本發(fā)明涉及無(wú)人飛行器技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種多旋翼無(wú)人機(jī)。
背景技術(shù):
多旋翼無(wú)人機(jī)通常有3~8個(gè)旋翼,尤其以4旋翼最為常見(jiàn)。多旋翼無(wú)人機(jī)具備垂直起降、空中懸停、低速飛行、倒飛、側(cè)飛、360度旋轉(zhuǎn)等功能,現(xiàn)已在近地航拍(空中拍照、攝像)、監(jiān)控、偵察、無(wú)線(xiàn)電信號(hào)中繼,高壓線(xiàn)、大橋、水壩、路面的檢査,搜索與救援,運(yùn)送快遞等方面得到應(yīng)用?,F(xiàn)有的多旋翼無(wú)人機(jī)主要有以下不足:由于在空中懸停時(shí)依靠機(jī)上裝載的電池來(lái)提供電能,因此續(xù)航時(shí)間短,大多數(shù)依靠電池電能工作的多旋翼無(wú)人機(jī)一次只能持續(xù)飛行約10~30分鐘左右,也就是說(shuō)多旋翼無(wú)人機(jī)在空中工作的時(shí)間一般只有10~30分鐘,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們使用多旋翼無(wú)人機(jī)來(lái)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間空中監(jiān)控、拍攝、喊話(huà)、照明、傳輸、信號(hào)中繼、設(shè)防布防、待命等實(shí)際需求。另外,現(xiàn)有的多旋翼無(wú)人機(jī)在空中懸停進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)控、拍攝時(shí),其姿態(tài)受風(fēng)力以及位置傳感器信號(hào)影響較大,穩(wěn)定性不易保證;多旋翼無(wú)人機(jī)在空中懸停工作時(shí),飛控系統(tǒng)需要對(duì)其姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和調(diào)整,既消耗電池的電能,也存在不小的安全隱患,一旦發(fā)生機(jī)械、電控故障、信號(hào)壓制或操作不當(dāng),就很容易造成墜機(jī)事故(炸機(jī)),甚至從空中掉下來(lái)砸傷人。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種可以長(zhǎng)時(shí)間停留在高處工作或待命的多旋翼無(wú)人機(jī),以解決現(xiàn)有多旋翼無(wú)人機(jī)留空時(shí)間短、無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間在空中工作的不足。
本發(fā)明技術(shù)方案是:一種多旋翼無(wú)人機(jī),包括機(jī)身、機(jī)臂(螺旋槳支架)、電機(jī)、旋翼(螺旋槳)、腳架(支腳),機(jī)臂連接在機(jī)身上,電機(jī)安裝在機(jī)臂上,旋翼連接在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上(或變速器上),腳架設(shè)置于機(jī)身下面,在機(jī)身下面一般還設(shè)置有云臺(tái)及攝像機(jī)或其它工作設(shè)備、部件,機(jī)身中還安裝有電池以及飛控單元,此外,在機(jī)身上還設(shè)置有可折疊的吊架,該吊架包括磁性吸附頭、吊桿、底座,吊桿為可折疊的分段式結(jié)構(gòu),磁性吸附頭設(shè)置在吊桿的上端,底座設(shè)置在吊桿的下端,底座上設(shè)有連接口或連接插頭,用于將吊架連接到機(jī)身上,從而使吊架與多旋翼無(wú)人機(jī)的機(jī)身等部件組成一個(gè)整體,這樣多旋翼無(wú)人機(jī)就可以通過(guò)吊架上面的磁性吸附頭來(lái)吊掛在高處的鐵質(zhì)物體上,例如吊掛在路燈桿、交通標(biāo)志牌鐵架、電線(xiàn)桿、廣告牌、空調(diào)架、各類(lèi)鐵塔上。吊掛在高處物體上面后,多旋翼無(wú)人機(jī)上攜帶的工作設(shè)備(例如相機(jī)、攝像機(jī)、喊話(huà)器、信號(hào)中繼模塊、照明燈、氣體傳感器等)就可以長(zhǎng)時(shí)間(一般可達(dá)幾個(gè)小時(shí),甚至24小時(shí)以上)在高處工作或待命。為了便于操控多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在高處,在其機(jī)身上面通常還設(shè)置有一個(gè)鏡頭朝向機(jī)身上方的上置攝像機(jī)(攝像頭)。
本發(fā)明的有益效果是,由于多旋翼無(wú)人機(jī)可以通過(guò)機(jī)身上面的吊架來(lái)吊掛在高處工作,而在處于吊掛狀態(tài)時(shí),無(wú)需旋翼提供升力,此時(shí)驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)的電機(jī)停止工作,不會(huì)消耗電池電能,電池電能除了保留多旋翼無(wú)人機(jī)的返航用量外,其余可以全部供給機(jī)載裝備工作,因此能極大地延長(zhǎng)機(jī)載裝備在“空中”工作的時(shí)間,而且在吊掛狀態(tài)下,多旋翼無(wú)人機(jī)的姿態(tài)和位置都非常穩(wěn)定,無(wú)需另外控制,受風(fēng)力的影響也非常小。另外,如果多旋翼無(wú)人機(jī)在使用中不需要吊掛在高處,在使用前可以先將吊架從機(jī)身上拆下,這樣本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)就能像普通多旋翼無(wú)人機(jī)那樣使用,對(duì)其性能和用途不會(huì)造成不利影響。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)一個(gè)實(shí)施例的主視示意圖。
