CN110678390A

CN110678390A - 具有逆向推进平衡功能的无人机

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Publication number: CN110678390A
Application number: CN201880030432.3A
Authority: CN
Inventors: 金东彻
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-01-10
Also published as: KR101995338B1; US20200207462A1; WO2019143014A1

Abstract

本发明的无人机包括产生逆向推进力的一个以上的逆向推进螺旋桨部，实施物品的水平配送等作业时，利用逆向推进的力来迅速抵消重心的变动，使得各个螺旋桨被施加的力保持平衡。这种安装了逆向推进螺旋桨部的螺旋桨支架的长度可伸缩。能够均等地分配作用于各个螺旋桨马达的旋转力，因此有助于稳定的飞行，能够减少因荷重的移动而重心出现较大偏移所导致的坠落的风险。因此，可适用于因被施加到一侧的荷而重出现重心变动的多种领域，实现无人机的稳定运用。

Description

具有逆向推进平衡功能的无人机

技术领域

本发明涉及无人机，更详细地说，涉及一种因承载的各种负荷而重心偏移时，能够利用逆向推进螺旋桨保持平衡的无人机。

背景技术

一般而言，无人机是指无人航空器，其应用领域已从早期的军事领域发展到各种领域。

在无人机的多个应用领域中，无人机承载物品的荷重造成较大影响的领域之一就是向消费者直接传递物品的快递服务领域。

与重心保持平衡状态而几乎不变的普通无人机不同，快递服务中会出现因配送的物品的荷重而导致无人机整体的重心出现较大偏移的问题。

因此利用无人机的快递服务中，适用使物品垂直降落到配送地的垂直配送方法。

但通常需要将物品放到单独住宅的院子里，垂直配送方法只适用于美国等地广的国家，像韩国这种公寓较多的国家不适合垂直配送方法。

在公寓较多的国家提供无人机快递服务时，可利用公寓的栏杆等向水平方向传递物品。即，可适用将快递物品挂到栏杆上或者向设置在栏杆的配送篮放入快递物品的方法(水平配送)。

但是，适用这种水平配送方式时，无人机会出现较大的重心偏移。

如果重心因快递物品而发生偏移，导致无人机倾斜，则倾斜一侧的马达会受到较大的力，即使能承受住这种力，也会引起巨大的电池消耗。而且，若无法承受因快递物品倾斜引起的重心偏移，则将导致无人机的坠落。

这种问题除了一般的快递服务之外，还会在诸如建筑物火灾等紧急灾难时传递救助物品等需要水平传递的各种领域出现。

因此，因物品的水平传递而导致无人机的重心发生较大偏移的各种无人机服务领域中，非常需要迅速抵消重心偏移来保持平衡的方法。

发明内容

(要解决的技术问题)

本发明为了解决上述问题而提出，其目的在于，提供一种具有逆向推进平衡功能的无人机，当无人机的重心偏移时，能够利用逆向推进迅速抵消重心的偏移来保持平衡。

(解决问题的手段)

为了达成所述目的，本发明的具有逆向推进平衡功能的无人机包括：一个以上的逆向推进螺旋桨部，产生逆向推进力；以及飞行控制部，根据重心的变动，调整所述逆向推进螺旋桨部的旋转速度。

安装所述逆向推进螺旋桨部的螺旋桨支架被配置为其长度可伸缩。

安装所述逆向推进螺旋桨部的螺旋桨支架的长度大于或等于安装正向推进螺旋桨部的螺旋桨支架的长度。

所述逆向推进螺旋桨部具有由上侧螺旋桨和下侧螺旋桨构成的双翼螺旋桨形态。其中，所述上侧螺旋桨和下侧螺旋桨彼此向相反的方向旋转。

本发明的具有逆向推进平衡功能的无人机还包括：负荷支承手段，支承搬运的负荷，向所述无人机的侧面方向突出，所述飞行控制部控制所述逆向推进螺旋桨部而使得因所述负荷支承手段所承载的负荷的荷重而产生偏移的重心保持平衡。

所述负荷支承手段的长度可伸缩。

所述负荷支承手段的第一实施例采用各段截面面积减少的多段结构，可将其配置为插入到比自身截面面积较大的一段的内部或从其出来。

其中，安装所述逆向推进螺旋桨部的螺旋桨支架起到截面面积最大的一段的作用，截面面积最小的一段的末端承载负荷，所述负荷支承手段的长度被缩短成最小时，所述负荷位于所述无人机的重心部。

