一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机和控制方法技术

本发明专利技术涉及一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机和控制方法，当无人机进行作业时，向位于无人机本体的正上方的气球充入低于空气密度的气体，并控制所述第一电机以使第一转轴转动，使伸缩架下沉并穿过所述植被开口并撑开，以钩挂无人机本体下方的植被，以保证无人机不会被风吹走，也就是说，通过气球所提供的升力以及撑开的伸缩架与无人机本体下方的植被之间的钩挂，实现了无人机的悬停，此时，能降低或停止所述无人机本体的旋翼的转速以节省电量，实现了无人机的长时间的悬停，因此，有足够的悬停时间来使无人机完成作业，当完成作业时，控制伸缩架闭合以脱离与植被的钩挂，并启动旋翼且将气球进行放气，实现复飞。

【技术实现步骤摘要】
一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机和控制方法
本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机和控制方法。
技术介绍
随着无人机技术的发展，无人机在国内外的各行业各领域当中会起到越来越重要的作用，具有广阔的应用前景，目前，由于无人机的蓄电池的电容量有限，导致无人机的续航时间段，当无人机在某一区域进行作业如拍摄作用时，须使无人机的旋翼持续转动，才能保证无人机在该区域进行悬停，并进行作业，但是由于旋翼持续转动，会使蓄电池中的电量持续减小，从而导致无人机不能进行长时间的停留，不能保证完成作业。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机和控制方法。本专利技术的一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机的技术方案如下：包括无人机本体、识别装置和芯片，在所述无人机本体的正上方还设置有用于悬停的气球，在所述无人机本体的正下方还设置用于与植被钩挂的伸缩架；所述气球与第一二位二通电磁阀的一端连接，所述第一二位二通电磁阀的另一端与外部环境连通，所述气球还依次连接第二二位二通电磁阀和气瓶，其中，所述第一二位二通电磁阀、所述第二二位二通电磁阀和所述气瓶均固定在所述无人机本体上，且所述气瓶中所存储的气体的密度比空气的密度低；所述伸缩架与软体的第一线状连接部的一端连接，所述第一线状连接部的另一端与所述无人机本体内的用于缠绕的第一转轴连接，所述第一转轴连接有第一电机；所述识别装置用于采集并检测正下方的植被是否存在与所述伸缩架匹配的植被开口，所述植被开口为所述正下方的植被所形成的开口；所述芯片用于：当所述识别装置检测到的所述正下方的植被存在与所述伸缩架匹配的植被开口时，控制所述第一电机以使所述第一转轴转动，使所述伸缩架下沉并穿过所述植被开口，并控制所述伸缩架撑开，或当作业完成后，控制所述伸缩架闭合；所述芯片还用于控制所述第一二位二通电磁阀的打开或关闭，以及，控制所述第二二位二通电磁阀的打开或关闭。本专利技术的一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机的有益效果如下：当无人机进行作业时，向位于无人机本体的正上方的气球充入低于空气密度的气体，并控制所述第一电机以使第一转轴转动，使伸缩架下沉并穿过所述植被开口并撑开，以钩挂无人机本体下方的植被，以保证无人机不会被风吹走，也就是说，通过气球所提供的升力以及撑开的伸缩架与无人机本体下方的植被之间的钩挂，实现了无人机的悬停，此时，能降低或停止所述无人机本体的旋翼的转速以节省电量，实现了无人机的长时间的悬停，因此，有足够的悬停时间来使无人机完成作业，当完成作业时，控制伸缩架闭合以脱离与植被的钩挂，并启动旋翼且将气球进行放气，实现复飞。在上述方案的基础上，本专利技术的一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机还可以做如下改进。进一步，所述芯片还用于：当撑开的所述伸缩架与所述植被开口进行钩挂后，控制所述无人机本体的旋翼以提供预设阈值的升力，若撑开的所述伸缩架与所述植被开口保持钩挂，则调整转动所述无人机本体的旋翼的转速。采用上述进一步方案的有益效果是：以保证撑开的伸缩架与植被开口之间有足够的力，进一步保证无人机不会被风吹走，当不能保持钩挂时，说明撑开的伸缩架与植被开口之间有没有足够的力，可更换其它的植被开口来实现无人机的悬停。进一步，还包括托杆和固定所述无人机本体上的收纳室，所述收纳室内设有用于缠绕半刚性的第二线状连接部的第二转轴，所述第二转轴连接第二电机，所述托杆的两端分别连接所述第二线状连接部和所述气球；所述芯片还用于控制所述第二电机以使第二转轴转动，使所述托杆将所述气球推出所述收纳室或/和将所述气球收入所述收纳室。