CN105235906B - 带拉线结构的无人机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带拉线结构的无人机及其使用方法，包括四组螺旋桨力臂组件、四方支架组件、收线电机组件、电池盒以及托板组件；四组螺旋桨力臂组件分别固定在四方支架组件的四个端部，电池盒固定在四方支架组件上，四方支架组件固定在托板组件的一面，收线电机组件固定在托板组件的另一面，电池盒内电池与收线电机组件电连接，控制终端通过无线通讯连接方式控制螺旋桨力臂组件提供上升动力，并带动四方支架组件、收线电机组件、电池盒以及托板组件脱离地面，此时收线电机组件上的导绳根据上升轨道不断放线。通过将电池盒与收线电机组件独立出来，直接使用四方支架组件与托板组件进行支撑，大大减小了无人机的质量与占地面积，同时也方便了个人安装与拆卸。

Description

带拉线结构的无人机及其使用方法

技术领域

本发明涉及无人机的技术领域，尤其涉及一种带拉线结构的无人机及其使用方法。

背景技术

无人机，即无人驾驶飞机，其英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。从用途方面分类可分为军用无人机和民用无人机。军用方面，可用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战，而民用方面，可用于边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾情监视、交通巡逻和治安监控。

无人机机载放线架是指在无人机输电线路初导绳展放施工领域中，装载于无人机上用于挂载初导绳的放线架；目前在输电线路放线作业中，通常需要采用无人机(如多旋翼无人机、无人直升机)展放初导绳(初级导引绳)，即在无人机上装载专用放线架挂载初导绳，从而在空中对初导绳加载张力，采用铺放方式进行腾空放线；其中专用放线架与无人机可采取可分离的连接方式。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种收缩自如、易于控制的带拉线结构的无人机及其使用方法。

为了达到上述目的，本发明一种带拉线结构的无人机，包括四组螺旋桨力臂组件、四方支架组件、收线控制组件、收线电机组件、电池盒以及托板组件；所述四组螺旋桨力臂组件分别固定在四方支架组件的四个端部，所述电池盒固定在四方支架组件上，所述四方支架组件固定在托板组件的一面，所述收线电机组件固定在托板组件的另一面，所述电池盒内电池与收线电机组件电连接，所述收线电机组件与收线控制组件电连接，控制终端通过无线通讯连接方式控制螺旋桨力臂组件提供上升动力，并带动四方支架组件、收线电机组件、电池盒以及托板组件脱离地面，此时收线电机组件上的导绳根据上升轨道不断放线。

其中，所述收线电机组件包括支撑架体，通过支撑架体支撑后收放导绳的放线轴承，以及控制放线轴承停止收放导绳的自锁结构，所述支撑架体包括主梁板和两块侧挡板；所述两块侧挡板平行设置，各侧挡板的顶端与所述主梁板的端部通过连接梁垂直固连，所述放线轴承两端分别固定在两侧挡板上，所述自锁结构固定在一侧挡板上。

其中，所述收线电机组件还包括发电机，所述发电机与放线轴承固定连接，所述发电机与电池盒内电池电连接，在放线过程中，放线轴承转动为发电机提供动能后，发电机产生电能，并将电能输送到电池盒内。

其中，所述四方支架组件包括碳纤维管、管件上夹以及管件下夹，所述管件上夹和管件下夹围合形成容置相互垂直碳纤维管的管形空腔，四组碳纤维管首尾相接，顺次接入四组管形空腔内后，形成四角平衡的方形架体结构。

其中，所述螺旋桨力臂组件包括第一旋转结构，所述四方支架组件上设置有与第一旋转结构相适配的第二旋转结构，所述第一旋转结构与第二旋转结构对齐后通过轴承进行可旋转连接。

其中，所述螺旋桨力臂组件还包括延伸杆与螺旋扇叶，所述延伸杆一端与第一旋转结构相连，延伸杆另一端与螺旋扇叶相连，所述延伸杆旋转到与四方支架组件上的碳纤维管平行时，螺旋桨力臂组件处于折叠状态，所述延伸杆旋转到处于四方支架组件的对角线方向时，螺旋桨力臂组件处于展开状态。

