本發(fā)明涉及飛行器，特別是涉及一種具有保護(hù)框的飛行器。

背景技術(shù)：

飛行器包括無人機(jī)駕駛飛行器和有人駕駛飛行器，無人機(jī)駕駛飛行器簡(jiǎn)稱“無人機(jī)”，是利用無線電遙控設(shè)備或嵌入式程序操控的不載人飛機(jī)。目前應(yīng)用比較廣泛的是旋翼式無人機(jī)，其動(dòng)力來自旋翼的高速旋轉(zhuǎn)所提供的升力，通過控制每個(gè)旋翼的不同旋轉(zhuǎn)速度來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的升降懸停等不同的動(dòng)作。

早期無人飛行器都沒有防護(hù)措施，高速旋轉(zhuǎn)的旋翼帶來升力的同時(shí)也會(huì)給附近的生物和建筑帶來一定的危害，因此，后來便出現(xiàn)了旋翼保護(hù)罩，其中，旋翼保護(hù)罩與飛行器的連接方式有直接連接方式和間接連接方式，保護(hù)罩給無人機(jī)提供了安全保障的同時(shí)也給無人機(jī)本身增加了一定的負(fù)重。目前無人機(jī)的保護(hù)罩具有動(dòng)力響應(yīng)不迅速、不耐撞、易變形、質(zhì)量大且保護(hù)能力有限等缺陷，更重要的一點(diǎn)在于飛行器在收到?jīng)_擊時(shí)，即使保護(hù)罩保護(hù)了旋翼，但保護(hù)罩所受到的剛性沖擊會(huì)直接傳輸?shù)綑C(jī)身，對(duì)機(jī)身造成損壞，甚至損壞機(jī)身內(nèi)部的電子元器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種耐摔的飛行器，其還能讓周邊環(huán)境免于飛行器高速旋轉(zhuǎn)的槳所帶來的破壞。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種飛行器，其包括機(jī)臂、保護(hù)框、動(dòng)力單元。保護(hù)框包括了上線網(wǎng)、下網(wǎng)線和側(cè)壁防護(hù)框；動(dòng)力單元包括了驅(qū)動(dòng)旋翼、驅(qū)動(dòng)電機(jī)。上線網(wǎng)、下線網(wǎng)和側(cè)壁防護(hù)框組成保護(hù)框的容納空間，驅(qū)動(dòng)旋翼被置于所述的容納空間之內(nèi)；驅(qū)動(dòng)旋翼安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在機(jī)臂上；上線網(wǎng)中部安裝在機(jī)臂上。

由上述方案可見，飛行器的保護(hù)框?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)旋翼保護(hù)于其的容納空間之內(nèi)，當(dāng)飛行器受到剛性沖擊的時(shí)候，例如摔在地上，沖擊力由下網(wǎng)線通過側(cè)壁防護(hù)框傳送到上線網(wǎng)或者由側(cè)壁防護(hù)框傳送到上線網(wǎng)，沖擊力再通過上線網(wǎng)傳到驅(qū)動(dòng)單元或機(jī)臂上；經(jīng)過多段傳遞，明顯的減弱了剛性沖擊對(duì)機(jī)身和動(dòng)力單元的影響，由于驅(qū)動(dòng)旋翼懸空于保護(hù)框的容納空間之內(nèi)，大幅度的減弱了沖擊力對(duì)動(dòng)力單元的損害。

進(jìn)一步的方案為，機(jī)臂的外端安裝有位于上側(cè)的安裝座和位于下側(cè)的安裝板，且上線網(wǎng)的中部固定在安裝座和安裝板之間，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在安裝座的上側(cè)且驅(qū)動(dòng)電機(jī)與機(jī)臂直接連接，降低了保護(hù)框帶來的旋轉(zhuǎn)慣量，另外，由于機(jī)臂直接與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，在同一狀況下，這種結(jié)構(gòu)能明顯的提高動(dòng)力單元對(duì)飛行器的響應(yīng)速度。

另一個(gè)進(jìn)一步方案為，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在安裝板下側(cè)的保護(hù)框的容納空間內(nèi)?？蛇M(jìn)一步的降低所受沖擊對(duì)驅(qū)動(dòng)旋翼、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)身的影響，有利于電機(jī)的散熱、安裝、維修和更換。