所述负荷支承手段的第二实施例包括：一对轨道，相对于水平以下降的角度平行设置；载物收纳箱，安装在所述各个轨道的末端；连接部件，与所述各个轨道的末端或所述载物收纳箱连接；以及轨道控制部，通过解开或缠绕所述连接部件而控制所述轨道的展开或折叠。

其中，所述轨道具有各段截面面积减少的多段结构，构成为能够插入到比自身截面面积较大的一段的内部或从其出来，所述连接部件可通过所述轨道上的槽而连接到所述各个轨道的末端或所述载物收纳箱。

所述负荷支承手段的第二实施例还可包括：盖子部，设置在所述载物收纳箱的前面，通过所述载物收纳箱下降的力而被开启，通过提供一定弹性力的弹性体而被关闭。

当所述盖子部通过所述载物收纳箱下降的力而被开启时，位于所述载物收纳箱的下部，从而支承所述载物收纳箱。

本发明的具有逆向推进平衡功能的无人机可包括：挡风部，沿逆向推进螺旋桨的周围布置而防止风的干扰。

所述挡风部由圆筒形部件构成，假设所述无人机方向为12点方向时，从圆筒形部件的上端到3点方向和9点方向的高度低于12点方向和6点方向的高度，从12点方向和6点方向分别到3点方向和9点方向的高度缓慢地逐渐降低。

本发明的具有逆向推进平衡功能的无人机还可包括：至少两个以上的距离测量传感器，用于测量与垂直壁之间的距离。

在这种实施例中，所述飞行控制部根据由所述距离测量传感器测量的距离，控制为所述无人机与所述垂直壁形成直角。

并且，根据由所述距离测量传感器测量的距离，调整所述无人机的速度控制灵敏度。

(发明的效果)

本发明的无人机在快递服务等水平传递搬运的物品的多种应用领域中，当无人机的重心产生较大偏移时，能够利用逆向推进迅速使无人机的重心保持平衡。

能够均等地分配用于无人机飞行的各个马达的旋转力，有助于稳定的飞行，能够减少因荷重的移动而重心出现较大偏移所导致的坠落的风险。

并且，能够容易地控制无人机而使其与飞行中相遇的垂直壁形成直角，当靠近垂直壁的一定距离之内时，调整无人机的速度控制灵敏度，从而能够更加稳定地控制。

如上所述，本发明适用于因荷重出现重心变动的多种无人机领域，实现稳定的运行。

附图说明

图1是用于说明无人机的重心变动的例子，

图2是本发明的无人机的一个实施例，

图3是具有五个的螺旋桨部的无人机的例子，

图4是示出逆向推进螺旋桨部具有双翼结构的例子，

图5是用于说明无人机的动作控制的例子，

图6是基于逆向推进螺旋桨支架的长度的性能比较例。

图7至图11是负荷支承手段的第一实施例，

图12至图15是负荷支承手段的第二实施例，

图16是关于逆向推进螺旋桨的挡风部的一个实施例，

图17是具有距离测量传感器的无人机的一个实施例，

图18是关于利用距离测量传感器的无人机的飞行方法的例子。

附图标记

100、200：无人机30：负荷

210：主体部210-1：支承架

212：飞行控制部218-1、218-2：距离测量传感器

231-1～231-n：正向推进螺旋桨部

233：逆向推进螺旋桨部220：操纵器

250-1～250-5：螺旋桨支架

270、280：负荷支承手段277：钩子

281：轨道282：载物收纳箱

283：连接部件285：轨道控制部

286：盖子部286-1：弹性体

287：滑轮290：挡风部

具体实施方式

可以对本发明实施各种变换并且可具有多种实施例，因此将在附图中示出具体的实施例并在对其进行详细描述。

然而，这并不旨在将本发明的范围限制在特定的实施形态，应该理解为包括落入本发明的思想及技术范围内的所有变换、等同形式和替代形式。在描述本发明时，如果对相关的公知技术的详细描述可能会混淆本发明的主旨，则将省略其详细描述。本申请所使用的术语仅用于描述特定的实施例，并不是为了限定本发明。

除非上下文另外明确指出，否则单数表达包括复数表达。在本申请中，“包括”或“具有”等术语旨在表示存在说明书中描述的特征、数字、步骤、动作、部件和这些的组合，应理解为并不排除一个或其以上的其他特征、数字、步骤、动作、部件和这些的组合的存在或附加的可能性。

