CN108298086A - 一种多旋翼无人机用吊具 - Google Patents

Abstract

一种多旋翼无人机用吊具，属于无人机配套用具，包括挂杆和挂钩，所述挂钩有2个，分别对称连接在挂杆的两端，而且挂钩与挂杆的连接为活动连接，挂钩可以以挂杆为轴线转动；或者是包括挂杆、吊绳和吊钩，所述吊钩有2个，通过2条吊绳分别连接在挂杆的两端。在多旋翼无人机上安装本发明吊具后，在使用中就可以通过吊具上的挂钩或吊钩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，大部分的电池电能都可以供给摄像机等工作装备或部件使用，因此可以大大延长装备的工作时间，而且多旋翼无人机在吊挂状态下的姿态也非常稳定，无需外加控制。

Description

一种多旋翼无人机用吊具

技术领域

本发明涉及多旋翼无人机配套用具，具体涉及一种在多旋翼无人机上使用的吊具。

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。现有的多旋翼无人机主要有以下不足：由于悬停在空中工作时依靠机上装载的电池来提供电能，因此续航时间短，大多数电动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视、拍摄、喊话、传输、信号中继、气体检测、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视、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。为了解决现有多旋翼无人机的上述不足之处，申请号为201610220914.8和201610220913.3的中国专利申请“一种多旋翼无人机用吊架”公开了两种安装在多旋翼无人机机身上面使用的吊架，用于将多旋翼无人机吊挂在高处物体上，其缺点是：吊架安装在机身上面，造成了多旋翼无人机的整体重心偏高，不利于飞行姿态的稳定和控制，容易使多旋翼无人机失去平衡，而且在多旋翼无人机上，通常还要另外设置摄像方向朝向上方的摄像头用于进行吊挂操控时观察上方的被吊挂物体，因为机身下方的摄像机在吊挂时很难看到上方的状况。

发明内容

为了解决现有多旋翼无人机以及吊架的上述不足之处，本发明的目的是提供一种可以让多旋翼无人机长时间停留在“空中”工作或待命的吊具，以解决现有多旋翼无人机留空时间短、无法长时间在高处工作的不足，并克服现有吊架容易造成多旋翼无人机姿态不稳、控制困难的缺点。

本发明技术方案是：一种多旋翼无人机用吊具，包括挂杆和挂钩，所述挂钩有2个，分别对称连接在挂杆的两端，而且挂钩与挂杆的连接为活动连接，挂钩可以以挂杆为轴线转动；或者是包括挂杆、吊绳和吊钩，所述吊钩有2个，通过2条吊绳分别连接在挂杆的两端。在挂杆上，通常还设有用于将挂杆固定到多旋翼无人机机身（机架）上的扣件、钩子、夹子、压簧、磁体、铁片、绑带或压片等构件。

为了便于携带，所述挂钩通常为伸缩式结构，所述挂杆通常为伸缩式或可折叠的二段式结构。

为了便于勾到外物上，所述吊钩通常为均匀分布的三钩。

为了减轻重量，所述挂杆和挂钩通常采用空心结构。

将本发明吊具安装固定到多旋翼无人机的机身（机架）上使用，多旋翼无人机就可以通过吊具两边的挂钩或吊钩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、高楼窗户、天台围墙等物体上。吊挂在高处物体上后，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。

本发明的有益效果是，由于多旋翼无人机使用本发明吊具后，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，而且由于是双钩吊挂，在吊挂状态下，多旋翼无人机不会左右摇摆，其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。由于多旋翼无人机在处于飞行状态下时，吊具两边的挂钩或吊钩对称垂吊在多旋翼无人机所处高度线之下，重心低，因此不会对多旋翼无人机的姿态控制和飞行稳定性造成不利影响。在对多旋翼无人机进行吊挂操控时，可以利用多旋翼无人机携带的摄像机来实时观察前方、下方情况，无需另外附加专用摄像头来观察。由于两个挂钩或吊钩处于多旋翼无人机的左右两边，因此也不会对机身下面挂载的工作部件（如摄像机）造成影响。另外，如果多旋翼无人机在使用中无需吊挂在高处，就不需要把本发明吊具安装在其上面，这样对多旋翼无人机原有的使用功能不会有任何影响。