進(jìn)一步方案為，下線網(wǎng)的下側(cè)安裝有腳架。進(jìn)一步加強(qiáng)下線網(wǎng)在保護(hù)框的緩沖作用，提高腳架的緩沖能力，提高飛行器的抗摔能力。

進(jìn)一步的方案為，上線網(wǎng)和下線網(wǎng)分別由縱向線和橫向線構(gòu)成，縱向線和橫向線具有預(yù)緊力。在飛行器受到?jīng)_擊之前，上、下線網(wǎng)的預(yù)緊力增強(qiáng)了拉線與側(cè)壁防護(hù)框之間的可靠性和緊密性；在飛行器受到?jīng)_擊時(shí)，例如保護(hù)框的一側(cè)受到力的沖擊，在側(cè)壁防護(hù)框上產(chǎn)生一種豎向的力，使側(cè)壁防護(hù)框有擠壓變形的趨勢(shì)，但保護(hù)框線網(wǎng)具有的預(yù)緊力，使側(cè)壁保護(hù)框產(chǎn)生一種橫向的力來抵消豎向的力，保證了保護(hù)框在沖擊力作用下不變形，提高保護(hù)框整體的剛性強(qiáng)度，增強(qiáng)對(duì)動(dòng)力單元和機(jī)身的保護(hù)能力，即通過預(yù)緊力來提升垂直于網(wǎng)面方向的抗沖擊能力。優(yōu)選的，上述預(yù)拉力在18磅到30磅之間。這樣可有效提高保護(hù)框的剛度和緩沖能力，降低了保護(hù)框本身的重量要求和強(qiáng)度要求，降低成本。

進(jìn)一步的方案為，安裝座與機(jī)臂通過鉸軸連接，鉸軸沿機(jī)臂的寬度方向布置，保護(hù)框和驅(qū)動(dòng)旋翼能繞鉸軸在第一位置和第二位置之間傾轉(zhuǎn)。保護(hù)框和驅(qū)動(dòng)旋翼位于第一位置時(shí)旋翼排出氣流指向飛行器的內(nèi)下方，保護(hù)框和驅(qū)動(dòng)旋翼位于第二位置時(shí)旋翼排出氣流指向飛行器的外下方。上述排出氣流指向內(nèi)下方時(shí)，有利于氣流集中，動(dòng)力強(qiáng)，起飛速度迅速；上述排出氣流指向外下方時(shí)，對(duì)飛行器的支承跨度變大，有利于飛行器飛行平穩(wěn)，在狹窄空間里防止碰撞或防止飛行器突然側(cè)翻。

進(jìn)一步的方案為，機(jī)臂內(nèi)安裝有傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)保護(hù)框和驅(qū)動(dòng)旋翼繞鉸軸傾轉(zhuǎn)。可在空中自由靈活控制旋翼的傾向方向，調(diào)整飛行控制特性。

進(jìn)一步的方案為，傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括了舵機(jī)，傾斜驅(qū)動(dòng)連接桿；傾斜連接包括第一驅(qū)動(dòng)連桿、第二驅(qū)動(dòng)連桿、第三驅(qū)動(dòng)連桿、第四驅(qū)動(dòng)連桿，各驅(qū)動(dòng)連桿依次頭尾鉸接，傾斜氣動(dòng)連接桿一端與所述保護(hù)框鉸接，且另一端與舵機(jī)鉸接。由此方案可見，傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能自由控制保護(hù)框位置狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)保護(hù)框和旋翼繞鉸軸在第一位置和第二位置之間傾轉(zhuǎn)，使飛行器能隨時(shí)適應(yīng)多種復(fù)雜的飛行環(huán)境，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，連桿構(gòu)成省力杠桿，可以用較小的舵機(jī)控制旋翼的傾轉(zhuǎn)，有利于降低飛行器重量。

