本实用新型专利技术专利公开一种旋翼无人机的喷气辅助装置，包括无人机机体、视觉模块和喷气辅助装置。视觉模块包括三轴云台和摄像头。喷气辅助装置包括底座、转轴、连接杆以及喷气装置。喷气装置包括电机、风扇、进气口、喷气口和过滤网。通过喷气辅助装置朝风向的同方向喷气提升了无人机的抗风能力。通过搭载三轴云台和摄像头，并采用喷气辅助装置的喷气方式，提升了无人机的主动避障能力和响应速度。通过各个喷气辅助装置喷气力度的不同，让无人机的起降更加简单平稳，提高了无人机的可靠性。无人机喷气辅助装置在辅助起飞的状态下，各个喷气辅助装置同时竖直向下喷气，进一步提升无人机的最大载重。最大载重。最大载重。
【技术实现步骤摘要】
一种旋翼无人机的喷气辅助装置
[0001]本技术专利涉及旋翼无人机
，尤其是一种旋翼无人机的喷气辅助装置。
技术介绍
[0002]目前市场上的无人机大多是旋翼无人机，该类无人机抗风能力较差，且载重能力较低。无人机飞行过程中无法避免风对无人机产生的作用力，无人机在该作用力下会产生一定的倾斜；当多旋翼飞行器飞行倾斜角度超过30
°
时，旋翼升力骤降，会导致其加速下坠，无人机会失去平衡难以控制。在高空中飞行时，风力大小和方向上的变化是无法预测的，常规的无人机通过改变俯仰角和横滚角来改变无人机自身升力的方向来对抗风阻，而在这期间容易产生位置上的偏移，如果带有航拍摄像头还会影响其拍摄的角度和稳定性。
[0003]常见的无人机采用搭载超声波或雷达的方法实现避障功能。在无人机的飞行过程中，无人机与障碍物的相对速度较大，当超声波或雷达检测到时反应的时间过小，改变俯仰角和横滚角来实现向左或向右的避障需要一定的时间，在高速的飞行中往往无法及时避障。无人机常采用物理避障的方法，主要为安装保护壳和安装缓冲装置两种方法。例如专利号CN109466758B公开的具有球型防摔护架的无人机装置，其装置全面的覆盖了无人机，且无法搭载摄像头进行航拍；例如专利号CN211336433U公开的一种无人机避障防撞装置，采用了弹簧作为其中的缓冲装置。上述两种专利都采用了物理结构来被动避障，无法解决无人机在高速飞行时，与障碍物之间的相对速度过大，发生撞击时的冲击力过大时依然会对无人机造成严重的损伤，存在坠机的风险。
[0004]现有的无人机在起降过程中全部靠桨叶提供升降力，一般的民用无人机都搭载摄像头进行远程操作，会导致机身重量不平衡。在起降过程中容易发生机身倾斜和重心偏移等问题。斜面起降过程中，如果仅靠桨叶提供升力，这时的升力是倾斜的，垂直分力用于克服无人机的重力，而水平分力会进一步加快无人机的机身倾斜和重心偏移失衡方向发展，增加了无人机发生侧翻现象，限制了无人机在起降时的斜面角度，进一步限制了无人机的起降环境。如何解决现有的技术问题成了相关领域技术人员急需解决的。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于提供一种旋翼无人机的喷气辅助装置。通过喷气辅助装置朝风向的同方向喷气提升了无人机的抗风能力。通过搭载三轴云台和摄像头，并采用喷气辅助装置的喷气方式，提升了无人机的主动避障能力和响应速度。通过各个喷气辅助装置喷气力度的不同，让无人机的起降更加简单平稳，提高了无人机的可靠性。
[0006]本技术的一种旋翼无人机的喷气辅助装置，包括无人机机体、视觉模块和喷气辅助装置。所述的视觉模块包括三轴云台和摄像头，三轴云台安装在无人机正上方，令摄像头的朝向始终与无人机飞行方向保持一致或360
°
旋转观测无人机四周环境。摄像头安装在三轴云台上，用导线与控制器相连接。
[0007]所述的喷气辅助装置包括底座、转轴、连接杆以及喷气装置。
[0008]所述的底座和转轴分别实现水平和竖直方向上旋转任意角度，底座和转轴的旋转角度由电机控制，电机通过导线与控制器相连接，接收控制器发送的控制指令，实现控制各自旋转角度。
[0009]所述的连接杆顶部与底座固定，连接杆底部上设置轴承与转轴连接。
[0010]所述的喷气装置包括电机、风扇、进气口、喷气口和过滤网。喷气装置的电机上下位置均设有风扇，设置双风扇来提高喷气效率。电机上方的风扇与进气口之间安装过滤网，上层过滤网在喷气装置工作时，防止吸入灰尘异物堵塞。电机下方的风扇与喷气口之间安装过滤网，下层过滤网在喷气装置未工作时，防止灰尘异物从喷气装置的喷气口进入风扇中，避免风扇堵塞停转的发生。通过电机工作带动风扇旋转，实现喷气装置的喷气功能。喷气装置的电机使用导线与控制器连接，接收控制器发送的控制指令。
