[发明专利]一种仿生球形结构无人机

说明书

本发明公开一种仿生球形结构无人机，具有便携可折叠、自动展开,多地形起降等优点。其中仿照瓢虫的翅翘结构对无人机的四分之一球状壳体进行优化设计，机臂壳体边缘较中间厚度较厚，在保证结构强度的基础上进行适当镂空处理，使得无人机壳体的整体重量最小化；独特的自动展开结构设计，使得无人机可以从折叠状态到展开状态迅速转换，从而保证无人机支持多种起飞方式；独特的机身外形及内部中空结构设计，除了保证无人机在折叠状态向展开状态过程中的姿态自稳，而且使得无人机可以在海面降落，并且无人机一部分处于水下状态，一部分浮在液面以上，方便无人机实现多次水面起降；无人机的旋翼采用多叶桨结构，充分利用无人机折叠状态的球形内部空间。

技术领域：

本发明涉及航空系统技术领域，尤其涉及一种仿生球形结构无人机。

背景技术：

无人机被广泛的应用于航拍测绘、影视拍摄、敌情勘测、灾情检测、电力巡检等领域，是飞行器家族当中的佼佼者。尤其多旋翼无人机是一种结构新颖、性能优越的垂直起降飞行器，具有操作简单、携带负载能力强的特点，具有极其重要的军用及民用价值。

球形飞行器作为一种新型的飞行器，具有结构对称，占用空间小，球形外壳可以保护飞行器内部电子设备及旋翼等优点。传统的球形飞行器大多为单旋翼或者多旋翼，该类的球形飞行器具有球形外形并且不可折叠，通过旋翼产生升力来抵消球形飞行器的自身重量，然后通过调整控制舵面来调节飞行器的姿态，实现球形飞行器的可控飞行。并且旋翼是球形飞行器产生升力的主要部件，旋翼的尺寸直接影响到球形飞行器的最终尺寸，这种不可折叠的球形结构设计直接导致球形飞行器的整体尺寸较大。针对此问题，发明人曾申请过一件专利《一种便携式可折叠球形无人机》，该专利结合球形飞行器和多旋翼飞行器的优点，提出了一种便携式可折叠球形无人机的概念。但是在此专利中主要提出的是一种手动式的折叠展开方案。在某种特殊情形下会给使用者带来不便。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的便携式可折叠球形无人机的一些缺陷，提供一种仿生球形结构无人机，该无人机具有便携可折叠、自动展开,多地形起降等优点。

本发明所采用的技术方案有：一种仿生球形结构无人机，其特征在于：包括机身、若干个机臂、与机臂数量相等的控制模块、电源模块、信号接收模块、陀螺仪模块、气压定高模块、限位模块、自动展开模块；

所述机身分为上下两部分，机身上部为球冠状壳体，其表面切除若干个安装槽用于和机臂安装配合，使无人机在折叠状态整体为球形，机身下部为流线型空心壳体，流线型空心壳体用于安装控制模块、自动展开模块及电源模块；

所述机臂包含机臂壳体、转轴、转轴安装孔、电机、多叶旋翼，所述机臂壳体为四分之一球面状，所述机臂壳体边缘部分较中间部分厚，所述机臂壳体进行镂空处理，所述电机设置在机臂壳体的弧面内，所述多叶旋翼上的转轴与电机的输出轴固连，所述机臂壳体的一端通过转轴与机身铰接，转轴安装于转轴安装孔中，使得机臂壳体能够相对机身绕转轴转动。

所述控制模块与电源模块、信号接收模块、陀螺仪模块、气压定高模块、自动展开模块以及各个机臂的电机电气相连，所述信号接收模块、陀螺仪模块、气压定高模块及自动展开模块均设置在机身内，所述信号接收模块用于接收遥控器的命令并将其传递给控制模块；所述陀螺仪模块用于测量无人机相对与地面的姿态、加速度及角速度并将其传递给控制模块；所述气压定高模块用于测量飞行器的高度并将其传递给控制模块；所述控制模块用于根据信号接收模块、陀螺仪模块、气压定高模块的输入控制各个机臂的电机工作；

所述自动展开模块包括直线舵机、自锁卡盘、对角拉力装置以及自锁卡盘配合孔，所述自锁卡盘与直线舵机固定连接且位于直线舵机的下部，所述自锁卡盘配合孔设置于机臂壳体上，所述对角拉力装置分别安装在处于对角线位置的两个机臂上，所述自锁卡盘的上设有与自锁卡盘配合孔相配合的圆柱形凸台。

进一步地，所述直线舵机的控制线与控制模块的舵机控制接口电气连接，直线舵机与电源模块及控制模块共同安装在流线型空心壳体内。