CN108945419A - 一种适合叠放的无人机及无人机收放系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适合叠放的无人机，所述无人机为涵道式无人机，其包括外壳和设置在所述外壳内的涵道风扇，所述外壳的顶面和底面均为平面，且所述顶面或底面中的一者上设置有朝向所述外壳内部凹陷的定位凹槽，另外一者上设置有与所述定位凹槽在所述外壳厚度方向上位置对应的定位凸起，所述定位凸起朝向所述外壳的外部凸出，且其与所述定位凹槽能够适配。本发明中的无人机由于其外形和定位结构，改进了无人机的存储方式，从而可以密集多层地叠放存储，便于大量携带和高效操作，适合集群化投放和使用无人机。本发明还涉及一种无人机收放系统。

Description

一种适合叠放的无人机及无人机收放系统

技术领域

本发明涉及无人机设计生产技术领域，特别涉及一种适合叠放的无人机及无人机收放系统。

背景技术

传统无人机的螺旋桨或或机翼暴露于外部，因此若要对无人机回收存放，存储空间需要能够容纳螺旋桨或机翼，因此存储空间需要比机身大很多，这导致目前无人机的存储和运输较为不便。

尤其是需要大量无人机的场合，例如无人机集群，这种缺点将导致无人机不能快速高效的投放和使用，也不能满足需大量使用无人机的特定环境(如勘察、搜救、战场)中无人机的投放和使用。

因此，无人机回收和存放时如何能够占用更小的空间，并能够更加合理的排布是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了使无人机回收和存放时能够占用尽量小的空间，提高无人机存放室排布的合理性，本发明公开了一种适合叠放的无人机，所述无人机为涵道式无人机，其包括外壳和设置在所述外壳内的涵道风扇，所述外壳的顶面和底面形状一致，且所述顶面或底面中的一者上设置有朝向所述外壳内部凹陷的定位凹槽，另外一者上设置有与所述定位凹槽在所述外壳厚度方向上位置对应的定位凸起，所述定位凸起朝向所述外壳的外部凸出，且其与所述定位凹槽适配。

优选的，所述外壳呈长方形平板状，其顶面和底面均为平面，所述涵道风扇的转轴平行于所述外壳的厚度方向，与所述涵道风扇相对应的涵道贯通所述外壳厚度方向上的顶面和底面。

优选的，所述涵道包括多个，且所述涵道形成多排平行于所述外壳纵向的涵道队列，所述涵道队列关于所述外壳的纵向中轴线对称，任意一排所述涵道队列中的所述涵道均关于所述外壳的横向中轴线对称。

优选的，所述涵道共包括六个，且所述涵道形成两排所述涵道队列，两排所述涵道队列分别位于所述纵向中轴线的两侧；任意一排所述涵道队列中，位于中间的所述涵道的中心位于所述外壳的横向中轴线上，或者靠近所述外壳的横向中轴线设置，其余两个所述涵道分置在所述横向中轴线的两侧。

优选的，所述涵道的直径为D，在任意一排所述涵道队列中，相邻两个所述涵道的中心之间的距离为L₁，其中，21D/20≤L₁≤3D/2。

优选的，相邻两排所述涵道队列之间的距离为L₂，其中，21D/20≤L₂≤3D/2。

优选的，任意一所述涵道的中心与和自身临近的所述外壳(1)的边缘之间的距离为L₃，其中，11D/20≤L₃≤3D/5。

优选的，所述定位凹槽设置有多个，且所述定位凹槽形成多排平行于所述外壳纵向的凹槽队列，所述凹槽队列关于所述外壳的纵向中轴线对称，任意一排所述凹槽队列中的所述凹槽均关于所述外壳的横向中轴线对称。

优选的，所述定位凹槽靠近所述外壳的纵向侧边设置。

优选的，所述外壳包括上侧发泡外壳，和与所述上侧发泡外壳扣合的下侧发泡外壳。

优选的，还包括设置在所述外壳侧面上的红外照明灯和摄像头。

本发明还公开了一种无人机收放系统，包括载体以及多个上述适合叠放的无人机，所述载体的壳体构成用于存放所述无人机的舱体，所述舱体的顶部设置有可开合的顶盖，存放于所述舱体中的所述无人机相互叠合放置，相邻两个所述无人机的所述定位凸起与所述定位凹槽插接配合。

优选的，所述载体为无人收放车。

本发明所公开的无人机具体为涵道式无人机，该涵道式无人机的涵道风扇设置在外壳的内部，由于无外置螺旋桨和机翼等部件，因此其本身占用空间相比于现有技术而言就已经显著减小；除此之外，由于本发明中公开的无人机的顶面和底面为平面结构，因此其尤其适合叠放，叠放后上下相邻的两个无人机的顶面和底面贴合，这就最大程度的减小了空间的占用；同时，由于外壳顶面和底面中的一者上设置有定位凹槽，另外一者上设置有与凹槽在厚度方向上位置对应的定位凸起，因此在完成叠放后，相邻两个无人机的定位凸起与定位凹槽会插接配合，从而起到周向限位作用，有效避免无人机的倾斜和滑移，这使得大量携带和高效操作集群化无人机成为了可能。

