CN105799922A - 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，机臂连接在机身上，机臂上安装有电机，旋翼连接在电机的转轴上，脚架设置于机身下面，此外，在机臂的外端还连接有拱架，拱架上设有挂勾。在使用时，可以通过拱架上的挂勾来将多旋翼无人机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池电能提供升力，可以大大延长机载工作设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），此外，在机臂外端还连接有拱架，该拱架上设有挂勾。多旋翼无人机通过拱架上的挂勾可以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镜头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，在使用前可以先将挂勾及拱架从机臂上取下，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是本发明多旋翼无人机第二个实施例的立体示意图。

图5是图4实施例多旋翼无人机吊挂在空中时的使用状态示意图。

图6是图4实施例多旋翼无人机拆下挂勾之后的立体示意图。

图7是图4实施例多旋翼无人机上使用的挂勾的立体示意图。

图中：1.机身，2.机臂，3.电机，4.旋翼，5.脚架，6.摄像机，7.拱架，7A.拱架接头，8.挂勾，8A.挂勾接头，9.电线，10.上置摄像机。

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，本发明多旋翼无人机在机械构造方面包括机身（1）、机臂（2）、电机（3）、旋翼（4）、脚架（5），机臂（2）连接在机身（1）上（也可以采用机身机臂一体化的结构），机臂（2）上安装有电机（3），旋翼（4）连接在电机（3）的转轴上（或变速器上），脚架（5）设置于机身（1）下面，在机身下面通常设置有云台及摄像机（6）或其它工作设备、部件，机身（1）中还安装有电池以及飞控单元。此外，在机臂（2）外端还连接有拱架（7），在拱架（7）上设有挂勾（8）。

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），然后通过拱架（7）上的挂勾（8）来将其吊挂在高处的物体上，例如吊挂在空中的电线（9）、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（4）旋转的电机（3）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（6）就可以长时间在高处监视、摄像。

参照图4，本发明多旋翼无人机上的拱架（7）中间设有拱架接头（7A），挂勾（8）连接到该拱架接头（7A）上。此外，在多旋翼无人机机身上面，还设有镜头朝向上方的上置摄像机（10）。

参照图5，在需要将多旋翼无人机吊挂在高处工作时，先控制多旋翼无人机飞到高处物体的下方，并结合安装在机身（1）上的上置摄像机（10）传回的实时图像作出相应调整，这样就可以方便地将多旋翼无人机通过拱架（7）上的挂勾（8）来吊挂在高处物体上，例如吊挂在空中的电线（9）上。由于所用挂勾（8）为双勾，因此多旋翼无人机处于吊挂状态时，其姿态会更为稳定，不容易摇晃及转动。

参照图6，具体使用时，若无需将多旋翼无人机吊挂在高处工作，可将挂勾从拱架（7）上拆下。拆下了挂勾的多旋翼无人机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。另外，如有需要，也可以再将拱架（7）从多旋翼无人机上拆下，这样多旋翼无人机看起来就跟现有的同类型无人机没有多大区别。

本发明多旋翼无人机上的拱架（7）连接在机臂（2）的外端，其好处是可以避免多旋翼无人机在吊挂时，旋翼碰到吊挂物而损坏。

参照图7，在挂勾（8）下端的挂勾接头（8A）上设有螺纹，将挂勾（8）连接到拱架上时，可以直接拧到设有内螺纹的拱架接头上。为了减轻重量，拱架及挂勾（8）通常采用空心结构。

本发明多旋翼无人机上的拱架（7）和挂勾（8）一般采用碳纤维等强度高的材料来制作，且一般采用空心结构。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既能像现有多旋翼无人机那样使用（把拱架及挂勾拆卸下来后，看起来跟现有的同类型无人机没有多大区别），又能在需要时通过拱架上的挂勾来吊挂在高处物体上。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（1）、机臂（2）、电机（3）、旋翼（4）、脚架（5），机臂（2）连接在机身（1）上，机臂（2）上安装有电机（3），旋翼（4）连接在电机（3）的转轴上，脚架（5）设置于机身（1）下面，其特征是：在机臂（2）的外端连接有拱架（7），在拱架（7）上设有挂勾（8）。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：拱架（7）上的挂勾（8）为双勾。

3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：拱架（7）及挂勾（8）为空心结构。

4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂勾（8）下端的挂勾接头（8A）上设有螺纹，挂勾（8）通过螺纹连接到拱架接头（7A）上。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：在机身（1）上面设有镜头朝向上方的上置摄像机（10）。