自動脫線裝置、系留式無人飛行裝置及系留式無人飛行裝置的避障方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及系留式無人機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及自動脫線裝置、系留式無人飛行裝 置及其避障方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，多旋翼無人機在航拍展示、偵查定位、環(huán)境監(jiān)測等多個方面發(fā)揮著重要的作 用，受關(guān)注度越來越高。然而，多旋翼無人機在應(yīng)用的過程中卻存在著很多的限制性因素， 如滯空時間短、載重量小等都成了影響其發(fā)展的障礙。系留式多旋翼無人機很好的解決了 這個問題。系留式多旋翼通過有線供電的方式，顯著的提高了電源應(yīng)用效率，能夠有效的保 證其滯空時間，并且大大的提高了機體的載重量，但是，系留式多旋翼應(yīng)用的同時也存在著 一定的問題。由于多旋翼系留著一條供電線，在工作的過程中就有可能碰到障礙物比如建 筑物、高架線等，甚至系掛在上面。影響了多旋翼的工作狀態(tài)，甚至有可能產(chǎn)生安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的自動脫線裝置、系留式無人機及系留 式無人機避障方法能夠在系留式無人機接近障礙物時使電源線脫離系留式無人機的供電 豐旲塊。
[0004] 為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] 第一方面，提供一種自動脫線裝置，其包括殼體和與系留式無人機的控制模塊連 接的舵機；殼體上設(shè)置有與殼體內(nèi)部的電源線配合、用于使電源線與系留式無人機的供電 模塊連接在一起的銷釘；銷釘位于殼體外部的端部設(shè)置有一段螺紋段；舵機安裝在殼體 上，其輸出軸上設(shè)置的齒輪與銷釘?shù)穆菁y段配合；銷釘與殼體頂部之間的電源線上套裝有 銷釘退出殼體時、用于使電源線與系留式無人機的供電模塊分離的彈性機構(gòu)。
[0006] 第二方面，提供一種系留式無人飛行裝置，其包括設(shè)置在系留式無人機上的接收 端、通過無線與接收端進行通信的遙控端和自動脫線裝置，接收端包括控制模塊、與控制模 塊連接的信號采集模塊和給接收端供電的供電模塊；供電模塊通過電源線與地面上的電源 連接；自動脫線裝置分別與供電模塊和控制模塊連接。
[0007] 第三方面，提供一種系留式無人飛行裝置的避障方法，其包括獲取系留式無人機 的環(huán)境參數(shù)；根據(jù)環(huán)境參數(shù)，計算系留式無人機與障礙物之間的距離；判斷距離是否是危 險的障礙物距離：若是，啟動自動脫線裝置，使電源線脫離系留式無人機；控制系留式無人 機避開障礙物。
[0008] 本發(fā)明的有效效果是：在緊急狀況時，該自動脫線裝置的舵機能夠通過齒輪給銷 釘一個旋轉(zhuǎn)力；使銷釘脫離電源線；彈性機構(gòu)給電源線一個遠離供電模塊的彈力，電源線 在彈力的作用下脫離供電模塊，并退出殼體，保證了與自動脫線裝置連接的裝置的安全性。
[0009] 該系留式無人飛行裝置在檢測到系留式無人機與障礙物之間的距離位于危及到 系留式無人機的安全的范圍內(nèi)時，控制模塊便會控制自動脫線裝置啟動，使連接供電模塊 和地面上電源的電源線脫離系留式無人機，而達到避障的目的，保障了系留式無人飛行裝 置的有效安全工作。
【附圖說明】
[0010] 圖1為自動脫線裝置的立體圖。
[0011] 圖2為自動脫線裝置另一個視角的立體圖。
[0012] 圖3為自動脫線裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖4為系留式無人飛行裝置的原理框圖。
[0014] 圖5為系留式無人飛行裝置的避障方法的流程圖。
[0015] 圖6為系留式無人機與無輻射障礙物之間距離的示意圖。
[0016] 圖7為系留式無人機的電源線與障礙物之間安全距離的示意圖。
