CN105799920A - 一种多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

一种多旋翼无人机，属于无人飞行器技术领域，包括机身、机臂、电机、旋翼、脚架等，其特点是：在机身上还设置有吊架，吊架包括挂勾、主杆、底座、连接头，挂勾连接在主杆的上端，底座连接在主杆的下端，底座上设有用于夹在机臂上的连接头。本发明多旋翼无人机在使用过程中，可以通过其上面的挂勾吊挂在高处的物体上。处于吊挂状态的多旋翼无人机无需电能提供升力，大部分的电池电能都可以供给其携带的装备使用，因此可以大大延长工作装备在一次起降过程中的工作时间。本发明多旋翼无人机可以广泛应用于空中定点监视、监控、拍摄、环保监测、野外科考、案件侦察、城市管理、庭院安防、车辆防盗、快递运送等领域。

Description

一种多旋翼无人机

技术领域

本发明涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种多旋翼无人机。

背景技术

多旋翼无人机通常有3～9个旋翼，尤其以4旋翼最为常见。多旋翼无人机具备垂直起降、空中悬停、低速飞行、倒飞、侧飞、360度旋转等功能，现已在近地航拍（空中拍照、摄像）、监控、侦察、无线电信号中继，高压线、大桥、水坝和路面检査，搜索与救援，运送快递等方面得到应用。现有的多旋翼无人机主要有以下不足：由于在空中悬停时依靠机上装载的电池来提供电能，因此续航时间短，大多数依靠电池电能工作的多旋翼无人机一次只能持续飞行10～30分钟左右，也就是说多旋翼无人机在空中工作的时间一般只有10～30分钟，远远不能满足人们使用多旋翼无人机来进行长时间空中监控、拍摄、喊话、传输、信号中继、布防、待命等实际需求。另外，现有的多旋翼无人机在空中悬停进行定点监控、拍摄时，其姿态受风力以及位置传感器信号影响较大，稳定性不易保证；多旋翼无人机在空中悬停工作时，飞控系统需要对其姿态进行实时控制和调整，既消耗电池的电能，也存在不小的安全隐患，万一发生机械、电控故障或操作不当，就很容易造成坠机事故（炸机），甚至从空中掉下来砸伤人；多旋翼无人机用于运送快递时，在飞行到目的地后，若取货人还未到达，多旋翼无人机就只能降落到地面（否则电池电量将很快耗尽），而无法停留在空中等待；多旋翼无人机用于野外观察研究动物、鸟类、昆虫时，其旋翼发出的声响和产生的气流会对动物、鸟类、昆虫造成惊吓和干扰，而且一次起飞通常只能在空中停留10～30分钟，根本不能满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以长时间停留在“空中”工作或待命的多旋翼无人机，以解决现有多旋翼无人机留空时间短、无法长时间在空中工作的不足。

本发明技术方案是：一种多旋翼无人机，包括机身、机臂（螺旋桨支架）、电机、旋翼（螺旋桨）、脚架（支脚）等；驱动旋翼旋转的电机以及对应的旋翼一般各有3～9个，且通过机臂安装于机身四周；脚架设置在机身下面，机身中还安装有用于给用电部件供电的电池以及飞控单元；此外，在机身上还设置有吊架（吊挂装置），吊架包括挂勾、主杆、底座、连接头，挂勾设置在主杆的上端（挂勾和主杆也可以是一体的），底座设置在主杆的下端（底座和主杆也可以是一体的），底座上设有连接头，该连接头用于夹在机臂上，从而使吊架与多旋翼无人机的机身等部件组成一个整体，这样多旋翼无人机就可以通过吊架上面的挂勾来吊挂在高处的物体上，例如吊挂在空中的电线、电缆、树枝、铁塔、电线杆、交通标志牌、广告牌、高楼的阳台外缘上。吊挂在高处物体上面后，多旋翼无人机上携带的工作设备（例如相机、摄像机、喊话器、信号中继模块、照明灯、气体传感器等）就可以长时间（一般可达几个小时，甚至24小时以上）在高处工作或待命。为了便于操控多旋翼无人机吊挂在高处，在其机身上面通常还设置有一个朝向机身上方的上置摄像机（摄像头）。