其中，该无人机还包括U型固定支架，所述四方支架组件上设置有与U 型固定支架引出端相适配的固定孔，所述托板组件上设置有与U型固定支架槽体相适配的槽体套孔，所述四方支架组件与托板组件之间通过两对称设置的所述U型固定支架固定连接。

其中，该无人机还包括两脚架组件，所述脚架组件呈倒T形脚架形状，所述托板组件上对称伸出两定位耳，所述脚架组件通过螺丝结构对称固定在两定位耳上，且脚架组件倾斜固定在托板组件上。

本发明还一种带拉线结构的无人机的使用方法，包括以下操作步骤：

S1、起飞前，该无人机由脚架组件支撑直立在地面上，展开螺旋桨力臂组件，使螺旋桨力臂组件上的延伸杆处于四方支架组件的对角线位置，同时检查电池仓内电池电量是否充足；

S2、起飞时，四组螺旋桨力臂组件上的马达同时产生垂直起飞所需升力，四组螺旋扇叶带动该无人机垂直稳定离地，收线电机组件的导绳准备放线；

S3、在巡航过程中，四组螺旋桨力臂组件上的马达根据高度与倾斜角度的需要进行动力大小的调整，到达所需位置时，自锁结构进行导绳自锁，无人机固定；

S4、降落时，四组螺旋桨力臂组件上的马达进行动力大小的调整，以使得四方支架组件与托板组件均与着陆地面处于平行状态，之后四组螺旋桨力臂组件上的马达逐渐减小升力，在无人机自身重力的作用下垂直下降。

其中，该使用方法的S2-S3步骤中还包括对放线过程中放线产生的动能合理利用的步骤，安装发电机与放线轴承相连，在放线过程中，放线轴承转动为发电机提供动能后，发电机产生电能，并将电能输送到电池盒内。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的带拉线结构的无人机，通过将电池盒与收线电机组件独立出来，直接使用四方支架组件与托板组件进行支撑，大大减小了无人机的质量与占地面积，同时也方便了个人安装与拆卸，同时在四方支架组件的端部设置四组螺旋桨力臂组件，加大了上升马力，使得无人机飞行速度更快，也使得无人机的平衡飞行更易调整。通过收线电机组件的设置，使得无人机能够不脱离操控者的控制，在马达或者飞控出现问题时，依然可以在一定程度上控制无人机的飞行。

附图说明

图1为本发明带拉线结构的无人机的爆炸图；

图2为本发明带拉线结构的无人机的结构图；

图3为本发明收线电机组件的局部结构图；

图4为本发明四方支架组件的爆炸图；

图5为本发明带拉线结构的无人机控制方法的流程图。

主要元件符号说明如下：

10、电池盒 11、四方支架组件

12、螺旋桨力臂组件 13、收线电机组件

14、托板组件 15、U形固定支架

16、脚架组件 17、收线控制组件

111、碳纤维管 112、管件上夹

113、管件下夹 114、第二旋转结构

121、第一旋转结构 122、螺旋扇叶

123、延伸杆

131、支撑架体 132、放线轴承

133、自锁结构

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

参阅图1-2 ，本发明一种带拉线结构的无人机，包括四组螺旋桨力臂组件12、四方支架组件11、收线控制组件17、收线电机组件13、电池盒10 以及托板组件14；四组螺旋桨力臂组件12分别固定在四方支架组件11的四个端部，电池盒10固定在四方支架组件11上，四方支架组件11固定在托板组件14的一面，收线电机组件13固定在托板组件14的另一面，电池盒10内电池与收线电机组件13电连接，收线电子组件与收线控制组件17 电连接，控制终端通过无线通讯连接方式控制螺旋桨力臂组件12提供上升动力，并带动四方支架组件11、收线电机组件13、电池盒10以及托板组件 14脱离地面，此时收线电机组件13上的导绳根据上升轨道不断放线。