诸如第一、第二等术语可用于描述各种组件，但这些组件将不受所述术语的限制。所述术语仅用于区分一个组件和另一个组件。

图1示出利用无人机100以水平方向配送物品30的例子。假设驱动第一螺旋桨111至第四螺旋桨114的各个马达平时分别以10的速度旋转。

因物品30的水平配送而无人机100向物品30所在的前侧倾斜时，为了保持水平，应调整用于驱动第一螺旋桨111至第四螺旋桨114的各个马达的旋转力。

其中，若因重心不平衡而与第一螺旋桨111和第二螺旋桨112对应的马达被施加较强负荷，则因物品30的荷重，可能会成为各个马达无法承担的状态。

例如，应分别以17的速度驱动与第一螺旋桨111和第二螺旋桨112对应的马达，分别以3的速度驱动对应第三螺旋桨113和第四螺旋桨114的马达，假设各个马达的最大速度为15，则无人机100将坠落。

参照图2，本发明的无人机200包括构成基本的外壳的主体部210、多个正向推进螺旋桨部231-1～231-n以及逆向推进螺旋桨部233。

根据应用的领域和需求，无人机200可具有各种不同的结构。

例如，无人机200可以包括执行与飞行相关的整体控制的飞行控制部212、与操纵器220无线发送和接收控制信号的无线通信部214、利用电池供给电源的电源供给部216等多种组件。可通过多种方法设置上述各个组件，作为一例，可以设置在主体部210。

操纵器220可具有多种结构而用户能够远程操纵无人机200。

各个正向推进螺旋桨部231-1～231-n基本上能够产生无人机200能够抵抗重力而停留在空中或在空中移动的力量。

图3示出由四个正向推进螺旋桨部231-1～231-4和一个逆向推进螺旋桨部233构成的无人机200的例子。

但是，正向推进螺旋桨部的个数和设置等可以具有不同的方式，没有特别限制。各个正向推进螺旋桨部231-1～231-4可以包括构成旋转翼的螺旋桨231-1b～231-4b和向各个螺旋桨提供旋转力的马达部231-1a～231-4a。

各个正向推进螺旋桨部231-1～231-4通过螺旋桨支架250-1～250-4以一定距离隔开地布置。

本发明的无人机200除了各个正向推进螺旋桨部231-1～231-4之外，还包括逆向推进螺旋桨部233。逆向推进螺旋桨部233可以包括构成旋转翼的螺旋桨233-b和向螺旋桨提供旋转力的马达部233-a。

若各个正向推进螺旋桨部231-1～231-4产生无人机能够飞行的推进力，逆向推进螺旋桨部233则产生使无人机朝向地面的推进力。图3示出一个逆向推进螺旋桨部233，但逆向推进螺旋桨部的个数和位置可具有不同的构成方式。

并且，飞行控制部212根据无人机200的重心变动而调整逆向推进螺旋桨部233的螺旋桨旋转速度。即，在安装逆向推进螺旋桨部233的位置调整朝向地面的力量。

如上所述，逆向推进的理由如下，无人机200的特定部分在物品的水平配送等状况下被施加较大的荷重而导致无人机200的重心变更时，造成类似于向其相反方向施加另外的荷重的状况，从而能够均匀地分配各个正向推进螺旋桨部231-1～231-4被施加的力量。

参照图4，逆向推进螺旋桨部233为了抵消无人机本身产生的旋转力(反扭矩)，可构成为由上侧螺旋桨233-b1及下侧螺旋桨233-b2构成的双翼螺旋桨形态。即，构成为双翼而能够自行抵消反扭矩。其中，上侧螺旋桨233-b1和下侧螺旋桨233-b2彼此向相反的方向旋转，即使向相反方向旋转，各个力量也朝向地面。

安装逆向推进螺旋桨部233的螺旋桨支架250-5的长度可伸缩。即，安装逆向推进螺旋桨部233的螺旋桨支架250-5的长度可以变长或变短。

安装逆向推进螺旋桨部233的螺旋桨支架250-5的伸缩结构可以采用不同的形式。作为一例，可将螺旋桨支架250-5构成为像钓鱼竿一样具有各段截面面积减少的多段结构，使得各段能够被插入到截面面积更大的段的内部或从中出来。

如上述，当安装逆向推进螺旋桨部233的支架250-5能够变长或变短时，产生逆向推进力的位置将离主体部210更远或更近。

因此，在相同的逆向推进力下，使得为重心平衡而施加的下侧方向的力量变大或变小。

*与逆向推进的适用相关的多种例子

下面描述飞行控制部212控制无人机200的飞行时适用的逆向推进的具体方法。

(1)逆向推进不受油门操作的影响

图5示出4通道标准的无人机操纵方向的例子，无人机操纵可被分为操纵者用操纵器220直接操纵的手动操纵和飞行控制部212为了盘旋(停止飞行)而利用FC(FlightControl：飞行控制)自行操纵的自动操纵。

