TWI672257B - 磁吸結構、腳座結構以及無人機 - Google Patents

Abstract

一種磁吸結構，其包括第一導磁部、第二導磁部以及磁吸部。第二導磁部與第一導磁部並列設置，並界定出容納空間。磁吸部具有彼此相對的第一磁極與第二磁極。磁吸部可移動地設置於第一導磁部與第二導磁部之間的容納空間。當磁吸部位於容納空間內，且第一導磁部與第二導磁部抵接於導磁目標物時，第一磁極面向第一導磁部，且第二磁極面向第二導磁部，而使磁吸結構磁吸固定於導磁目標物。另提出一種腳座結構以及無人機。

Description

磁吸結構、腳座結構以及無人機

本發明是有關於一種磁吸結構、腳座結構以及無人機，且特別是有關於一種能夠磁吸固定於導磁目標物的磁吸結構、腳座結構以及無人機。

常見的腳座可裝設有輪組、止滑件或吸盤，以抵接目標物，例如地面、路面、牆面或車體等。進一步而言，裝設有止滑件的腳座可透過摩擦力防止腳座相對於目標物移動，但有傾倒的問題。裝設有吸盤的腳座雖可短時間緊密吸附於平滑的目標物，但假以時日就會有漏氣的問題。另一方面，頻繁取放裝設有吸盤的腳座不但會造成使用者的不便與困擾，也會產生吸盤劣化的問題。

排除使用者欲將腳座移離目標物或使腳座相對於目標物移動等情況，採用止滑件或吸盤來防止腳座自目標物脫離或相對於目標物移動的手段並不可靠，一旦有一定程度大小與特定方向性的外力施加於腳座，裝設有止滑件或吸盤的腳座仍會自目標物脫離或相對於目標物移動或傾倒。因此，如何提供其他的固定方式以穩固地將腳座固定於目標物，而使腳座不會輕易受外力作用而自目標物脫離或相對於目標物移動或傾倒，並且，在使用者能輕易取放腳座的前提下，腳座也不會因為頻繁取放或長時間放置而弱化(或稱，劣化)，已成為待解決的問題之一。

本發明提供一種磁吸結構、腳座結構以及無人機，能夠磁吸固定於導磁目標物。

本發明的磁吸結構包括第一導磁部、第二導磁部以及磁吸部。第二導磁部與第一導磁部並列設置，並界定出容納空間。磁吸部具有彼此相對的第一磁極與第二磁極。磁吸部可移動地設置於第一導磁部與第二導磁部之間的容納空間。當磁吸部位於容納空間內，且第一導磁部與第二導磁部抵接於導磁目標物時，第一磁極面向第一導磁部，且第二磁極面向第二導磁部，而使磁吸結構磁吸固定於導磁目標物。

在本發明的一實施例中，上述的上磁吸部相對於導磁目標物的一端受反向力而使磁吸部移出容納空間，而使磁吸結構脫離所述導磁目標物。

本發明的腳座結構包括殼體、腳件以及磁吸結構。殼體包括開口部以及相對於開口部的底部。腳件自開口部穿入殼體中，且能夠相對於殼體移動。磁吸結構包括第一導磁部、第二導磁部以及磁吸部。第一導磁部與第二導磁部並列設置於底部相對應的兩側，且界定出容納空間。磁吸部連接腳件，其中磁吸部具有彼此相對的第一磁極與第二磁極，且磁吸部配合腳件相對於殼體可移動地設置於第一導磁部與第二導磁部之間的容納空間。當磁吸部位於容納空間內，且殼體的底部抵接於導磁目標物時，第一磁極面向第一導磁部，且第二磁極面向第二導磁部，而使腳座結構磁吸固定於導磁目標物。

在本發明的一實施例中，上述的殼體還包括至少一個第一限位部，內凸於殼體的開口部。腳件還包括至少一個第二限位部。第一限位部與第二限位彼此卡合且能夠相對移動。

在本發明的一實施例中，上述的第一限位部為卡凸部，且第二限位部為滑槽。

在本發明的一實施例中，上述的腳座結構更包括至少一個彈性件，且彈性件的兩端部分別連接殼體與腳件。

在本發明的一實施例中，上述的腳件包括至少一個第一定位部，且殼體包括至少一個第二定位部。第二定位部位於第二限位部的下方，且彈性件的兩端部分別連接第一定位部與第二定位部。

