一种多任务仓四旋翼飞行器及任务模块的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多任务仓四旋翼飞行器。


背景技术：

2.随着技术的进步，四旋翼飞行器逐渐在在载重小、续航时间短、航速低等问题上都有了一定的突破。四旋翼飞行器被应用在了诸多场合，如：救援、检测、干扰等。针对不同的场景四旋翼飞行器需要具备不同的功能，对用功能依靠具体功能模块的硬件支撑。现有的四旋翼飞行器上一般仅搭载一种或者两种任务模块对用的硬件设备，因为各个任务模块硬件接口的不同，使得任务模块无法更换，造成飞行器功能比较单一，无法胜任多种空中任务。搭载过多的硬件设备会造成机身重力过重无法起飞，影响续航时间，航速等。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种多任务仓四旋翼飞行器，其可以同时快速的搭载多个任务模块。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多任务仓四旋翼飞行器，其特征在于，包括：
5.机身，所述机身的下方设置有多个结构相同的任务模块安装仓；
6.任务管理模块，所述任务管理模块设置在机身内且用于通过无线的方式与任务模块安装仓内的任务模块通讯连接；
7.电源管理模块，所述电源管理模块设置在机身内且与任务模块安装仓相连接；
8.所述任务模块安装仓包括：
9.仓体，所述仓体的顶部与机身的底部连接；
10.电源接口，所述电源接口设置在仓体内的顶部且用于将该仓体内的电源与机身内的电源管理模块相连接；
11.供电接口，所述供电接口设置在仓体内的顶部且用于将该仓体内的任务模块与机身内的电源管理模块相连接；
12.任务模块连接控制器，所述任务模块连接控制器设置在仓体上且用于控制任务模块保持在任务模块安装仓内。
13.上述的一种多任务仓四旋翼飞行器，其特征在于：所述机身上设置有四个机翼，四个所述机翼的顶端均设置有旋翼，所述旋翼的旋转平面与机身成预定夹角。
14.上述的一种多任务仓四旋翼飞行器，其特征在于：所述预定夹角为20
°
～30
°
。
15.上述的一种多任务仓四旋翼飞行器，其特征在于：所述机身上设置有用于装载涵道发动机的涵道。
16.上述的一种多任务仓四旋翼飞行器，其特征在于：所述任务模块安装仓的数量为12个，12个任务模块安装仓每6个一组分为两组，两组任务模块安装仓对称设置在机身底部，所述两组任务模块安装仓之间的夹角为60
°
。
17.上述的一种多任务仓四旋翼飞行器，其特征在于：所述任务模块安装仓通过滑道安装在机身的底部；
18.所述多任务仓四旋翼飞行器还包括：
19.调整电机，所述调整电机固定安装在机身上；
20.调整丝杠，所述调整丝杠与任务模块安装仓螺纹配合连接，所述调整丝杠的一端与调整电机的输出轴连接且用于通过调整电机带动调整丝杠转动来调整任务模块安装仓在滑道上的位置，进而调整多任务仓四旋翼飞行器的重心。
21.上述的一种多任务仓四旋翼飞行器，其特征在于：
22.所述任务模块连接控制器包括：
23.电动伸缩杆，所述电动伸缩杆固定安装在任务模块安装仓侧壁内；
24.轨道，所述轨道安装在电动伸缩杆的顶端；
25.弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆的一端安装在轨道上且弹性伸缩杆能够沿轨道来回滑动，所述弹性伸缩杆的另一端伸入任务模块安装仓内；
26.复位弹簧，所述复位弹簧的一端压紧在任务模块安装仓上，所述复位弹簧的另一端压紧在弹性伸缩杆的侧壁上且用于推动弹性伸缩杆沿轨道移动复位。
27.上述的一种多任务仓四旋翼飞行器，其特征在于：
28.所述任务管理模块包括：
29.多通道通讯模块，所述多通道通讯模块与各个任务模块无线连接用于接收任务模块发送的信息和将飞行状态、导航信息和控制指令中的一项或多项信息发送给对应的任务模块；
30.任务数据处理模块，所述任务数据处理模块用于接收和处理多通道通讯模块传递的信息并将该信息传递给飞行器本身的飞行控制和导航模块。
31.本发明还公开了一种与上述任务模块安装仓相配合的任务模块，其特征在于：所述任务模块上部的侧壁上开设有滑槽；
32.所述滑槽包括：
33.滑入段，所述滑入段沿任务模块的顶部向下延伸，
