CN205891221U - 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、脚架等，其特点是：在机身上面还设有挂架接口和挂架，挂架接口设有铁片，挂架的下端设有磁体，挂架通过磁力来吸附到挂架接口上，挂架的上部分设有挂勾或挂杆。这种多旋翼无人机在使用过程中，可以通过其上面的挂勾或挂杆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。本实用新型多旋翼无人机可以广泛应用于空中定点监视、监控、拍摄、环保监测、野外科考、案件侦察、城市管理、庭院安防、车辆防盗、快递运送等领域。

Description

一种多旋翼无人机

技术领域

本实用新型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。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，现已在近地航拍（空中拍照、摄像）、监视、侦察、无线电信号中继，高压线、大桥、水坝和路面检査，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：由于悬停空中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。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可以长时间停留在“空中”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。

本实用新型技术方案是：一种多旋翼无人机，包括机身、机臂（螺旋桨支架）、电机、旋翼（螺旋桨）、脚架（支脚）等；驱动旋翼旋转的电机以及对应的旋翼一般各有3～9个，且通过机臂安装于机身四周；脚架设置在机身下面，机身中还安装有用于给用电部件供电的电池以及飞控单元；此外，在机身上面还设有挂架接口和挂架（吊挂装置），机身上的挂架接口设有铁片或磁体；挂架的形状为倒J字形、？号形或7字形，挂架的下端设有磁体或铁片，挂架的上部分设有挂勾或挂杆；挂架通过磁体与铁片，或磁体与磁体间的吸力来吸附到机身的挂架接口上，而且该吸力大于多旋翼无人机整机的重量。这种多旋翼无人机在使用过程中，可以通过挂架上面的挂勾或挂杆来将其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、电线杆、交通标志牌、广告牌、高楼的阳台拦杆上，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。为了便于操控多旋翼无人机吊挂在高处，在其机身上面通常还设置有一个镜头朝向机身上方的上置摄像机（摄像头）。另外，为了减轻重量，该挂架一般采用空心结构。

本实用新型的有益效果是，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。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架从机身上取下，这样本实用新型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不利影响。

附图说明

图1是本实用新型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立体示意图。

图3是图1实施例多旋翼无人机吊挂在空中时的使用状态示意图。

图4是图1实施例多旋翼无人机取下挂架后的立体示意图。

图5、图6分别是本实用新型多旋翼无人机中所用的两种挂架的剖面示意图。

图7是本实用新型多旋翼无人机第二个实施例的立体示意图。

图8、图9、图10是图7实施例多旋翼无人机吊挂在空中时的使用状态示意图。

图11是本实用新型多旋翼无人机第三个实施例的立体示意图。

图12是图11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分别是本实用新型多旋翼无人机第四、第五个实施例的立体示意图。

图中：1.挂架，1A.挂勾，1B.磁体，1C.挂勾尖头，1D.挂杆，2.机身，2A.2B.挂架接口，3.机臂，4.电机，5.旋翼，6.脚架，7.摄像机，8.防护圈，9.上置摄像机，10.电线，11.板状物。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步描述。

参照图1、图2、图3，本实用新型多旋翼无人机在机械构造方面包括机身（2）、机臂（3）、电机（4）、旋翼（5）、脚架（6），机臂（3）连接在机身（2）上（也可以采用机身机臂一体化的结构），机臂（3）的外端安装有电机（4），旋翼（5）连接在电机（4）的转轴上（或变速器上），脚架（6）设置于机身（2）下面，在机身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，机身（2）中还安装有电池以及飞控单元，其特征是：在机身（2）上面还设有挂架接口和挂架（1），机身上的挂架接口中设有铁片或磁体，挂架（1）的形状为倒J字形，挂架（1）的下端设有磁体或铁片，挂架（1）的上部分设有挂勾（1A），挂架（1）通过磁体与铁片，或磁体与磁体间的吸力来吸附到机身（2）的挂架接口上。

