TWM499371U - 無人飛行載具及其升降裝置 - Google Patents

Description

無人飛行載具及其升降裝置

本創作係關於一種無人飛行載具及其升降裝置。

無人飛行載具係指無駕駛員在機內之飛行設備，除了戰地偵查、攻擊防禦等軍事用途之外，係已被廣泛使用在民生需求之應用，例如地形/地貌偵照與監控、氣象與災情監測、海岸巡防搜索、交通監視與管制、核生化汙染與環境監測等，因為無人飛行載具係可勝任人類難以承受之飛行過程，例如惡劣天候或險峻環境，而可避免意外發生時人員傷亡，或者，無人飛行載具亦適合被用在只需要機器及電腦程式操控就可完成的飛行及資料蒐集任務，機身無須駕駛艙或駕駛座之空間，而可使飛行設備之體積小型化，並且無須駕駛員出動執行任務，而減少了人力成本及降低人為因素造成之損失。

然而，大部分之無人飛行載具係採用引擎帶動螺旋翼的方式進行起飛、降落及滯空，需供給大量之電力，故須搭載蓄電量高或電容量高之電源裝置，導致成本高昂；此外，利用引擎帶動螺旋翼的方式進行起飛、降落及滯空，其對應之控制處理機制與操控十分複雜，大多需要專業人士經過訓練才能熟悉操作，而不便於一般人使用。

本創作之目的在於解決習知無人飛行載具需要耗費大量電力、操控複雜及設備成本高昂等缺點。

為達上述目的及其他目的，本創作係揭露一種無人飛行載具的升降裝置，包含一罩體、一承載艙、一儲水槽及一控制器總成，該罩體具有填充氣體之容置空間；該承載艙係連接該罩體以使該容置空間形成一氣室，該承載艙係具有至少一通孔，該承載艙並設有對該氣室加熱的一加熱組及設有對該承載艙內冷凝的一冷凝組；該儲水槽係設置於該承載艙中且位於該冷凝組下方，該儲水槽係設置有一排水閥；該控制器總成係電性連接該加熱組、該冷凝組及該排水閥，該控制器總成係用於接收由外部傳遞的一控制訊號，以控制該加熱組、該冷凝組及該排水閥中至少其中一者。

上述之升降裝置中，該控制器總成係進一步具有一GPS模組，用於取得所處位置及時間。

上述之升降裝置中，該控制器總成係具有一無線通訊模組，該無線通訊模組係用於接收該控制訊號。

上述之升降裝置中，該罩體係由薄鋁殼形成並具有複數個皺摺。

上述之升降裝置中，該冷凝組係具有複數個致冷晶片。

上述之升降裝置中，該承載艙之外形係具有圓弧表面。

為達上述目的及其他目的，本創作另揭露一種無人飛行載具，包含一升降裝置、複數個推進器及一影像採集裝置。其中，該升降裝置包含一罩體、一承載艙、一儲水槽及一控制器總成，該罩體具有填充氣體之容置空間；該承載艙係連接該罩體以使該容置空間形成一氣室，該承載艙係具有至少一通孔，該承載艙並設有對該氣室加熱的一加熱組及設有對該承載艙內冷凝的一冷凝組；該儲水槽係設置於該承載艙中且位於該冷凝組下方，該儲水槽係設置有一排水閥；該控制器總成係電性連接該加熱組、該冷凝組及該排水閥；該等推進器係設置於該承載艙外部並電性連接該控制器總成；該影像採集裝置，係設置於該承載艙外部並電性連接該控制器總成，用於錄影及拍照；其中，該控制器總成係用於接收由外部傳遞的一控制訊號，以控制該加熱組、該冷凝組、該排水閥、該等推進氣及該影像採集裝置中至少其中一者。