采用上述进一步方案的有益效果是：通过控制第二转轴的转动，使托杆将所述气球推出收纳室或/和将所述气球收入收纳室，使本申请的无人机的结构更为紧凑。进一步，所述识别装置具体用于获取所述正下方的植被所形成的至少一个开口，并用第一预设轮廓和第二预设轮廓分别与每个所述开口的第一轮廓进行比对，根据比对结果得到所述植被开口，其中，撑开的所述伸缩架在水平面上的投影为第一预设轮廓，闭合的所述伸缩架在水平面上的投影为第二预设轮廓，所述开口在水平面上的投影为第一轮廓。进一步，所述第一线状连接部为钢丝绳，所述伸缩架包括滑块、直杆、支杆和导轨，其中，每个所述直杆的一端分别与所述滑块铰接，所述支杆与所述所述直杆一一对应，且所述支杆的一端与对应的直杆铰接，每个所述支杆的另一端与所述导轨上远离所述无人机本体的一端铰接，所述导轨的另一端与所述钢丝连接；所述滑块滑动连接在所述导轨上，且在所述导轨上远离所述无人机本体的一端与所述滑块之间设有伸缩装置；所述芯片还用于控制所述伸缩装置伸出或收回，以使所述滑块沿所述导轨滑动。进一步，所有的所述直杆的上表面上还覆设有柔性的折叠层。采用上述进一步方案的有益效果是：通过柔性的折叠层能增大与植被开口钩挂时的接触面积，增加钩挂的力以及增强钩挂的稳定性。进一步，所述识别装置具体用于：通过设置在无人机本体上的激光雷达传感器获取正下方的植被的三维坐标数据，并根据所述三维坐标数据得到所述正下方的植被所形成的至少一个开口。进一步，所述识别装置具体用于：通过设置在无人机本体上的摄像头获取正下方的植被的三维坐标数据，并根据所述三维坐标数据得到所述正下方的植被所形成的至少一个开口。本专利技术的一种实现无人机悬停的控制方法的技术方案如下：应用于上述任一项所述的一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机，所述控制方法包括：所述识别装置用于采集并检测正下方的植被是否存在与所述伸缩架匹配的植被开口；当所述识别装置检测到所述正下方的植被存在与所述所述伸缩架匹配的植被开口时，所述芯片控制所述第一电机以使所述第一转轴转动，使所述伸缩架下沉并穿过所述植被开口，并控制所述伸缩架撑开，并控制所述第二二位二通电磁阀打开，以使所述气瓶向所述气球进行充气。本专利技术的一种实现无人机悬停的控制方法的有益效果如下：当无人机进行作业时，向位于无人机本体的正上方的气球充入低于空气密度的气体，并控制所述第一电机以使第一转轴转动，使伸缩架下沉并穿过所述植被开口并撑开，以钩挂无人机本体下方的植被，以保证无人机不会被风吹走，也就是说，通过气球所提供的升力以及撑开的伸缩架与无人机本体下方的植被之间的钩挂，实现了无人机的悬停，此时，能降低或停止所述无人机本体的旋翼的转速以节省电量，实现了无人机的长时间的悬停，因此，有足够的悬停时间来使无人机完成作业，当完成作业时，控制伸缩架闭合以脱离与植被的钩挂，并启动旋翼且将气球进行放气，实现复飞。附图说明图1为本专利技术实施例的一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机的结构示意图；图2为第一二位二通电磁阀的结构示意图；图3为第一轮廓、第一预设轮廓和第二预设轮廓的示意图；图4为本专利技术实施例的一种实现无人机悬停的控制方法的流程示意图。具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机，其特征在于，包括无人机本体(1)、识别装置和芯片，在所述无人机本体(1)的正上方还设置有用于悬停的气球(2)，在所述无人机本体(1)的正下方还设置用于与植被钩挂的伸缩架(3)；/n所述气球(2)与第一二位二通电磁阀的一端连接，所述第一二位二通电磁阀的另一端与外部环境连通，所述气球(2)还依次连接第二二位二通电磁阀和气瓶，其中，所述第一二位二通电磁阀、所述第二二位二通电磁阀和所述气瓶均固定在所述无人机本体(1)上，且所述气瓶中所存储的气体的密度比空气的密度低；/n所述伸缩架(3)与软体的第一线状连接部(5)的一端连接，所述第一线状连接部(5)的另一端与所述无人机本体(1)内的用于缠绕的第一转轴连接，所述第一转轴连接有第一电机；/n所述识别装置用于采集并检测正下方的植被是否存在与所述伸缩架(3)匹配的植被开口，所述植被开口为所述正下方的植被所形成的开口；/n所述芯片用于：当所述识别装置检测到的所述正下方的植被存在与所述伸缩架(3)匹配的植被开口时，控制所述第一电机以使所述第一转轴转动，使所述伸缩架(3)下沉并穿过所述植被开口，并控制所述伸缩架(3)撑开，或当作业完成后，控制所述伸缩架(3)闭合；/n所述芯片还用于控制所述第一二位二通电磁阀的打开或关闭，以及，控制所述第二二位二通电磁阀的打开或关闭。/n...

