一种无人机球形护网的制作方法

1.本发明属于无人机控制与防护技术领域，涉及一种无人机球形护网，尤其涉及一种可作为起落架的无人机球形护网。


背景技术：

2.随着我国工业快速发展，大量工业厂房，化工管道拔地而起。工业厂房，化工管道等需要定期进行检修。由于其空间狭小，高度较高，同时可能存在有害气体，因此进行人工检修成本较大。使用工业检测的无人机代替人工检测是很好的方案。
3.工业检测无人机进入狭小空间，常规无人机在厂房，管道内部飞行时，与内部结构碰撞不可避免。因此工业检测无人机需要设计防护装置，避免出现碰撞导致无人机损坏。
4.按照常规设计，无人机防护装置的部件承担多项作用时，选用其承受载荷最高的功能作为设计要求。无人机防护装置若按照常规设计准则，需要以无人机作为起落架时的冲击载荷为设计要求，这样的话将会大大增加自身重量，使续航时间降低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于为了解决现有无人机防护装置若按照常规设计准则，需要以无人机作为起落架时的冲击载荷为设计要求，这样会大大增加自身重量，使续航时间降低的问题，提供了一种无人机球形护网，与无人机间绕着旋转轴进行相对旋转，实现自身姿态调整，同时球形护网在无人机返航时可以作为起落架，承载无人机自重。
6.为了达到上述目的，本发明采取如下技术方案。
7.所述无人机球形护网，包括球形护网、横梁、轴承和无人机本体，其中，
8.所述球形护网，用于作为起落架保护无人机本体不受损坏，通过旋转轴实现相对无人机本体旋转；
9.所述横梁与所述无人机本体连接，所述轴承安装在所述球形护网上，所述横梁穿过所述轴承，使得所述横梁与无人机本体之间绕旋转轴进行相对旋转，所述无人机本体与所述球形护网之间运动隔离。
10.进一步地，所述球形护网包括球形护网上半部分和球形护网下半部分，通过绑带连接所述球形护网上半部分和所述球形护网下半部分。
11.进一步地，还包括毛细金属管，所述球形护网上半部分和球形护网下半部分分别通过毛细金属管焊接形成。
12.进一步地，在所述球形护网下半部分设置加强区域，增加所述加强区域毛细金属管的直径。
13.进一步地，增加所述加强区域毛细金属管的连接。
14.进一步地，还包括轴承座，选择一条通过所述球形护网球心的直径作为旋转轴，将所述旋转轴处的毛细金属管替换为轴承座，在所述轴承座内安装轴承。
15.进一步地，所述球形护网的结构类似足球形，包括十二个正五边形和二十个正六
边形。
16.进一步地，将所述无人机本体正下方的正五边形周边设计加强区域，作为起落架支撑无人机降落。
17.进一步地，在加强区域的五边形或六边形的对角增加拉筋，增加球形护网的网格密度实现加强。
18.更进一步地，在重力作用下，所述加强区域竖直朝下，降落时加强区域与地面发生冲击，保护所述球形护网。
19.有益效果：本发明提出的一种无人机球形护网，与现有技术相比，具有以下有益效果：
20.1、所述无人机球形护网使得无人机飞行时，不惧怕碰撞，对飞手要求低；
21.2、所述无人机球形护网在空间受限区域，可实现贴地滚动前行，减小动力输出，增加续航时间；
22.3、所述无人机球形护网设计加强区域作为起落架，减少了无人机起落架装置，减小无人机整体重量，增加续航时间。
附图说明
23.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制；
24.图1为本发明一种无人机球形护网整体外形示意图；
25.图2为本发明及实施例的一种无人机球形护网加强区域示意图；
26.图3为本发明及实施例的一种无人机球形护网上半部分示意图；
27.图4为本发明及实施例的一种无人机球形护网下半部分示意图；
28.图5为本发明及实施例的一种无人机整体结构示意图；
29.图示说明：
30.1-球形护网上半部分；2-球形护网下半部分；3-轴承座；4-毛细金属管5-轴承；6-横梁；7-无人机本体；8-加强区域。
具体实施方式
31.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
32.实施例1
33.所述无人机球形护网，包括球形护网、横梁、轴承和无人机本体，其中，
34.所述球形护网，用于作为起落架保护无人机本体不受损坏，通过旋转轴实现相对无人机本体旋转；
35.所述横梁与所述无人机本体7连接，所述轴承安装在所述球形护网上，所述横梁穿过所述轴承，使得所述横梁与无人机本体7之间绕旋转轴进行相对旋转，所述无人机本体7与所述球形护网之间运动隔离。
36.进一步地，所述球形护网包括球形护网上半部分1(如图3)和球形护网下半部分2(如图4)通过绑带连接；
