具有容纳天线的支撑的无人机的制作方法

本发明涉及诸如无人机之类的机动飞行机，特别是四旋翼直升机类型的旋翼无人机。

背景技术：

法国巴黎Parrot SA的AR.Drone 2.0或Bebop Drone是这种四旋翼直升机的典型示例。它们配备有一系列传感器(加速度计、3轴陀螺仪、高度计)且可包括至少一个相机。这些无人机具有由相应发动机驱动的若干旋翼，发动机被适配成以差别化的方式被控制以便操纵无人机的姿态和速度。这些无人机可包括捕捉无人机所朝向的场景的图像的前置摄像机。

前置摄像机可以用于无人机的“沉浸模式”驾驶，即，其中操作人员如同他自己就在无人机上一样的方式使用相机的图像。其还可以用于捕捉无人机所朝向的场景的图像序列，操作人员可以如相机由无人机携带的方式而不是手持的方式那样使用无人机。所收集的图像可以被记录、放在网站上、发送给其他因特网用户、共享在社交网络上，等等。

WO2010/061099A2、EP2364757A1和EP2450862A1(Parrot)描述了通过具有集成加速度计的触摸屏多媒体电话或平板(例如iPhone类型的智能电话或iPad类型(注册商标)的平板)来驾驶无人机的原理。

在下面的描述中，术语“平板”一般地用于表示这一设备，但这个术语不必须以其狭义的含义理解；相反，其还包括功能相同的设备，特别是配备有至少一个可视化屏幕以及无线数据交换装置的所有便携式设备，诸如智能电话、不具有电话功能的多媒体播放器、游戏控制台，等等。

该平板合并有经由直接与无人机建立的Wi-Fi(IEEE 802.11)或蓝牙无线局域网类型的无线电链路来检测驾驶命令以及双向交换数据所需要的各种控制元件。其触摸屏显示由无人机的前置相机捕获的图像，并且在该图像上叠加有某一数量的符号，从而允许通过操作人员手指在这个触摸屏上的简单接触来控制飞行以及激活命令。

双向无线无线电链路包括用于传送数据帧的上行链路(从平板到无人机)以及下行链路(从无人机到平板)，数据帧包含：

(从平板到无人机)以固定间隔并在系统基础上发送的驾驶命令，下面简单地称为“命令”；

(从无人机到平板)来自相机的视频流；以及

(从无人机到平板)当需要时，由无人机确立的飞行数据或状态指示符，诸如：电池水平、飞行阶段(起飞、自动稳定、着陆、等等)、高度、检测到的错误、等等。

为了允许这样的通信，无人机包括连接到天线以允许与驾驶设备通信的通信装置。

该天线例如是Wi-Fi天线。

然而，为了允许无人机和控制设备之间的通信的天线是高效的且其性能被最大化，需要该天线被几乎垂直地布置，远离存在于无人机机体内的金属元件和电池。

为此，将天线定位在无人机支撑脚之一上并通过粘合剂固定它是已知的。

这一天线固定方式具有缺点。特别地，在无人机腿震动的情况下，天线可能很容易分离或甚至受损且其没有提供这个天线可容易地更换。

技术实现要素：

本发明的目标是通过提出一种天线被安装在其中以在机械上对震动稳健的无人机来弥补这些各种的缺点。此外，这个整合是轻质的，以便能够保持或甚至改进无人机自主性。此外，其允许在故障的情况下容易地更换天线。

为此，本发明提出一种旋翼无人机，其包括包含控制无人机的驾驶的电子板的无人机机体、无线通信装置以及多个连接臂，所述无线通信装置连接到通信天线，安装在相应连接臂的端部的多个推进单元，以及无人机机体的被适配成维持无人机机体远离地面的至少一个支撑。

其特征在于，无人机机体支撑包括设置有用于保持通信天线的装置的天线壳体。

根据各个辅助特征：

该保持装置是天线通过平移滑入其中的滑动连接装置。

无人机机体支撑被紧固到连接臂并处于面向地面的方向上。

无人机机体支撑被紧固在连接臂端部，在推进单元下方。

天线滑入无人机机体支撑内，基本上垂直于无人机机体。

天线壳体包括给定形状的防错装置，天线具有互补形状的防错装置。

防错装置位于天线壳体内，和推进单元相对。

无人机机体支撑包括适于连接天线的连接装置，该天线设置有互补连接装置。

无人机机体支撑是可移除的，从而允许天线插入所述天线壳体内。

附图说明

现在将描述本发明的示例实施例，参考附图，在其中相同的或功能相似的元件在所有的附图中使用同样的附图标记。

图1是示出无人机和允许其远程驾驶的相关联的遥控设备的总体视图。

图2是无人机的分解透视图，示出其彼此分离的不同内部元件。

图3是无人机的一区域的部分放大图，示出根据本发明的合并有天线的无人机机体支撑。

图4是根据本发明的连接臂端部和无人机机体支撑的分解视图。

具体实施方式

现在将描述本发明的示例性实施例和实现。

在图1中，附图标记10一般表示无人机，其例如是四旋翼直升机，诸如法国巴黎Parrot SA的Bebop Drone。这一无人机包括四个共面旋翼12，它们的发动机通过导航和姿态控制的集成系统而被彼此独立地操纵。其还具有使其可能获得无人机所朝向的场景的图像的前置相机14。