本发明的有益效果是，由于多旋翼无人机可以吊挂在高处工作，而在处于吊挂状态时，无需旋翼提供升力，此时驱动旋翼旋转的电机停止工作，不会消耗电池电能，电池电能除了保留多旋翼无人机的返航用量外，其余可以全部供给机载装备工作，因此能极大地延长机载装备在“空中”工作的时间，而且在吊挂状态下，多旋翼无人机的姿态和位置都非常稳定，无需另外控制，受风力的影响也非常小。另外，如果多旋翼无人机在使用中不需要吊挂在高处，在使用前可以先将吊架从机身上取下，这样本发明多旋翼无人机就能像普通多旋翼无人机那样使用，对其性能和用途不会造成不利影响。

附图说明

图1是本发明多旋翼无人机一个实施例的主视示意图。

图2是图1实施例多旋翼无人机的立体示意图。

图3是图1实施例多旋翼无人机吊挂在空中时的使用状态示意图。

图4是图1实施例多旋翼无人机上吊架的主视示意图。

图5是图4吊架的立体示意图。

图6是本发明多旋翼无人机第二个实施例的立体示意图。

图7图6实施例多旋翼无人机吊挂在空中时的使用状态示意图。

图8是图6实施例多旋翼无人机上吊架的主视示意图。

图9是图8吊架的立体示意图。

图中：1.主杆，1A.挂勾，1B.底座，1C.连接头，2.机身，3.机臂，4.电机，5.旋翼，6.脚架，7.摄像机，8.电线。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步描述。

参照图1、图2、图3，本发明多旋翼无人机在机械构造方面包括机身（2）、机臂（3）、电机（4）、旋翼（5）、脚架（6），机臂（3）连接在机身（2）上（也可以采用机身机臂一体化的结构），机臂（3）的外端安装有电机（4），旋翼（5）连接在电机（4）的转轴上（或变速器上），脚架（6）设置于机身（2）下面，在机身下面通常设置有云台及摄像机（7）或其它工作装备、部件，机身（2）中还安装有电池以及飞控单元。此外，在机身（2）上还设置有吊架，吊架包括挂勾（1A）、主杆（1）、底座（1B）、连接头（1C），挂勾（1A）连接在主杆（1）的上端（挂勾和主杆也可以是一体的），底座（1B）连接在主杆（1）的下端（底座和主杆也可以是一体的），底座（1B）上设有用于夹在机臂（3）上的连接头（1C）。吊架通过连接头（1C）夹紧在机臂（3）上后，便与机身（2）及其它部件组成为一个整体。

参照图3，本发明多旋翼无人机在使用时，若需要其在高处长时间（例如几个小时甚至一天）工作或待命，那么就可以控制其飞到适合吊挂的高处物体的下方（例如空中的电线电缆、树枝、铁塔、电线杆、交通标志牌、广告牌、高楼的阳台拦杆等位置的下方），然后通过吊架上的挂勾（1A）来将其吊挂在高处的物体上，例如吊挂在空中的电线（8）、电缆、树枝、铁塔、交通标志牌横杆、广告牌、高楼阳台、楼顶外缘上。吊挂好之后，驱动旋翼（5）旋转的电机（4）就可以停止工作，这样多旋翼无人机就可以长时间吊挂在高处工作或待命，其携带的摄像机（7）就可以长时间在高处监视、摄像。

