具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种提高无人机物理层安全的防护方法，该防护方法包括以下步骤：

S1、无人机的意外状态检测：所述意外状态，是指无人机在通过遥控器控制时，无法与遥控器进行信息交互，导致无人机失控；或/和通过自行飞行时无法与后控制台进行信息交互，导致无人机失控；或/和无人机的倾角或/和速度超过预设的阈值；或/和无人机自身发出警报信息。

S2、控制喷气嘴产生反向冲力：无人机的控制器控制第一电磁阀打开，使喷气嘴喷气产生反向冲击力。

S3、向缓冲气囊充气：无人机的控制器控制第二电磁阀打开，向缓冲气囊中充气，在无人机着陆时通过缓冲气囊，降低无人机坠机时造成的损坏程度，提高无人机的安全性能。

所述步骤S3后还有步骤S4：缓冲翅展开，使无人机受到较大的空气阻力，实现无人机的降速，以降低无人机坠机时造成的损坏程度，提高无人机的安全性能。

在所述步骤S2中，无人机的控制器控制第一电磁阀打开，高压气瓶中气体经过第一气管到喷气嘴处喷出产生冲击力。在所述步骤S3中，无人机的控制器控制第二电磁阀打开，高压气瓶中气体经过第二气管充入到缓冲气囊中。

所述的高压气瓶设置在无人机内，所述无人机上设置有喷气嘴，所述喷气嘴的喷气口竖直向下设置，所述喷气嘴通过第一气管与高压气瓶连接。所述无人机机身的左右两侧均设置有喷气嘴，两侧的喷气嘴对称设置。所述喷气嘴有四个，均在无人机的底部。所述高压气瓶内的气体为空气。

实施例二：

本发明公开了一种提高无人机物理层安全的防护方法，包括以下步骤：

S1：无人机机身倾斜检测，用陀螺仪模块监测无人机自身的倾角，并将测量的数据传输至控制器；

S2：无人机机身倾角调整，控制器接收数据后，对接收的数据进行处理，若无人机机身倾斜角度大于预先设置的阈值时，启动无人机相应一侧的喷气嘴，喷气嘴进行喷气处理，调整无人机的倾角，使无人机处于相对平衡的状态；

S3：无人机下降速度检测，用陀螺仪模块监测无人机的下降速度，并将测量的数据传输至控制器；

S4：无人机下降速度控制，当无人机的下降速度较快时，缓冲翅展开，无人机受到空气的阻力，实现降速的目的；

S5：无人机距离地面高度测量，当无人机距离地面高度达到预先设置的阈值时，若此时无人机下降的速度较大，则对缓冲气囊进行充气，使缓冲气囊与地面接触。

所述控制器与无人机自身的控制系统连接。当控制器检测到无人机控制系统停止工作时，控制器启动，或者当无人机控制系统与地面操作端失去联系，无人机控制系统向控制器发送指令，控制器启动。在S4中，陀螺仪模块实时检测无人机下落的速度，若无人机下落的速度较小时，缓冲翅进行收缩，增加无人机的下降速度。

在无人机距离地面0-2m范围内进行无人机下降的加速度进行检测，若加速度达到预先设置的阈值时，无人机上的喷气嘴进行喷气，减小下降时向下的加速度，降低无人机落地时的冲击力。所述无人机的机身上设置有防护条，当无人机发生侧翻时，起到缓冲的作用，减小了无人机的损伤。

实施例三：

如图2-7所示，一种提高无人机物理层安全的防护系统，包括无人机5；所述无人机5具有支撑架1、旋转翼；所述支撑架1包括支腿10，相邻两个所述支腿10之间连接有横梁17；所述支腿10底部设置有缓冲层，所述缓冲层由具有弹性的材质制成；所述缓冲层包括有多层：第一缓冲层、第二缓冲层和耐磨层；所述第一缓冲层为橡胶层，第二缓冲层为聚氨酯泡沫层，所述耐磨层为三聚氰胺树脂层。

所述聚氨酯层设置在橡胶层的底部；所述三聚氰胺树脂喷涂是聚氨酯泡沫层的底部，由此从上到下依次为橡胶层、聚氨酯泡沫层和三聚氰胺树脂层。

所述支腿10为多个，特别是四个，设置在无人机的底部四周，用于无人区着陆时的支撑。

所述第一缓冲层的厚度h1为3-4mm；所述第二缓冲层的厚度h2为2-3.5mm；所述耐磨层的厚度h3为0.2-0.4mm；特别的，为了提高对无人机着陆时的缓冲作用，降低冲击对无人机机体造成的损害，所述第一缓冲层的厚度h1、第二缓冲层的厚度h2和耐磨层的厚度h3之间满足以下关系：

h3=α1·(h2+h3)/π；

其中，α1为耐磨层厚度系数，取值范围为0.12-0.17。

实施例四：

该实施例与实施例三不同的是，所述无人机机身的两侧设置有缓冲翅4，所述缓冲翅4在无人机5上能够旋转，所述缓冲翅4上设置有缓冲布8，所述缓冲布8的另一端与无人机5连接。所述缓冲翅4通过转轴13与无人机5连接，所述转轴通过齿轮结构与电机16连接。所述电机16与无人机5的控制器连接。

所述齿轮结构为蜗轮14和蜗杆15，所述蜗轮14与转轴13连接，所述电机16的输出轴与蜗杆15连接，所述蜗轮和蜗杆互相啮合。

实施例五：

该实施例与实施例三和四不同的是，所述无人机5内设置有高压气瓶，所述无人机5上设置有喷气嘴2，所述喷气嘴2的喷气口竖直向下设置，所述喷气嘴2通过第一气管3与高压气瓶连接。