附图说明

图1是本发明吊具第一个实施例的左视示意图。

图2是图1实施例吊具的主视示意图。

图3是图1实施例吊具的立体示意图。

图4是图1实施例吊具应用到多旋翼无人机上的立体示意图。

图5是图4中使用本发明吊具的多旋翼无人机吊挂在空中的电线上时的使用状态示意图。

图6是图5线条图对应的灰度图。

图7是本发明吊具第二个实施例的立体示意图。

图8是本发明吊具第三个实施例的立体示意图。

图9是图8实施例吊具应用到多旋翼无人机上的立体示意图。

图10是图9线条图对应的灰度图。

图11是图9中使用本发明吊具的多旋翼无人机吊挂在空中的电线上时的使用状态示意图。

图12是图11线条图对应的灰度图。

图13是本发明吊具第四个实施例的立体示意图。

图14是图13实施例吊具安装到多旋翼无人机上后的立体示意图。

图15是图14线条图对应的灰度图。

图中：1.挂杆，2.挂钩，3.机身，4.电线，5.磁体，6.吊绳，7.吊钩，8.扣件，9.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、图3，本发明吊具包括挂杆（1）和挂钩（2），挂钩（2）有2个，分别对称连接在挂杆（1）的两端，而且挂钩（2）与挂杆（1）的连接为活动连接，挂钩（2）可以以挂杆（1）为轴线转动，或者是随挂杆一起转动。

为了减轻重量，本发明吊具中的挂杆（1）和挂钩（2）通常采用空心结构。

参照图4。多旋翼无人机在使用中，如果需要吊挂到高处物体上工作，就先将本发明吊具安装或固定到多旋翼无人机的机身（3）上。通常在多旋翼无人机的机身上会预先设置有用于固定本发明吊具的构件（如扣件、压簧、压片、铁片、套管、橡筋、绑具、绑带等），以方便安装本发明吊具。安装有本发明吊具的多旋翼无人机处于飞行状态下时，挂钩（2）下部分自然垂吊在机身（3）所处的高度线之下（如图4所示），重心低，且机身（3）两边受力一样，因此不会对多旋翼无人机的姿态控制和飞行稳定性造成不利影响。

参照图5、图6。安装有本发明吊具的多旋翼无人机，在机身（3）高于电线（4）、挂钩（2）下部低于电线（4）的状态下，向着电线方向飞去时，挂钩（2）在碰到电线（4）之后，就会勾到电线（4）上，此时让驱动旋翼旋转的电机停止转动，多旋翼无人机就能稳定地吊挂电线（4）上了，如图5、图6所示。吊挂在电线（4）上后，多旋翼无人机上携带的摄像机或其它装备（例如喇叭、信号中继模块、照明灯、气体传感器等）就可以长时间在高处工作或待命。

多旋翼无人机吊挂在高处完成工作任务或仅剩下返回所需电量后，如果要从所吊挂的电线（4）上脱离，只要重新启动多旋翼无人机的旋翼电机，让多旋翼无人机稍为升高并向后飞，挂钩（2）即可从电线（4）上脱离并转到机身之下，这样多旋翼无人机便可正常飞行或返回地面。多旋翼无人机返回地面后，操作人员只要用力拔挂杆（1），就可以将吊具从机身上分拆下来。

参照图7，在本发明吊具的挂杆（1）上还设置有磁体（5），磁体（5）通常有1至2块，而且通常采用钕铁硼永磁体。在现有多旋翼无人机机身的上表面粘贴上铁片之后，将本发明吊具放上去就会被磁力牢牢吸附在机身上，从而实现吊具在多旋翼无人机上的安装（当然，也可以是把磁体粘贴在多旋翼无人机机身上，而铁片固定在挂杆上）。而要将吸附在多旋翼无人机机身上的吊具取下，只要用力将吊具掰下即可，安装和拆卸都十分方便。

除了磁体外，在挂杆上还可以设有扣件、钩子、夹子、压簧、绑带、铁片或压片等构件，用于将挂杆安装或固定到多旋翼无人机的机身（机架）上。

再参照图7，本发明吊具中，挂钩（2）通常采用伸缩式结构，以方便吊具的收纳和携带。

参照图8，本发明吊具包括挂杆（1）、吊绳（6）和吊钩（7），所述吊钩（7）有2个，通过2条吊绳（6）分别连接在挂杆（1）的两端。为了便于勾到外物上，所述吊钩（7）通常采用均匀分布的三钩。

再参照图8，本发明吊具中，挂杆（1）上通常还设置有扣件（8），在使用中可通过该扣件（8）将吊具安装或固定到多旋翼无人机的机身（机架）上。

参照图9、图10，多旋翼无人机在使用中，如果需要吊挂到高处物体上，就先将本发明吊具安装或固定到多旋翼无人机的机身（3）上。将吊具安装到多旋翼无人机上时，只要把吊具挂杆（1）上的扣件（8）扣压到多旋翼无人机机身（3）上的合适位置，吊具就能固定在多旋翼无人机的机身（3）上。安装有本发明吊具的多旋翼无人机处于飞行状态下时，吊钩（7）通过吊绳（6）自然垂吊在机身（3）所处的高度线之下（如图9、图10所示），重心低，且机身（3）两边受力一样，因此不会对多旋翼无人机的姿态控制和飞行稳定性造成不利影响。

