CN108622385A - 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，机臂的一端连接机身，电机安装在机臂上，旋翼安装在电机的转轴上，脚架连接在机身下面，此外在机身上还设有吸盘挂架和挂勾挂架，吸盘挂架的外端设有吸盘和支架，而挂勾挂架的外端则设有挂勾。多旋翼无人机可以通过吸盘挂架来吸附在高楼的幕墙玻璃或房屋的窗户玻璃上，或通过挂勾挂架来吊挂在空中的电线、树枝等高处物体上。吸附或吊挂在高处物体上后，多旋翼无人机便无需电池电能提供升力，其携带的工作设备可以长时间在高处工作或待命。本发明多旋翼无人机可以广泛应用于空中定点拍摄、监控、直播、环保监测、案件侦察、城市管理、庭院安防、车辆防盗等领域。

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3～8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，现已在空中拍照、摄像、监控、侦察、无线电信号中继，高压线、大桥、水坝检査，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约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等待（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高处物体上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、电机、旋翼（螺旋桨）、脚架（支脚），机臂的一端连接机身，电机安装在机臂上，旋翼安装在电机的转轴上（或变速器上），脚架连接在机身下面，在机身下面一般还设置有云台及摄像机或其它工作设备，机身中还安装有电池以及飞控单元，在旋翼外围通常还设有旋翼防护架来保护高速旋转的旋翼免于碰到外物而损坏。此外，在机身上还设有吸盘挂架和挂勾挂架，吸盘挂架和挂勾挂架分设于机身的左右或前后两边，这两种挂架的一端都通过连接头连接在机身上，另一端伸出各旋翼旋转范围连线之外；在吸盘挂架的外端设有吸盘和支架，且支架位于吸盘的下方，而在挂勾挂架的外端则设有挂勾。通过吸盘挂架上的吸盘和支架，多旋翼无人机可以吸附在高楼的幕墙玻璃、窗户玻璃上；利用挂勾挂架上的挂勾，多旋翼无人机可以吊挂空中的电线、树枝、广告牌、屋檐等高处物体上。吸附在高楼的幕墙玻璃、窗户玻璃上，或吊挂在空中的电线等高处物体上后，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，由于多旋翼无人机可以通过吸盘挂架上的吸盘来吸附在幕墙玻璃和窗户玻璃上，或通过挂勾挂架上的挂勾来吊挂在高处物体上工作，而处于吸附或吊挂状态下的多旋翼无人机，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，而且在吸附或吊挂状态下，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。

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左视示意图。

图3是图1实施例多旋翼无人机的立体示意图。

图4、图5是图1实施例多旋翼无人机吸附在高楼的幕墙玻璃上时，两个不同视角的使用状态示意图。

图6、图7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8是图1实施例多旋翼无人机拆下吸盘挂架和挂勾挂架后的立体示意图。

图中：1.机身，2.机臂，3.电机，4.旋翼，5.脚架，6.摄像机，7.连接头，8.吸盘挂架，8A.支架，9.吸盘，10.拉绳，11.挂勾挂架，11A.挂勾，12.旋翼防护架，13.幕墙玻璃，14.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主要包括机身（1）、机臂（2）、电机（3）、旋翼（4）、脚架（5）。机臂（2）的一端连接机身（1），电机（3）安装在机臂（2）上，旋翼（4）安装在电机（3）的转轴上，旋翼防护架（12）安装在旋翼（4）外围，脚架（5）连接在机身（1）下面，在机身（1）的下面一般还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，在机身（1）上还设有吸盘挂架（8）和挂勾挂架（11），这两种挂架通常是横向设置且分设于机身（1）的左右或前后两边，吸盘挂架（8）和挂勾挂架（11）的一端都通过连接头（7）连接到机身（1）上，且为活动连接（吸盘挂架和挂勾挂架可以绕着连接头上的转轴转动），另一端伸出各旋翼（4）的旋转范围连线之外（以便于吸盘挂架上的吸盘能够吸附到建筑物上的玻璃上，以及挂勾挂架上的挂勾能够勾到电线等物体上）；在吸盘挂架（8）的外端设有吸盘（9）和支架（8A），且支架（8A）位于吸盘（9）的下方；在挂勾挂架（11）的外端设有挂勾（11A）。吸盘（9）的用处是用于吸附在高楼的幕墙玻璃或窗户玻璃上，支架（8A）在吸盘（9）处于吸附状态时起到支点的作用，从而使多旋翼无人机能够通过吸盘对玻璃的吸附作用稳定地吊挂在高处工作。为了使吸盘（9）吸附在玻璃上时，吸盘挂架（8）更为稳定地吊住多旋翼无人机，吸盘挂架上位于吸盘（9）下方的支架（8A）通常做成一字形或弧形（这样便至少会有两个支点来支撑）。为了便于吸盘（9）从吸附状态脱离出来，在吸盘的下边缘一般还设有拉绳（10），当处于吊挂状态的多旋翼无人机起飞升高时，该拉绳（10）就会拉开吸盘（9），从而使吸盘（9）脱离吸附状态。挂勾挂架（11）上的挂勾（11A）则用于将多旋翼无人机吊挂在空中的电线、树枝、楼顶围栏、围墙等高处物体上。

参照图4、图5，本发明多旋翼无人机在使用时，如果需要将其吸附在高处的幕墙玻璃（13）上工作（如监视、拍摄、待命等），那么就先控制其飞行到幕墙玻璃（13）处，并使吸盘挂架（8）外端的吸盘（9）轻度撞击幕墙玻璃（13），这样吸盘（9）就能紧紧地吸附在幕墙玻璃（13）上。有了吸盘（9）的吸附和支架（8A）的支撑，多旋翼无人机就可以通过吸盘挂架（8）稳定地吊挂在幕墙玻璃（13）上了，其携带的摄像机（6）就可以长时间在高处向下监视、拍摄。多旋翼无人机除了可以通过吸盘吸附在幕墙玻璃上外，也可以用同样的方式吸附在窗户玻璃上。