该无人机还包括面向下的俯视相机(未示出)，其适于捕捉飞过的地面的连贯图像，并且尤其用于评估无人机相对于地面的速度。惯性传感器(加速度计和陀螺仪)允许以某一精度来测量无人机的角速度和姿态角，即描述无人机相对于固定陆地参考系的水平面的倾斜度的欧拉角(俯仰滚转θ和偏航ψ)。此外，布置在无人机下方的超声测距仪提供相对于地面的高度测量。

无人机10由遥控设备16来操纵，遥控设备16具有触摸屏18，其显示前置相机14捕获的图像，叠加了允许通过用户手指20在触摸屏18上的简单接触来激活操纵命令的某一数量的符号。设备16具有用于连接到无人机的无线电链接装置，例如Wi-Fi(IEEE 802.11)局域网类型，用于从无人机10到设备16的双向数据交换，尤其用于由相机14捕捉的图像的传输以及用于从设备16向无人机10发送操纵指令。

在图2中，无人机10被示为具有无人机机体10，它在下部分包括与四个链接臂34集成在一起的框架32，链接臂34从框架辐射。每一臂在其末端配备有推进单元36，该推进单元包括驱动推进器12旋转的马达。在下部分，该推进单元36通过无人机机体支撑38来延伸，该无人机机体支撑形成无人机在停止时可支撑在地面上的脚。

根据另一实施例，一个或多个无人机机体支撑38被紧固到无人机机体10的框架32。

根据又一实施例，一个或多个无人机机体支撑38被紧固到连接臂34。

无人极极体包括板40，其旨在用于接收电子板42并用于接收无线通信装置，该电子板42承载无人机的几乎全部电子元件(包括无人机的惯性单元)。板40是由轻质金属材料制成的单片元件的形式，并用作用于排出生成大量热量的一些组件(例如主处理器，无线电芯片、马达开关MOSFET、等等)的过量卡路里的冷却器。

根据本发明，至少一个无人机机体支撑38包括天线壳体44，天线46尤其经由连接电缆连接到电子板42的无线通信装置。此外，天线壳体44设置有用于保持通信天线的装置，从而将天线牢固地保持在无人机机体支撑38上。

图3是推进单元36和无人机机体支撑38的放大图，这些无人机机体支撑安装在连接臂34的端部。无人机机体支撑38被示出，其在其天线壳体44内合并有通信天线46，这一子单元在推进单元36下方紧固到连接臂34。通信天线46包括位于推进单元36下方的凹口48，以允许推进单元36的马达的电缆50通过。这样，与无人机机体支撑38内的整合有关的体积被优化。

如图3中所示，通信天线保持装置是滑动连接装置52，天线46通过平移滑入其中。滑动连接确保单轴自由度，即，滑动连接方向上的平移运动。

根据图3和图4中示出的实施例，滑动连接装置48包括允许作出滑动的挡块区域53。根据示出的实施例，示出了四个挡块区域53，然而，滑动连接装置46也通过至少两个挡块区域53来制成。

然而，也可使用其他保持装置以将天线牢固地锁在天线壳体44内。

无人机机体支撑38被紧固到连接臂上并处于基本上垂直面向地面的方向上。

根据特定实施例，无人机机体支撑38被定位成基本上垂直于连接臂34。

根据另一特定实施例，无人机机体支撑38被定位成相对于连接臂34的方向基体上呈60°到90°角。

通信天线46基本上垂直于无人极机体滑入无人机机体支撑38内。的确，为了优化由叶片形成的天线辐射，有利将通信天线基本上垂直地定位，特别地相对于连接臂34呈70°到90°角。

天线壳体44包括给定形状的防错装置54，天线具有互补形状的防错装置56。防错装置是一元件，例如突出部，使得可能避免安装过程中的组装错误。

如图3和4中所示，防错装置定位在天线壳体44内，与推进单元36相对。

图4是连接臂34、无人机机体支撑38以及天线46的分解图，以示出将天线46组装到无人机的方法。

特别地，为了允许替换通信天线，无人机机体支撑38是可移除元件，其包括天线壳体44和滑动连接装置52。可移除无人机机体支撑38允许通信天线46滑入天线壳体44内，随后将包含天线的无人机机体支撑组装到连接臂34，如图所示。一旦组装，连接臂关闭天线壳体从而将通信天线46牢固地紧固在无人机机体支撑的壳体44内。

无人机机体支撑38包括适于连接天线的连接装置，并且天线设置有互补的连接装置。

这些连接装置允许在天线故障情况下容易地更换天线。

作为替换方案，无线通信装置的连接电缆焊接到天线46。

根据本发明，天线被整合进无人机机体支撑的刚性结构中，无人机机体支撑在震动的情况下保护天线。