CN108327904A - 一种多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

一种多旋翼无人机，包括机身、电机、旋翼，在多旋翼无人机的两边设置有2个对称的挂钩，挂钩的一端直接连接在机身、机架或防护架等构件上，或者是通过挂杆连接到机身上；挂钩与机身、机架、防护架或挂杆间的连接为活动连接，挂钩可以绕着连接处转动。在多旋翼无人机处于飞行状态下时，挂钩垂吊在机身之下；在多旋翼无人机处于吊挂状态下时，挂钩则位于机身之上。在使用过程中，多旋翼无人机可以通过挂钩来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。

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。现有的多旋翼无人机主要有以下不足：由于悬停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视、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。为了解决上述缺点，申请号为201610223207.4的中国专利申请“一种多旋翼无人机”公开了在机身上面设置挂勾来将多旋翼无人机进行吊挂的技术方案，其缺点是：挂勾设置在机身上面，造成了多旋翼无人机的整体重心偏高，容易使多旋翼无人机失去平衡，不利于飞行姿态的稳定和控制，在具体使用中也无法将其勾挂到高楼天台的围墙上，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。另一项申请号为201710185278.4的中国专利申请“一种多旋翼无人机”则公开了带有挂勾的挂杆通过挂圈吊挂在多旋翼无人机上的技术方案，其缺点是：挂圈圈在多旋翼无人机的机身上，既会对机身的设计带来不利影响（难以应用在扁形机身、方形机身、短机身等上面），也会对机身下方的吊挂物（如摄像机）带来影响；在吊挂时，由于只有一条挂杆，多旋翼无人机在吊挂状态下也容易发生水平方向上的转动及摇摆，其稳定性并不好；在多旋翼无人机降落时，挂勾会先单点触地，这样也容易使多旋翼无人机发生侧翻。

发明内容

为了解决现有多旋翼无人机的上述不足之处，本发明的目的是提供一种可以长时间吊挂在高处物体上工作的多旋翼无人机，让吊挂式无人机更具实用性。

本发明技术方案是：一种多旋翼无人机，包括机身（机架）、电机、旋翼，电机安装在机身（机架）上，旋翼安装在电机转轴或变速器上，机身中还安装有电池以及飞控单元，在机身下面通常还设置有云台及摄像机或其它工作装备、部件，此外，在多旋翼无人机的两边还设置有2个对称的挂钩，挂钩的一端直接连接在机身、机架或防护架等构件上，或者是通过挂杆连接到机身上；挂钩与机身、机架、防护架或挂杆间的连接为活动连接，挂钩可以绕着连接处转动。在多旋翼无人机处于飞行状态下时，挂钩下部分垂吊在机身所处的高度线之下；在多旋翼无人机通过该挂钩吊挂在高处物体上，处于吊挂状态下时，挂钩则位于机身所处的高度线之上。在使用过程中，多旋翼无人机可以通过挂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、交通标志牌、广告牌、高楼的阳台拦杆、窗户等物体上，这样多旋翼无人机上携带的装备（例如相机、摄像机、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。

本发明方案中，所述挂杆通过杆扣、磁体吸附、捆绑、夹子夹、穿圈、穿管、压簧、螺丝固定或插销锁紧等方式、方法固定到机身上。

优选方案1：所述的挂钩为伸缩式或可折叠的分段式结构。

优选方案2：所述的挂杆为伸缩式或可折叠的分段式结构。

优选方案3：所述的挂钩、挂杆为空心结构。

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，而且由于是左右双钩吊挂，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。由于多旋翼无人机在处于飞行状态下时，挂钩垂吊在机身所处高度线之下，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。由于两个挂钩对称设置于机身、机架或防护架的左右两边，因此不会对机身的形状设计造成影响，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不需要吊挂在高处，在使用前可以先将挂钩、挂杆拆下，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任何不利影响。

附图说明

图1是本发明多旋翼无人机第一个实施例的左视示意图。

图2是图1实施例多旋翼无人机的主视示意图。

图3是图1实施例多旋翼无人机的俯视示意图。

图4是图1实施例多旋翼无人机的立体示意图。

图5是图4线条图对应的灰度图。

图6是图1实施例多旋翼无人机在吊挂前，从空中的电线上方飞过时的状态示意图。

图7、图8是图1实施例多旋翼无人机吊挂在空中的电线上时，两个不同视角的使用状态示意图。

图9是图8线条图对应的灰度图。

图10是本发明多旋翼无人机第二个实施例的立体示意图。

图11是图10线条图对应的灰度图。

图12是图10实施例多旋翼无人机吊挂在空中时的使用状态示意图。

图13、图14分别是本发明第一、第二个实施例中的多旋翼无人机在拆除挂钩、挂杆之后的立体示意图。

图中：1.机身，1A.机架，2.电机，3.旋翼，4.防护架，5.挂杆，6.挂钩，7.摄像机，8.电线，9.杆扣。

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、图4、图5，本发明多旋翼无人机在机械构造方面包括机身（1）、电机（2）、旋翼（3）、防护架（4），电机安装在机身（1）或机架上，旋翼（3）安装在电机（2）转轴或变速器上，机身（1）中还安装有电池以及飞控单元，在机身（1）下面通常还设置有云台及摄像机（7）或其它工作装备、部件。此外，在多旋翼无人机的两边还设置有2个对称的挂钩（6），挂钩通过挂杆（5）连接到机身（1）上（挂钩也可以直接连接在机身、机架或防护架等构件上）。挂钩（6）与挂杆（5）间的连接为活动连接，挂钩（6）可以绕着连接处转动，或者是随挂杆一起转动。在多旋翼无人机处于飞行状态下时，挂钩（6）下部分自然垂吊在机身（1）所处的高度线之下；在多旋翼无人机通过该挂钩（6）吊挂在高处物体上处于吊挂状态下时，挂钩（6）则位于机身（1）所处的高度线之上。