逆向推进螺旋桨无论在手动操纵还是自动操纵，都可以不受油门操作的影响。

手动操纵中，操纵者上拉油门，正向推进螺旋桨的速度变快且产生升力而使无人机上升，但逆向推进螺旋桨与油门无关，速度上应没有变化。

自动操纵也与上述相同，盘旋的同时因某种理由气体上升或下降，则飞行控制部212为了调整基准高度而上拉或下拉油门而使无人机上升或下降，这种情况下，逆向推进螺旋桨也不应对油门的操作产生回应。若逆向推进螺旋桨根据油门提高速度，将倾斜到逆向推进螺旋桨所在的方向，使无人机向一侧倾斜而失去重心。

对于除油门之外的偏航、滚动和俯仰，飞行控制部212根据重心的变动控制逆向推进螺旋桨即可。尤其，逆向推进螺旋桨用于防止重心变动导致的倾斜，因此对俯仰应有更好的回应。

(2)逆向推进螺旋桨用于控制无人机的姿势

无人机启动后，包括逆向推进螺旋桨的所有螺旋桨以空转(idle)状态旋转。

为了使无人机上升而上拉油门，其他螺旋桨的旋转将加速并增加升力，使得无人机上升。

但是，逆向推进螺旋桨不受油门的影响，以不产生升力的最小限度的速度即空转状态旋转。

但是，为了使无人机处于盘旋状态，有必要控制倾斜的无人机的偏航、滚动、俯仰时，启动逆向推进螺旋桨。

负荷的荷重移动到无人机的前侧时，无人机将向前倾斜，通过陀螺仪传感器测量倾斜度后，操作位于后方的逆向推进螺旋桨而使无人机保持水平。

如果无人机的前侧承载较重的物体而起飞，其他螺旋桨旋转是为了使无人机上升，而逆向推进螺旋桨旋转是为了使因重物而倾斜的角度变为水平。

根据由陀螺仪传感器测量的无人机的倾斜角度，逆向推进螺旋桨的旋转速度将增加到无人机变成水平为止。因此，与无人机前侧承载的物体重量无关地，可以通过提高逆向推进螺旋桨的旋转速度来控制无人机的水平姿势。

(3)与无人机的移动有关的逆向推进螺旋桨的操作

除无人机的上升和下降之外，为了移动而操作逆向推进螺旋桨。

当无人机前进时，以无人机的重心为基准，减少位于前侧的螺旋桨的旋转速度，并增加位于后侧的螺旋桨的旋转速度，从而使无人机向前侧倾斜并前进。其中，应减少逆向推进螺旋桨的旋转速度。而当无人机后退时，应与其他螺旋桨相反地提高逆向推进螺旋桨的旋转速度。无人机向侧面移动时也相同。

(4)基于安装逆向推进螺旋桨的螺旋桨支架长度的无人机的负荷承受能力

图6示出安装逆向推进螺旋桨的螺旋桨支架的长度不同的例子。

图6a示出负荷31与第一螺旋桨311-1的距离、第一螺旋桨311-1与第二螺旋桨311-2的距离、第二螺旋桨311-2与逆向推进螺旋桨313的距离都相同的无人机一200-1的例子。

并且，图6b示出第二螺旋桨311-2和逆向推进螺旋桨313的距离增加到两倍的无人机二200-2的例子。

在此，假设第一螺旋桨311-1和第二螺旋桨311-2为正向推进螺旋桨，无人机的重量为2Kg。

以下表1和表2是分别对图6所示的无人机一200-1和无人机二200-2通过物理模拟程序‘Algodoo’算出的结果。

为了确认基于安装逆向推进螺旋桨313的螺旋桨支架长度的无人机的负荷承受能力，假设各个螺旋桨311-1、311-2、313的最大功率分别为20，将第一螺旋桨311-1的功率固定为20，并逐渐增加负荷31的重量来进行实验。

【表1】

(无人机一—重量：2Kg，单位：100g)

负荷重量	第一螺旋桨	第二螺旋桨	逆向推进螺旋桨	无人机消耗功率
					5	20	5	0	25
6	20	8	2	30
					7	20	11	4	35
8	20	14	6	40
					9	20	17	8	45
10	20	20	10	50

参照表1，无人机一能够承受的最大负荷重量为10，其中，逆向推进螺旋桨313使用10的力量，无人机的消耗功率为50。

若无人机一没有逆向推进螺旋桨，则能够承受的最大重量为5。从结果上看，无人机一具有逆向推进螺旋桨313就能承受2倍的重量。

【表2】

(无人机二—重量：2Kg，单位：100g)