34.连接位，所述连接位位于滑入段的底部且连接位的深度大于滑入段底部的深度；
35.导向段，所述导向段的一端与连接位相连，所述导向段的另一端倾斜向下延伸；
36.滑出段，所述滑出段的底部与导向段的另一端相连接，所述滑出段的另一端向上延伸穿出任务模块的顶部。
37.上述的任务模块，其特征在于：所述任务模块包括电池模块、检查模块、信号干扰模块、对地打击模块、通信中继模块、运输模块和救灾模块且各个任务模块的重量均相等。
38.本发明与现有技术相比具有以下优点：
39.1、本发明的飞行器通过无线的方式与任务模块通讯连接省去了硬件通讯接口，可以同时快速的搭载多个任务模块。
40.2、本发明旋翼与机身设置成一定的夹角，能够为飞行器提供足够升力的同时为飞行器提供一个推力，提高了飞行器的飞行速度。
41.3、本发明还设置有机翼和涵道发动机，在飞行器平飞的过程中可以通过涵道发动机提供推力，机翼提供升力，使得该飞行器动力强劲，稳定性更好，在一定程度上可以弥补
现有无人机的不足。
42.4、本发明的任务模块安装仓可同时安装多个电池，可以提高飞行器的续航能力。
43.下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
44.图1为本发明的立体结构示意图。
45.图2为本发明的左视图。
46.图3为本发明安装了任务模块后的后视图。
47.图4为本发明任务模块安装仓、滑道、调整电机及调整丝杠的安装位置关系示意图。
48.图5为本发明任务模块安装仓与任务模块的连接关系示意图。
49.图6为图5的a处放大图。
50.图7为本发明任务模块上滑槽的立体结构示意图。
51.图8为本发明电路模块的连接关系示意图。
52.附图标记说明：
53.10—机身；
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11—机翼；
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12—旋翼；
54.13—涵道；
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20—任务管理模块；
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30—电源管理模块；
55.40—任务模块安装仓；
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41—仓体；
56.42—电源接口；
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43—供电接口；
57.44—任务模块连接控制器；
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45—电动伸缩杆；
58.46—轨道；
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47—弹性伸缩杆；
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48—复位弹簧；
59.50—滑道；
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51—调整电机；
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52—调整丝杠；
60.60—滑槽；
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61—滑入段；
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62—连接位；
61.63—导向段；
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64—滑出段。
具体实施方式
62.为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应该属于本发明保护的范围。
