CN107150800A - 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，机臂的一端连接机身，电机安装在机臂上，旋翼安装在电机的转轴上，脚架连接在机身下面，此外在机身上还设有横向的挂架，挂架的外端设有磁体和支架，且支架位于磁体的下方。多旋翼无人机可以通过该挂架上的磁体来吸附在铁质的广告牌、交通标志牌、路灯杆、室外空调机等高处物体上。吸附在高处物体上后，多旋翼无人机便无需电池电能提供升力，其携带的工作设备可以长时间在高处工作或待命。本发明多旋翼无人机可以广泛应用于空中定点拍摄、监控、直播、环保监测、案件侦察、城市管理、庭院安防、车辆防盗等领域。

Description

一种多旋翼无人机

技术领域

本发明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3～8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，现已在空中拍照、摄像、监控、侦察、无线电信号中继，高压线、大桥、水坝检査，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：由于在空中悬停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约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控、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控、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***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。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以长时间停留在高处物体上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。

本发明技术方案是：一种多旋翼无人机，包括机身、机臂、电机、旋翼（螺旋桨）、脚架（支脚），机臂的一端连接机身，电机安装在机臂上，旋翼安装在电机的转轴上（或变速器上），脚架连接在机身下面，在机身下面一般还设置有云台及摄像机或其它工作设备、部件，机身中还安装有电池以及飞控单元，在旋翼***通常还设有旋翼防护架来保护高速旋转的旋翼免于碰到外物而损坏，此外，在机身上还设有横向的挂架，该挂架伸出各旋翼旋转范围连线之外，在挂架的外端设有磁体和支架，且支架位于磁体的下方。通过挂架上的磁体和支架，多旋翼无人机就可以依靠磁力吸附在铁质的广告牌、交通标志牌、高楼的阳台栏杆、室外空调机、路灯杆、电线杆等高处物体上。吸附在高处物体上后，多旋翼无人机上携带的工作设备（例如相机、摄像机、喊话器、信号中继模块、照明灯、气体传感器等）就可以长时间（一般可达几个小时，甚至24小时以上）在高处工作或待命。

本发明的有益效果是，由于多旋翼无人机可以通过挂架来吸附在高处物体上工作，而处于吸附状态下的多旋翼无人机，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，而且在吸附状态下，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。

附图说明

图1是本发明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仰视示意图（逆时针旋转了90度）。

图3是图1实施例多旋翼无人机的立体示意图。

图4是图1实施例多旋翼无人机吸附在广告牌上时的使用状态示意图。

图5是本发明多旋翼无人机第二个实施例的主视示意图。

图6是图5多旋翼无人机的立体示意图。

图7、图8是图5实施例多旋翼无人机吸附在路灯杆上时的两个不同视角的使用状态示意图。

图9是图7、图8中所示的多旋翼无人机脱离吸附状态时的立体示意图。

图中：1.机身，2.机臂，3.电机，4.旋翼，5.脚架，6.挂架，6A.磁体，6B.支架，6C.连接头，7.摄像机，8.广告牌，9.旋翼防护架，10.路灯杆。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步描述。

参照图1、图2、图3，本发明多旋翼无人机在机械构造方面包括机身（1）、机臂（2）、电机（3）、旋翼（4）、脚架（5）。机臂（2）的一端连接机身（1），电机（3）安装在机臂（2）上，旋翼（4）安装在电机（3）的转轴上，脚架（5）连接在机身（1）下面，在机身（1）的下面一般还设置有云台及摄像机（7）或其它工作设备、部件，机身（1）中还安装有电池以及飞控单元，此外，在机身（1）上还设有横向的挂架（6），该挂架（6）伸出各旋翼（4）旋转范围连线之外（这样在吸附到其它物体上时，旋翼就不会碰到吸附物），在挂架（6）的外端设有磁体（6A）和支架（6B），且支架（6B）位于磁体（6A）的下方。为了使挂架（6）在处于吸附状态时更为稳定，挂架（6）上的支架（6B）通常做成弧形的。

参照图4，本发明多旋翼无人机在使用时，如果需要将其吸附在高处的铁皮做的广告牌（8）上工作（如监视、拍摄、待命等），那么就先控制其飞行到广告牌（8）的处，并使挂架（6）外端的磁体（6A）接触到广告牌（8），这样磁体（6A）就能紧紧地吸附在广告牌（8）上。有了磁体（6A）的吸附和支架（6B）的支撑，多旋翼无人机就可以稳定地吸附在广告牌（8）上了，其携带的摄像机（7）就可以长时间在高处向下监视、拍摄。多旋翼无人机除了可以通过磁力吸附在铁质的广告牌（8）上外，也可以通过同样的方式吸附在铁质的交通标牌、建筑物阳台栏杆、室外空调机、路灯杆等高处物体上。