参照图4、图5，本发明多旋翼无人机上的吊架包括挂勾（1A）、主杆（1）、底座（1B）、连接头（1C），挂勾（1A）连接在主杆（1）的上端，底座（1B）连接在主杆（1）的下端，底座（1B）上设有可以夹紧在多旋翼无人机机臂上的连接头（1C）。该连接头（1C）的开口比多旋翼无人机上相应连接部位的机臂直径稍小，将连接头（1C）压到机臂上后可以紧紧地夹在或套在机臂上。当然，该连接头（1C）也包括夹子式的（也就是用夹子来作为连接头），用手捏开夹子后，就可以夹到多旋翼无人机的机臂上，从而使吊架和多旋翼无人机机身成为一个整体。另外，挂勾（1A）、主杆（1）和底座（1B）也可以是不需要连接的一体化的结构。为了减轻吊架的重量，吊架上的挂勾（1A）和主杆（1）通常采用空心结构。

具体使用时，如果需要将多旋翼无人机吊挂在高处工作，可先将吊架压到（或夹到）多旋翼无人机机身（或机架）上面，通过吊架底座（1B）上的连接头（1C）夹紧在多旋翼无人机的机臂（2）上，从而与多旋翼无人机机身组成一个整体。若无需将多旋翼无人机吊挂在高处工作，可将吊架整个从多旋翼无人机机身上拨出拆下。拆下了吊架的多旋翼无人机跟现有的同类型无人机相比，在总体外观、使用方式及功能上，基本上是一样的，也就是说，本发明多旋翼无人机在拆下吊架后，可以像现有的同类型无人机那样使用，不会对其功能、性能带来不利影响。

参照图6、图7、图8、图9，本发明多旋翼无人机上吊架的底座（1B）为十字形，底座（1B）上的4个连接头（1C）可以夹紧上四旋翼无人机的4个机臂（3）上。另外，吊架上的挂勾（1A）为双勾，在使用中吊挂在高处物体上时，例如吊挂在空中的电线（8）上时，双勾可以使多旋翼无人机在吊挂状态下更为稳定，不容易摇摆和转动。多旋翼无人机吊挂在空中的电线（8）上后，其携带的摄像机（7）就可以在高处进行长时间的监视或拍摄。

本发明多旋翼无人机上的吊架一般采用碳纤维等强度高的材料来制作，且通常采用空心结构，由于重量轻，因此不会对多旋翼无人机的起降带来不利影响，由此增加的电池电量的消耗也可以忽略不计。

本发明多旋翼无人机上吊架的底座（1B）除了图4、图5中所示设有两个连接头（1C），以及图8、图9中所示设有4个连接头（1C）外，也可以根据多旋翼无人机上机臂（3）的数量来设置相应数目的连接头（1C）。