上述之無人飛行載具中，該控制器總成係進一步具有一GPS模組，用於取得所處位置及時間。

上述之無人飛行載具中，該控制器總成係具有一無線通訊模組，該無線通訊模組係用於接收該控制訊號。

上述之無人飛行載具中，該罩體係由薄鋁殼形成並具有複數個皺摺。

上述之無人飛行載具中，該冷凝組係具有複數個致冷晶片。

上述之無人飛行載具中，該承載艙外形係具有圓弧表面。

上述之無人飛行載具中，該等推進器係設置於該承載艙外部且相對該承載艙之形心為對稱。

因此，上述之無人飛行載具係利用熱氣球之原理升空及利用空氣冷凝成水之重量而降落，並可藉由推進器控制直行及轉彎之方向，本創作之無人飛行載具係無須耗能高且複雜之起降機構、動力引擎及其控制處理設備，故設備成本低廉且讓一般人易於上手操控。

為充分瞭解本創作之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本創作做一詳細說明，說明如後：

本創作實施例之無人飛行載具係應用於高空錄影、氣象觀察、環保監控、搜救勘查、地形偵測、軍事探勘等用途，藉由遠端遙控控制該無人飛行載具之飛行方向、速度及影像採集等運作。

請參考第1圖，本創作實施例之無人飛行載具1包含一升降裝置100、複數個推進器200及一影像採集裝置300。

該升降裝置100係具有一罩體10、一承載艙20、一儲水槽50及一控制器總成60。

上述之升降裝置100中，該罩體10具有填充氣體(例如氦氣)之容置空間；該承載艙20係連接該罩體10以使該容置空間形成一氣室，該承載艙20係具有至少一通孔21，該承載艙並設有對該氣室加熱的一加熱組30及設有對該承載艙內冷凝的一冷凝組40；該儲水槽50係設置於該承載艙中且位於該冷凝組40下方，該儲水槽50係設置有一排水閥51；該控制器總成60係電性連接該加熱組30、該冷凝組40及該排水閥51，該控制器總成60係用於接收由外部傳遞的一控制訊號，以控制該加熱組、該冷凝組及該排水閥51中至少其中一者。

具體而言，該控制器總成60接收具有上升指令之控制訊號時，該控制器總成60係控制該加熱組30被啟動或被供電，該加熱組30係對該氣室加熱，使該氣室內之氣體因受熱而膨脹，使該罩體10膨脹後其整體密度小於環境空氣之密度而產生浮力。該控制器總成60係可控制該排水閥51打開，使該儲水槽50內的配重水流出以減輕重量，以利於該升降裝置100升空，如該第2圖所示。當該升降裝置100升空至所需高度時，該控制器總成60可藉由接收具有停止上升指令之控制訊號，該控制器總成60係控制該排水閥51關閉，使該儲水槽50內的配重水停止排出。

該控制器總成60接收具有下降指令之控制訊號時，該控制器總成60係控制該加熱組30被關閉或被斷電，該控制器總成60係控制該冷凝組40被啟動或被供電，該冷凝組40對該承載艙內冷凝，使鄰近該冷凝組40之空氣被冷凝成水並滴落至儲水槽50中，該儲水槽50內的配重水增加，而使該升降裝置100的總重量增加至大於上升浮力，進而該升降裝置100下降，如第3圖所示。此外，該控制器總成60係可連接溫度感測器，以依據環境溫度控制該加熱組30對該罩體10內之氣體加熱，使該無人飛行載具1可穩定滯空。

該無人飛行載具1中，該承載艙20外部設置有複數個推進器200，該等推進氣係電性連接該控制器總成60。其中，該等推進器200係可為偶數個且相對該承載艙20之形心為對稱。該等推進器200係用於控制該無人飛行載具1直行、左轉、右轉等行進方向。該控制器總成60依據接收到之具有直行指令、左轉指令或右轉指令之控制訊號，而對應地控制該等推進器200啟動。其中，該等推進氣200係可為螺旋推進器。此外，該控制器總成60 係可連接羅盤或方向感測器，以依據該無人飛行載具之實際方向進行該等推進器200之控制。

該無人飛行載具1中，該承載艙20外部設置有影像採集裝置300，作為示例，該影像採集裝置300係設置於該承載艙20底部，該影像採集裝置300係電性連接該控制器總成60，該控制器總成60係依據接收到之具有錄影指令或拍照指令之控制訊號，而對應地控制該影像採集裝置300錄影或拍照。