37.进一步地，还包括毛细金属管4，所述球形护网上半部分1和球形护网下半部分2分别通过毛细金属管4焊接形成。
38.进一步地，在所述球形护网下半部分2设置加强区域8，增加所述加强区域毛细金属管的直径。
39.进一步地，增加所述加强区域毛细金属管4的连接。
40.进一步地，还包括轴承座3，选择一条通过所述球形护网球心的直径作为旋转轴，将所述旋转轴处的毛细金属管4替换为轴承座3，在所述轴承座内安装轴承5。
41.进一步地，所述球形护网的结构类似足球形，包括十二个正五边形和二十个正六边形。
42.进一步地，将所述无人机本体正下方的正五边形周边设计加强区域，作为起落架支撑无人机降落。
43.进一步地，在加强区域的五边形或六边形的对角增加拉筋，增加球形护网的网格密度实现加强。
44.更进一步地，在重力作用下，所述加强区域竖直朝下，降落时加强区域与地面发生冲击，保护所述球形护网。
45.图1为根据本发明的无人机球形护网剖视图，如图1所示，所述无人机球形护网，具体实施时，包括，球形护网上半部分1，球形护网下半部分2，轴承座3，毛细金属管4，轴承5。
46.所述球形护网上半部分1和球形护网下半部分2通过绑带进行连接。
47.所述球形护网上半部分1和所述球形护网下半部分2分别通过等长的毛细金属管4焊接形成。
48.本实施例中，球形护网在工作时承担护网作用，在返航时承担起落架作用。
49.本实施例中，如图5所示，还包括横梁6，无人机本体7和加强区域8，将球形护网设计为上下两部分，横梁6安装后，将上下两部分组成完成球形护网。
50.本实施例中，球形护网采用轻金属毛细管材。无人机由于其工作特性，需要在空中飞行，同等动力情况下，自身重量越轻，续航时间越长，工作效率越高。因此需要尽可能选用密度小的金属材料(如铝合金或钛合金)。金属材料加工时可进行焊接加工，加工性能好。选用管材，在飞行时可减小飞行阻力。球形结构可使无人机本体在护网内绕旋转轴旋转时，空间利用率最高。同时在碰撞障碍物时，可以实现滚动越过障碍。
51.优选地，球形护网结构类似足球形，包括十二个正五边形和二十个正六边形，三十二个面大小均匀，滚动性能好。
52.本实施例中，球形护网作为起落架时，只有部分球形护网区域承担冲击载荷，因此将球形护网某一部分作为起落架，只需要将起落架区域加强，其余部分按照滚动强度需求进行设计。
53.优选地，在无人机本体7正下方五边形周边设计加强区域8，以供无人机降落时提供支撑作用。
54.本实施例中，在加强区域8设置交叉区域，增加球形护网的网格密度实现加强。如图2所示，在五边形或六边形的对角增加拉筋。
55.本实施例中，如图5所示，选择球形护网其中一个正五边形作为起落架面，即加强区域8。将加强区域8及其周边根据变形情况，增加毛细金属管4的直径，或更换为强度更好
的材质，或增加毛细金属管4的连接，实现增加强度目的。
56.本实施例中，由于无人机结构需要尽可能轻量化，球形护网需要选用较细的毛细管材。但是在无人机返航降落到达地面时，会出现自由落体状态，产生较大的载荷冲击。因此较细的毛细管材在降落时载荷冲击下，会产生较大的变形，可能会使无人机本体与地面发生碰撞，损坏无人机。因此需要在无人机球网部分区域进行加强，以满足无人机降落时安全。在加强球形护网后，加强区域8重量高于其他区域，球网重心发生变化，在不受到外部碰撞时，加强区域8始终竖直朝下。无人机返航时加强区域8直接与地面接触，可实现保护无人机目的。
57.优选地，球形护网加强区域8的正五边形朝下，选择球形护网的旋转轴，使其穿过球形护网的球心。旋转轴处毛细金属管4被轴承座3替换，轴承座3内安装轴承5，使转动更加顺畅。
58.优选地，无人机本体7与横梁6连接，横梁6穿过轴承5，使得无人机本体7可以绕轴线旋转，可以实现无人机球形护网在地面进行滚动，同时无人机本体7姿态保持不变，达到无人机本体7与球形护网之间运动隔离。
59.本实施例中，无人机作为空中飞行设备，需要抵抗自身质量。因此自身重量遵循尽可能轻原则。将球形护网结构作为无人机防护，在降落时承担起落架作用，同时可在复杂环境中实现滚动姿态。球形护网设计给无人机增添了较大的自身负荷，因此需要考虑进行减重设计。
60.本实施例中，由于本设计中球形护网承担的作用对其自身性能有不同要求，护网作用不会受到过大的冲击，因此对其自身强度要求较低；滚动时只需要承受自身静态重力，受到冲击适中，因此对其自身强度要求适中；在降落时承担起落架作用，会出现一定程度自由落体状态冲击载荷，因此对其自身强度要求较高。