進(jìn)一步的方案為，側(cè)壁防護(hù)框的材料自外至內(nèi)包括碳纖維層，玻璃纖維層，凱夫拉層和密閉層。由此方案可見，多層結(jié)構(gòu)，碳纖層、玻纖層、凱夫拉層及密閉層的設(shè)置，大幅度的降低了飛行器整體上的重量，而且增強(qiáng)了保護(hù)框的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高了抗沖擊的能力，同時(shí)外層碳纖維層結(jié)構(gòu)抗紫外線，保護(hù)內(nèi)層高強(qiáng)度的凱夫拉層不受紫外線分解，玻纖層具有較高的彈性模量，可提高保護(hù)框的韌性同時(shí)防止脆性較大的碳纖維刺傷凱夫拉層。

進(jìn)一步的方案為，密閉層內(nèi)沖入預(yù)定壓力的保護(hù)氣體。減輕飛行器整體的重量且能削弱傳播中的沖擊力。

附圖說明

圖1第一實(shí)施例飛行器立體圖；

圖2第一實(shí)施例中的機(jī)臂、保護(hù)框和動(dòng)力單元剖切示意圖；

圖3第一實(shí)施例中的電機(jī)的另一種安裝形式的示意圖；

圖4第一實(shí)施例中的傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5第一實(shí)施例中的保護(hù)框的第一位置的示意圖；

圖6第一實(shí)施例中的保護(hù)框的第二位置的示意圖；

圖7第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8第二實(shí)施例中的腳架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9第三實(shí)施飛行器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。

第一實(shí)施例

如圖1、圖2所示，飛行器10主要包括了機(jī)身1、機(jī)臂2、保護(hù)框3、動(dòng)力單元4和安裝座5。其中保護(hù)框3包括了上線網(wǎng)31、側(cè)壁防護(hù)框32和下網(wǎng)線33；動(dòng)力單元4包括了驅(qū)動(dòng)旋翼41、驅(qū)動(dòng)電機(jī)42；安裝座5包括了安裝座51、安裝板52和動(dòng)力安裝座53。上線網(wǎng)31、側(cè)壁防護(hù)框32和下線網(wǎng)33組合，圍成動(dòng)力保護(hù)框3的一個(gè)容納空間34；驅(qū)動(dòng)旋翼41被置于容納空間34之內(nèi)且不與四周接觸。驅(qū)動(dòng)旋翼41安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)42的旋轉(zhuǎn)軸上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)42置于動(dòng)力安裝座53內(nèi)，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)42和動(dòng)力安裝座53同時(shí)安裝在安裝座上。上線網(wǎng)31安裝在安裝座51與安裝板52中間，通過安裝座51與安裝板52的裝配緊緊將上線網(wǎng)31固定。保護(hù)框3的通過上線網(wǎng)31的中部安裝在機(jī)臂2上。

由此方案可見，保護(hù)框3將驅(qū)動(dòng)旋翼41保護(hù)于其的容納空間34之內(nèi)，當(dāng)飛行器10受到剛性沖擊的時(shí)候，例如摔在地上，沖擊力由下網(wǎng)線33通過側(cè)壁防護(hù)框32傳送到上線網(wǎng)31又或者由側(cè)壁防護(hù)框32傳送到上線網(wǎng)31，沖擊力再通過上線網(wǎng)31傳到驅(qū)動(dòng)單元4和機(jī)臂2上；由于經(jīng)過多重傳遞，明顯的減弱了剛性沖擊對(duì)機(jī)身1和動(dòng)力單元4的影響，由于驅(qū)動(dòng)旋翼41懸空于保護(hù)框3的容納空間34之內(nèi)，大幅度的減弱了沖擊力對(duì)動(dòng)力單元4的損害，同時(shí)減弱了沖擊力對(duì)機(jī)身1的損害。另外，由于機(jī)臂2直接與動(dòng)力單元4連接，在同一狀況下，這種結(jié)構(gòu)能明顯降低了動(dòng)力單元的旋轉(zhuǎn)慣量，提高動(dòng)力單元4對(duì)飛行器10的響應(yīng)速度。

如圖3所示，優(yōu)選的，驅(qū)動(dòng)電機(jī)422也可以安裝在安裝板52上，并且與驅(qū)動(dòng)旋翼41安裝在容納空間34之內(nèi)，方便于驅(qū)動(dòng)電機(jī)422與驅(qū)動(dòng)旋翼41的安裝與維修，更有利于驅(qū)動(dòng)電機(jī)422的散熱。由此可見，可以根據(jù)飛行器不同的工作需要和結(jié)構(gòu)要求，靈活的設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝位置。