該控制器總成60係具有一無線通訊模組，該無線通訊模組係用於接收該控制訊號。

該控制器總成60係可具有一GPS(Global Positioning System，全球定位系統)模組，用於取得所處位置座標及時間資訊，並將取得之位置座標及時間資訊儲存於該控制器總成60內搭載的記憶體中，並且，取得之位置座標及時間資訊可藉由該控制器總成60之無線通訊模組傳回至控制端，而可即時取得該無人飛行載具1之位置座標及時間資訊，進而計算並記錄飛行速度。

本實施例之無人飛行載具1中，該控制器總成60係接收來自外部控制端(圖未示)發出之控制訊號，該控制端係例如為遙控裝置或電腦等，該控制訊號係具有使該升降裝置100上升之上升指令、使該升降裝置100下降之下降指令、使該儲水槽50排水孔打開之開啟排水閥51指令、使該儲水槽50停止排水之關閉排水閥51指令、使該無人飛行載具1前進之直行指令、使該無人飛行載具1轉向之左轉指令或右轉指令或180度迴轉指令、使該影像採集模組70錄影或拍照之錄影指令或拍照指令、回傳該GPS模組取得之位置及時間資訊之回傳定位指令、回傳該影像採集模組300之錄影或照片之回傳影像指令等的其中一者，當然，該控制訊號亦可包含上述指令之二者以上的複合指令。

本實施例中，該罩體10係由薄鋁殼形成並具有複數個皺摺11，以供該罩體10因內部氣體受熱而體積膨脹及因冷卻而體積縮小所需之體積變化。

本實施例中，該承載艙20外形係具有圓弧表面，即該承載艙20係為圓盤狀、圓桶狀或具流線型外側面，以於飛行時外部空氣經過所造成之阻力可以減低。

本實施例中，該加熱組30係可設置於該承載艙20上中鄰近該氣室的位置，例如圖式所示，該加熱組30係具有例如加熱棒、加熱線圈或電熱片等加熱組件，該加熱棒一端係被固定設置於該承載艙20的支架上，另一端係凸伸至該罩體10之容置空間中，以加熱該氣室內的氣體。其中，該加熱組30固定的位置係不限於本實施例及圖式，只要該加熱組30係設置在可對該罩體10之容置空間內之氣體加熱的位置即可。

本實施例中，該冷凝組40係具有複數個致冷晶片，如圖所示，該承載艙20係開設有複數個通孔21，該承載艙20外之空氣係透過該等通孔21進入該承載艙20中。致冷晶片係配置成以低溫面41面向該等通孔21，鄰近該致冷晶片之低溫面41的空氣係被低溫冷凝成液體，並滴落於該儲水槽50中。其中，該等致冷面相對該低溫面41之另一面(發熱面)係可配置散熱組件，以將熱能導出。此外，該冷凝組40係不限於致冷晶片，其係可為其他冷卻器。

其中，該冷凝組40之致冷晶片之數量與該承載艙20之通孔21之數量係不限於本實施例，其係可依照該承載艙20之大小及所需冷凝之配重水量來設計。此外，該承載艙20係可具有對應於該冷凝組400之致冷晶片與該等通孔21之空氣流道22，具體而言，各空氣流道22之一端係對應連通一個或複數個通孔21，該冷凝組400之致冷晶片係設置在各空氣流道22之另一端的壁面，或該冷凝組400之致冷晶片係固定於各空氣流道22之另一端的流道中央，以使各空氣流道22內溫度下降，進而讓各空氣流道22內的空氣冷凝成水並滴落至該儲水槽50中。

此外，該承載艙20係搭載有供電裝置23，該供電裝置23係提供電力予該控制器總成60、該加熱組30、該冷凝組40、該排水閥51、該等推進器200及該影像採集裝置300。該供電裝置23係可為蓄電池、鋰電池、太陽能電池、混合電池或其他充電電池等。

因此，本實施例之無人飛行載具1係利用熱氣球原理升空及利用空氣冷凝成水以增加重量而降落，並藉由推進器控制直行及轉彎之方向，本實施例之無人飛行載具1係無須耗能高且複雜之起降機構、動力引擎及其控制處理設備，故設備成本低廉且讓一般人易於上手操控。