【技术特征摘要】
1.一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机，其特征在于，包括无人机本体(1)、识别装置和芯片，在所述无人机本体(1)的正上方还设置有用于悬停的气球(2)，在所述无人机本体(1)的正下方还设置用于与植被钩挂的伸缩架(3)；
所述气球(2)与第一二位二通电磁阀的一端连接，所述第一二位二通电磁阀的另一端与外部环境连通，所述气球(2)还依次连接第二二位二通电磁阀和气瓶，其中，所述第一二位二通电磁阀、所述第二二位二通电磁阀和所述气瓶均固定在所述无人机本体(1)上，且所述气瓶中所存储的气体的密度比空气的密度低；
所述伸缩架(3)与软体的第一线状连接部(5)的一端连接，所述第一线状连接部(5)的另一端与所述无人机本体(1)内的用于缠绕的第一转轴连接，所述第一转轴连接有第一电机；
所述识别装置用于采集并检测正下方的植被是否存在与所述伸缩架(3)匹配的植被开口，所述植被开口为所述正下方的植被所形成的开口；
所述芯片用于：当所述识别装置检测到的所述正下方的植被存在与所述伸缩架(3)匹配的植被开口时，控制所述第一电机以使所述第一转轴转动，使所述伸缩架(3)下沉并穿过所述植被开口，并控制所述伸缩架(3)撑开，或当作业完成后，控制所述伸缩架(3)闭合；
所述芯片还用于控制所述第一二位二通电磁阀的打开或关闭，以及，控制所述第二二位二通电磁阀的打开或关闭。


2.根据权利要求1所述的一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机，其特征在于，所述芯片还用于：当撑开的所述伸缩架(3)与所述植被开口进行钩挂后，控制所述无人机本体(1)的旋翼以提供预设阈值的升力，若撑开的所述伸缩架(3)与所述植被开口保持钩挂，则调整转动所述无人机本体(1)的旋翼的转速。


3.根据权利要求1或2所述的一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机，其特征在于，还包括托杆和固定所述无人机本体(1)上的收纳室，所述收纳室内设有用于缠绕半刚性的第二线状连接部的第二转轴，所述第二转轴连接第二电机，所述托杆的两端分别连接所述第二线状连接部和所述气球(2)；
所述芯片还用于控制所述第二电机以使第二转轴转动，使所述托杆将所述气球(2)推出所述收纳室或/和将所述气球(2)收入所述收纳室。


4.根据权利要求1或2所述的一种通过伸缩架进行空中悬停的无人机，其特征在于，所述识别装置具体用于获取所述正下方的植被所形成的至少一个开口，并用第一预设轮廓(10)和第二预设轮廓(11)分别与每个所述开口的第一轮廓...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小罕，岳焕印，叶虎平，于艳梅，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，天津中科无人机应用研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11