圖2是圖1實(shí)施例多旋翼無(wú)人機(jī)上的吊架處于折疊狀態(tài)時(shí)的立體示意圖。
圖3是圖1實(shí)施例多旋翼無(wú)人機(jī)上的吊架處于展開(kāi)狀態(tài)時(shí)的立體示意圖。
圖4是圖1實(shí)施例多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在空中時(shí)的使用狀態(tài)示意圖。
圖5是圖1實(shí)施例多旋翼無(wú)人機(jī)拆下吊架后的立體示意圖。
圖中:1.吊桿,1a.磁性吸附頭,1b.底座,2.機(jī)身,3.機(jī)臂,4.電機(jī),5.旋翼,6.腳架,7.攝像機(jī),8.鐵架。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參照?qǐng)D1、圖2、圖3,本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)在機(jī)械構(gòu)造方面包括機(jī)身(2)、機(jī)臂(3)、電機(jī)(4)、旋翼(5)、腳架(6),機(jī)臂(3)連接在機(jī)身(2)上(也可以采用機(jī)身機(jī)臂一體化的結(jié)構(gòu)),機(jī)臂(3)的外端安裝有電機(jī)(4),旋翼(5)連接在電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)軸上(或變速器上),腳架(6)設(shè)置于機(jī)身(2)下面,在機(jī)身下面通常設(shè)置有云臺(tái)及攝像機(jī)(7)或其它工作設(shè)備、部件,機(jī)身(2)中還安裝有電池以及飛控單元。此外,在機(jī)身(2)上還設(shè)有用于與吊架連接的接口,并設(shè)置有可折疊的吊架,該吊架包括磁性吸附頭(1a)、吊桿(1)、底座(1b),吊桿(1)為可折疊的分段式結(jié)構(gòu),磁性吸附頭(1a)設(shè)置在吊桿(1)的上端,底座(1b)設(shè)置在吊桿(1)的下端,底座(1b)上設(shè)有連接口、連接磁體或連接插頭,用于將吊架連接或吸附到機(jī)身(2)上,從而使吊架與多旋翼無(wú)人機(jī)的機(jī)身(2)等部件成為一個(gè)整體。
參照?qǐng)D2,在多旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)身(2)上的吊架處于折疊狀態(tài)時(shí),整架多旋翼無(wú)人機(jī)占用的空間小,便于攜帶。如果是吊架處于折疊狀態(tài)時(shí)起飛,由于吊架緊貼機(jī)身,重心低,因此不會(huì)對(duì)飛行造成大的不利影響。
參照?qǐng)D3,在使用中需要將多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在高處的鐵質(zhì)物體上時(shí),先展開(kāi)其吊架。吊架展開(kāi)之后,吊架上的磁性吸附頭(1a)便位于多旋翼無(wú)人機(jī)的最上端。吊架既可手動(dòng)展開(kāi),也可以在吊架上設(shè)置電機(jī)通過(guò)電動(dòng)方式展開(kāi)。
參照?qǐng)D4,本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)在使用時(shí),若需要其在高處長(zhǎng)時(shí)間(例如幾個(gè)小時(shí)甚至一天)工作或待命,那么就可以控制其飛到適合吊掛的高處鐵質(zhì)物體的下方,例如交通標(biāo)志牌鐵架(8)、路燈桿、電線(xiàn)桿、廣告牌、空調(diào)架、各類(lèi)鐵塔等位置的下方,然后通過(guò)已經(jīng)展開(kāi)的吊架上的磁性吸附頭(1a)來(lái)吸附在高處的鐵質(zhì)物體上,例如吸附在鐵架(8)上。多旋翼無(wú)人機(jī)通過(guò)磁性吸附頭吸附在鐵架(8)上吊掛好之后,驅(qū)動(dòng)旋翼(5)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)(4)就可以停止工作,這樣多旋翼無(wú)人機(jī)就可以長(zhǎng)時(shí)間吊掛在高處工作或待命,其攜帶的攝像機(jī)(7)就可以長(zhǎng)時(shí)間在高處監(jiān)視、攝像。完成工作任務(wù)后,如果要讓多旋翼無(wú)人機(jī)從所吸附的鐵架(8)上脫離,可以操控多旋翼無(wú)人機(jī)左右搖擺,搖擺過(guò)程中,吊架上的磁性吸附頭(1a)與鐵架(8)的接觸面積會(huì)變小,磁性吸附力也會(huì)變小,當(dāng)磁性吸附力小于多旋翼無(wú)人機(jī)的重量時(shí),多旋翼無(wú)人機(jī)就會(huì)“掉落”脫離。當(dāng)然,也可以采用其它方式讓多旋翼無(wú)人機(jī)與鐵架分離,例如安裝動(dòng)力裝置讓磁性吸附頭中間的磁體往下縮回,或使用電磁鐵式吸附頭(斷電后磁力會(huì)消失)。
參照?qǐng)D5,具體使用時(shí),若無(wú)需將多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在高處工作,可將吊架從多旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)身(2)上拆下。拆下了吊架的多旋翼無(wú)人機(jī)跟現(xiàn)有的同類(lèi)型無(wú)人機(jī)相比,在總體外觀(guān)、使用方式及功能上,基本上是一樣的(只是多了用于連接吊架的接口,或者是用于被吊架磁性底座吸附的鐵片),也就是說(shuō),本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)在拆下吊架后,可以像現(xiàn)有的同類(lèi)型無(wú)人機(jī)那樣使用,不會(huì)對(duì)其功能、性能帶來(lái)不利影響。