本創作在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本創作，而不應解讀為限制本創作之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本創作之範疇內。因此，本創作之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧無人飛行載具
10‧‧‧罩體
11‧‧‧皺摺
20‧‧‧承載艙
21‧‧‧通孔
22‧‧‧空氣流道
23‧‧‧供電裝置
30‧‧‧加熱組
40‧‧‧冷凝組
41‧‧‧低溫面
50‧‧‧儲水槽
51‧‧‧排水閥
60‧‧‧控制器總成
100‧‧‧升降裝置
200‧‧‧推進器
300‧‧‧影像採集裝置

第1圖為本創作實施例之無人飛行載具的示意圖。 第2圖為本創作實施例之無人飛行載具的上升示意圖。 第3圖為本創作實施例之無人飛行載具的下降示意圖。

1‧‧‧無人飛行載具

10‧‧‧罩體

11‧‧‧皺摺

20‧‧‧承載艙

21‧‧‧通孔

22‧‧‧空氣流道

23‧‧‧供電裝置

30‧‧‧加熱組

40‧‧‧冷凝組

41‧‧‧低溫面

50‧‧‧儲水槽

51‧‧‧排水閥

60‧‧‧控制器總成

100‧‧‧升降裝置

200‧‧‧推進器

300‧‧‧影像採集裝置

Claims (13)

1. 一種無人飛行載具的升降裝置，包含： 一罩體，具有填充氣體之容置空間； 一承載艙，係連接該罩體以使該容置空間形成一氣室，該承載艙係具有至少一通孔，該承載艙並設有對該氣室加熱的一加熱組及設有對該承載艙內冷凝的一冷凝組； 一儲水槽，係設置於該承載艙中且位於該冷凝組下方，該儲水槽係設置有一排水閥；及 一控制器總成，係電性連接該加熱組、該冷凝組及該排水閥，該控制器總成係用於接收由外部傳遞的一控制訊號，以控制該加熱組、該冷凝組及該排水閥中至少其中一者。
2. 如請求項第1項所述之升降裝置，其中該控制器總成係進一步具有一GPS模組，用於取得所處位置及時間。
3. 如請求項第1或2項所述之升降裝置，其中該控制器總成係具有一無線通訊模組，該無線通訊模組係用於接收該控制訊號。
4. 如請求項第1或2項所述之升降裝置，其中該罩體係由薄鋁殼形成並具有複數個皺摺。
5. 如請求項第1或2項所述之升降裝置，其中該冷凝組係具有複數個致冷晶片。
6. 如請求項第1或2項所述之升降裝置，其中該承載艙之外形係具有圓弧表面。
7. 一種無人飛行載具，包含： 一升降裝置，包含： 一罩體，具有填充氣體之容置空間； 一承載艙，係連接該罩體以使該容置空間形成一氣室，該承載艙係具有至少一通孔，該承載艙並設有對該氣室加熱的一加熱組及設有對該承載艙內冷凝的一冷凝組； 一儲水槽，係設置於該承載艙中且位於該冷凝組下方，該儲水槽係設置有一排水閥；及 一控制器總成，係電性連接該加熱組、該冷凝組及該排水閥；  複數個推進器，係設置於該承載艙外部並電性連接該控制器總成；及 一影像採集裝置，係設置於該承載艙外部並電性連接該控制器總成，用於錄影及拍照； 其中，該控制器總成係用於接收由外部傳遞的一控制訊號，以控制該加熱組、該冷凝組、該排水閥、該等推進氣及該影像採集裝置中至少其中一者。
8. 如請求項第7項所述之無人飛行載具，其中該控制器總成係進一步具有一GPS模組，用於取得所處位置及時間。
9. 如請求項第7或8項所述之無人飛行載具，其中該控制器總成係具有一無線通訊模組，該無線通訊模組係用於接收該控制訊號。
10. 如請求項第7或8項所述之無人飛行載具，其中該罩體係由薄鋁殼形成並具有複數個皺摺。
11. 如請求項第7或8項所述之無人飛行載具，其中該冷凝組係具有複數個致冷晶片。
12. 如請求項第7或8項所述之無人飛行載具，其中該承載艙外形係具有圓弧表面。
13. 如請求項第7或8項所述之無人飛行載具，其中該等推進器係設置於該承載艙外部且相對該承載艙之形心為對稱。