[0017] 其中，1、電源線；2、舵機；3、齒輪；4、銷釘；5、通孔；6、殼體；7、保護層；8、彈簧。
【具體實施方式】
[0018] 下面對本發(fā)明的【具體實施方式】進行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā) 明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于【具體實施方式】的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講， 只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易 見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。
[0019] 參考圖1和圖2,圖1和圖2示出了自動脫線裝置不同視角的立體圖；如圖1和圖 2所示，該自動脫線裝置包括殼體6和與系留式無人機的控制模塊連接的舵機2 ;在殼體6 的側(cè)面開設(shè)有一個通孔5,在殼體6的上述通孔5中放置有與殼體6內(nèi)部的電源線1配合、 用于使電源線1與系留式無人機的供電模塊連接在一起的銷釘4 ;通過銷釘4與電源線1的 相互配合，能夠避免電源線1在外力作用下向外移動，從而保證了電源線1與供電模塊穩(wěn)定 的連接在一起。
[0020] 如圖3所示，位于彈性機構(gòu)下方的電源線1上包裹有一層保護層7,保護層7上設(shè) 置有與銷釘4頂端配合的槽孔，電源線1連接供電模塊時，銷釘4的頂端位于槽孔內(nèi)部，從 而避免了電源線1在外力作用下向外移動。
[0021] 如圖1和圖2所示，在銷釘4位于殼體6外部的端部設(shè)置有一段螺紋段；舵機2安 裝在殼體6上，舵機2的輸出軸上設(shè)置的齒輪3與銷釘4的螺紋段配合。在緊急狀況時，銷 釘4受舵機2的控制，通過舵機2給銷釘4 一個旋轉(zhuǎn)力，使銷釘4脫離電源線1。
[0022] 銷釘4與殼體6頂部之間的電源線1上套裝有銷釘4退出殼體6時、用于使電源 線1與系留式無人機的供電模塊分離的彈性機構(gòu)；彈性機構(gòu)給電源線1 一個遠離供電模塊 的彈力，電源線1在彈力的作用下脫離供電模塊，并退出殼體6,保證了與自動脫線裝置連 接的裝置的安全性。其中，彈性機構(gòu)可以為一彈簧8,彈簧8 -端位于保護層7頂面與電纜 線形成的臺階上，另一端與殼體6頂部接觸。
[0023] 如圖4所示，該系留式無人飛行裝置包括設(shè)置在系留式無人機上的接收端和通過 無線與接收端進行通信的遙控端。遙控端包括控制模塊、及分別與控制模塊連接的輸入模 塊、顯示模塊、供電模塊和無線收發(fā)模塊。
[0024] 接收端包括控制模塊、自動脫線裝置、與控制模塊連接的信號采集模塊和無線收 發(fā)模塊，及給接收端供電的供電模塊；自動脫線裝置與供電模塊連接，供電模塊通過電源線 1與地面上的電源連接。
[0025] 在接收端的控制模塊與自動脫線裝置之間還可以設(shè)置一個繼電器。信號采集模塊 可以為分別與控制模塊連接、且相互配合的超聲波發(fā)射器和超聲波傳感器；信號采集模塊 還可以包括與控制模塊連接、用于對有輻射障礙物進行探測的電磁傳感器。
[0026] 在系留式無人飛行裝置工作時，信號采集模塊時刻采集信號傳回給接收端的控制 模塊，接收端的控制模塊對接收的信號進行分析，并判斷處理得出與障礙物之間的距離參 數(shù)，并將處理后的信息通過無線收發(fā)模塊傳到遙控端，遙控端通過其顯示模塊顯示系留式 無人機的當前工作狀態(tài)。
[0027] 而對于具有電磁輻射、且尺寸比較小的障礙物比如高壓線而言，為了準確地對其 進行探測，則還可以通過電磁傳感器的功能，將磁信號轉(zhuǎn)換成電信號，控制模塊通過分析電 信號的強弱并對電信號和距離參數(shù)做仿真即可以得出系留式無人機的裝置對障礙物的準 確探測。
[0028] 當?shù)孛婀ぷ鞫说娜税l(fā)現(xiàn)系留式無人機距離障礙物較近時，也可以手動的控制遙控 端，遙控端通過無線收發(fā)模塊向接收端發(fā)送消息，接收端的控