参照图3，本实用新型多旋翼无人机在使用时，若需要其在高处长时间（例如几个小时甚至一天）工作或待命，那么就可以控制其飞到适合吊挂的高处物体的下方（例如空中的电线电缆、树枝、铁塔、电线杆、交通标志牌、广告牌、高楼的阳台拦杆等位置的下方），然后通过挂架（1）上的挂勾（1A）来将其吊挂在高处的物体上，例如吊挂在空中的电线（10）、电缆、树枝、铁塔、交通标志牌横杆、广告牌、高楼阳台、楼顶外缘上。吊挂好之后，驱动旋翼（5）旋转的电机（4）就可以停止工作，这样多旋翼无人机就可以长时间吊挂在高处工作或待命，其携带的摄像机（7）就可以长时间在高处监视、摄像。

参照图4，在多旋翼无人机机身（2）上，设置有挂架接口（2A），该挂架接口（2A）为一块粘附在机身上的铁片（该铁片可直接粘附或通过螺丝固定在机身上面，也可粘附或放置于机身上面预设的凹位中；该铁片也包括其它能够被磁体吸附的材料，如镍片），该铁片用于跟挂架下端的磁体吸附在一起。一般来说，如果机身（2）上的挂架接口（2A）为铁片，那么挂架的下端则设磁体；反之，如果机身（2）上的挂架接口（2A）为磁体，那么挂架下端则设铁片；或者挂架接口（2A）和挂架下端都设磁体，总之两者间要能够相互吸附。本实用新型多旋翼无人机上的挂架与机身间是利用磁力来吸附在一起的，因此挂架是随时可以从机身上取下来的。把挂架从机身上取下来之后，可以减轻多旋翼无人机的重量并便于操控。取下了挂架的多旋翼无人机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，基本上是一样的（如图4所示），也就是说，本实用新型多旋翼无人机在取下挂架后，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。

参照图5，本实用新型多旋翼无人机所用的挂架（1）为倒J字形，在挂架上设有挂勾（1A），挂架的下端内嵌有磁体（1B），该磁体（1B）可与机身上挂架接口的铁片或磁体相互吸附，这样就能实现挂架（1）与机身的连接。

参照图6，本实用新型多旋翼无人机所用的挂架（1）上设有挂勾（1A），挂勾（1A）的顶端为挂勾尖头（1C），挂架（1）的下端粘接有磁体（1B）（该磁体也可通过螺丝来固定到挂架下端），该磁体（1B）可与机身上挂架接口的铁片或磁体相互吸附，这样就能实现挂架（1）与机身的连接。

参照图7，本实用新型多旋翼无人机机身（2）上的挂架接口（2B）为圆筒状，在圆筒底部设有铁片（或磁体），将挂架（1）下端插入到该圆筒中后，挂架（1）下端的磁体（或铁片）便吸附于圆筒底部的铁片（或磁体）上，实现挂架（1）与机身（2）的连接。此外，在旋翼（5）外围还设置有防护圈（8），该防护圈（8）起到保护旋翼（5）的作用，可避免多旋翼无人机在飞行中碰到其它物体时，旋翼（5）受到损坏，还可以避免高速旋转的旋翼（5）伤人。为了便于操控多旋翼无人机吊挂在高处，在其机身（2）上面通常还设置有一个镜头朝向机身上方的上置摄像机（9）。

参照图8、图9，在操控人员（无人机驾驶员）控制多旋翼无人机吊挂在高处物体上时，多旋翼无人机的图传系统能实时传回上置摄像机（9）拍摄到的机身上方的图像，这样操控人员就能实时看清多旋翼无人机上方的物体，比如上方的电线（10），以便于利用挂架（1）上的挂勾（1A）来将多旋翼无人机吊挂到高处物体上。多旋翼无人机吊挂在高处物体上后，例如吊挂在空中的电线（10）上后，其携带的摄像机（7）就可以在高处进行长时间的监视或拍摄。

参照图10，本实用新型多旋翼无人机在使用中，除了可以吊挂在高处的条状物体（如电线、横向的树枝等）上外，也可吊挂在高处的板状物（11）上，例如吊挂在高楼楼顶天台的外缘、楼房阳台的外缘等处。在本实用新型多旋翼无人机吊挂在高处的板状物（11）上时，挂勾（1A）顶端的挂勾尖头（1C）便刺在板状物（11）上，这样可以保证多旋翼无人机位置的稳定，即使被风吹也不容易滑动及掉落。本实用新型多旋翼无人机吊挂在高处的板状物（11）上后，其携带的摄像机（7）就可以在高处进行长时间的监视或拍摄。