更優(yōu)的，上線網(wǎng)31的拉線穿插于側(cè)壁防護(hù)框32的上端面，線與線之間橫豎相交形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)且有預(yù)緊力；下線網(wǎng)33的拉線穿插于側(cè)壁防護(hù)框32的下端面，線與線之間橫豎相交形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)且有預(yù)緊力。在飛行器10受到?jīng)_擊之前，上線網(wǎng)31和下線網(wǎng)33的預(yù)緊力增強(qiáng)了拉線與側(cè)壁防護(hù)框32之間的可靠性和緊密性，在飛行器10受到?jīng)_擊時(shí)，例如保護(hù)框3的一側(cè)受到力的沖擊，在側(cè)壁防護(hù)框32上產(chǎn)生一種豎向的力，使側(cè)壁防護(hù)框32有擠壓變形的趨勢(shì)，但保護(hù)框的線網(wǎng)具有的預(yù)緊力，使側(cè)壁保護(hù)框32產(chǎn)生一種橫向的力來抵消豎向的力，保證了保護(hù)框3在沖擊力作用下不變形，提高保護(hù)框整體32的剛性強(qiáng)度，增強(qiáng)對(duì)動(dòng)力單元4和機(jī)身1的保護(hù)能力，即通過預(yù)緊力來提升垂直于網(wǎng)面方向的抗沖擊能力。優(yōu)選的，上述預(yù)緊力在18磅到30磅之間。這樣可有效提高保護(hù)框3的剛度和緩沖能力，降低了保護(hù)框3本身的重量要求和強(qiáng)度要求，降低成本。

如圖4所示，機(jī)臂2內(nèi)設(shè)置有傾斜驅(qū)動(dòng)裝置，傾斜機(jī)動(dòng)裝置包括了舵機(jī)61、第一驅(qū)動(dòng)連桿62、第二驅(qū)動(dòng)連桿63、第三驅(qū)動(dòng)連桿64、第四驅(qū)動(dòng)連桿65。安裝座包括第一鉸鏈裝置71和第二鉸鏈裝置72。保護(hù)框3通過動(dòng)力安裝座53與機(jī)臂2上的第二鉸鏈裝置72進(jìn)行鉸軸連接，鉸軸沿機(jī)臂的寬度方向布置，機(jī)臂的寬度方向?yàn)榇怪庇诩埫娴姆较?，使得保護(hù)框3能自由向內(nèi)向外傾斜。第一驅(qū)動(dòng)連桿62、第二驅(qū)動(dòng)連桿63、第三驅(qū)動(dòng)連桿64、第四驅(qū)動(dòng)連桿65依次鉸接，第一驅(qū)動(dòng)連桿62另一端與舵機(jī)61鉸接，第四電機(jī)驅(qū)動(dòng)連桿65的另一端與保護(hù)框3鉸接，第三電機(jī)驅(qū)動(dòng)連桿64中部與鉸鏈裝置71鉸接，形成省力連桿且對(duì)整個(gè)傾斜驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行定位安裝。根據(jù)飛行器10不同的飛行要求，可通過飛控裝置（未顯示）控制舵機(jī)61驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)連桿62、第二驅(qū)動(dòng)連桿63、第三驅(qū)動(dòng)連桿64、第四驅(qū)動(dòng)連桿65，可主動(dòng)控制保護(hù)框3和驅(qū)動(dòng)旋翼41的位置狀態(tài)，使其能在第一位置與第二位置之間傾轉(zhuǎn)。如圖4所示為保護(hù)框3的水平狀態(tài)。當(dāng)飛控裝置控制舵機(jī)61工作驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)連桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)整個(gè)傾斜驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)保護(hù)框3以第二鉸鏈裝置72為定點(diǎn)，繞鉸軸傾轉(zhuǎn)，驅(qū)使保護(hù)框3向外傾斜，處于第二位置，如圖5所示，使對(duì)飛行器10的支承跨度變大，有利于飛行器10飛行平穩(wěn)，在狹窄空間里預(yù)防碰撞或飛行器10突然側(cè)翻。當(dāng)飛控裝置控制舵機(jī)61工作驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)連桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)整個(gè)傾斜驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)保護(hù)框3以第二鉸鏈裝置72為定點(diǎn)，繞鉸軸傾轉(zhuǎn)，驅(qū)使保護(hù)框3向內(nèi)傾斜，處于第一位置，如圖6所示，有利于氣流集中，動(dòng)力強(qiáng)，起飛速度迅速。