附图说明

图1为本发明实施例中所公开的无人机一种角度的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中所公开的无人机另一种角度的整体结构示意图；

图3为图2的俯视示意图；

图4为图2中前侧面的结构示意图；

图5为图2中左侧面的结构示意图；

图6为本发明实施例中所公开的无人收放车的结构示意图；

图7为无人机在无人收放车中的存放状态示意图；

图8为无人机释放或回收时的状态示意图。

其中，1为外壳，2为涵道，3为涵道保护罩，4为红外照明灯，5为摄像头，6为定位凹槽，7为定位凸起，8为无人收放车，11为上侧发泡外壳，12为下侧发泡外壳，81为顶盖。

具体实施方式

本发明的核心之一是提供一种适合叠放的无人机，以便使无人机回收和存放时能够占用尽量小的空间，提高无人机存放室排布的合理性。

本发明的另一核心是提供一种无人机收放系统。

请参考图1至图5中所示，本发明中所公开的适合叠放的无人机为涵道式无人机，该无人机包括外壳1和设置在外壳1内的涵道风扇，外壳1的顶面和底面形状一致，并且顶面和底面中的其中一者上设置有定位凹槽6，另外一者上设置有在外壳厚度方向上与定位凹槽6位置对应的定位凸起7，定位凹槽6朝向外壳1内部凹陷，定位凸起7朝向外壳1的外部凸出，并且定位凸起7与定位凹槽6能够适配。

需要进行说明的是，所谓顶面和底面的形状一致就是说顶面若为平面，则底面也为平面且形状相同，若顶面为曲面，则底面也为顶面曲率一致的曲面且形状相同，所谓定位凹槽6与定位凸起7在外壳厚度方向上对应就是说，定位凹槽6的中心沿外壳的厚度方向延伸正好过定位凸起7的中心，上述实施例中的定位凹槽6的形状不受限制，定位凹槽6可以为圆形凹槽、矩形凹槽或者正多边形凹槽，也可以不规则形状的凹槽，定位凸起7的横截面形状可以与定位凹槽6的形状相同或不同，只要保证相邻叠放的两个无人机中的定位凸起7可插入定位凹槽6中，并且定位凸起7与定位凹槽6能够在周向上对无人机进行定位即可。

上述实施例中所公开的无人机具体为涵道式无人机，该涵道式无人机的涵道风扇设置在外壳1的内部，由于无外置螺旋桨和机翼等部件，因此其本身占用空间相比于现有技术而言就已经显著减小；除此之外，由于本发明中公开的无人机的顶面和底面为平面结构，因此其尤其适合叠放，叠放后上下相邻的两个无人机的顶面和底面贴合，这就最大程度的减小了空间的占用；同时，由于外壳1顶面和底面中的一者上设置有定位凹槽6，另外一者上设置有与定位凹槽6在厚度方向上位置对应的定位凸起7，因此在完成叠放后，相邻两个无人机的定位凸起7与定位凹槽6会插接配合，从而起到周向限位作用，有效避免无人机的倾斜和滑移。

实际上，外壳1的形状不受限制，为了尽量提高无人机在存放室布局的合理性，本实施例中公开了一种外壳1呈长方形平板状的无人机，并且其顶面和底面均为平面，如图1至图3中所示，涵道风扇的转轴平行于外壳1的厚度方向，或者与外壳1的厚度方向存在较小的夹角，例如夹角不大于5°，各个涵道风扇的转轴均相互平行设置，与涵道风扇对应设置的涵道2贯通外壳1厚度方向上的顶面和底面。

应当说明，通常情况下，涵道2与涵道风扇是一一对应设置的，根据无人机的具体规格，载重量和飞行速度要求，涵道2以及涵道风扇可设置一个或者多个，本实施例中为了提高无人机的推进能力和载重能力，涵道风扇设置有多个，与此相应的，涵道2也就设置有多个，多个涵道至少形成一排平行于外壳1纵向的涵道队列，为了保证飞行的平稳性，涵道队列应当关于外壳1的纵向中轴线对称设置。所谓外壳1的纵向中轴线就是指该中轴线平行于外壳1的纵向，并且过外壳1的中心。

当然，由涵道2所构成的涵道队列可能为一排也可能为多排，本实施例中所公开的涵道式无人机中，涵道2构成多排涵道队列，当涵道队列数为奇数时，中间的一排涵道队列应当正好位于外壳1的纵向中轴线上，其余的涵道队列对称的分置在纵向中轴线的两侧；当涵道队列为偶数时，所有涵道队列均对称的分置在纵向中轴线的两侧。

