一种飞行机器人避障装置及飞行机器人的避障方法

摘要

本发明公开了一种飞行机器人避障装置及飞行机器人的避障方法，包括飞行本体和设置在其下端的支腿，所述支腿下端设有用于支撑整个装置的支撑板，所述飞行本体由两个同轴且平行设置的圆形块以及将两个圆形块连接的第二连接柱构成，所述第二连接柱外侧转动设有转动圈，所述转动圈与第二连接柱之间通过固定轴承转动连接，所述转动圈外侧阵列分布有数量不少于三个的飞行臂，每个飞行臂端部都设有一个电机，所述电机的输出端设有叶片，所述飞行臂端部设有用于调节电机安装角度的角度调节座，本发明针对现有装置的弊端进行设计，在飞行本体四周形成一个封闭的检测区，无需设置大量的距离传感器，简化探测部件，提高了探测的准确性。

权利要求

1.一种飞行机器人避障装置，包括飞行本体(1)和设置在其下端的支腿(2)，所述支腿(2)下端设有用于支撑整个装置的支撑板(3)；

其特征在于，所述飞行本体(1)由两个同轴且平行设置的圆形块以及将两个圆形块连接的第二连接柱(18)构成，所述第二连接柱(18)外侧转动设有转动圈(13)，所述转动圈(13)与第二连接柱(18)之间通过固定轴承(8)转动连接，所述转动圈(13)外侧阵列分布有数量不少于三个的飞行臂(4)，每个飞行臂(4)端部都设有一个电机(5)，所述电机(5)的输出端设有叶片(11)，所述飞行臂(4)端部设有用于调节电机(5)安装角度的角度调节座；

所述叶片(11)外侧包裹有防护罩(10)，所述防护罩(10)下端至少通过一根第一连接柱(6)与飞行臂(4)连接固定；

至少一个防护罩(10)上至少设有一个距离传感器(12)，利用距离传感器(12)感应装置四周的障碍物；

所述飞行本体(1)内部还设有用于带动转动圈(13)转动的旋转驱动组件，利用旋转驱动组件带动转动圈(13)转动，转动圈(13)带动飞行臂(4)转动，飞行臂(4)外端的距离传感器(12)则会围绕飞行本体(1)四周转动，从而在飞行本体(1)四周形成一个封闭的检测区；

所述角度调节座、电机(5)和旋转驱动组件电性连接设置在飞行本体(1)顶部的控制面板(9)，控制面板(9)上设有与控制终端无线交互的无线模块。

2.根据权利要求1所述的飞行机器人避障装置，其特征在于，所述角度调节座包括与电机(5)连接固定的固定座，固定座下端阵列分布有三个伸缩杆，三个伸缩杆以电机(5)的输出轴为中心阵列分布，每个伸缩杆的输出端都通过万向节与固定座转动连接。

3.根据权利要求1所述的飞行机器人避障装置，其特征在于，所述旋转驱动组件包括设置在转动圈(13)下端的传动腔(14)，传动腔(14)所在的转动圈(13)底部设有从动齿轮(17)，所述从动齿轮(17)外侧啮合有驱动齿轮(15)，驱动齿轮(15)设置在旋转电机(16)的输出端。

4.根据权利要求1所述的飞行机器人避障装置，其特征在于，所述飞行臂(4)内部设有与电机(5)和角度调节座电性连接的供电线路，供电线路另一端和第二连接柱(18)之间通过电刷组件连接，所述电刷组件包括至少四根环设在第二连接柱(18)外侧的导电环和设置在飞行臂(4)端部与导电环滑动接触的导电块，每根飞行臂(4)的导电块错开设置。

5.根据权利要求1所述的飞行机器人避障装置，其特征在于，所述飞行臂(4)上下表面与上下圆形块表面之间设有间隙(7)。

6.根据权利要求1所述的飞行机器人避障装置，其特征在于，所述支撑板(3)下端面设有缓冲气囊。

7.一种权利要求1‑6任一所述的飞行机器人避障装置的避障方法，其特征在于，通过旋转驱动组件带动转动圈(13)转动，转动圈(13)带动飞行臂(4)转动，飞行臂(4)外端的距离传感器(12)则会围绕飞行本体(1)四周转动，从而在飞行本体(1)四周形成一个封闭的检测区，无需设置大量的距离传感器，简化探测部件，提高了探测的准确性，这种转动的电机(5)会导致飞行本体(1)上升力提供均匀，从而保证了装置飞行的平稳性，另外这种转动的防护罩(10)也在飞行本体(1)外侧构建了一个环状保护带，避免物体直接撞击在飞行本体(1)上，从而实现了双重避障。