在本發明的一實施例中，上述的殼體由非導磁材料所構成。

本發明的無人機包括本體、至少一個推進器以及至少一個上述的腳座結構。推進器與腳座結構分別連接本體，且分別位於本體的相對兩側。無人機能夠透過上述的腳座結構磁吸固定於導磁目標物。

基於上述，本發明藉由磁吸結構提供一個特殊的固定(吸附)方式，可以提供強力的附著力，並且於需要時，可以輕易脫離，無需額外提供相對於附著力的反作用力，此發明可以廣泛運用於生活上的各種需生活用品，不但可以有強力固定能力，卻又可以輕易、快速的取放。另一方面，由於本發明的腳座結構設有磁吸結構，其能透過磁吸結構施加於導磁目標物的磁力而穩固地磁吸固定於導磁目標物。排除外力/使用者非預期的碰撞而將腳座結構移離導磁目標物或使腳座結構相對於導磁目標物移動等情況，磁吸固定於導磁目標物的腳座結構不會輕易受外力作用而自導磁目標物脫離或相對於導磁目標物移動。另一方面，設有磁吸結構的腳座結構可應用於無人機，以利於無人機降落時能夠透過腳座結構穩固地磁吸固定於導磁目標物。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是本發明一實施例的無人機的示意圖。圖2是圖1的腳座結構的局部放大示意透視圖。圖3是圖2的殼體的底部抵接導磁目標物而形成封閉的磁力線迴路的局部剖面示意圖。圖4是圖2的磁吸部移出容納空間的示意透視圖。需說明的是，圖1、圖2以及圖4中的殼體110採透視的方式繪示，以呈現出其內部的元件配置關係。請參考圖1至圖3，在本實施例中，無人機10可透過腳架結構100固定於導磁目標物20上，特別是透過腳架結構100中的磁吸結構200磁吸固定於導磁目標物20上。雖然本實施例是以磁吸結構200與腳架結構100應用於無人機10作說明，但本發明的磁吸結構與腳架結構的應用不限於此，也可應用於其他移動載具、非移動載具、家具或其他適用的器具或工具。

無人機10可包括本體11、至少一個推進器12以及至少一個腳座結構100，其中推進器12與腳座結構100分別連接本體11，且分別位於本體11的相對兩側。在本實施例中，推進器12可以是螺旋槳，其數量可為四個，惟推進器12的數量可視實際需求而增減，本發明對此不作限制。推進器12是由本體11內的馬達(圖未示)所驅動，透過推進器12的運轉可使無人機10升空或降落。

在本實施例中，腳座結構100的數量可為四個，惟腳座結構100的數量可視實際需求而增減，本發明對此不作限制。以其中一個腳座結構100為例，腳座結構100包括殼體110、腳件120以及磁吸結構200。腳件120的其中一端與殼體110相連接，且腳件120的另一端與本體11相連接。殼體110由非導磁材料所構成，例如：塑膠、壓克力、碳纖維或其他適用的非導磁材料。殼體110為一中空結構，其包括開口部111以及相對於開口部111的底部112，腳件120的其中一端自開口部111穿入殼體110中，且能夠相對於殼體110移動。詳細而言，殼體110包括至少一個第一限位部113，且第一限位部113可為內凸於開口部111的卡凸部。另一方面，腳件120包括至少一個第二限位部121，且第二限位部121可為滑槽。在本實施例中，彼此卡合且能夠相對移動的卡凸(即第一限位部113)與滑槽(即第二限位部121)的組合不僅可用以限制殼體110與腳件120相對移動的行程與方向，也能防止殼體110與腳件120脫離開來。在其他實施例中，第一限位部113可以是穿設於殼體110而能與滑槽(即第二限位部121)相配合與互動的導銷。