为了进一步提高无人机飞行时的平稳性，本实施例中的无人机中，任意一排涵道队列中的涵道均关于外壳1的横向中轴线对称，这样设计的无人机，其涵道2在横向和纵向上均实现了对称，整个无人机的飞行平稳性得到了很大的提升。参照纵向中轴线的解释可知，横向中轴线具体是指该中轴线平行于外壳的横向，并且过外壳1的中心。

请参考图1至图3，本实施例中所公开的适合叠放的无人机的涵道2总共包括六个，每个涵道2内对应设置有一个涵道风扇(涵道螺旋桨)，这六个涵道2共形成两排涵道队列，两排涵道队列分别位于纵向中轴线的两侧，并且在任意一排涵道队列中，中间的涵道2的中心位于外壳1的横向中轴线上，或者中间的涵道2的中心靠近外壳1的横向中轴线设置，该任意一排涵道中的其余两个涵道对称的分置在横向中轴线的两侧。

请参考图3，在矩形的外壳1上，任意一涵道的直径为D，并且在任意一排涵道队列中，相邻两个涵道2的中心之间的距离为L₁其中，21D/20≤L₁≤3D/2，相邻两排涵道队列之间的距离为L₂，其中，21D/20≤L₂≤3D/2，任意一涵道2的中心与和自身临近的外壳1的边缘之间的距离为L₃，其中，11D/20≤L₃≤3D/5，也就是说，每排涵道队列中的相邻两个涵道2大致彼此相切或者彼此相距不超过1D/2，相邻两排涵道队列中的对应涵道2彼此相切或者彼此相距也不超过1D/2，每个涵道2与外壳1的边缘无论是在纵向上还是在横向上均相距不超过1D/10，并且外壳1的四角部位被圆化，以降低飞行过程中的风阻，并提高无人机的美观性。

该种设计实际是最大化的利用了外壳1的空间来布置涵道，在壳体体积一定的情况下，布置的涵道数量达到了最大，优化了壳体的空间利用率，涵道2数目的增加，意味着原始外壳1中的实体部分被去除，外壳1重量也就相应的降低，降低的重量可以用来增加电池，从而提高了无人机的续航能力和载重能力。

请参考图1至图5，为了保证无人机叠放的稳定性，本实施例中的定位凹槽6设置在外壳1的顶面上，定位凸起7设置在外壳的底面上，并且定位凹槽6设置有多个，相应的，定位凸起7也就设置有多个，定位凹槽6形成多排平行于外壳1纵向的凹槽队列，凹槽队列关于外壳1的纵向中轴线对称，任意一排凹槽队列中的定位凹槽6均关于外壳1的横向中轴线对称。

在本发明实施例中的附图中，定位凹槽6具体设置有四个，并且定位凹槽6均靠近外壳1的纵向侧边设置，当然，根据实际需要，本领域技术人员还可以将定位凹槽6设计为6个、8个或者更多个。

请参考图1至图5，外壳1实际上包括上侧发泡外壳11和下侧发泡外壳12，上侧发泡外壳11和下侧发泡外壳12相互扣合连接，两者之间可以采用螺栓、螺钉等连接件紧固连接，也可采用卡扣结构相互扣合连接，甚至还可以采用胶水粘接。

为了保护涵道风扇，避免扇叶与外界物体产生碰撞，同时也防止沙尘、杂物等飞行物进入涵道2内，本实施例中还在涵道2的进风口和出风口中设置了涵道保护罩3，涵道保护罩3与外壳1的顶面和底面大致平齐，当然，涵道保护罩3也可仅设置在涵道2的进风口或出风口中。

除了涵道2之外，外壳1上还设置有用于进行图像采集的摄像头5以及为摄像头5采集图像进行照明的红外照明灯4，摄像头5和红外照明灯4的数量、设置位置等均不受限制，可以根据无人机的实际用途进行适应性设计，在本实施例中，红外照明灯4和摄像头5设置在外壳1的侧面，如图5中所示，摄像头5靠近纵向中轴线设置或者位于纵向中轴线上，红外照明灯4具体为两个，分别位于摄像头5的两侧，摄像头可以采用伸缩式摄像头、旋转式摄像头来满足不同位置和不同高度的图像采集需求。

上侧发泡外壳11的侧面设置有上开口，下侧发泡外壳12的侧面对应位置设置有下开口，上侧发泡外壳11和下侧发泡外壳12扣合之后，上开口和下开口组合形成供红外照明灯4和摄像头5安装的安装口，如图5中所示。当然，安装口也可仅开设在上侧发泡外壳11或下侧发泡外壳12上，安装口的形状与红外照明灯4和摄像头5适配即可。