相较于现有技术，本发明的带拉线结构的无人机，通过将电池盒10与收线电机组件13独立出来，直接使用四方支架组件11与托板组件14进行支撑，大大减小了无人机的质量与占地面积，同时也方便了个人安装与拆卸，同时在四方支架组件11的端部设置四组螺旋桨力臂组件12，加大了上升马力，使得无人机飞行速度更快，也使得无人机的平衡飞行更易调整。通过收线电机组件13的设置，使得无人机能够不脱离操控者的控制，在马达或者飞控出现问题时，依然可以在一定程度上控制无人机的飞行。

进一步参阅图3 ，收线电机组件13包括支撑架体131，通过支撑架体131 支撑后收放导绳的放线轴承132，以及控制放线轴承132停止收放导绳的自锁结构133，支撑架体131包括主梁板和两块侧挡板；两块侧挡板平行设置，各侧挡板的顶端与主梁板的端部通过连接梁垂直固连，放线轴承132两端分别固定在两侧挡板上，自锁结构133固定在一侧挡板上。无人机处于空中静止或者处于空中悬停状态时，启动自锁结构133使得线轴不再转动，停止放线，以防止因继续出线干扰无人机飞行，同时防止多余的导绳在放线装置内部或出口处发生缠绕。

在本实施例中，收线电机组件13还包括发电机，发电机与放线轴承 132固定连接，发电机与电池盒10内电池电连接，在放线过程中，放线轴承132转动为发电机提供动能后，发电机产生电能，并将电能输送到电池盒 10内。发电机的设置将放线过程中轴承转动产生的动能合理利用，从而既节约了能源，同时也使得该无人机的电池能够支撑的更久。

进一步参阅图4 ，四方支架组件11包括碳纤维管111、管件上夹112以及管件下夹113，管件上夹112和管件下夹113围合形成容置相互垂直碳纤维管111的管形空腔，四组碳纤维管111首尾相接，顺次接入四组管形空腔内后，形成四角平衡的方形架体结构。通过可拆卸的管件上夹112、管件下夹113与碳纤维管111安装方式，一方面有利于标准件的制作，以提高工作效率，另一方面，可以根据不同的情况选定不同长度的碳纤维管111进行安装，以适应不同的螺旋桨力臂组件12与电池盒10的搭配。

在本实施例中，螺旋桨力臂组件12包括第一旋转结构121，四方支架组件11上设置有与第一旋转结构121相适配的第二旋转结构114，第一旋转结构121与第二旋转结构114对齐后通过轴承进行可旋转连接。螺旋桨力臂组件12还包括延伸杆123与螺旋扇叶122，延伸杆123一端与第一旋转结构121相连，延伸杆123另一端与螺旋扇叶122相连，延伸杆123旋转到与四方支架组件11上的碳纤维管111平行时，螺旋桨力臂组件12处于折叠状态，延伸杆123旋转到处于四方支架组件11的对角线方向时，螺旋桨力臂组件12处于展开状态。第一旋转结构121与第二旋转结构114的设置，使得螺旋桨力臂组件12可折叠、可展开，方便了该无人机的运输取放。

在本实施例中，该无人机还包括U型固定支架，四方支架组件11上设置有与U型固定支架引出端相适配的固定孔，托板组件14上设置有与U型固定支架槽体相适配的槽体套孔，四方支架组件11与托板组件14之间通过两对称设置的U型固定支架固定连接。该无人机还包括两脚架组件16，脚架组件16呈倒T形脚架形状，托板组件14上对称伸出两定位耳，脚架组件16通过螺丝结构对称固定在两定位耳上，且脚架组件16倾斜固定在托板组件14上。U形固定支架15与脚架组件16均起到了支撑作用，二者在保证稳定支撑的同时，尽可能减少了耗材，所以既节约了材料，又减轻了无人机的重量。

进一步参阅图5 ，本发明还一种带拉线结构的无人机的使用方法，包括以下操作步骤：

S1、起飞前，该无人机由脚架组件16支撑直立在地面上，展开螺旋桨力臂组件12，使螺旋桨力臂组件12上的延伸杆123处于四方支架组件11 的对角线位置，同时检查电池仓内电池电量是否充足；