磁吸結構200包括第一導磁部210、第二導磁部220以及磁吸部230，其中第一導磁部210與第二導磁部220並列設置於底部112相對應的兩側，且互為平行設置的第一導磁部210與第二導磁部220界定出容納空間201。舉例來說，第一導磁部210與第二導磁部220可為導磁片，並卡合於殼體110的底部112，或者是內嵌於殼體110的底部112。

請繼續參考圖1至圖3，在本實施例中，磁吸部230連接腳件120穿設於殼體110的其中一端，其中磁吸部230可移動地設置於第一導磁部210與第二導磁部220之間，且配置用以移入或移出容納空間201。第一導磁部210、第二導磁部220以及導磁目標物20為導磁材料所構成，而磁吸部230可為永久磁鐵，其中磁吸部230具有彼此相對的第一磁極231與第二磁極232，而第一磁極231與第二磁極232可以是分別為N極與S極。對於磁力線而言，相較於空氣，鐵磁材料是非常良好的磁力線導體，因此在磁吸部230兩側及下方各加上第一導磁部210、第二導磁部220以及導磁目標物20，形成一個封閉的磁力線通路，則大多數的磁力線便會經由此通路，由N極傳導到S極，而產生強大的磁吸力。

舉例來說，當無人機10降落至導磁目標物20時，磁吸部230位於容納空間201內。此時，第一磁極231面向第一導磁部210，其中第一磁極231與第一導磁部210相互面對的部分可以是完全重疊或大致重疊且相互接觸，或者是第一磁極231與第一導磁部210相互面對的部分可保有些微的平行間距，以降低摩擦係數及增加磁吸力。第二磁極232面向第二導磁部220，其中第二磁極232與第二導磁部220相互面對的部分可以是完全重疊或大致重疊且相互接觸，或者是第二磁極232與第二導磁部220相互面對的部分可保有些微的平行間距，以降低摩擦係數及增加磁吸力。另一方面，腳件120並不需要直接抵接於導磁目標物20，而是透過第一導磁部210與第二導磁部220抵接於導磁目標物20。

因殼體110為非導磁材料所構成，磁吸部230的磁力線233可自第一磁極231發出並依序通過第一導磁部210、導磁目標物20以及第二導磁部220而回到第二磁極232以形成封閉的磁力線迴路。在磁吸部230的絕大多數的磁力線233非經由空氣傳導，而是自第一磁極231發出，並依序通過第一導磁部210、導磁目標物20以及第二導磁部220而回到第二磁極232的情況下，可使磁吸結構200施加最大磁吸力於導磁目標物20，以使腳座結構100能穩固地磁吸固定於導磁目標物20。排除外力或使用者非預期的碰撞而將腳座結構100移離導磁目標物20或使腳座結構100相對於導磁目標物20移動等情況，無人機10能夠透過腳座結構100中的磁吸結構200穩固地磁吸固定於導磁目標物20，因此無人機10不會輕易受外力作用而自導磁目標物20脫離或相對於導磁目標物20移動而導致傾倒或摔落。在其他應用中，設有磁吸結構200的無人機10可以是附有風力發電設備的無人機，由於磁吸結構200可提供適當的吸附能力，讓無人機10可於較大風力的環境之下進行充電，例如使用者可以利用此裝置將無人機放置於車輛的車頂，並於車輛行進期間同時利用風力對無人機的電池充電，而無需任何額外電力即可大幅提升無人機的航行距離，且成本並無大幅提升。