63.如图1至图4所示，本实施例公开的多任务仓四旋翼飞行器，其包括：机身10、任务管理模块20和电源管理模块30，所述机身10的下方设置有多个结构相同的任务模块安装仓40，所述任务管理模块20设置在机身10内且用于通过无线的方式与任务模块安装仓40内的任务模块通讯连接，所述电源管理模块30设置在机身10内且与任务模块安装仓40相连接，所述任务模块安装仓40包括：仓体41，电源接口42，供电接口43和任务模块连接控制器44，所述仓体41的顶部与机身10的底部连接，所述电源接口42设置在仓体41内的顶部且用于将该仓体41内的电源与机身10内的电源管理模块30相连接，所述供电接口43设置在仓体41内的顶部且用于将该仓体41内的任务模块与机身10内的电源管理模块30相连接，所述任务模
块连接控制器44设置在仓体41上且用于控制任务模块保持在任务模块安装仓40内。
64.本实施例中，任务模块安装仓40为飞行器连接多个任务模块提供了硬件连接位。多个任务模块安装仓40结构相同提高了任务模块的互换性。任务模块安装仓40仅为任务模块提供了电源接口，任务模块要完成预定的功能，除了给任务模块提供电能外，任务模块还需要与飞行器上的飞行控制模块、导航系统等进行通信，各个任务模块的硬件接口通常并不相同，阻碍了各个仓位的互换性，在本实施例中，机身10内设置有任务管理模块20，任务管理模块20用于通过无线的方式与任务模块安装仓40内的任务模块通讯连接，舍去了数据的硬件接口。任务管理模块20内配置了一个多通道无线通讯模块，可同时和多个任务模块连接无线通讯。实现飞行器可快速根据需要选择搭载不同的任务模块或者搭载多个任务模块，完成不同的作业任务。
65.如图1至图3所示，所述机身10上设置有四个机翼11，四个所述机翼11的顶端均设置有旋翼12，所述旋翼12的旋转平面与机身成预定夹角。所述预定夹角为20
°
～30
°
。
66.本实施例中使用的旋翼平面与机翼平面之间的夹角为30
°
，从而使旋翼产生推力，从而达到更快的飞行速度，但同时也需要一定的空间起飞。
67.在后侧机翼11的下方设置有探照灯，该探照灯位于机身的两侧，其外形可念仿照导弹外形设计，使之观赏性更强，并且使飞行器拥有照明的功能，可以在救灾方面发挥一定的价值。
68.在机身上设置机翼11，飞行器在平飞的过程中提高了升力，能够提高无人机的载重能力，旋翼12与水平面有一定的夹角，从而使得旋翼12的推力在水平方向上也有一个分量，进而达到更快的飞行速度。
69.如图1至图3所示，所述机身10上设置有用于装载涵道发动机的涵道13。本实例中，机身10上设置有涵道13，涵道13内可以安装涵道发动机，飞行器在空中平飞的过程中，可通过涵道发动机为飞行器提供推力，在四个机翼11和四个旋翼12的配合下，飞行器可以以更快的速度向前飞行。同时，相对于现有的旋翼飞行器其结构符合空气动力学原理，机身重量较轻，动力强劲，稳定性更好，在一定程度上可以弥补现有无人机的不足。
70.如图2和图3所示，所述任务模块安装仓40的数量为12个，12个任务模块安装仓40每6个一组分为两组，两组任务模块安装仓40沿机身的中轴线对称设置在机身10底部的左右两侧，所述两组任务模块安装仓40之间的夹角为60
°
。本实施例中任务模块安装仓40分布在机身底部两侧，提高空间利用率，可以根据需求装载不同的功能模块，完成不同的任务，也可以全部装载电池提高续航能力；同时，可根据需求在飞行中控制任务模块与任务模块安装仓40脱开，进而减轻飞行器的重量，提高飞行器的留空时间。
71.如图4所示，所述任务模块安装仓40通过滑道50安装在机身10的底部；所述多任务仓四旋翼飞行器还包括：调整电机51和调整丝杠52，所述调整电机51固定安装在机身10上，所述调整丝杠52与任务模块安装仓40螺纹配合连接，所述调整丝杠52的一端与调整电机51的输出轴连接且用于通过调整电机51带动调整丝杠52转动来调整任务模块安装仓40在滑道50上的位置，进而调整多任务仓四旋翼飞行器的重心。飞行器机身重心位置对于飞行器能否飞行和稳定飞行起着至关重要的作用，本实施例中为了使飞行器能够随意的安装任务模块，在机身上增加了调整电机51和调整丝杠52，通过调整电机51带动调整丝杠52转动，调整丝杠52与任务模块安装仓40螺纹连接，进而通过调整丝杠52的丝杠传动带动任务模块安
装仓40沿滑道50移动，滑道50是沿着机身的长度方向设置，也就是可以通过调整电机51和调整丝杠52控制任务模块安装仓40在机身的前后位置，进而调整机重心位置。