说明书

一种飞行机器人避障装置及飞行机器人的避障方法

技术领域

[0001] 本发明涉及飞行设备技术领域，具体是一种飞行机器人避障装置及飞行机器人的避障方法。

背景技术

[0002] 飞行机器人的种类繁多，常见的小型飞行机器人具有机动性好、起飞着陆场地小的优点，可在空中有限的(视距)范围内作飞行，因此具有相当广泛的用途，在一些使用场
合，飞行机器人可以实现低空实时监视，获得的分辨率高、清晰的图像。一般，飞行机器人可
以用于森林田野及城市的防火巡视、空中摄像等工作。随着飞行机器人系统的应用深入，需
要在室内或复杂环境下飞行，因此，需要飞行机器人具有避障的功能。

[0003] 目前，具有避障的功能的飞行机器人携带的避障传感器均安装在飞行机器人前部。从而，由于传感器存在探测盲区，往往无法实现对周围环境任意平面360度范围的感知。

[0004] 现有专利公告号为CN208283810U的专利公布一种飞行机器人避障装置，该装置通过探测器探测周围状况，实时探测并判断飞行机器人周围方向上是否存在障碍物及突发威
胁；如果存在则进行限制飞行速度方向，避免飞行机器人撞击障碍物体。

[0005] 但是该现有装置在实际检测周围状况时，是通过设置多个探测器，只有该探测器设置的数量足够多时，才可以对飞行棋周身状况进行检测，这样就导致探测器数量很多，导
致后期检修麻烦，也不利于降低成本。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种飞行机器人避障装置及飞行机器人的避障方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0008] 一种飞行机器人避障装置，包括飞行本体和设置在其下端的支腿，所述支腿下端设有用于支撑整个装置的支撑板，所述飞行本体由两个同轴且平行设置的圆形块以及将两
个圆形块连接的第二连接柱构成，所述第二连接柱外侧转动设有转动圈，所述转动圈与第
二连接柱之间通过固定轴承转动连接，所述转动圈外侧阵列分布有数量不少于三个的飞行
臂，每个飞行臂端部都设有一个电机，所述电机的输出端设有叶片，所述飞行臂端部设有用
于调节电机安装角度的角度调节座；

[0009] 所述叶片外侧包裹有防护罩，所述防护罩下端至少通过一根第一连接柱与飞行臂连接固定，防护罩用于将叶片周围包裹，从而避免外界物体碰撞叶片，也提高了装置的安全
性；

[0010] 至少一个防护罩上至少设有一个距离传感器，利用距离传感器感应装置四周的障碍物，从而实现避障操作；

[0011] 所述飞行本体内部还设有用于带动转动圈转动的旋转驱动组件，利用旋转驱动组件带动转动圈转动，转动圈带动飞行臂转动，飞行臂外端的距离传感器则会围绕飞行本体
四周转动，从而在飞行本体四周形成一个封闭的检测区，无需设置大量的距离传感器，简化
探测部件，提高了探测的准确性；

[0012] 所述角度调节座、电机和旋转驱动组件电性连接设置在飞行本体顶部的控制面板，控制面板上设有与控制终端无线交互的无线模块。

[0013] 作为本发明进一步的方案：所述角度调节座包括与电机连接固定的固定座，固定座下端阵列分布有三个伸缩杆，三个伸缩杆以电机的输出轴为中心阵列分布，每个伸缩杆
的输出端都通过万向节与固定座转动连接。

[0014] 作为本发明再进一步的方案：所述旋转驱动组件包括设置在转动圈下端的传动腔，传动腔所在的转动圈底部设有从动齿轮，所述从动齿轮外侧啮合有驱动齿轮，驱动齿轮
设置在旋转电机的输出端。

[0015] 作为本发明再进一步的方案：所述飞行臂内部设有与电机和角度调节座电性连接的供电线路，供电线路另一端和第二连接柱之间通过电刷组件连接，所述电刷组件包括至
少四根环设在第二连接柱外侧的导电环和设置在飞行臂端部与导电环滑动接触的导电块，
每根飞行臂的导电块错开设置。

[0016] 作为本发明再进一步的方案：所述飞行臂上下表面与上下圆形块表面之间设有间隙。

[0017] 作为本发明再进一步的方案：所述支撑板下端面设有缓冲气囊。

[0018] 一种飞行机器人避障装置的避障方法，通过旋转驱动组件带动转动圈转动，转动圈带动飞行臂转动，飞行臂外端的距离传感器则会围绕飞行本体四周转动，从而在飞行本
体四周形成一个封闭的检测区，无需设置大量的距离传感器，简化探测部件，提高了探测的
准确性，这种转动的电机会导致飞行本体上升力提供均匀，从而保证了装置飞行的平稳性，
另外这种转动的防护罩也在飞行本体外侧构建了一个环状保护带，避免物体直接撞击在飞
行本体上，从而实现了双重避障。