圖5是圖4的磁吸部移出容納空間後磁力線斷開的局部剖面示意圖。請參考圖1至圖5，當磁吸固定於導磁目標物20的無人機10升空時，推進器12的推升力帶動腳件120相對於殼體110移動而使磁吸部230移出容納空間201，也就是讓磁吸部230相對於導磁目標物20的一端受反向力而使磁吸部230移出容納空間201。在磁吸部230移出容納空間201的過程中，磁吸部230的第一磁極231、第二磁極232與第一導磁部210和第二導磁部220相面對或相接觸的部分逐漸減少，連帶使得自第一磁極231發出並依序通過第一導磁部210、導磁目標物20以及第二導磁部220而回到第二磁極232的磁力線233的數量逐漸減少。由於磁力線233的數量(磁通量)與磁吸部磁極和導磁部接觸面積成正比，因此，磁吸結構200施加於導磁目標物20的磁吸力會逐漸下滑，最終，無人機10可透過推進器12的推升力克服磁吸結構200施加於導磁目標物20的磁吸力，以使腳座結構100與導磁目標物20分離開來並順利升空。換句話說，腳座結構100欲脫離導磁目標物20時亦不需要額外提供相對於附著力的反作用力與特別的操作，僅需以適當的姿態例如推進器12的推升力施加垂直於被吸附表面的反向力量即可順利脫離導磁目標物20。

進一步而言，在磁吸部230移出容納空間201後，自第一磁極231發出的磁力線233，不再依序通過第一導磁部210、導磁目標物20以及第二導磁部220而回到第二磁極232，而是通過空氣傳導以回到第二磁極232。也就是說，在磁吸部230移出容納空間201後，圖3所示的磁力線迴路會被斷開，此時，自第一磁極231發出的磁力線233的路徑，如圖5所示。

在本實施例中，腳座結構100更包括至少一個彈性件130，例如是拉伸彈簧，且連接殼體110與腳件120。進一步而言，腳件120包括至少一個第一定位部122，且殼體110包括至少一個第二定位部114。第二定位定位部114位於第二限位部121的下方，且彈性件130的兩端部分別連接第一定位部122與第二定位部114。當磁吸部230位於容納空間201內時，彈性件130處於初始狀態(放鬆狀態)。當殼體110仍磁吸固定於導磁目標物20，且腳件120帶動磁吸部230移出容納空間201時，腳件120相對於殼體110的移動會使彈性件130受力而被拉伸。在整個腳座結構100脫離導磁目標物20後，被拉伸的彈性件130可透過彈性恢復力驅使殼體110相對於腳件120移動，以使磁吸部230移回至容納空間201內。此時，彈性件130自拉伸狀態回復至初始狀態(放鬆狀態)，防止無人機10因為太強風力或外力震動導致磁吸部230脫離導磁區，使無人機腳座在降落時無法順利吸附於導磁目標物20。

綜上所述，本發明的腳座結構設有磁吸結構，其能透過磁吸結構施加於導磁目標物的磁力而穩固地磁吸固定於導磁目標物。排除使用者欲將腳座結構移離導磁目標物或使腳座結構相對於導磁目標物移動等情況，磁吸固定於導磁目標物的腳座結構不會輕易受外力作用而自導磁目標物脫離或相對於導磁目標物移動或傾倒。另一方面，設有磁吸結構的腳座結構可應用於無人機，以利於無人機降落時能夠透過腳座結構穩固地磁吸固定於導磁目標物，並且可以以適當的姿態順勢減少磁吸力，使腳座結構順利且輕鬆地脫離導磁目標物，而無需耗費其他額外的能量。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10：無人機 11：本體 12：推進器 20：導磁目標物 100：腳座結構 110：殼體 111：開口部 112：底部 113：第一限位部 114：第二定位部 120：腳件 121：第二限位部 122：第一定位部 130：彈性件 200：磁吸結構 201：容納空間 210：第一導磁部 220：第二導磁部 230：磁吸部 231：第一磁極 232：第二磁極 233：磁力線

圖1是本發明一實施例的無人機的示意圖。 圖2是圖1的腳座結構的局部放大示意透視圖。 圖3是圖2的殼體的底部抵接導磁目標物而形成封閉的磁力線迴路的局部剖面示意圖。 圖4是圖2的磁吸部移出容納空間的示意透視圖。 圖5是圖4的磁吸部移出容納空間後磁力線斷開的局部剖面示意圖。

Claims (14)

