阅读说明：本技术 小型无人机坠落保护装置及其工作方法 (Small unmanned aerial vehicle falling protection device and working method thereof ) 是由 吴远航 李小光 朱清华 宦萍 于 2021-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种小型无人机坠落保护装置及其工作方法,包括：气囊、直线舵机、拉杆、隔板、气嘴、反应盒、电点火器；该保护装置的主体为反应盒。所述反应盒内分为两层,中间用一块隔板分开,上层放置叠氮化钠以及被真空压缩的气囊,下层放置硝酸钾以及二氧化硅。此外上层还有一个电点火器。所述反应盒上方设有一个气嘴。所述拉杆一端与直线舵机相连,另一端与反应盒内隔板相连,可以快速抽离隔板。所述气囊的进气孔与反应盒上的气嘴相连,气囊特制成一定的形状,充气后可将整个飞行器包裹住,工作前气囊被压缩塞在反应盒内。通过气囊保护,无人机在坠落后也不会对地面人或物造成较大损伤。(The invention discloses a small unmanned aerial vehicle falling protection device and a working method thereof, wherein the device comprises: the device comprises an air bag, a linear steering engine, a pull rod, a partition plate, an air nozzle, a reaction box and an electric igniter; the main body of the protection device is a reaction box. The reaction box is divided into two layers, the middle of the reaction box is separated by a partition plate, the upper layer is provided with sodium azide and an air bag compressed by vacuum, and the lower layer is provided with potassium nitrate and silicon dioxide. The upper layer also has an electric igniter. An air nozzle is arranged above the reaction box. One end of the pull rod is connected with the linear steering engine, and the other end of the pull rod is connected with the inner partition plate of the reaction box, so that the pull rod can be quickly pulled out of the partition plate. The air inlet of the air bag is connected with the air tap on the reaction box, the air bag is specially made into a certain shape, the whole aircraft can be wrapped after the air bag is inflated, and the air bag is compressed and plugged in the reaction box before work. Through the protection of gasbag, unmanned aerial vehicle also can not cause great damage to ground people or thing after falling.)

小型无人机坠落保护装置及其工作方法

技术领域

本发明属于航空技术领域，具体指代一种小型无人机坠落保护装置及其工作方法。

背景技术

近年来，由于大疆等无人机的风靡全球，如今在城市及旅游景区的上空经常可以看到有小型无人机在空中飞行。通常这类消费级无人机都会在人员密集或地面建筑密集的地方的上空飞行，一旦无人机发生机械故障失控坠毁极有可能会对地面人和物造成二次伤害。因此，无人机失控后的安全落地技术拥有重大市场前景。而现有技术主要集中于通过弹射降落伞使无人机低速落地。该方法虽然可以使无人机落地后对地面上人员和物品造成伤害，但其落地时无人机直接与地面碰撞，由于其还有一定的速度，容易对无人机照成进一步伤害，尤其是容易损伤机载相机。此外，若无人机落到水面上，无人机将会沉入水底，难以打捞。另外，目前对于这一问题，现有解决方案过于单一，缺乏技术多样性。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种小型无人机坠落保护装置及其工作方法，该保护装置通过反应盒中硝酸钠与叠氮化钠反应，迅速产生氮气使气囊将飞行器包裹。从而使飞行器安全跌落至地面或水面上。通过气囊保护，无人机在坠落后也不会对地面人或物造成较大损伤。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种型无人机坠落保护装置，包括：气囊、直线舵机、拉杆、隔板、气嘴、反应盒、电点火器；

所述无人机坠落保护装置主体为反应盒。所述反应盒安装在无人机的上方，通过魔术贴等快拆设备连接；

所述反应盒内分为两层，中间用隔板分开，其中上层空间较大。上层放置叠氮化钠以及被真空压缩的气囊，下层放置硝酸钾和二氧化硅；

所述气嘴与反应盒为一体，一端直接连载反应盒上端，另一端与气囊相连，反应盒内所产生的气体通过气嘴进入气囊使气囊膨胀，所述气囊在保护装置为启动时通过气嘴全部塞入反应盒上层；