更優(yōu)的，側(cè)壁防護(hù)框的材料自外至內(nèi)包括碳纖維層、玻璃纖維層、凱夫拉層和密閉層。由此方案可見，多層結(jié)構(gòu)，碳纖層、玻纖層、凱夫拉層及密閉層的設(shè)置，大幅度的降低了飛行器整體上的重量，而且增強(qiáng)了保護(hù)框的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高了抗沖擊的能力，同時(shí)外層碳纖維層結(jié)構(gòu)抗紫外線，保護(hù)內(nèi)層高強(qiáng)度的凱夫拉層不受紫外線分解，玻纖層具有較高的彈性模量，可提高保護(hù)框的韌性同時(shí)防止脆性較大的碳纖層維刺傷凱夫拉層。優(yōu)選的，密閉層里預(yù)先充入限定壓力的保護(hù)氣體，如使用氮?dú)?、氬氣或氦氣充?dāng)保護(hù)氣體，既可以減輕飛行器整體的重量，且能削弱傳播中的沖擊力。

第二實(shí)施例

本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于下線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。

如圖7所示，下線網(wǎng)332中部設(shè)置一個(gè)支撐環(huán)8，側(cè)壁防護(hù)框322和支撐環(huán)9上加工有穿線用的線孔（未顯示），拉線縱橫交織貫穿于側(cè)壁防護(hù)框322和支撐環(huán)9之間，形成下線網(wǎng)332，拉線與孔洞接觸地方都有墊圈套（未顯示），墊圈套與下線網(wǎng)332及側(cè)壁防護(hù)框架322之間密封完全，防止氣流穿過框架上的小孔洞形成抖動(dòng)。設(shè)置支撐環(huán)9有利于飛行器驅(qū)動(dòng)旋翼412的安裝。

優(yōu)選的，如圖8所示，在支撐環(huán)82設(shè)置有安裝結(jié)構(gòu)，腳架9通過安裝結(jié)構(gòu)安裝在支撐環(huán)82上。既把驅(qū)動(dòng)旋翼413完全包圍起來，還為飛行器提供降落的支撐機(jī)構(gòu)，當(dāng)受到剛性沖擊時(shí)，沖擊力順著腳架9經(jīng)過下線網(wǎng)332傳送到側(cè)壁防護(hù)框322上，再傳遞下去，進(jìn)一步對(duì)剛性沖擊進(jìn)行緩沖處理，保證機(jī)身及動(dòng)力單元安全。顯然，腳架9還可以直接成型在支撐環(huán)82上。

優(yōu)選的，為進(jìn)一步減輕飛行器整體的重量，可使用保護(hù)框完全取代腳架，充當(dāng)腳架的作用。

第三實(shí)施例

本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于動(dòng)力單元的機(jī)構(gòu)布置及控制。

如圖9所示，機(jī)臂和動(dòng)力單元沿飛行器500的周向均勻分布或?qū)ΨQ分布在所述飛行器的兩側(cè)。第一動(dòng)力單元503的驅(qū)動(dòng)旋翼直徑比第二動(dòng)力單元505的驅(qū)動(dòng)旋翼的直徑大，且沿機(jī)身501的長度大方向布置。第一機(jī)臂502的軸距比第二機(jī)臂504的軸距長，且沿機(jī)身501的長度方向布置。機(jī)臂504通過鉸軸與機(jī)身501鉸接，鉸軸沿機(jī)臂504的寬度方向0布置。通過控制第二機(jī)臂504，能使第二機(jī)臂504向上或者向下傾斜，形成v型結(jié)構(gòu)。由此可見，增強(qiáng)了飛行器500的飛行機(jī)動(dòng)性。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。