参照图11、图12，本实用新型多旋翼无人机挂架（1）上的挂勾（1A）为双勾，这样多旋翼无人机吊挂在高处物体上时，例如吊挂在空中的电线上，或高处的板状物（11）上时，就不容易转动，姿态稳定性更好。另外，防护圈（8）为圆圈状，在多旋翼无人机使用过程中可保护旋翼（5）免于碰到其它物体而损坏，也可以使多旋翼无人机在吊挂和从吊挂物上脱离的过程中，旋翼（5）免于碰到吊挂物。本实用新型多旋翼无人机吊挂在高处的板状物（11）或其它物体上后，其携带的摄像机（7）就可以在高处进行长时间的监视或拍摄。

本实用新型多旋翼无人机吊挂在高处完成工作任务后，如果要从所吊挂的高处物体（如空中的电线）上脱离返回地面，只要重新启动旋翼电机，让多旋翼无人机稍为升高并背离吊挂物侧飞，即可脱离吊挂物，之后便可正常返回地面。

参照图13，本实用新型多旋翼无人机机身（2）上设置有？号形的挂架（1），且该挂架（1）上设有挂勾（1A），多旋翼无人机可以通过挂架（1）上的挂勾（1A）吊挂在高处物体上。

参照图14，本实用新型多旋翼无人机机身（2）上设置有7字形的挂架（1），该挂架（1）上设有挂杆（1D），多旋翼无人机可以通过挂架（1）上的挂杆（1D）吊挂在高处物体上。例如，控制多旋翼无人机使该挂杆（1D）插入到室外空调机底下空隙中，关停旋翼电机后，多旋翼无人机就可以吊挂在高处。

本实用新型多旋翼无人机上的挂架（1）一般为倒J字形、？号形或7字形，结构简单、成本低，而且重量也轻（一般采用玻璃钢或碳纤维等强度高、重量轻的材料来制作，且通常采用空心结构），不会对多旋翼无人机的起降带来不利影响，由此增加的电池电量的消耗也可以忽略不计；而且挂架（1）与机身（2）间通过磁力吸附连接，无论是将挂架装到机身上，还是从机身上取下挂架，都非常方便。

本实用新型多旋翼无人机既能像现有多旋翼无人机那样工作（把挂架从机身上面取下来后，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架吊挂在高处物体上。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，城管可以使用多旋翼无人机吊挂在街道上空的电线电缆、电线杆、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、游行示威、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建筑物、路灯杆或空中的电线上，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；环保执法人员可以让多旋翼无人机吊挂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（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；本实用新型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，多旋翼无人机可以先吊挂在高处（如屋顶外缘、空中的电线电缆、树枝、交通标志横杆等处）“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，将本实用新型多旋翼无人机吊挂车子附近高处，就可以通过多旋翼无人机上携带的监控装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，也可以吊挂本实用新型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；将本实用新型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。

本实用新型多旋翼无人机中的机身和机臂也可以采用一体化结构（这样的结构也称为机架或支架），这样的结构也应理解为等同于上述的机身（2）和机臂（3）。

本实用新型多旋翼无人机挂架和挂架接口所用磁体最好采用单位磁力强的稀土永磁体，如钕铁硼永磁体，这样可减轻整机重量。

本实用新型权利范围不仅适用于多旋翼无人机，同样也适用于带遥控的航模旋翼飞行器。

Claims (6)

1.一种多旋翼无人机，包括机身（2）、机臂（3）、电机（4）、旋翼（5）、脚架（6），其特征是：在机身（2）上面设有挂架接口（2A、2B）和挂架（1），挂架接口（2A、2B）设有铁片或磁体，挂架（1）的下端设有磁体（1B）或铁片，挂架（1）的上部分设有挂勾（1A）或挂杆（1D）；挂架（1）通过磁体与铁片，或磁体与磁体间的吸力来吸附到机身（2）的挂架接口（2A、2B）上。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂架（1）上挂勾（1A）的顶端为挂勾尖头（1C）。

3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂架（1）上的挂勾（1A）为双勾。

4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：设置在多旋翼无人机机身上的挂架（1）为倒J字形、？号形或7字形。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：设置在多旋翼无人机机身上的挂架（1）为空心结构。

6.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：在多旋翼无人机机身（2）上面还设置有一个镜头朝向机身上方的上置摄像机（9）。