参照图6，本发明多旋翼无人机在使用时，若需要将其吊挂在空中的电线（8）上，那么就控制其飞到电线（8）旁边，并使机身（1）位于电线（8）上方，挂钩（6）的中下部处于电线（8）的下方。在操控多旋翼无人机的过程中，可以通过机身（1）下面的摄像机（7）来观察电线（8），以实时获知多旋翼无人机与电线（8）的相对位置。

多旋翼无人机在机身（1）高于电线（8）、挂钩（6）下部低于电线（8）的状态下，向着电线方向飞去时，挂钩（6）在碰到电线（8）之后，就会勾到电线（8）上，此时让驱动旋翼旋转的电机（2）停止转动，多旋翼无人机就能稳定地吊挂电线（8）上，如图7、图8、图9所示。吊挂在电线（8）、树枝、铁架等高处物体上后，多旋翼无人机上携带的摄像机（7）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（8）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（6）即可从电线（8）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。

参照图10、图11，在多旋翼无人机的两边设置有2个对称的挂钩（6），挂钩（6）直接连接在机架（1A）上，且挂钩（6）与机架（1A）的连接为活动连接，挂钩（6）可以绕着连接处转动。在多旋翼无人机处于飞行状态下时，挂钩（6）自然垂吊着。

本实施例中，挂钩（6）为伸缩式结构。在不需要使用挂钩来将多旋翼无人机吊挂在高处物体上时，可以将挂钩缩短，以便于收纳及携带；在需要使用挂钩来将多旋翼无人机吊挂在高处物体上时，再将挂钩拉长，以便于勾住被吊挂物。

参照图12，在多旋翼无人机通过挂钩（6）吊挂在空中的电线（8）等高处物体上时，挂钩（6）转到了机架（1A）所处的高度线之上。吊挂过程如下：控制多旋翼无人机，使其机架（1A）高于电线（8）而挂钩（6）的下部低于电线（8），在此高度下向着电线方向飞去，挂钩（6）在碰到电线（8）之后，就会勾到电线（8）上，此时让旋翼停止转动，多旋翼无人机就能顺势吊挂到电线（8）上了。吊挂在电线（8）、树枝、铁架等高处物体上后，多旋翼无人机上携带的摄像机（7）就可以长时间在高处监视、摄像。

参照图13、图14，本发明多旋翼无人机上的挂钩、挂杆一般都是可拆卸的。例如，在多旋翼无人机的机身（1）上，设置有用于固定挂杆的杆扣（9），利用该杆扣（9）就可以很方便地将挂杆扣压在机身（1）上固定好，另外将挂杆从机身上取下也很方便。多旋翼无人机在拆掉挂钩、挂杆之后，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，并没有太大区别，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。

本发明多旋翼无人机上的挂杆（5）除了通过第一个实施例中所述的杆扣（9）来固定到机身（1）上外，还可以通过磁体吸附、捆绑、用夹子来夹、穿圈、穿管、压簧、螺丝固定、插销锁紧等等方式、方法来固定到机身（1）上。

本发明多旋翼无人机上的挂钩、挂杆通常采用空心结构，这样可以减轻其重量。

本发明多旋翼无人机既能像现有的多旋翼无人机那样工作（把挂钩、挂杆拆卸下来后，看起来跟现有的同类型无人机没有多大区别），又能在需要时通过挂钩吊挂在高处物体上。由于多旋翼无人机处于吊挂状态时，无需电能提供升力，使得工作装备（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。

本发明权利范围不仅适用于多旋翼无人机，同样也适用于多旋翼玩具飞行器。

Claims (5)

1.一种多旋翼无人机，其特征是：在多旋翼无人机的两边设置有2个对称的挂钩，挂钩的一端直接连接在机身、机架或防护架上，或者是通过挂杆连接到机身上；挂钩与机身、机架、防护架或挂杆的连接为活动连接，挂钩可以绕着连接处转动；在多旋翼无人机处于飞行状态下时，挂钩垂吊在机身之下；在多旋翼无人机处于吊挂状态下时，挂钩则位于机身之上。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：多旋翼无人机上的挂杆通过杆扣、磁体吸附、捆绑、夹子夹、穿圈、穿管、压簧、螺丝固定或插销锁紧方式固定到机身上。

3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：多旋翼无人机上的挂钩为伸缩式或分段式结构。

4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：多旋翼无人机上的挂杆为伸缩式或分段式结构。

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