S2、起飞时，四组螺旋桨力臂组件12上的马达同时产生垂直起飞所需升力，四组螺旋扇叶122带动该无人机垂直稳定离地，收线电机组件13的导绳准备放线；

S3、在巡航过程中，四组螺旋桨力臂组件12上的马达根据高度与倾斜角度的需要进行动力大小的调整，到达所需位置时，自锁结构133进行导绳自锁，无人机固定；

S4、降落时，四组螺旋桨力臂组件12上的马达进行动力大小的调整，以使得四方支架组件11与托板组件14均与着陆地面处于平行状态，之后四组螺旋桨力臂组件12上的马达逐渐减小升力，在无人机自身重力的作用下垂直下降。

在本实施例中，该使用方法的S2-S3步骤中还包括对放线过程中放线产生的动能合理利用的步骤，安装发电机与放线轴承132相连，在放线过程中，放线轴承132转动为发电机提供动能后，发电机产生电能，并将电能输送到电池盒10内。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带拉线结构的无人机，其特征在于，包括四组螺旋桨力臂组件、四方支架组件、收线控制组件、收线电机组件、电池盒以及托板组件；所述四组螺旋桨力臂组件分别固定在四方支架组件的四个端部，所述电池盒固定在四方支架组件上，所述四方支架组件固定在托板组件的一面，所述收线电机组件固定在托板组件的另一面，所述电池盒内电池与收线电机组件电连接，所述收线电机组件与收线控制组件电连接，控制终端通过无线通讯连接方式控制螺旋桨力臂组件提供上升动力，并带动四方支架组件、收线电机组件、电池盒以及托板组件脱离地面，此时收线电机组件上的导绳根据上升轨道不断放线，在放线过程中，放线轴承转动为发电机提供动能后，发电机产生电能，并将电能输送到电池盒内，发电机的设置将放线过程中轴承转动产生的动能合理利用；

所述收线电机组件包括支撑架体、通过支撑架体支撑后收放导绳的放线轴承以及控制放线轴承停止收放导绳的自锁结构，所述支撑架体包括主梁板和两块侧挡板；所述两块侧挡板平行设置，各侧挡板的顶端与所述主梁板的端部通过连接梁垂直固连，所述放线轴承两端分别固定在两侧挡板上，所述自锁结构固定在一侧挡板上；

所述四方支架组件包括碳纤维管、管件上夹以及管件下夹，所述管件上夹和管件下夹围合形成容置相互垂直碳纤维管的管形空腔，四组碳纤维管首尾相接，顺次接入四组管形空腔内后，形成四角平衡的方形架体结构。

2.根据权利要求1所述的带拉线结构的无人机，其特征在于，所述收线电机组件还包括发电机，所述发电机与放线轴承固定连接，所述发电机与电池盒内电池电连接，在放线过程中，放线轴承转动为发电机提供动能后，发电机产生电能，并将电能输送到电池盒内。

3.根据权利要求1所述的带拉线结构的无人机，其特征在于，所述螺旋桨力臂组件包括第一旋转结构，所述四方支架组件上设置有与第一旋转结构相适配的第二旋转结构，所述第一旋转结构与第二旋转结构对齐后通过轴承进行可旋转连接。

4.根据权利要求3所述的带拉线结构的无人机，其特征在于，所述螺旋桨力臂组件还包括延伸杆与螺旋扇叶，所述延伸杆一端与第一旋转结构相连，延伸杆另一端与螺旋扇叶相连，所述延伸杆旋转到与四方支架组件上的碳纤维管平行时，螺旋桨力臂组件处于折叠状态，所述延伸杆旋转到处于四方支架组件的对角线方向时，螺旋桨力臂组件处于展开状态。

5.根据权利要求4所述的带拉线结构的无人机，其特征在于，该无人机还包括U型固定支架，所述四方支架组件上设置有与U型固定支架引出端相适配的固定孔，所述托板组件上设置有与U型固定支架槽体相适配的槽体套孔，所述四方支架组件与托板组件之间通过两对称设置的所述U型固定支架固定连接。

6.根据权利要求5所述的带拉线结构的无人机，其特征在于，该无人机还包括两脚架组件，所述脚架组件呈倒T形脚架形状，所述托板组件上对称伸出两定位耳，所述脚架组件通过螺丝结构对称固定在两定位耳上，且脚架组件倾斜固定在托板组件上。