一种仿生无人机

allin2026-08-15  17


本申请属于无人机,具体涉及一种仿生无人机。


背景技术:

1、无人机在航空拍摄、信息侦测等领域发挥着重要作用,在这些领域中无人机需要进行持续的信息采集,在工作过程中,无人机保持持续飞行状态,能量消耗较大,使得无人机的续航能力通常不足,无法执行超长时间的连续工作。

2、因此,实有必要提供一种仿生无人机,以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现思路

1、本申请提供一种仿生无人机,增加了仿生鸟爪停靠组件,使得无人机在野外工作时可以抓握树枝等构件实现停靠,在停靠过程中继续采集周围的信息,而不需要保持持续飞行状态,使得无人机的能耗可以大幅降低,延长无人机的续航时间,满足超长时间连续工作的需求。

2、为解决上述技术问题,本申请的技术方案在于:

3、一种仿生无人机,包括:

4、机架;

5、飞行模块,与所述机架固定,用于提供所述仿生无人机飞行的动力;

6、及仿生鸟爪停靠组件,包括腿部仿生构造以及脚部仿生构造,所述腿部仿生构造连接所述机架和所述脚部仿生构造,所述脚部仿生构造用于实现抓取功能;

7、所述脚部仿生构造包括脚掌支架及安装于所述脚掌支架上的多个脚趾支架;所述腿部仿生构造上设置有卷线电机,所述卷线电机的输出轴上安装有卷线轮及与所述卷线轮配套的pe线,所述卷线轮穿过所述脚掌支架外露;每个所述脚趾支架均包括多个趾节段,每个所述趾节段的上方均突出形成有锚点,下方均设置有固定销,相邻两个所述趾节段铰接,两个所述趾节段上的锚点位于铰接点的相对两侧,两个所述趾节段上的锚点通过弹簧连接;所述pe线的数量为多根,每根所述pe线一端与所述卷线轮固定,另一端与一个所述趾节段的固定销固定。

8、优选的,所述仿生鸟爪停靠组件的数量为两个,两个所述仿生鸟爪停靠组件对称设置于所述机架两侧。

9、优选的,所述脚趾支架包括设置于所述脚掌支架前向侧的前脚趾支架和设置于所述脚掌支架后向侧的后脚趾支架,所述前脚趾支架的数量为三个,三个所述前脚趾支架并排设置,且相邻两个所述前脚趾支架之间形成有夹角,所述夹角为锐角,所述后脚趾支架的数量为一个。

10、优选的,所述腿部仿生构造包括大腿支架、上舵机、小腿支架及下舵机,所述上舵机通过固定件与所述机架固定,所述大腿支架与所述上舵机的输出轴连接,由所述上舵机驱动旋转;所述下舵机与所述大腿支架固定,所述小腿支架与所述下舵机的输出轴连接,由所述下舵机驱动旋转;所述卷线电机及脚掌支架均与所述小腿支架固定。

11、优选的,所述大腿支架包括固定连接的第一安装座和第二安装座,所述第一安装座和所述第二安装座沿竖直方向并排设置,且所述第一安装座和所述第二安装座均为u形结构,所述第一安装座竖置,u形开口沿竖直方向朝上,所述第二安装座横置,u形开口沿水平方向朝左或朝右,所述上舵机安装在所述第一安装座的u形开口位置,u形结构的一个力臂与所述上舵机的输出轴固定,另一个力臂与所述上舵机的壳体铰接;所述下舵机限位在所述第二安装座内,输出轴通过所述第二安装座的u形开口外露;所述小腿支架包括两个相对间隔设置的支架单体,每个所述支架单体均包括连杆和夹板,其中一个所述支架单体的连杆与所述下舵机的输出轴固定,另一个所述支架单体的连杆与所述第二安装座铰接,两个所述支架单体的夹板间隔形成安装腔室,所述卷线电机安装在所述安装腔室内并同时与两个所述支架单体的夹板固定。

12、优选的,所述机架包括依次间隔设置的机架上板、机架中板一、机架中板二及机架下板,所述机架上板、机架中板一及机架中板二通过螺栓固定;所述机架中板二及机架下板通过螺栓固定,所述机架上板、机架中板一、机架中板二及机架下板的轴线位于同一直线上,所述固定件与所述机架中板二固定。

13、优选的,所述飞行模块包括悬臂、驱动电机、螺旋桨及保护架,所述悬臂的首端与所述机架固定,末端悬置;所述驱动电机垂直固定于所述悬臂的末端,所述螺旋桨安装于所述驱动电机的输出轴上,所述驱动电机驱动所述螺旋桨旋转以提供上升的动力,所述保护架固定于所述悬臂的末端,并间隔设置于所述螺旋桨的下方。

14、优选的,所述悬臂的数量为多个,所述驱动电机、螺旋桨及保护架与所述悬臂一一对应设置;所述悬臂的数量为四个,四个所述悬臂沿所述机架的轴线呈环形阵列分布,所述悬臂的首端夹设于所述机架中板一和机架中板二之间。

15、优选的,所述保护架夹设于所述驱动电机和所述悬臂之间,所述保护架和所述驱动电机共用螺栓与所述悬臂固定,所述保护架为扇形结构,扇形的圆心位于所述驱动电机的轴线上,扇形的半径不小于所述螺旋桨单个叶片的长度。

16、优选的,还包括功能模块,所述功能模块均与所述机架固定,所述功能模块包括视觉模块、定位模块、飞控模块及机载电脑。

17、本申请的有益效果在于:

18、(1)在传统无人机的基础上增加了仿生鸟爪停靠组件,使得无人机在野外工作时可以抓握树枝等构件实现停靠,在停靠过程中继续采集周围的信息,而不需要保持持续飞行状态,使得无人机的能耗可以大幅降低,延长了无人机的续航时间,满足超长时间连续工作的需求;

19、(2)通过腿部仿生构造来模拟鸟类的腿部,通过脚部仿生构造来模拟鸟类的脚部,二者的配合可以实现更为实现良好的降落抓握功能。



技术特征:

1.一种仿生无人机,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的仿生无人机,其特征在于,所述仿生鸟爪停靠组件的数量为两个,两个所述仿生鸟爪停靠组件对称设置于所述机架两侧。

3.根据权利要求1所述的仿生无人机,其特征在于,所述脚趾支架包括设置于所述脚掌支架前向侧的前脚趾支架和设置于所述脚掌支架后向侧的后脚趾支架,所述前脚趾支架的数量为三个,三个所述前脚趾支架并排设置,且相邻两个所述前脚趾支架之间形成有夹角,所述夹角为锐角,所述后脚趾支架的数量为一个。

4.根据权利要求1所述的仿生无人机,其特征在于,所述腿部仿生构造包括大腿支架、上舵机、小腿支架及下舵机,所述上舵机通过固定件与所述机架固定,所述大腿支架与所述上舵机的输出轴连接,由所述上舵机驱动旋转;所述下舵机与所述大腿支架固定,所述小腿支架与所述下舵机的输出轴连接,由所述下舵机驱动旋转;所述卷线电机及脚掌支架均与所述小腿支架固定。

5.根据权利要求4所述的仿生无人机,其特征在于,所述大腿支架包括固定连接的第一安装座和第二安装座,所述第一安装座和所述第二安装座沿竖直方向并排设置,且所述第一安装座和所述第二安装座均为u形结构,所述第一安装座竖置,u形开口沿竖直方向朝上,所述第二安装座横置,u形开口沿水平方向朝左或朝右,所述上舵机安装在所述第一安装座的u形开口位置,u形结构的一个力臂与所述上舵机的输出轴固定,另一个力臂与所述上舵机的壳体铰接;所述下舵机限位在所述第二安装座内,输出轴通过所述第二安装座的u形开口外露;所述小腿支架包括两个相对间隔设置的支架单体,每个所述支架单体均包括连杆和夹板,其中一个所述支架单体的连杆与所述下舵机的输出轴固定,另一个所述支架单体的连杆与所述第二安装座铰接,两个所述支架单体的夹板间隔形成安装腔室,所述卷线电机安装在所述安装腔室内并同时与两个所述支架单体的夹板固定。

6.根据权利要求1所述的仿生无人机,其特征在于,所述机架包括依次间隔设置的机架上板、机架中板一、机架中板二及机架下板,所述机架上板、机架中板一及机架中板二通过螺栓固定;所述机架中板二及机架下板通过螺栓固定,所述机架上板、机架中板一、机架中板二及机架下板的轴线位于同一直线上,所述固定件与所述机架中板二固定。

7.根据权利要求6所述的仿生无人机,其特征在于,所述飞行模块包括悬臂、驱动电机、螺旋桨及保护架,所述悬臂的首端与所述机架固定,末端悬置;所述驱动电机垂直固定于所述悬臂的末端,所述螺旋桨安装于所述驱动电机的输出轴上,所述驱动电机驱动所述螺旋桨旋转以提供上升的动力,所述保护架固定于所述悬臂的末端,并间隔设置于所述螺旋桨的下方。

8.根据权利要求7所述的仿生无人机,其特征在于,所述悬臂的数量为多个,所述驱动电机、螺旋桨及保护架与所述悬臂一一对应设置;所述悬臂的数量为四个,四个所述悬臂沿所述机架的轴线呈环形阵列分布,所述悬臂的首端夹设于所述机架中板一和机架中板二之间。

9.根据权利要求8所述的仿生无人机,其特征在于,所述保护架夹设于所述驱动电机和所述悬臂之间,所述保护架和所述驱动电机共用螺栓与所述悬臂固定,所述保护架为扇形结构,扇形的圆心位于所述驱动电机的轴线上,扇形的半径不小于所述螺旋桨单个叶片的长度。

10.根据权利要求1所述的仿生无人机,其特征在于,还包括功能模块,所述功能模块均与所述机架固定,所述功能模块包括视觉模块、定位模块、飞控模块及机载电脑。


技术总结
本申请提供一种仿生无人机,属于无人机技术领域。本申请提供的仿生无人机设置有用于实现抓取功能的脚部仿生构造,所述脚部仿生构造包括脚掌支架及安装于脚掌支架上的多个脚趾支架;腿部仿生构造上设置有卷线电机,卷线电机的输出轴上安装有卷线轮及与卷线轮配套的PE线,卷线轮穿过所述脚掌支架外露;每个脚趾支架均包括多个趾节段,每个趾节段的上方均突出形成有锚点,下方均设置有固定销,相邻两个趾节段铰接,两个趾节段上的锚点位于铰接点的相对两侧,两个趾节段上的锚点通过弹簧连接;PE线的数量为多根,每根PE线一端与卷线轮固定,另一端与一个趾节段的固定销固定。本申请提供的仿生无人机可以大幅降低能耗,延长续航时间。

技术研发人员:张思齐,蔡泽林,唐鹏,田孝文,贝雨
受保护的技术使用者:吉首大学
技术研发日:20240408
技术公布日:2024/10/31
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