顯著降低，尤其是在水平平面中。由于該原因，使用者通常選擇不帶無人機保護性整流罩來操作該無人機，隨之而來的是推進器受沖擊的風險。
[0010]其次，當除去整流罩時，由于整流罩的形狀帶有四個組裝在一起并連接到無人機機體保護殼上的環(huán)，所以整流罩體積龐大。此外，為了按照使用者的提議而具有兩個可能的保護的/非保護的構(gòu)造，使用者必須隨身帶有保護性整流罩(即，包括帶有四個環(huán)的殼體)和單獨的殼體，在非保護性的構(gòu)造中，單獨殼體用來安裝在無人機機體上。
[0011]因此，對于四軸直升機型的旋翼無人機來說，仍然存在著要有保護裝置的需求，該保護裝置比迄今已經(jīng)提出的功能更強，其滿足所有以下的要求:
[0012]-可拆卸特征，于是使用者可選擇具有帶有保護裝置/不帶有保護裝置的無人機構(gòu)造；
[0013]-不使用工具，保護裝置的安裝/拆卸簡單；
[0014]-最小的質(zhì)量，當保護裝置已經(jīng)安裝在其上時，對無人機的性能不造成負擔，因此，限制到機械結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的嚴格最小值，由此，不使無人機的剛度和強度變劣；
[0015]-最小的尺寸，當使用者不使用保護裝置但力所能及保持它時不妨礙使用者；
[0016]-由于保護裝置的存在而引起的附加曳力減低到最小值，于是不制動在保護構(gòu)造中的無人機的移動；
[0017]-對旋翼升力的影響最小，位于推進器下方的元件表面必須是最少可能減小的，于是不干擾空氣動力學的特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的目的是，允許達到所有這些目標的用于四軸直升機型的無人機的新型保護裝置。
[0019]為此目的，本發(fā)明提出如此的無人機，以本身公知的方式，尤其是從上述的US2014/0099853A1中可獲知，該無人機包括:無人機機體；多個推進單元，它們遠離無人機機體安裝在相應支承臂端部處，每個推進單元包括驅(qū)動推進器的馬達，其中推進單元殼體包括垂直的圓筒；以及可移去的用于保護推進器的裝置。
[0020]本發(fā)明的特征在于:
[0021]-用于保護推進器的可移去的裝置包括可移去的側(cè)向緩沖器，緩沖器在水平平面內(nèi)延伸超過推進器旋轉(zhuǎn)區(qū)域，每個緩沖器通過相應的連接臂連接到位于無人機同一側(cè)上的推進單元；
[0022]-各個連接臂包括其近端處的安裝在推進單元圓筒上的夾具；
[0023]-安裝夾具包括彈性可變形的圓柱形管，該管開裂有狹槽，所述狹槽形成在近端側(cè)上并沿著軸向方向延伸，并具有循著平行的母線的邊緣，安裝夾具的管的內(nèi)直徑小于推進單元圓筒的直徑；以及
[0024]-在安裝夾具的彈性變形安裝/拆卸位置中，狹槽的橫向?qū)挾却笥谕七M單元圓筒的直徑，以允許夾具圍繞圓筒插入，然后，通過夾具將圓筒夾緊，使緩沖器臂固定到推進單元，反過來，通過從圓筒中拆卸開夾具，便可卸下緩沖器。
[0025]根據(jù)各種輔助的優(yōu)點特征:
[0026]-每個連接臂包括一對彈性變形的細長葉片或桿，它們沿著以下兩者之間的共同方向彼此離開地延伸:一方面，連接臂的遠端，那里，這些葉片連接到緩沖器的朝向無人機機體的緩沖器區(qū)域，另一方面，連接臂的近端，那里，這些葉片連接到安裝夾具；
[0027]-在沿著臂互相靠近地移動方向作用在葉片中間區(qū)域上的外部橫向力的作用下，兩個葉片適于彈性地變形，朝向所述安裝/拆卸的位置，那里，葉片彼此靠近地移動，在葉片近端處，通過杠桿作用產(chǎn)生夾具管沿著狹槽邊緣移開的方向的應力，然后，一旦松開作用在臂上的橫向力，該夾具便圍繞圓筒夾緊，于是，將緩沖器臂固定到推進單元，且反過來，通過在連接臂上僅作用橫向力，通過從圓筒上拆下夾具，便可安裝/拆卸緩沖器；
[0028]-葉片橫截面是矩形，該橫截面的最大尺寸平行于推進單元推進器的旋轉(zhuǎn)軸線定向；
[0029]-連接臂包括成對葉片和安裝夾具，該連接臂是由塑料材料制成的單件零件；
[0030]-夾具圓柱形管的橫截面呈C形，其具有延伸在形成彈性鉸鏈的中心部分兩側(cè)上的兩個分支，其中，葉片連接到C形相應分支的中間區(qū)域內(nèi)；以及
[0031]-無人機是四軸直升機，該直升機包括四個推進單元，它們兩個兩個地布置在無人機機體的每一側(cè)上，其中，該無人機設置有兩個關(guān)于無人機機體對稱布置的可移去的側(cè)向緩沖器，每個緩沖器設置有兩個臂，用于連接到位于無人機機體同一側(cè)上的相應推進單元。
【附圖說明】
[0032]現(xiàn)將參照附圖來描述本發(fā)明的示范實施例，在全部的附圖中，相同的附圖標記表示相同的或功能類似的元件。
[0033]圖1是根據(jù)本發(fā)明的設置有保護性緩沖器的無人機立體圖；
[0034]圖2是顯示為分離狀態(tài)的緩沖器立體圖，尤其是示出連接和固定到無人機的裝置；
[0035]圖3是圖2緩沖器的局部放大的俯視圖，尤其是示出連接臂和固定夾具的結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0036]在圖1中示出了四軸直升機型的無人機10，其具有中心的無人機機體10，四個支承臂14從無人機機體10輻射出。每個支承臂14在其遠端處裝備有推進單元16，推進單元16包括馬達，該馬達驅(qū)動在支承臂14上方的在水平面內(nèi)延伸的推進器18旋轉(zhuǎn)。在下部內(nèi)，推進單元16延伸出底腳鐙形物20，當無人機停止時，無人機通過該底腳鐙形物20可擱置在地面上。
[0037]為了確保保護推進器，無人機設置有兩個可移去的側(cè)向緩沖器22，它們關(guān)于無人機機體12對稱地布置。緩沖器具有細長形狀，并在水平平面內(nèi)延伸超越推進器18