[0011]所述的喷气装置上端两侧均设有三个等距排列的圆形进气口，喷气装置工作时所需喷出的气体由上方的进气口吸入，再通过喷气口喷出。
[0012]旋翼无人机的抗风方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一、无人机在空中飞行过程中遇到气流，控制器对俯仰角和横滚角的变化程度进行运算处理，获得气流对无人机作用的气流方向和气流大小。
[0014]步骤二、控制器根据气流方向并发送相应的控制指令给底座和转轴，转轴顺时针旋转90
°
与底座垂直，底座旋转一定角度，令喷气方向与气流方向相同，此时喷气辅助装置为抗风状态。
[0015]步骤三、控制器根据气流大小并发送控制指令给喷气装置中的电机，通过控制电机转速，实现控制无人机各个喷气辅助装置喷气力度大小，完成抗风功能。
[0016]旋翼无人机的避障方法，包括以下步骤：
[0017]步骤一、无人机在空中飞行时，摄像头判断到有物体在路径上，控制器对物体的飞行轨迹进行运算处理，获得物体相对运动方向和物体相对运动速度。
[0018]步骤二、控制器根据物体相对运动方向并发送相应的控制指令给底座和转轴，底座和转轴旋转一定角度，令喷气方向与物体相对运动方向垂直。
[0019]步骤三、控制器根据物体相对运动速度并发送控制指令给喷气装置中的电机，通过控制电机转速，实现控制无人机各个喷气辅助装置喷气力度大小，实现避障功能。
[0020]旋翼无人机故障的紧急应对方法，包括以下步骤：
[0021]步骤一、控制器检测到某一喷气辅助装置上方的电机停止工作，不平衡的转矩令无人机开始逆时针旋转，且无法在该方向上提供升力。
[0022]步骤二、控制器根据故障旋翼的位置和旋转方向，发送控制指令控制各个喷气辅助装置的状态，故障旋翼下方的喷气辅助装置竖直向下喷气，相邻的两个喷气辅助装置保持不变。故障旋翼斜对角的喷气辅助装置收到控制指令后，该喷气辅助装置的喷气口调整为故障旋翼旋转相反的方向，抵消该旋翼旋转时产生的扭矩，防止无人机原地打转无法控制。
[0023]步骤三、根据俯仰角、横滚角和偏航角的变化来调整各个喷气辅助装置的喷气力度，令俯仰角、横滚角和偏航角保持不变，保持无人机的稳定，安全降落至地面。
[0024]旋翼无人机的斜面辅助起飞方法，包括以下步骤：
[0025]步骤一、无人机放置在斜面上并解锁后，获得俯仰角和横滚角的初始数据。
[0026]步骤二、控制器获得俯仰角和横滚角的初始数据判断无人机平面与水平面的关系，经过运算处理获得平面校正补偿量，该补偿量在起飞时赋予相应的喷气辅助装置喷气的初始力度，用于补偿无人机平面至水平面。
[0027]步骤三、发出起飞指令，在起飞过程中实时获取无人机俯仰角和横滚角并监控无人机的状态，控制器根据俯仰角和横滚角的变化程度，发送相应的指令来控制喷气装置中的电机转速，实时调整无人机各个喷气辅助装置喷气力度大小，无人机整体达到水平状态后，控制无人机旋翼开始旋转提供升力。当无人机离地面达到设定的高度时，喷气辅助装置逐渐减小喷气力度，直到停止喷气，完成无人机在斜面上的平稳起飞。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种旋翼无人机的喷气辅助装置，其特征在于：包括无人机机体、视觉模块和喷气辅助装置；所述的视觉模块包括三轴云台和摄像头，三轴云台安装在无人机正上方，令摄像头的朝向始终与无人机飞行方向保持一致或360
°
旋转观测无人机四周环境；摄像头安装在三轴云台上，用导线与控制器相连接；所述的喷气辅助装置包括底座、转轴、连接杆以及喷气装置；所述的底座和转轴分别实现水平和竖直方向上旋转任意角度，底座和转轴的旋转角度由电机控制，电机通过导线与控制器相连接，接收控制器发送的控制指令，实现控制各自旋转角度；所述的连接杆顶部与底座固定，连接杆底部上设置轴承与转轴连接；所述的喷气装置包括电机、风扇、进气口、喷气口和过滤网；喷气装置的电机上下位置均设有风扇，设置双风扇来提高喷气...
【专利技术属性】
技术研发人员：许娟，邬玲伟，韩光耀，蒋招宇，林志明，郭陈江山，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：新型
国别省市：
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