参照图11、图12。安装有本发明吊具的多旋翼无人机，在机身（3）高于电线（4）、吊钩（7）低于电线（4）的状态下，向着电线方向飞去时，在吊绳（6）碰到电线（4）之后，吊钩（7）就会勾到电线（4）上，此时让驱动旋翼旋转的电机停止转动，多旋翼无人机就能通过吊钩（7）稳定地吊挂电线（4）上了，如图11、图12所示。在对多旋翼无人机进行吊挂操控的过程中，可通过多旋翼无人机携带的摄像机（9）来实时观察前方、下方的情况，实时获知多旋翼无人机与被吊挂物体间的相对位置和距离，使吊挂能顺利完成。吊挂在电线（4）上后，多旋翼无人机上携带的摄像机（9）或其它装备（例如喇叭、信号中继模块、照明灯、气体传感器等）就可以长时间在高处工作或待命。如果要将多旋翼无人机从吊挂状态转到正常飞行状态，只要控制多旋翼无人机向前、向上方飞行，飞到电线（4）上方，降低高度后吊钩（7）即可脱离电线（4），这样多旋翼无人机就可以正常飞行了。

参照图13，本发明吊具包括挂杆（1）、吊绳（6）和吊钩（7），所述吊钩（7）有2个，通过2条吊绳（6）分别连接在挂杆（1）的两端。为了吊具安装在多旋翼无人机的机身（3）上时不至于影响到旋翼，所述挂杆（1）采用T字形结构，而且在挂杆（1）上用于与多旋翼无人机机身连接的部分，通常还设有螺纹、卡口、凹位、通孔或磁体等，以便于将吊具安装或连接到多旋翼无人机的机身上。

参照图14、图15，多旋翼无人机在使用中，如果需要吊挂到高处物体上，就先将本发明吊具安装或固定到多旋翼无人机的机身（3）上。将吊具安装到多旋翼无人机上时，只要把吊具的T字形挂杆（1）下端的螺杆扭转到机身（3）上对应的螺母中即可（在多旋翼无人机的机身上预先粘附有螺母）。另外，也可以采用磁体吸附、卡位卡紧或销钉锁定等方式来将吊具安装固定多旋翼无人机机身上。安装有本发明吊具的多旋翼无人机处于飞行状态下时，吊钩（7）通过吊绳（6）自然垂吊在机身（3）所处的高度线之下（如图14、图15所示）。

在多旋翼无人机上应用本发明吊具后，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，使得其携带的工作装备（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24小时将成为平常的事情，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、广告牌、树木或高楼上，通过机载摄像机监视路面的乱摆乱卖、乱停乱放、乱丢垃圾等行为，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；在遇到突发事件时（如街头集会、游行、交通事故、大型活动等），警方可将多旋翼无人机吊挂在事发处的树木、建筑物或空中的电线上，对事件情况进行实时监视、录像；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；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；环保执法人员可以将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；本发明多旋翼无人机用于运送快递时，在飞行到目的地后，若取货人还未到场接货，可以先将多旋翼无人机吊挂在高处（如屋顶外缘、空中的电线电缆、树枝等处）“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抢走；车主在停好车后，将本发明多旋翼无人机吊挂在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、空中的电线电缆或树枝上，也可以吊挂本发明多旋翼无人机来对庭院进行监控，若发生小孩在庭院中玩耍时受伤、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；将本发明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）的时间要比现有多旋翼无人机长得多；网络直播异常火爆，将本发明多旋翼无人机吊挂在高处物体上，就可以以空中视角直播。可以说，本发明吊具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。

Claims (8)

1.一种多旋翼无人机用吊具，其特征是：包括挂杆和挂钩，所述挂钩有2个，分别对称连接在挂杆的两端，而且挂钩与挂杆的连接为活动连接，挂钩可以以挂杆为轴线转动；或者是包括挂杆、吊绳和吊钩，所述吊钩有2个，通过2条吊绳分别连接在挂杆的两端。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机用吊具，其特征是：在挂杆上，还设有用于将挂杆安装或固定到多旋翼无人机上的扣件、钩子、夹子、压簧、磁体、铁片、绑带或压片。

3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机用吊具，其特征是：所述挂杆为伸缩式或可折叠的二段式结构。

4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机用吊具，其特征是：所述挂钩为伸缩式结构。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人机用吊具，其特征是：所述挂钩、挂杆为空心结构。

6.根据权利要求1所述的多旋翼无人机用吊具，其特征是：所述吊钩为均匀分布的三钩。

7.根据权利要求1所述的多旋翼无人机用吊具，其特征是：所述挂杆为T字形。

8.根据权利要求1和7所述的多旋翼无人机用吊具，其特征是：在挂杆上用于与多旋翼无人机机身连接的部分，还设有螺纹、卡口、凹位、通孔或磁体，以便于吊具安装到多旋翼无人机的机身上。