参照图5、图6，本实施例中，多旋翼无人机上的挂架（6）通过连接头（6C）来连接到机身（1）上面，而且挂架（6）可以绕着连接头（6C）上的转轴转动。另外在旋翼（4）的***还设有旋翼防护架（9），用于防止多旋翼无人机在使用过程中，旋翼碰到外物而损坏。

参照图7、图8，本发明多旋翼无人机在使用时，如果需要将其吸附在铁质的路灯杆（10）上工作，那么就先控制其飞行到路灯杆（10）处，并使挂架（6）外端的磁体（6A）接触到路灯杆（10），这样磁体（6A）就能紧紧地吸附在路灯杆（10）上。有了磁体（6A）的吸附和支架（6B）的支撑，多旋翼无人机就可以稳定地吸附在路灯杆（10）上了，其携带的摄像机（7）就可以长时间在高处监视、拍摄。

参照图9，如果需要使吸附在路灯杆（10）上的多旋翼无人机脱离吸附状态，只要让它重新起飞即可。多旋翼无人机起飞时，挂架（6）会绕着连接头（6C）转动一定角度，挂架（6）外端的磁体（6B）与路灯杆（10）间的接触面就会减小，磁体（6B）与路灯杆（10）间的磁性吸附力也会跟着减小，当磁性吸附力小于旋翼产生的飞离拉力时，多旋翼无人机就能从路灯杆上脱离了。

在不需要将多旋翼无人机吸附在高处工作时，可先将多旋翼无人机上的挂架（6）拆卸下来。拆卸下了挂架（6）的多旋翼无人机跟现有的同类型多旋翼无人机相比，基本上没多大区别，可以像现有的同类型多旋翼无人机那样使用。

本发明多旋翼无人机上的挂架（6）一般采用碳纤维、玻璃纤维、铝合金等强度高、重量轻的材料来制作，而且其主体通常采用空心结构。由于重量较轻，因此不会对多旋翼无人机的起降及飞行带来不利影响，由此增加的电池电量的消耗也可以忽略不计。

本发明多旋翼无人机挂架（6）上的磁体（6A）通常采用磁性强度高的钕铁硼永磁体。

本发明多旋翼无人机中的机身（1）和机臂（2）也可以采用一体化结构（这种结构也称为机架）。

本发明多旋翼无人机中的机臂（2）可以是固定的，也可以是可伸缩的机臂、可收纳的机臂、可转动的机臂等。

本发明多旋翼无人机既能像现有的多旋翼无人机那样工作，又能在需要时通过挂架来吸附在高处的铁质物体上。由于多旋翼无人机处于吸附状态时，无需电池电能提供升力，使得其所携带的工作设备（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”连续工作几个小时甚至24小时以上将不再困难，多旋翼无人机的使用空间因此将得到极大扩展。例如，城管可以将多旋翼无人机吸附在广告牌、交通标志牌、室外空调机、路灯杆上，通过机载摄像机监视街道上的乱摆乱卖、乱停乱放、乱丢垃圾、随地吐痰等行为，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视频证据；记者在现场采访时，可以让多旋翼无人机吸附在高处摄像，这样如果发生殴打记者、抢夺摄像器材的事件，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吸附在污染源排放位置的上方，进行24小时的监视和取证；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），警方可将多架多旋翼无人机吸附在高处铁质物体上，对现场状况进行实时监视、录像；在案件侦察过程中，办案人员可以将多旋翼无人机吸附在高处监视，不仅监视角度比在地面好，而且方便灵活、悄无声息；现场追查逃犯时，可将多旋翼无人机吸附在高处（例如吸附在路灯杆上）并开启人脸识别***，便可对从多旋翼无人机下方走过的人员进行实时识别，如有目标人物经过能够马上识别出来；多旋翼无人机用于运送快递时，在飞行到目的地后，若收件人还未到场接货，可以让多旋翼无人机先吸附在高处（如路灯杆、广告牌、空调机等处）“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盗走；车主在停好车后，将多旋翼无人机吸附在车子附近的高处物体上，就可以通过多旋翼无人机上携带的监控设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；在住处庭院的路灯杆、室外空调机上，也可以吸附多旋翼无人机来对庭院（或小区）进行监控，若发生小孩在庭院中受伤、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。城市中的路灯杆、室外空调机、广告牌、交通标志牌等几乎随处可见，可以说到处都有适合多旋翼无人机吸附的地方，因此本发明多旋翼无人机的应用场所极为广泛。

Claims (4)

1.一种多旋翼无人机，包括机身、机臂、电机、旋翼、脚架，机臂的一端连接机身，电机安装在机臂上，旋翼安装在电机的转轴上，脚架连接在机身下面，其特征是：在机身上还设有横向的挂架，该挂架伸出各旋翼旋转范围连线之外，在挂架的外端设有磁体和支架，且支架位于磁体的下方。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂架主体为空心结构。

3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂架上的支架为弧形结构。

4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征是：挂架上的磁体为钕铁硼永磁体。