本发明多旋翼无人机既能像现有多旋翼无人机那样工作（把吊架拆卸下来后，看起来跟现有的同类型无人机没有多大区别），又能在需要时通过吊架吊挂在高处物体上。由于多旋翼无人机处于吊挂状态时，无需电池电能提供升力，使得其所携带的工作设备（例如摄像机）或部件（例如用于检测空气污染的气体传感器）的可用电量大大增加，在“空中”连续工作几个小时甚至24小时以上将不再困难，多旋翼无人机的使用空间因此将得到极大扩展。例如，城管可以将多旋翼无人机吊挂在街道上空的电线、电缆、电线杆、广告牌、树木或高楼上，通过机载摄像机监视街道上的乱摆乱卖、乱停乱放、乱丢垃圾、随地吐痰等行为，另外也可以从空中拍下现场执法的画面，若发生冲突，不仅能录下视频证据，也能很好防止他人抢夺摄像器材毁灭录像；记者在现场采访时，可以让多旋翼无人机吊挂在高处摄像，这样如果发生殴打记者、抢夺摄像器材的事件，吊挂在高处的多旋翼无人机就能拍下证据；环保执法人员可以让多旋翼无人机吊挂在污染源排放位置的上方（例如吊挂在排污口的上方监视污水排放，或吊挂在烟囱上实时监测气体排放），进行24小时的监视和取证；科研人员在野外进行动物研究时，可以让多旋翼无人机吊挂在树枝上，例如吊挂在鸟巢旁、蜂窝旁、野猪窝上方等处，这样就能对鸟类、昆虫、动物等进行长时间（例如24小时）的近距离观察、摄像，而且处于吊挂状态的多旋翼无人机不会发出声响和异动，因此不会对观察研究的鸟类、昆虫、动物造成干扰和影响；在遇到突发事件时（如街头集会、游行示威、交通事故、大型活动等），警方可将多架多旋翼无人机吊挂在事发处的建筑物、路灯杆或空中的电线上，对现场状况进行实时监视、录像；在展会现场等人员密集场所，安保方可以将多旋翼无人机吊挂在室内的吊架上，对下方的人员进行监控；在案件侦察过程中，办案人员可以将多旋翼无人机吊挂在高处监视，不仅监视角度比在地面好，而且方便灵活、悄无声息；公安办案人员可将多旋翼无人机吊挂在树上，对藏匿在林中进行造假、制毒、走私等违法行为的犯罪分子进行监视、侦察、摄像取证；现场追查逃犯时，可将多旋翼无人机吊挂在高处并开启人脸识别系统，便可对从多旋翼无人机下方走过的人员进行实时识别，如有目标人物经过能够马上识别出来；多旋翼无人机用于运送快递时，在飞行到目的地后，若收件人还未到场接货，可以让多旋翼无人机先吊挂在高处（如屋顶外缘、空中的电线、电缆、树枝、交通标志横杆等处）“停车”（停止旋翼旋转）等待，这样既可避免快递被盗抢，也可避免无人机停在地面受到破坏或被人盗走；车主在停好车后，将多旋翼无人机吊挂车子附近的高处物体上，就可以通过多旋翼无人机上携带的监控设备对车子进行实时监视和摄像，若车子被盗、被撞、被刮，车主就能及时收到报警通知，而且监控录像也能提供破案线索和证据；在住处庭院的屋顶外缘、空中的电线或树枝上，也可以吊挂多旋翼无人机来对庭院（或小区）进行监控，若发生小孩在庭院中受伤、养的狗被人强行掳走、小偷入屋盗窃等事故，监控录像就能提供破案线索和证据；多旋翼无人机用于信号中继时，可将其吊挂在高处的物体上，例如通信基站塔、水塔、烟囱、高楼、树梢、空中的电力线路上，由于不需要旋翼旋转提供升力，因此其在高处工作（中继）的时间要比一直在空中悬停或盘旋的多旋翼无人机长得多；在军事和反恐领域使用时，可以让携带有炸弹的多旋翼无人机吊挂在路边的树上或建筑物外缘上，当敌人或恐怖分子从下方经过时，便自动投下炸弹将其消灭，而自己人经过时可以先关闭其自动投弹系统，这样要比使用地雷安全和方便得多。可以说，本发明吊架大大扩展和延伸了现有多旋翼无人机的用途，也必将大大促进多旋翼无人机的发展，多旋翼无人机在各行各业和千家万户中得到广泛应用也将指日可待。

本发明多旋翼无人机中的机身和机臂也可以采用一体化结构（这样的结构也称为机架或支架），这样的结构也应理解为等同于上述的机身（2）和机臂（3）。

本发明权利范围不仅适用于多旋翼无人机，同样也适用于带遥控的航模旋翼飞行器。

Claims (5)

1.一种多旋翼无人机，包括机身（2）、机臂（3）、电机（4）、旋翼（5）、脚架（6），其特征是：在机身（2）上还设置有吊架，吊架包括挂勾（1A）、主杆（1）、底座（1B）、连接头（1C），挂勾（1A）设置在主杆（1）的上端，底座（1B）设置在主杆（1）的下端，底座（1B）上设有连接头（1C）；吊架通过连接头（1C）夹在机臂（3）上，从而与机身（2）及其它部件组成一个整体。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：吊架上连接头（1C）的开口比其连接部位的机臂（3）直径稍小，将连接头（1C）压到机臂（3）上后，连接头（1C）就可以夹紧在机臂上。

3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：吊架上的挂勾（1A）为双勾。

4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：吊架上的挂勾（1A）和主杆（1）为空心结构。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：吊架上的底座（1B）为十字形。