所述气囊用PA66工程塑料制成，具有良好的物理机械性能：强度高、质量轻、良好的摩擦性能、弹性好，折叠体积小。适宜的热学性能：高熔点，有利于囊体展开时所产生的热负荷，以有效阻燃。高化学稳定性、抗老化性。所述气囊制作成特定形状，充气后可使其将无人机包裹；

所述电点火器固定安装在反应盒的上层，通过电线与飞行器上电池相连；

所述拉杆的一端与反应盒内隔板固定连接，另一端与直线舵机相连；

所述舵机安装在无人机的机架上，其安装位置视无人机结构而定，确保拉杆有足够的行程；

本发明工作方法：

当无人机发生机械故障失控后，通过飞控无法使其修正时，无人机姿态角超过极限角度将要坠毁时。飞控中应急模块自动启动应急操作，驱动电点火器点火，同时驱动直线舵机迅速拉动隔板使反应盒中化学物质接触反应，产生氮气从而使气囊充气。气囊由特定耐高温，机械性能优良的材料制成，切具有特定形状，在充气后将无人机包裹。无人机在落地过程中由于气囊较大的迎风面积产生较大阻力从而降低无人机落地速度，同时通过气囊保护，减小甚至避免无人机对地面人员及财产的损坏，同时降低无人机的损伤程度。

本发明的有益效果：

（1）本发明在无人机发生机械故障失控后，通过飞控无法使其修正时，无人机姿态角超过极限角度将要坠毁时，气囊充气将飞行器包裹。包裹后气囊整体迎风面积大，具有较大阻力，使无人机以较慢速度落地。此外，由于气囊保护，无人机对地面也不会产生严重的二次伤害。

（2）本发明在落入水面时，由于气囊浮力，会使无人机附在水面，便于打扰，此外也减小无人机进水导致进一步损坏。

附图说明

图1是本发明启动之后示意图；

图2是本发明启动之前的全机结构示意图；

图3是本发明反应盒内部示意图；

图中，1-气囊，2-无人机，3-气嘴，4-直线舵机，5-反应盒，6-隔板，7-拉杆，8-电点火器。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1-3所示，本发明的一种型无人机坠落保护装置，包括：气囊1、无人机2、直线舵机4、拉杆7、隔板6、气嘴3、反应盒5、电点火器8；

所述无人机坠落保护装置主体为反应盒5。所述反应盒5安装在无人机2的上方，通过魔术贴等快拆设备连接；

所述反应盒5内分为两层，中间用隔板6分开，其中上层空间较大。上层放置叠氮化钠以及被真空压缩的气囊1，下层放置硝酸钾和二氧化硅；

所述气嘴3与反应盒5为一体，一端直接连载反应盒5上端，另一端与气囊1相连，反应盒5内所产生的气体通过气嘴3进入气囊1使气囊膨1胀，所述气囊1在保护装置为启动时通过气嘴3全部塞入反应盒5上层；

所述气囊1用PA66工程塑料制成，具有良好的物理机械性能：强度高、质量轻、良好的摩擦性能、弹性好，折叠体积小。适宜的热学性能：高熔点，有利于囊体展开时所产生的热负荷，以有效阻燃。高化学稳定性、抗老化性。因此在反应时气囊1不会受到损伤；所述气囊1制作成特定形状，充气后可使其将无人机2包裹；

所述电点火器8固定安装在反应盒5的上层，通过电线与飞行器上电池相连；

所述拉杆7的一端与反应盒5内隔板6固定连接，另一端与直线舵机4相连；

所述直线舵机4安装在无人机2的机架上，其安装位置视无人机结构而定，确保拉杆有足够的行程，直线舵机4由飞控自动控制；

本发明工作方法：

当无人机发生机械故障失控后，通过飞控无法使其修正时，无人机姿态角超过极限角度将要坠毁时。飞控中应急模块自动启动应急操作，驱动电点火器点火，同时驱动直线舵机迅速拉动隔板使反应盒中化学物质接触反应，产生氮气从而使气囊充气。气囊由特定耐高温，机械性能优良的材料制成，切具有特定形状，在充气后将无人机包裹。无人机在落地过程中由于气囊较大的迎风面积产生较大阻力从而降低无人机落地速度，同时通过气囊保护，减小甚至避免无人机对地面人员及财产的损坏，同时降低无人机的损伤程度。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。