CN108622389A - 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，在部分或全部机臂的外端还设置有挂勾，此外在脚架上还设有支杆，支杆相对于挂勾在垂直方向上的投影更靠近于机身。本发明多旋翼无人机可以通过机臂上的挂勾来搭挂或吊挂在广告牌、栏杆、电线、树枝等高处物体上工作，能极大地延长机载装备在高处工作的时间，而且在搭挂和吊挂状态下，多旋翼无人机的姿态和位置都非常稳定，无需另外控制。本发明多旋翼无人机可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、野外科考等领域。

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、侧飞等功能，现已在空中拍照、摄像、直播、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，绝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的空中监控、拍摄、直播、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。

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，主要包括机身、机臂、电机、旋翼（螺旋桨）、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（或变速器上），脚架连接在机身下面。此外，在部分或全部机臂的外端还设置有勾头朝下的挂勾，且不同的机臂上挂勾的类型或大小不相同（例如有的挂勾为角勾，有的挂勾为弧形弯勾）；另外，在脚架上还设有支杆，用于支撑多旋翼无人机通过挂勾搭挂到其它物体上，该支杆相对于挂勾在垂直方向上的投影更靠近于机身。为了便于操控多旋翼无人机进行搭挂和吊挂，在机身上通常还设有镜头朝上的上置摄像机。使用时，多旋翼无人机可以通过机臂上的挂勾来搭挂或吊挂在广告牌、阳台栏杆、路灯横杆、空中的电线、树枝等高处物体上。与现有的多旋翼无人机相似，本发明多旋翼无人机机身下面一般也设置有云台及摄像机或其它工作设备、部件，机身中也安装有电池以及飞控单元，在旋翼外围还可以设置旋翼防护架来保护高速旋转的旋翼免于碰到外物而损坏。

本发明的有益效果是，由于多旋翼无人机可以通过机臂上的挂勾来搭挂或吊挂在高处物体（例如广告牌、阳台栏杆、路灯横杆、空中的电线、树枝）上工作或待命，而处于搭挂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，而且在搭挂或吊挂状态下，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。与挂勾竖立设置在机身上面的多旋翼无人机相比，本发明多旋翼无人机上的挂勾设置在机臂上，因此整机重心低，更容易控制，稳定性也更好，吊挂时外物一般也不会碰到旋翼，而且由于有两种或两种以上的挂勾，适应性更好，例如除了可以吊挂在电线等线状物体上外，还可以搭挂在广告牌、栏杆、墙体等板状物体上使用。

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仰视示意图。

图3是图1实施例多旋翼无人机的立体示意图。

图4是图1实施例多旋翼无人机搭挂在广告牌上时的使用状态示意图。

图5是图1实施例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是本发明多旋翼无人机第二个实施例的立体示意图。

图7是图6实施例多旋翼无人机拆下挂勾之后的立体示意图。

图中：1.机身，2.机臂，2A、2B.挂勾，3.电机，4.旋翼，5.脚架，5A.支杆，6.摄像机，7.上置摄像机， 8.广告牌，9.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），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，在部分或全部机臂（2）的外端还设置有挂勾（2A、2B），挂勾（2A、2B）的勾头朝下（如图1、图3所示），且不同的机臂上挂勾的类型或大小不相同，一般来说至少有一个角勾（如挂勾2A）和一个弧形弯勾（如挂勾2B），其中角勾可以是直角勾，也可以是锐角勾（例如7字形勾）；在脚架（5）上还设有支杆（5A），用于支撑多旋翼无人机通过挂勾（2A）搭挂到其它物体上，而且该支杆（5A）相对于挂勾（2A）在垂直方向上的投影更靠近于机身（如图2所示），这样既便于挂勾（2A）勾搭到高处物体（如广告牌）上，也可以使多旋翼无人机搭挂在广告牌等高处物体上时能基本保持其正常姿态。另外，机臂上的挂勾通常相对于机身作对称设置（只是相对的挂勾的类型或大小不相同，例如本实施例中的挂勾2A为直角勾，挂勾2B为弧形弯勾），这样有利于多旋翼无人机飞行时受力的平衡。为了在控制多旋翼无人机进行搭挂或吊挂时，能够实时看到挂勾与搭挂物、吊挂物的相对位置和距离，在机身（1）上通常还设有镜头朝向上方的上置摄像机（7）。

参照图4，本发明多旋翼无人机在使用时，如果需要将其搭挂在广告牌（8）上工作（如监视、拍摄、待命等），那么就先控制其飞行到广告牌（8）处，并让挂勾（2A）处于广告牌（8）上方。在控制多旋翼无人机搭挂的过程中，可通过机身（1）上面的上置摄像机（7）来实时观看挂勾（2A）与广告牌（8）的相对位置、距离。在挂勾（2A）处于广告牌（8）的上方时，降低多旋翼无人机的高度后，挂勾（2A）就会勾在广告牌（8）上，而此时脚架（5）上的支杆（5A）也会侧压在广告牌（8）上起到支撑作用。在关闭旋翼电机（3）后，多旋翼无人机就可以稳定地搭挂在广告牌（8）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。多旋翼无人机也可以用同样的方式搭挂在交通标志牌、阳台栏杆、打开的窗户、高楼天台围墙等高处物体上。若要结束搭挂状态，只要让多旋翼无人机重新起飞即可。