所述无人机5机身的左右两侧均设置有喷气嘴2，两侧的喷气嘴2对称设置。所述喷气嘴2有四个，均在无人机5的底部。所述高压气瓶内的气体为空气，所述高压气瓶内的压力为2.0-5.6bar。所述无人机5上设置有测距传感器，所述测距传感器用于测量无人机与地面之间的距离。

所述无人机5的机身上设置有防护条18，所述防护条18包括防护板20，所述防护板20数量为两个，两个所述防护板20之间设置有弹簧19，所述弹簧的两端均与相应的防护板连接。所述缓冲布8的为扇形结构，所述缓冲布8的夹角α为1/3-1/2rad。

所述第一气管3上设置有第一电磁阀7，所述电第一磁阀7与无人机5的控制器连接，以控制第一电磁阀7的通断及开启大小（开启幅度）。

所述无人机5上还设置有陀螺仪和气压式高度传感器；所述陀螺仪和气压式高度传感器均与无人机的控制器连接。所述陀螺仪用于检测无人机飞行时的速度V（单位为米/秒）、加速度a（单位为米/秒²）、倾角β（单位为度，所述倾角为无人机机身与竖直方向的锐角夹角）等飞行信息。

所述无人机5设置有支撑架，所述支撑架1上设置有缓冲气囊，所述缓冲气囊通过第二气管11与高压气瓶6连通；所述第二气管11上设置有第二电磁阀，所述第二电磁阀与无人机5的控制器连接。无人机5正常飞行和待机时，缓冲气囊中不填充气体。

优当无人机出现意外时，所述控制器控制第一电磁阀和/或第二电磁阀打开。当第一电磁阀7打开时，高压气瓶中的气体通过喷气嘴2喷出，形成与无人机5坠落方向相反的冲击力，以实现对无人机5的缓冲作用。

所述控制器通过采集无人机5此时的速度V，根据无人机5此时所述的速度V开控制第一电磁阀7的开启大小，所述的速度V越大，第一电磁阀7的开启幅度越大，即第一电磁阀7的开启大小与速度V正相关，由此防止、减轻在意外坠落时对无人机5造成严重损坏，提高无人机5的安全性能。所述控制器根据倾角β判断无人机5的此时的姿态，选择打开相应的第一电磁阀7并控制打开的大小，实现形成与无人机5坠落相反的冲击力，而不是造成无人机5倾斜更严重。

当第二电磁阀打开时，高压气瓶中的气体进入到缓冲气囊，使缓冲气囊中充气，当无人机5着地时实现缓冲作用，防止、减轻在意外坠落时对无人机造成严重损坏，提高无人机5的安全性能。

为了进一步提高无人机在下落时的稳定性，所述缓冲布的半径r，无人机的质量m，无人机飞行最大高度h之间满足以下关系：

2000·n·α·r²=mh；

其中，n为相关系数，取值范围为40-70；缓冲布的半径r、无人机飞行最大高度h的单位为米；质量m的单位为kg。

当满足以上关系时，所述无人机5在下落时所受的空气阻力与重力能够保持平衡，使得无人机5能够平稳地下落。当n小于40时，缓冲布的半径较小，无人机5下落时受到的阻力较小，在无人机与地面接触时容易产生较大的冲击力，给无人机造成较大的损坏；当n大于70时，缓冲布的半径较大，无人机5下落时受到的阻力较大，无人机安全着陆用时较长，不利于无人机的管理。

当无人机5失控时或者出现意外时，无人机5在外界环境的作用下机身发生倾斜，当陀螺仪模块检测到倾斜数据后，控制器启动喷气嘴，喷气嘴进行喷气，对无人机5的机身倾角进行校正。

本发明中的意外，是指无人机在通过遥控器控制时，无法与遥控器进行信息交互，导致无人机失控；或/和通过自行飞行时无法与后控制台进行信息交互，导致无人机失控；或/和无人机5的倾角或/和速度超过预设的阈值；或/和无人机自身发出警报信息等。

通过采用本发明的上述技术方案，无人机在意外坠机时，明显降低了对无人机的损害，通过采用本申请的缓冲层、缓冲气囊、喷气嘴等，

以无人机5质量m为5kg，飞行高度为50米进行无人机的坠机实验，验证n取不同数值时，无人机下坠时产生的冲击力，当n为30时，无人机下坠用时8s，落地时产生的冲击力为50N，当n为40时，无人机下坠用时10s，落地时产生的冲击力为30N，当n为55时，无人机下坠用时13s，落地时产生的冲击力为26N，当n为70时，无人机下坠用时18s，落地时产生的冲击力为16N，当n为80时，无人机下坠用时30s，落地时产生的冲击力为5N。

在本发明中，当无人机失控时或者出现意外时，无人机在外界环境的作用下机身发生倾斜，当陀螺仪模块检测到倾斜数据后，控制器启动喷气嘴，喷气嘴进行喷气，对无人机的机身倾角进行校正，例如，无人机向左发生倾斜时，位于左侧的喷气嘴进行向下喷气，空气反作用于无人机的机身，及时调整无人机的倾斜角度，当陀螺仪的下降速度较大时，控制器控制缓冲翅转动，缓冲布展开，此时缓冲布受到空气的阻力，减小了无人机下降时的速度，当无人机距离地面位于预先设置的阈值范围内，缓冲气囊进行充气，保证在落地地缓冲气囊与地面接触，减小了无人机在降落时受到的冲击力，保证了无人机的降落安全。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；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。