负荷重量	第一螺旋桨	第二螺旋桨	逆向推进螺旋桨Z	无人机消耗功率
					10	20	10	0	30
11	20	12	1	33
					12	20	14	2	36
13	20	16	3	39
					14	20	18	4	42
15	20	20	5	45

参照表2，无人机二能够承受的最大负荷重量为15，其中，逆向推进螺旋桨313使用5的力量，无人机的消耗功率为45。

若无人机二没有逆向推进螺旋桨，则能够承受的最大重量为10。从结果上看，无人机二具有逆向推进螺旋桨313就能举承受1.5倍的重量。

其中，承受负荷是表示无人机能够在一定高度持续盘旋。无人机通过盘旋停留在一定高度表示无人机在上升一定程度后，使无人机上升的升力和使无人机下降的重力相同。

所述表1和表2中，要使得对无人机的上升产生影响的升力与重力相同，需要使得产生升力的正向推进螺旋桨311-1，311-2的力减去无人机的重量的升力等于逆向推进的力。

例如，参照表1最下面的数据可知如下。

逆向推进承担：负荷重量10+逆向推进螺旋桨10＝20

升力承担：第一螺旋桨20+第二螺旋桨20-无人机重量20＝20

因此，逆向推进的力20＝升力20。

并且，为了使无人机不倾斜地盘旋，左边和右边的力量需要达到平衡。当然，这里应去掉无人机的重量，才能求得纯粹的升力推进力。

例如，参照表1最下面的数据可知如下。

左边部分：负荷重量15-第一螺旋桨10(＝20-10(无人机的左边一半部分的重量：20/2))＝重力5

右边部分：第二螺旋桨10(＝20-10(无人机的右边一半部分的重量：20/2))-逆向推进螺旋桨5＝升力5

因此，左边部分重力5和右边部分升力5相同，彼此平衡而不上升也不下降，从而在一定的高度盘旋。

所述表1和表2示出逆向推进螺旋桨离无人机的中心越远，越能承受更大的重量，无人机的消耗功率也将减少，从而能够有效地使用能源。

参照这种结果，本发明中安装逆向推进螺旋桨部233的螺旋桨支架250-5比安装正向推进螺旋桨的各个螺旋桨支架250-1～250-4更长或同样长。

作为具体的例子，安装逆向推进螺旋桨部233的螺旋桨支架250-5可比安装正向推进螺旋桨的螺旋桨支架250-1～250-4长2倍。

关于所述逆向推进适用的各个示例仅用于说明无人机的飞行应用逆向推进的例子，本发明并不受限于此。

下面描述支承无人机搬运的各种负荷并水平传递的具体实施例。

*负荷支承手段的第一实施例

参照图7，无人机200包括支承搬运的负荷30并向无人机200的侧面方向突出的负荷支承手段270。其中，无人机200的侧面方向是指无人机200的水平方向。

并且，飞行控制部212通过控制逆向推进螺旋桨部233来保持因负荷支承手段270所承担负荷30的荷重而改变的重心。

负荷支承手段270的末端部分构成为能够装卸负荷。例如，可以具有能够抓住物品的钩子。那么，将快递物品运送到公寓阳台后，可以放入阳台上的篮子或挂在栏杆上等，从而容易地实现水平方向的配送。

这种负荷支承手段270的长度可伸缩，可以由多种方法构成。

参照图8，描述可伸缩的负荷支承手段270的第一实施例，负荷支承手段270像钓鱼竿一样具有各个段的截面面积减少的多段271-1、271-2、250-5结构，从而能够被插入到截面面积更大的段的内部或从中出来。

其中，安装逆向推进螺旋桨部233的螺旋桨支架250-5起到截面面积最大的段的作用。其中，该螺旋桨支架250-5的内部形成第二段271-2能够进去的空间。

可根据需要不同地构成负荷支承手段270的各个段的个数和长度、形态等。

截面面积最小的段271-1的末端承载负荷30，当负荷支承手段的长度缩短为最短时，如图11所示，负荷30位于无人机200的重心。图11示出位于截面面积最小的段的末端而能够抓住负荷30的钩子277的例。

参照图9，为了适当分散可伸缩的负荷支承手段270的荷重，可以包括支承其局部的第一支承部件273-5。第一支承部件273-5通过连接两个螺旋桨支架的第二支承部件273-1而被固定，第一支承部件273-5的里面是空的，因此负荷支承手段270能够通过其内部空间。