本发明所公开的无人机收放系统，包括载体，以及多个上述实施例中所公开的无人机，载体的壳体构成用于存放无人机的舱体，如图6至图8中所示，舱体的顶部设置有可开合的顶盖81，存放在舱体中的无人机相互叠合放置，相邻两个无人机的定位凸起7和定位凹槽6插接配合，以保证叠放的无人机的稳定性。

载体具体可采用无人收放车8，无人机可密集多层地叠放在无人收放车8的舱体内，按照阵列的排列规则，最大程度的利用了存储空间，如图8中所示，顶盖打开，一个无人机从无人收放车8中被投放，并且其余无人机也进入待使用状态。无人收放车8可自主或通过远程遥控方式进入目标区域，然后打开顶盖81释放无人机，无人机可对预设目标搜索、采集图像，并根据预定任务对目标进行处理，回收过程与释放过程刚好相反。

以上对本发明所提供的适合叠放的无人机及无人机收放系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种适合叠放的无人机，其特征在于，所述无人机为涵道式无人机，其包括外壳(1)和设置在所述外壳(1)内的涵道风扇，所述外壳(1)的顶面和底面形状一致，且所述顶面或底面中的一者上设置有朝向所述外壳内部凹陷的定位凹槽(6)，另外一者上设置有与所述定位凹槽(6)在所述外壳厚度方向上位置对应的定位凸起(7)，所述定位凸起(7)朝向所述外壳(1)的外部凸出，且其与所述定位凹槽(6)能够适配。

2.根据权利要求1所述的适合叠放的无人机，其特征在于，所述外壳(1)呈长方形平板状，其顶面和底面均为平面，所述涵道风扇的转轴平行于所述外壳(1)的厚度方向，与所述涵道风扇相对应的涵道(2)贯通所述外壳(1)厚度方向上的顶面和底面。

3.根据权利要求2所述的适合叠放的无人机，其特征在于，所述涵道(2)包括多个，且所述涵道(2)形成多排平行于所述外壳(1)纵向的涵道队列，所述涵道队列关于所述外壳(1)的纵向中轴线对称，任意一排所述涵道队列中的所述涵道(2)均关于所述外壳(1)的横向中轴线对称。

4.根据权利要求3所述的适合叠放的无人机，其特征在于，所述涵道(2)共包括六个，且所述涵道(2)形成两排所述涵道队列，两排所述涵道队列分别位于所述纵向中轴线的两侧；任意一排所述涵道队列中，位于中间的所述涵道的中心位于所述外壳(1)的横向中轴线上，或者靠近所述外壳(1)的横向中轴线设置，其余两个所述涵道分置在所述横向中轴线的两侧。

5.根据权利要求4所述的适合叠放的无人机，其特征在于，所述涵道(2)的直径为D，在任意一排所述涵道队列中，相邻两个所述涵道(2)的中心之间的距离为L₁，其中，21D/20≤L₁≤3D/2。

6.根据权利要求5所述的适合叠放的无人机，其特征在于，相邻两排所述涵道队列之间的距离为L₂，其中，21D/20≤L₂≤3D/2。

7.根据权利要求5或6所述的适合叠放的无人机，其特征在于，任意一所述涵道(2)的中心与和自身临近的所述外壳(1)的边缘之间的距离为L₃，其中，11D/20≤L₃≤3D/5。

8.根据权利要求2所述的适合叠放的无人机，其特征在于，所述定位凹槽(6)设置有多个，且所述定位凹槽(6)形成多排平行于所述外壳(1)纵向的凹槽队列，所述凹槽队列关于所述外壳(1)的纵向中轴线对称，任意一排所述凹槽队列中的所述定位凹槽(6)均关于所述外壳(1)的横向中轴线对称。

9.根据权利要求8所述的适合叠放的无人机，其特征在于，所述定位凹槽(6)靠近所述外壳(1)的纵向侧边设置。

10.根据权利要求1所述的适合叠放的无人机，其特征在于，所述外壳(1)包括上侧发泡外壳(11)，和与所述上侧发泡外壳(11)扣合的下侧发泡外壳(12)。

11.根据权利要求10所述的适合叠放的无人机，其特征在于，还包括设置在所述外壳(1)侧面上的红外照明灯(4)和摄像头(5)。

12.一种无人机收放系统，包括载体，以及多个如权利要求1-11任意一项所述的适合叠放的无人机，所述载体的壳体构成用于存放所述无人机的舱体，所述舱体的顶部设置有可开合的顶盖(81)，存放于所述舱体中的所述无人机相互叠合放置，相邻两个所述无人机的所述定位凸起(7)与所述定位凹槽(6)插接配合。

13.根据权利要求12所述的无人机收放系统，其特征在于，所述载体为无人收放车(8)。