[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对现有装置的弊端进行设置，设置有限的距离传感器，使得距离传感器围绕飞行本体四周转动，从而在飞行本体四周形成
一个封闭的检测区，无需设置大量的距离传感器，简化探测部件，提高了探测的准确性，这
种转动的电机会导致飞行本体上升力提供均匀，从而保证了装置飞行的平稳性，另外这种
转动的防护罩也在飞行本体外侧构建了一个环状保护带，避免物体直接撞击在飞行本体
上，有助于提高装置的使用寿命。

附图说明

[0020] 图1为本发明的结构示意图。

[0021] 图2为本发明内部的结构示意图。

[0022] 图3为本发明的结构局部放大图。

[0023] 其中：飞行本体1、支腿2、支撑板3、飞行臂4、电机5、第一连接柱6、间隙7、固定轴承8、控制面板9、防护罩10、叶片11、距离传感器12、转动圈13、传动腔14、驱动齿轮 15、旋转电
机16、从动齿轮17、第二连接柱18。

具体实施方式

[0024] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相
对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可
以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”
的含义是两个或两个以上。

[0025] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语
在本发明中的具体含义。

[0026] 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。

[0027] 实施例1

[0028] 请参阅图1‑3，本发明实施例中，一种飞行机器人避障装置，包括飞行本体1和设置在其下端的支腿2，所述支腿2下端设有用于支撑整个装置的支撑板3，所述飞行本体1 由两
个同轴且平行设置的圆形块以及将两个圆形块连接的第二连接柱18构成，所述第二连接柱
18外侧转动设有转动圈13，所述转动圈13与第二连接柱18之间通过固定轴承8 转动连接，
所述转动圈13外侧阵列分布有数量不少于三个的飞行臂4，所述飞行臂4上下表面与上下圆
形块表面之间设有间隙7，每个飞行臂4端部都设有一个电机5，所述电机5 的输出端设有叶
片11，所述飞行臂4端部设有用于调节电机5安装角度的角度调节座；

[0029] 所述叶片11外侧包裹有防护罩10，所述防护罩10下端至少通过一根第一连接柱6与飞行臂4连接固定，防护罩10用于将叶片11周围包裹，从而避免外界物体碰撞叶片，也提
高了装置的安全性；

[0030] 每个防护罩10上至少设有一个距离传感器12，利用距离传感器12感应装置四周的障碍物，从而实现避障操作；

[0031] 所述飞行臂4内部设有与电机5和角度调节座电性连接的供电线路，供电线路另一端和第二连接柱18之间通过电刷组件连接，所述电刷组件包括至少四根环设在第二连接柱 
18外侧的导电环和设置在飞行臂4端部与导电环滑动接触的导电块，每根飞行臂4的导电块
错开设置，这样就不会影响飞行臂4的转动；

[0032] 所述飞行本体1内部还设有用于带动转动圈13转动的旋转驱动组件，利用旋转驱动组件带动转动圈13转动，转动圈13带动飞行臂4转动，飞行臂4外端的距离传感器12 则会
围绕飞行本体1四周转动，从而在飞行本体1四周形成一个封闭的检测区，无需设置大量的
距离传感器，简化探测部件，提高了探测的准确性；

[0033] 所述旋转驱动组件包括设置在转动圈13下端的传动腔14，传动腔14所在的转动圈 13底部设有从动齿轮17，所述从动齿轮17外侧啮合有驱动齿轮15，驱动齿轮15设置在旋转
电机16的输出端；

[0034] 通过旋转电机16配合齿轮传动来带动转动圈13转动，从而为飞行臂4和距离传感器 12的转动提供动力；

[0035] 角度调节座包括与电机5连接固定的固定座，固定座下端阵列分布有三个伸缩杆，三个伸缩杆以电机5的输出轴为中心阵列分布，每个伸缩杆的输出端都通过万向节与固定
座转动连接，在后期使用时，通过分别调节伸缩杆的长度，从而完成对固定座的倾斜角度的
调节，这样在调整装置飞行方向时就可以同时将电机5朝向需要飞行的方向倾倒。

[0036] 所述角度调节座、电机5和旋转驱动组件电性连接设置在飞行本体1顶部的控制面板 9，控制面板9上设有与控制终端无线交互的无线模块。

[0037] 本发明的工作原理是：本申请通过旋转驱动组件带动转动圈13转动，转动圈13带动飞行臂4转动，飞行臂4外端的距离传感器12则会围绕飞行本体1四周转动，从而在飞行本
体1四周形成一个封闭的检测区，无需设置大量的距离传感器，简化探测部件，提高了探测
的准确性，这种转动的电机5会导致飞行本体1上升力提供均匀，从而保证了装置飞行的平
稳性，另外这种转动的防护罩10也在飞行本体1外侧构建了一个环状保护带，避免物体直接
撞击在飞行本体1上，有助于提高装置的使用寿命；

[0038] 需要注意的是：本装置在沿着一个方向飞行时，角度调节座不断的调整，以保证叶片 11始终朝向飞行方向，否则会被飞行臂4的转动状态所干扰。

[0039] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0040] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。