那么，构成负荷支承手段270的第一段271-1和第二段271-2能够更好地承受负荷30的荷重。

第一支承部件273-5可以延长到安装逆向推进螺旋桨部的螺旋桨支架250-5。即，第一支承部件273-5与安装逆向推进螺旋桨部的螺旋桨支架250-5可形成为一体。

并且，具有第一支承部件273-5的例子中，为了使得负荷支承手段270的截面面积最小的段的末端和连接钩子277的部分能够通过，在第一支承部件273-5的下端，向负荷30移动的方向形成槽。

图10示出负荷支承手段270被全部缩短的状态，图11示出该状态下用设置于截面面积最小的段的末端的钩子277抓住负荷30的例子，负荷30的荷重集中在主体210的中心，无人机200以这种状态承载负荷30并飞行到目标地点。

即，无人机200以负荷支承手段270全部折叠的状态，用末端的钩子承载物品，以重心位于无人机200的中心部的状态靠近配送地点。并且，靠近配送地点后，负荷支承手段270变长而使得物品向水平方向移动，将其传递到阳台的栏杆等。

除了上述第一实施例之外，用于水平传递物品的负荷支承手段还能利用机械臂，可具有多种结构。

*负荷支承手段的第二实施例

参照图12至图15描述有关负荷支承手段280的第二实施例。

负荷支承手段280基本是包括一对轨道281、安装到各个轨道281的载物收纳箱282、与各个轨道的末端或载物收纳箱282连接的连接部件283以及解开或缠绕连接部件283而使得轨道281展开或折叠的轨道控制部285。

负荷支承手段280可以包括支承多个组件的多个支承架210-1，一对轨道281被固定到支承架210-1，在末端安装载物收纳箱282，以水平下降的一定角度平行地设置。轨道281具有各个段截面面积减少的多段结构，各段能够被插入到截面面积更大的段的内部或从中出来。

为了说明的便利，示出轨道281为3段281-1、281-2、281-3的例子，但轨道281的段数、形态、大小、长度、形成多段的结构等可以具有不同配置，没有特别限制。

示出的3段结构的例子中，将截面面积最大的第一段281-1安装到支承架210-1，截面面积最小的第三段281-3上安装载物收纳箱282。

载物收纳箱282用于承载需要传递的物品，虽然示出没有顶面且前面高度比另一侧低的长方体形状的例子，但载物收纳箱282并不受限于此，其形态、材质、大小、结构等可根据需要采用多种结构。

各个轨道的末端或载物收纳箱282与连接部件283连接，连接部件283可通过轨道控制部285解开或缠绕。

连接部件283可具有多种结构，作为一个示例，可以采用绳子的形态。轨道控制部285利用马达解开或缠绕连接部件283。

以水平下降的角度平行地设置各个轨道281，在末端安装用于承载负荷的载物收纳箱282，因此轨道因重力而受到展开的力。因此，当通过轨道控制部285解开连接部件283时，轨道281因重力而展开变长。相反，当通过轨道控制部285缠绕连接部件283时，轨道281将折叠。

即，轨道控制部285起到控制安装在轨道281末端的载物收纳箱282下降或上升的作用。

轨道281全部折叠的状态下，将物品放入载物收纳箱282，将无人机移动到目标地点为止，然后轨道控制部285解开连接部件283，轨道281变长而载物收纳箱282下降。

载物收纳箱282全部下降后，要收到该物品的用户从载物收纳箱282取出物品。那么，轨道控制部285缠绕连接部件283而折叠轨道281后，重新飞行而返回。

在轨道控制部285与载物收纳箱282之间连接连接部件283的方法可以有多种。

作为一例，可以在载物收纳箱282的后面安装一个以上的连接部件283。

作为另一例，如示例，连接部件283通过各个轨道281上的槽而连接到载物收纳箱282。那么，从外部看不见连接部件283，外观上比较美观。

轨道控制部285与载物收纳箱282之间具有一个以上的滑轮287，以使得连接部件283顺畅地移动和支承。

并且，载物收纳箱282的前面可具有盖子部286，盖住载物收纳箱282的内部。

盖子部286通过载物收纳箱282下降且推动的力量而打开，通过提供一定弹性力的弹性体286-1关闭。

附图示例中，弹性体286-1由弹簧形态构成，一对弹性体286-1连接到支承架210-1与盖子部286之间。因此，弹性体286-1始终施加向支承架210-1方向关闭盖子部286的力量。

轨道281全部折叠的状态下，轨道控制部285开始解开连接部件283，则轨道281因重力而展开，载物收纳箱282开始下降，载物收纳箱282推动盖子部286并克服弹性体286-1的弹性力而打开盖子部286。