本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)上吊架上的磁性吸附頭與鐵質(zhì)物體的吸力一般設(shè)計(jì)在多旋翼無(wú)人機(jī)重量的1.2~2倍,這樣既能讓多旋翼無(wú)人機(jī)可靠地吸附高處的鐵質(zhì)物體上,也便于多旋翼無(wú)人機(jī)從所吸附的鐵質(zhì)物體上脫離。
本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)上的吊架一般采用碳纖維等強(qiáng)度高的材料來(lái)制作,且通常采用空心結(jié)構(gòu),由于重量輕,因此不會(huì)對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)的起降帶來(lái)不利影響,由此增加的電池電量的消耗也可以忽略不計(jì)。
本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)上的吊架底座(1b)上的連接口通常為通孔,通過(guò)螺絲或螺栓來(lái)將吊架連接到機(jī)身上(機(jī)身上的相應(yīng)位置設(shè)有開(kāi)口或螺母、螺紋);另外也可以通過(guò)其它方式來(lái)連接吊架和機(jī)身,例如在吊架底座上設(shè)置磁體,機(jī)身上設(shè)置鐵片,吊架通過(guò)磁體的磁力來(lái)吸附到機(jī)身上的鐵片上來(lái)實(shí)現(xiàn)與機(jī)身的連接,或者采用捆綁的方式來(lái)將吊架連接到機(jī)身上。
本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)中的機(jī)身和機(jī)臂也可以采用一體化結(jié)構(gòu)(這樣的結(jié)構(gòu)也稱(chēng)為機(jī)架或支架),這樣的結(jié)構(gòu)也應(yīng)理解為等同于上述的機(jī)身(2)和機(jī)臂(3)。
本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)既能像現(xiàn)有多旋翼無(wú)人機(jī)那樣工作(把吊架拆卸下來(lái)后,看起來(lái)跟現(xiàn)有的同類(lèi)型無(wú)人機(jī)沒(méi)有多大區(qū)別),又能在需要時(shí)通過(guò)吊架吊掛在高處的鐵質(zhì)物體上。由于多旋翼無(wú)人機(jī)處于吊掛狀態(tài)時(shí),無(wú)需電池電能提供升力,使得其所攜帶的工作設(shè)備(例如攝像機(jī))或部件(例如用于檢測(cè)空氣污染的氣體傳感器)的可用電量大大增加,在“空中”連續(xù)工作幾個(gè)小時(shí)甚至24小時(shí)以上將不再困難,多旋翼無(wú)人機(jī)的使用空間因此將得到極大擴(kuò)展。例如,城管可以將多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在馬路或街道上空的路燈桿、廣告牌上,通過(guò)機(jī)載攝像機(jī)監(jiān)視街道上的亂擺亂賣(mài)、亂停亂放、亂丟垃圾、隨地吐痰等行為,另外也可以從空中拍下現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法的畫(huà)面,若發(fā)生沖突,不僅能錄下視頻證據(jù),也能很好防止他人搶奪攝像器材毀滅錄像;記者在現(xiàn)場(chǎng)采訪(fǎng)時(shí),可以讓多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在高處攝像,這樣如果發(fā)生毆打記者、搶奪攝像器材的事件,吊掛在高處的多旋翼無(wú)人機(jī)就能拍下證據(jù);環(huán)保執(zhí)法人員可以讓多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在工廠(chǎng)廠(chǎng)區(qū),進(jìn)行24小時(shí)的監(jiān)視和取證;在遇到突發(fā)事件時(shí)(如街頭集會(huì)、游行示威、交通事故、大型活動(dòng)等),警方可將多架多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在事發(fā)處的建筑物空調(diào)架、交通標(biāo)志鐵架或路燈桿上,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、錄像;在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)等人員密集場(chǎng)所,安保方可以將多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在室內(nèi)的吊架上,對(duì)下方的人員進(jìn)行監(jiān)控;車(chē)主在停好車(chē)后,將多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在車(chē)子附近的高處鐵質(zhì)物體上,就可以通過(guò)多旋翼無(wú)人機(jī)上攜帶的監(jiān)控設(shè)備對(duì)車(chē)子進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和攝像,若車(chē)子被盜、被撞、被刮,車(chē)主就能及時(shí)收到報(bào)警通知,而且監(jiān)控錄像也能提供破案線(xiàn)索和證據(jù)。