72.如图5至图7所示，所述任务模块连接控制器44包括：电动伸缩杆45、轨道46、弹性伸缩杆47和复位弹簧48，所述电动伸缩杆45固定安装在任务模块安装仓40侧壁内，所述轨道46安装在电动伸缩杆45的顶端，所述弹性伸缩杆47的一端安装在轨道46上且弹性伸缩杆47能够沿轨道46来回滑动，所述弹性伸缩杆47的另一端伸入任务模块安装仓40内，所述复位弹簧48的一端压紧在任务模块安装仓40上，所述复位弹簧48的另一端压紧在弹性伸缩杆47的侧壁上且用于推动弹性伸缩杆47沿轨道46移动复位。
73.本实施例中通过任务模块连接控制器44来控制任务模块安装在任务模块安装仓40内，可以手动快速的更换任务模块安装仓40内的任务模块，也可由电动伸缩杆45控制任务模块从任务模块安装仓40自动脱离。自动脱离时，电动伸缩杆45回缩，带动轨道46，轨道46带动弹性伸缩杆47一起回缩，弹性伸缩杆47的另一端从任务模块安装仓40内缩回任务模块安装仓40侧壁内，取消对任务模块的阻挡作用，在重力的作用下，任务模块从任务模块安装仓40中掉落。手动安装时，将任务模块沿仓体41向上推动，弹性伸缩杆47的外侧端部在滑入段61斜面作用下，压缩弹性伸缩杆47回缩，机械向上推动任务模块，弹性伸缩杆47从滑入段61进入连接位62，在弹性伸缩杆47自身的弹力作用下，弹性伸缩杆47伸展，其外侧端部插入连接位62，将任务模块规定在任务模块安装仓40内。手动取出时，向上推动任务模块，弹性伸缩杆47在导向段63的作用沿轨道46移动，进入导向段63的底部，取消对任务模块的推力，在电源接口42和供电接口43触点的推力作用下，任务模块向下移动，弹性伸缩杆47外侧的端部沿滑出段64滑出任务模块，弹性伸缩杆47在复位弹簧48的推力作用下沿轨道46回到初始位置，等待下一个任务模块的安装。
74.本实施例中的多任务仓四旋翼飞行器除了可以同时连接多个任务模块外，机身头部还设置有机械附件接口，可将功能模块对应的机械附件安装在机身头部机械附件接口的位置，机械附件可以是机械臂、多自由度摄像头、空气检测装置、灭火装置喷头等。
75.如图8所示，所述任务管理模块20包括：多通道通讯模块和任务数据处理模块，所述多通道通讯模块与各个任务模块无线连接用于接收任务模块发送的信息和将飞行状态、导航信息和控制指令中的一项或多项信息发送给对应的任务模块，所述任务数据处理模块用于接收和处理多通道通讯模块传递的信息并将该信息传递给飞行器本身的飞行控制和导航模块。
76.现有技术飞行器是通过地面控制终端向飞行器上的控制器发送遥控指令，飞行器根据遥控指令和机身上的导航模块提供的定位导航信息控制飞行器飞行。本实施例中，飞行器上加载任务模块，任务模块的操作指令也通过地面控制终端发送给飞行器上的控制器，控制器根据任务模块的需求通过任务管理模块20将任务模块操作指令和飞行器实时姿态、位置、地速、时钟信号等信息发送给任务模块。任务管理模块20内设置了多通道通讯模块，该多通道通讯模块为可配置通讯模块，可同时与多个任务模块连接，连接方式采用无线连接，无线连接技术可以是蓝牙连接或wifi连接。无线连接省去了硬件接口，使得的任务模块连接时只有一个电源触电接口，方便连接，只要电源接口相同，不用区分安装位置。
77.本实施例中的飞行器的控制器采用智能混控装置，通过该装置控制飞行器的飞行姿态。
78.本实施例中公开了一种任务模块，该任务模块用于与上述实施例中的任务模块安装仓40相配合使用。如图7所示，该任务模块上部的侧壁上开设有滑槽60；所述滑槽60包括：滑入段61、连接位62、导向段63和滑出段64，所述滑入段61沿任务模块的顶部向下延伸，所述连接位62位于滑入段61的底部且连接位62的深度大于滑入段61底部的深度，所述导向段63的一端与连接位62相连，所述导向段63的另一端倾斜向下延伸，所述滑出段64的底部与导向段63的另一端相连接，所述滑出段64的另一端向上延伸穿出任务模块的顶部。
79.本实施例中，所述任务模块包括电池模块、检查模块、信号干扰模块、对地打击模块、通信中继模块、运输模块和救灾模块且各个任务模块的重量均相等。
80.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。