如图所示，若构成为盖子部286向下方开启，当盖子部286开启时，可位于邻接载物收纳箱282的底面的部分，支承载物收纳箱282的荷重。

*逆向推进螺旋桨的挡风部

逆向推进螺旋桨部233与无人机的动作相关地，可能会受到风的干扰。

例如，当无人机向前方移动时，逆向推进螺旋桨被施加的风的方向与用于逆向推进的风的方向相反，因此可能会受到逆向推进的影响。

为了防止这种影响，逆向推进螺旋桨部233可以包括挡风部290，沿逆向推进螺旋桨的周围布置而防止风的干扰。

图16示出挡风部290的一个实施例，基本上由围住逆旋转螺旋桨的周围的圆筒形部件构成，圆筒形部件的上部由弯曲的形态构成。

例如，假设朝向无人机的主体的方向为12点方向，圆筒形部件的上端到3点方向L2和9点方向L1的高度低于12点方向H1和6点方向H2的高度。其中，高度从12点方向H1和6点方向H2分别向3点方向L2和9点方向L1逐渐减少。

朝向无人机的主体一侧的逆向推进螺旋桨的风跨过高度较高的部分H1而向两侧面高度较低的部分L1，L2逃脱，一部分跨过后侧较高的部分H2而向后方逃脱。从外部朝向无人机主体一侧的风也与上述相同。

如上述，通过去除逆向推进螺旋桨被施加的风的影响，能够提高逆向推进的效率。

*逆向推进螺旋桨的正向旋转

逆向推进螺旋桨部233基本上是为了产生逆向推进力，但常时，其也可以与其他螺旋桨部一样产生正向推进力。

为了帮助理解，下面将描述利用无人机200完成快递服务的过程的例子。

首先，将快递物品置于无人机的重心，使得第一螺旋桨部至第四螺旋桨部及逆向推进螺旋桨部通过旋转都受到向上的力量，从而飞行到配送地点即公寓阳台。

到达配送地点后，使快递物品略微向前移动，使得逆向推进螺旋桨部停止旋转。因使得快递物品略微向前移动而停止逆向推进螺旋桨部的旋转，第一螺旋桨部至第四螺旋桨部可以保持相似的旋转速度。

然后，使得逆向推进螺旋桨部向逆向推进方向旋转而使其受到朝向地面方向的推进力，进一步将快递物品向前推。

于是，因逆向推进螺旋桨部的逆向推进力而能够抵消无人机的前面被施加的较大的荷重，第一螺旋桨部至第四螺旋桨部的旋转速度能够保持均衡。

快递物品与负荷支承手段分离后，停止逆向推进螺旋桨部的逆向推进，负荷支承手段被插入到无人机。

并且，逆向推进螺旋桨部重新向正旋转方向旋转，通过五个螺旋桨部的力量盘旋后移动。

*安全事故的防止

利用无人机的快递服务以无人服务的形式实现，因此有可能发生安全事故。

例如，在向公寓的阳台栏杆配送快递物品的情况下，如果居住在家中的小孩等靠近或想要去触摸无人机，人或无人机都存在风险。

因此，虽然未另外示出，但无人机可以具有能够确认公寓阳台窗户是否关闭的传感器、用于播放广播的扬声器等，送货时可以进行关闭公寓阳台窗户的广播。并且，广播后窗户关闭再开始送货。

能够确认公寓阳台窗户的开闭状态的传感器可以使用红外线传感器、超声波传感器等多种传感器。

*无人机与壁之间角度的控制

除了物品的水平配送之外，如清扫建筑物的壁面或擦玻璃等，还有很多需要以无人机的水平面与作业对象(例如：壁)保持垂直的状态作业的领域。

参照图17，无人机200还可包括用于测定与垂直壁之间的距离的至少两个以上的距离测量传感器218-1、218-2。

利用各个距离测量传感器218-1、218-2测定的距离信息可用于多种用途，尤其，为了判读无人机200与壁是否垂直而使用。距离测量传感器218-1、218-2可利用多种距离测定方式，比如通过立体摄像机拍摄而算出距离的方式等。

其中，飞行控制部212根据由各个距离测量传感器218-1、218-2测定的距离，控制为无人机200与垂直壁形成直角。

图18示出利用无人机200清扫建筑物壁面70的例子，无人机200的前方具有用于清扫壁70的旋转板90，将该旋转板90贴在壁70上旋转来进行清扫。

支承前面的两个螺旋桨部231-2，231-3的螺旋桨支架250-2，250-3上分别安装了多个距离测量传感器，飞行控制部212根据由距离测量传感器测定的距离信息S1，S2控制无人机200与需要清扫的壁70保持直角。