参照图6、图7，本发明多旋翼无人机在使用时，如果需要将其吊挂在空中的电线（14）上工作（如监视、拍摄、待命等），那么就先控制其飞行到空中的电线（14）处，并使挂勾挂架（11）上的挂勾（11A）位于电线（14）的上方，在降低多旋翼无人机的高度后，挂勾（11A）就会勾在电线（14）上（在这一过程中，挂勾挂架会绕着连接头上的转轴转动约90度角），这样多旋翼无人机就可以稳定地吊挂在电线（14）上了。吊挂在电线（14）上后，多旋翼无人机上携带的摄像机（6）就可以长时间在高处向下监视、拍摄。利用挂勾挂架（11），多旋翼无人机也可以以同样的方式吊挂（或勾挂）在树枝、广告牌、交通标志牌、阳台栏杆、高楼天台的围墙等高处物体上。

参照图8，在不需要将多旋翼无人机吸附或吊挂在高处工作时，可先将多旋翼无人机上的吸盘挂架和挂勾挂架（及连接头）拆卸下来。拆卸下了吸盘挂架和挂勾挂架（及连接头）的多旋翼无人机跟现有的同类型多旋翼无人机相比，基本上没多大区别，可以像现有的同类型多旋翼无人机那样使用。

本发明多旋翼无人机上的吸盘（9）可以设有多个，以便增大吸附力及吸附的可靠性，当然也可以采用电动吸盘。

为了使挂勾挂架（11）上的挂勾（11A）更好能够更好地勾搭在高楼天台围墙、阳台上方的挡雨板等高处物体上面，挂勾（11A）通常是做成尖头的。

本发明多旋翼无人机上的吸盘挂架和挂勾挂架一般采用碳纤维、玻璃纤维、铝合金等强度高、重量轻的材料来制作，而且其主体通常采用空心结构。由于重量较轻，因此不会对多旋翼无人机的起降及飞行带来不利影响，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中的机身（1）和机臂（2）也可以采用一体化结构（这种结构也称为机架）。

本发明多旋翼无人机中的机臂（2）可以是固定的，也可以是可伸缩的机臂、可收纳的机臂、可转动的机臂等。

本发明多旋翼无人机上连接头（7）可以通过螺丝坚固的方式连接到机身（1）上，也可以通过磁力吸附的方式连接到机身（1）上。

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，又能在需要时通过吸盘挂架来吸附在高处的幕墙玻璃或窗户玻璃上，或通过挂勾挂架来吊挂在空中的电线、树枝、广告牌等高处物体上。由于多旋翼无人机处于吸附或吊挂状态时，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吸附在临街房屋的窗户玻璃上，或吊挂在空中的电线上，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和毁灭视频证据；记者在现场采访时，可以让多旋翼无人机吊挂在高处摄像，从高处拍下的画面更能吸引观众观看，另外如果发生殴打记者、抢夺摄像器材的事件，高处的多旋翼无人机也能拍下视频证据；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吸附在高楼的幕墙玻璃和窗户玻璃上，或吊挂在空中的电线、树枝上，对现场状况进行实时监视、录像；车主在停好车后，将多旋翼无人机吊挂在车子附近的电线或树枝上，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；在庭院中的电线、树枝或高楼天台的围墙上，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，可将其吊挂在空中的电线或建筑物顶端的外缘上工作，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；目前利用无人机来进行网络直播开始流行起来，使用本发明多旋翼无人机便解决了现有多旋翼无人机留空时间短（通常只有10～30分钟）的不足，可以让多旋翼无人机吸附在窗户玻璃或吊挂在高处物体上进行长时间（例如几个小时，甚至一天以上）的直播；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电线或树枝上“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；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，对藏匿在树林中进行造假、制毒、走私等违法行为的犯罪分子进行监视、侦察、摄像取证；部队在树林中进行训练时，可将多旋翼无人机吊挂在树上，对林中的行军、训练人员进行监视，防止人员偷懒和做假；现场追查逃犯时，可将多旋翼无人机吊挂在高处监视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并报警；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。

有人住的地方基本上都会有窗户玻璃、树木、电线，在城市中，幕墙玻璃、广告牌等也是随处可见，也就是说基本都会有适合本发明多旋翼无人机吸附和吊挂的地方，因此本发明多旋翼无人机的应用场所几乎无所不在。

Claims (7)

1.一种多旋翼无人机，包括机身、机臂、电机、旋翼、脚架，机臂的一端连接机身，电机安装在机臂上，旋翼安装在电机的转轴上，脚架连接在机身下面，其特征是：在机身上还设有吸盘挂架和挂勾挂架，吸盘挂架和挂勾挂架分设于机身的左右或前后两边，这两种挂架的一端都连接在机身上；吸盘挂架的外端设有吸盘和支架，且支架位于吸盘的下方，而挂勾挂架的外端则设有挂勾。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：吸盘挂架和挂勾挂架通过连接头连接到机身上，且为活动连接。

3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：在吸盘的下边缘设有拉绳。

4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：吸盘挂架和挂勾挂架主体为空心结构。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：吸盘挂架上的支架为一字形或弧形。

6.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂勾挂架上的挂勾是尖头的。

7.根据权利要求2所述的多旋翼无人机，其特征是：连接头通过螺丝坚固方式或磁力吸附方式连接到机身上。