61.本实施例中，将球形护网设计为上下不对称结构，在重心偏离回转轴作用下，球形护网下半部分2在正常飞行过程中会始终保持竖直朝下姿态。在始终竖直朝下部位进行加强，按照起落架强度进行设计。同时由于起落架区域进行了加强，该处重量增加，会导致球形护网重心继续朝着预期方向偏离。使球形护网更容易处于预期姿态。从而实现返航时，球形护网下半部分2的加强区域与地面接触，实现无人机安全着陆。
62.本实施例中，整体组装流程包括，将球形护网上半部分1与球形护网下半部分2焊接完成，选取旋转轴线，用轴承座3替换该处毛细金属管4，安装轴承5；将无人机本体7与横梁6安装，横梁6两端分别穿过轴承5，调整轴承5间隙，使转动顺畅；将球形护网上半部分2安装在球形护网下半部分1上，使用绑带紧固。
63.本实施例中，整体工作过程包括，释放无人机，进行工作；无人机遇到障碍，球形护网防护无人机不受损坏，同时无人机本体7绕着轴承5进行旋转，通过障碍；完成工作，返航。球形护网加强区域7由于重力作用竖直朝下，到达降落区域，完成降落，加强区域8抵抗变形，保护无人机本体7不受碰撞。
64.本发明提供一种可做为起落架的无人机球形护网，用于解决现有工业检测中无人机在工作时碰撞以及返航时降落问题，具体工作流程包括，焊接球形护网上下两个部分；将无人机本体与横梁连接，横梁两端穿过球形护网下半部分轴承座内轴承；球形护网上半部分安装；将无人机释放进行管道或厂房检测；无人机碰撞到障碍物后，球形护网进行防护，
随后无人机本体相对球形护网旋转，保证无人机本体姿态正常；继续飞行，在高度受限区域，无人机可以贴地滚动前行，遇到障碍物，增大油门，滚动越过障碍物；完成检测工作，进行返航，此时球形护网加强区域竖直朝向地面；到达降落位置，球形护网加强区域与地面碰撞，发生较小的变形，保护无人机本体不受碰撞，安全着落。
65.本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种无人机球形护网，其特征在于，包括球形护网，横梁，轴承和无人机本体，其中，所述球形护网，用于作为起落架保护无人机本体不受损坏，通过旋转轴实现相对无人机本体旋转；所述横梁与所述无人机本体连接，所述轴承安装在所述球形护网上，所述横梁穿过所述轴承，使得所述横梁与无人机本体之间绕旋转轴进行相对旋转，所述无人机本体与所述球形护网之间运动隔离。2.根据权利要求1所述的无人机球形护网，其特征在于，所述球形护网包括球形护网上半部分和球形护网下半部分，通过绑带连接所述球形护网上半部分和所述球形护网下半部分。3.根据权利要求2所述的无人机球形护网，其特征在于，还包括毛细金属管，所述球形护网上半部分和球形护网下半部分分别通过毛细金属管焊接形成。4.根据权利要求3所述的无人机球形护网，其特征在于，在所述球形护网下半部分设置加强区域，增加所述加强区域毛细金属管的直径。5.根据权利要求4所述的无人机球形护网，其特征在于，增加所述加强区域毛细金属管的连接。6.根据权利要求1所述的无人机球形护网，其特征在于，还包括轴承座，选择一条通过所述球形护网球心的直径作为旋转轴，将所述旋转轴处的毛细金属管替换为轴承座，在所述轴承座内安装轴承。7.根据权利要求1所述的无人机球形护网，其特征在于，所述球形护网的结构类似足球形，包括十二个正五边形和二十个正六边形。8.根据权利要求7所述的无人机球形护网，其特征在于，将所述无人机本体正下方的正五边形周边设计加强区域，作为起落架支撑无人机降落。9.根据权利要求8所述的无人机球形护网，其特征在于，在加强区域的五边形或六边形的对角增加拉筋，增加球形护网的网格密度实现加强。10.根据权利要求9所述的无人机球形护网，其特征在于，在重力作用下，所述加强区域竖直朝下，降落时加强区域与地面发生冲击，保护所述球形护网。

技术总结
本发明属于无人机控制与防护技术领域，提供一种无人机球形护网，包括球形护网、横梁、轴承和无人机本体；其中，所述球形护网，用于作为起落架保护无人机本体不受损坏，通过旋转轴实现相对无人机本体旋转；所述横梁与所述无人机本体连接，所述轴承安装在所述球形护网上，所述横梁穿过所述轴承，使得所述横梁与无人机本体之间绕旋转轴进行相对旋转，所述无人机本体与所述球形护网之间运动隔离。所述无人机球形护网，能保护无人机不受损坏，同时通过三处相互正交的旋转轴实现护网与无人机本体之间任意方位旋转，实现无人机本体姿态与球形护网旋转运动隔离，同时球形护网在无人机返航时可以作为起落架，承载无人机自重。承载无人机自重。承载无人机自重。


技术研发人员：王宏斌 时腾 王涛
受保护的技术使用者：西安恒星箭翔科技有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/14