这种例子中，无人机200应与壁70形成直角。但是，即使人为调整无人机200，人与无人机的距离远的话，很难操纵为直角。其中，假设一个距离测量传感器测定的壁之间距离为250cm，另一个距离测量传感器测定的壁之间距离为200cm，则无人机200处于未与壁70保持垂直的状态。

因此，飞行控制部212控制无人机200旋转而与需要执行作业的壁壁70形成直角，以使得各个距离测量传感器测定的壁之间距离相同。

*与无人机的速度控制相关的灵敏度的调整

飞行控制部212根据通过各个距离测量传感器测定的距离来调整与无人机200的速度控制有关的灵敏度。

即，当与清扫对象壁等作业场所之间的距离变短时，应更加周密地控制无人机。为此，当靠近作业场所达到预先设定的距离时，使速度控制灵敏度变得迟钝，从而能够更加细致稳定地执行作业。

例如，即使平时以能够移动30cm的程度操纵操纵器的杆，无人机200离作业场所一定距离内时，可以控制为用相同的操纵方式仅移动10cm左右。这种灵敏度调整可通过飞行控制部212实现，也可通过操纵器220实现。

虽然以上描述了本发明的实施例，但这些仅仅是示例性的，并且本领域的普通技术人员能够理解可对实施例进行各种修改且存在等同的实施例。因此，本发明的真正的技术保护范围应由所附权利要求书确定。

Claims

1.一种具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，包括：

一个以上的逆向推进螺旋桨部，产生逆向推进力；以及

飞行控制部，根据重心的变动，调整所述逆向推进螺旋桨部的旋转速度。

2.根据权利要求1所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

所述逆向推进螺旋桨部具有由上侧螺旋桨和下侧螺旋桨构成的双翼螺旋桨形态，其中，所述上侧螺旋桨和下侧螺旋桨彼此向相反的方向旋转。

5.根据权利要求1所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，还包括：

负荷支承手段，支承搬运的负荷，向所述无人机的侧面方向突出，

所述飞行控制部控制所述逆向推进螺旋桨部而使得因所述负荷支承手段所承载的负荷的荷重而产生偏移的重心保持平衡。

6.根据权利要求5所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

所述负荷支承手段的长度可伸缩。

7.根据权利要求6所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

所述负荷支承手段采用各段截面面积减少的多段结构，将其配置为插入到比自身截面面积较大的一段的内部或从其出来，安装所述逆向推进螺旋桨部的螺旋桨支架起到截面面积最大的一段的作用，

截面面积最小的一段的末端承载负荷，所述负荷支承手段的长度被缩短成最小时，所述负荷位于所述无人机的重心部。

8.根据权利要求6所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

所述负荷支承手段包括：一对轨道，相对于水平以下降的角度平行设置；

载物收纳箱，安装在所述各个轨道的末端；

连接部件，与所述各个轨道的末端或所述载物收纳箱连接；以及

轨道控制部，通过解开或缠绕所述连接部件而控制所述轨道的展开或折叠，

所述轨道具有各段截面面积减少的多段结构，构成为能够插入到比自身截面面积较大的一段的内部或从其出来。

9.根据权利要求8所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

所述连接部件通过所述轨道上的槽而连接到所述各个轨道的末端或所述载物收纳箱。

10.根据权利要求8所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

所述负荷支承手段还包括：盖子部，设置在所述载物收纳箱的前面，通过所述载物收纳箱下降的力而被开启，通过提供一定弹性力的弹性体而被关闭。

11.根据权利要求10所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

12.根据权利要求1所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，包括：

挡风部，沿逆向推进螺旋桨的周围布置而防止风的干扰。

13.根据权利要求12所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

所述挡风部由圆筒形部件构成，

假设所述无人机方向为12点方向时，从圆筒形部件的上端到3点方向和9点方向的高度低于12点方向和6点方向的高度，从12点方向和6点方向分别到3点方向和9点方向的高度缓慢地逐渐降低。

14.根据权利要求1至13任意所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，还包括：

至少两个以上的距离测量传感器，用于测量与垂直壁之间的距离。

15.根据权利要求14所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

所述飞行控制部根据由所述距离测量传感器测量的距离，控制为所述无人机与所述垂直壁形成直角。

16.根据权利要求14所述的具有逆向推进平衡功能的无人机，其特征在于，

根据由所述距离测量传感器测量的距离，调整所述无人机的速度控制灵敏度。