1. 一種磁吸結構，包括：一第一導磁部；一第二導磁部，與該第一導磁部並列設置，並界定出一容納空間；以及一磁吸部，具有彼此相對的一第一磁極與一第二磁極，該磁吸部可移動地設置於該第一導磁部與該第二導磁部之間的該容納空間，且配置用以移入或至少局部移出該容納空間，當該磁吸部位於該容納空間內，且該第一導磁部與該第二導磁部抵接於一導磁目標物時，該第一磁極面向該第一導磁部，且該第二磁極面向該第二導磁部，而使該磁吸結構磁吸固定於該導磁目標物。
2. 如申請專利範圍第1項所述的磁吸結構，其中該磁吸部相對於該導磁目標物的一端受反向力而使該磁吸部移出該容納空間，而使該磁吸結構脫離該導磁目標物。
3. 一種腳座結構，包括：一殼體，包括一開口部以及相對於該開口部的一底部；一腳件，自該開口部穿入該殼體，且能夠相對於該殼體移動；以及一磁吸結構，包括：一第一導磁部；一第二導磁部，與該第一導磁部並列設置於該底部相對 應的兩側，且界定出一容納空間；以及一磁吸部，連接該腳件，其中該磁吸部具有彼此相對的一第一磁極與一第二磁極，且該磁吸部配合該腳件相對於該殼體可移動地設置於該第一導磁部與該第二導磁部之間的該容納空間，當該磁吸部位於該容納空間內，且該底部抵接於一導磁目標物時，該第一磁極面向該第一導磁部，且該第二磁極面向該第二導磁部，而使該腳座結構磁吸固定於該導磁目標物。
4. 如申請專利範圍第3項所述的腳座結構，其中該殼體還包括至少一第一限位部，內凸於該殼體的該開口部，該腳件還包括至少一第二限位部，該第一限位部與該第二限位彼此卡合且能夠相對移動。
5. 如申請專利範圍第4項所述的腳座結構，其中該第一限位部為卡凸部，且該第二限位部為滑槽。
6. 如申請專利範圍第4項所述的腳座結構，更包括：至少一彈性件，該彈性件的兩端部分別連接該殼體與該腳件。
7. 如申請專利範圍第6項所述的腳座結構，其中該腳件包括至少一第一定位部，且該殼體包括至少一第二定位部，該第二定位部位於該第二限位部的下方，且該彈性件的兩端部分別連接該第一定位部與該第二定位部。
8. 如申請專利範圍第3項所述的腳座結構，其中該殼體由非導磁材料所構成。
9. 一種無人機，包括：一本體；至少一推進器，連接該本體；以及至少一腳座結構，連接該本體，且該推進器與該腳座結構分別位於該本體的相對兩側，該腳座結構包括：一殼體，包括一開口部以及相對於該開口部的一底部；一腳件，自該開口部穿入該殼體，且能夠相對於殼體移動；以及一磁吸結構，包括：一第一導磁部；一第二導磁部，與該第一導磁部並列設置於該底部相對應的兩側，且界定出一容納空間；以及一磁吸部，連接該腳件，其中該磁吸部具有彼此相對的一第一磁極與一第二磁極，且該磁吸部配合該腳件相對於該殼體可移動地設置於該第一導磁部與該第二導磁部之間的該容納空間，當該磁吸部位於該容納空間內，且該底部抵接於一導磁目標物時，該第一磁極面向該第一導磁部，且該第二磁極面向該第二導磁部，而使該無人機磁吸固定於該導磁目標物。
10. 如申請專利範圍第9項所述的無人機，其中該殼體還包括至少一第一限位部，內凸於該殼體的該開口部，該腳件還包括 至少一第二限位部，該第一限位部與該第二限位彼此卡合且能夠相對移動。
11. 如申請專利範圍第10項所述的無人機，其中該第一限位部為卡凸部，且該第二限位部為滑槽。
12. 如申請專利範圍第10項所述的無人機，其中該腳座結構更包括：至少一彈性件，該彈性件的兩端部分別連接該殼體與該腳件。
13. 如申請專利範圍第12項所述的無人機，其中該腳件包括至少一第一定位部，且該殼體包括至少一第二定位部，該第二定位部位於該第二限位部的下方，且該彈性件的兩端部分別連接該第一定位部與該第二定位部。
14. 如申請專利範圍第9項所述的無人機，其中該殼體由非導磁材料所構成。