参照图5，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（9）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（9）处，并让挂勾（2B）处于电线（9）的上方。在控制多旋翼无人机吊挂的过程中，可通过机身（1）上面的上置摄像机（7）来实时观看挂勾（2B）与电线（9）的相对位置、距离。在挂勾（2B）处于电线（9）的上方时，降低多旋翼无人机的高度后，挂勾（2B）就会勾在电线（9）上。关闭旋翼电机后，多旋翼无人机就可以稳定地吊挂在空中的电线（9）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。多旋翼无人机也可以用同样的方式吊挂在树枝、空中的管线等高处物体上。若要结束吊挂状态，只要让多旋翼无人机重新起飞即可。

参照图6，本发明多旋翼无人机机臂（2）上的挂勾（2A、2B）为可拆卸式挂勾，挂勾（2A、2B）通常通过螺纹（挂勾头上有螺纹，机臂连接挂勾处也有相配的螺纹）、紧插或卡位等方式连接到机臂（2）上。另外，挂勾（2A、2B）通常做成可伸缩式结构，以便于在具体使用时勾搭到不同厚度的广告牌等物体上。

参照图7，本发明多旋翼无人机在使用时，如果不需要将其搭挂或吊挂到高处物体上工作，可在飞行前先将机臂（2）上挂勾拆卸下来。拆卸下了挂勾之后，本发明多旋翼无人机跟现有的同类型多旋翼无人机差别不大，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机臂及机臂外端的挂勾一般采用碳纤维、玻璃纤维、铝合金等强度高、重量轻的材料来制作，而且通常采用空心结构。由于重量较轻，而且基本上是对称分布，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。另外在挂勾上通常还套上胶垫，或通过其它方式来增加摩擦力，这样多旋翼无人机吊挂在电线等物体上时就不容易滑动，稳定性也会更好。当然也可以设置双勾来吊挂，这样多旋翼无人机在吊挂时就不会发生水平方向上的转动。

本发明多旋翼无人机的机身（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脚架（5）上的支杆（5A）可以是倒T字形，也可以是八字形、人字形的。

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，又能在需要时通过机臂上的挂勾来搭挂或吊挂在广告牌、交通标志牌、栏杆、窗户、高墙、电线、路灯横杆、阳台、管线、树枝等高处物体上。由于多旋翼无人机处于搭挂或吊挂状态时，无需电池电能提供升力，使得其所携带的工作设备（例如相机、摄像机、喊话器、信号中继模块、照明灯）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空中的电线、路灯横杆或搭挂在广告牌上，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，也能很好地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搭挂或吊挂在高处摄像，从高处拍下的画面更能吸引观众观看，而且如果发生殴打记者、抢夺摄像器材的事件，处于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、体育赛事等），警方可将多架多旋翼无人机搭挂或吊挂在高楼天台围墙、窗户、广告牌、路灯横杆、电线、树枝等高处物体上，对现场状况进行实时监视、录像；车主在停好车后，将多旋翼无人机搭挂或吊挂在附近的高处物体上，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；在庭院中的电线、树枝或高楼的阳台栏杆、围墙、窗户上，也可以搭挂或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、小偷入屋盗窃等事件，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、树枝上，或搭挂在高楼天台围墙等高处物体上工作，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搭挂或吊挂在窗户、广告牌、宣传牌、空中的电线、管线、树枝上，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、树枝上，或搭挂在阳台栏杆等高处物体上“停车”（停止旋翼旋转）等待，这样既可避免快件被盗抢，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、管线上，或搭挂在广告牌、展板上，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搭挂或吊挂在高处监视，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枝上，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，可将多旋翼无人机搭挂或吊挂在高处监视并开启人脸识别系统，便可以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，而且处于吊挂状态下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电线、树木、阳台栏杆、围墙、广告牌、窗户等适合本发明多旋翼无人机搭挂和吊挂的地方，因此本发明多旋翼无人机的应用场所几乎无所不在。

本发明大大扩展和延伸了多旋翼无人机的用途，必将大大促进多旋翼无人机的发展。

Claims (9)

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：在部分或全部机臂的外端还设置有勾头朝下的挂勾，此外在脚架上还设有支杆，脚架上的支杆相对于挂勾在垂直方向上的投影更靠近于机身。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：不同的机臂上挂勾的类型或大小不相同。

3.根据权利要求1或2所述的多旋翼无人机，其特征是：机臂上的挂勾中至少有一个角勾和一个弧形弯勾。

4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：机臂及机臂外端的挂勾为空心结构。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：脚架上的支杆为倒T字形、八字形或人字形。

6.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂勾上套有胶垫。

7.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂勾为可伸缩式结构。

8.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂勾通过螺纹、紧插或卡位方式连接到机臂上。

9.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：在机身上还设有镜头朝上的上置摄像机。