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。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)線電信號(hào)中繼、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)不能滿足人們使用多旋翼無(wú)人機(jī)來進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間空中監(jiān)控、拍攝、喊話、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)間定點(diǎn)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)有吊桿,吊桿的上端設(shè)有磁性吸頭,該磁性吸頭中設(shè)有磁體,吊桿的下端連接到機(jī)身上的吊桿接頭上,且為可轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)連接,另外在多旋翼無(wú)人機(jī)的機(jī)身上面還設(shè)置有一個(gè)鏡頭朝向機(jī)身上方的上攝像機(jī)(或攝像頭),以用于觀看機(jī)身上方吊掛物體的位置。本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)可以通過吊桿上端的磁性吸頭來吸附并吊掛在高處的鐵質(zhì)物體上,例如吊掛在路燈桿、交通標(biāo)志牌鐵架、電線桿、廣告牌、空調(diào)架及各類鐵塔上。吊掛在高處物體上后,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。
本發(fā)明的有益效果是,由于多旋翼無(wú)人機(jī)可以通過機(jī)身上面的吊桿來吊掛在高處工作,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桿從機(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。與通過掛勾或吊勾來吊掛的多旋翼無(wú)人機(jī)相比,本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)由于是通過磁力吸附的方式來實(shí)現(xiàn)吊掛,因此操控其吊掛在廣告牌、交通標(biāo)志桿、空調(diào)機(jī)表面、吊扇葉等鐵質(zhì)物體上時(shí)會(huì)更為方便。
附圖說明
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)的俯視示意圖。
圖3是圖1實(shí)施例多旋翼無(wú)人機(jī)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4多旋翼無(wú)人機(jī)從吊掛物體上脫離時(shí)的狀態(tài)示意圖。
圖中:1.磁性吸頭,2.吊桿,3.吊桿接頭,4.機(jī)身,5.機(jī)臂,6.電機(jī),7.旋翼,8.腳架,9.攝像機(jī),10.上攝像機(jī),11.廣告牌。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,通過實(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(4)、機(jī)臂(5)、電機(jī)(6)、旋翼(7)、腳架(8),機(jī)臂(5)連接在機(jī)身(4)上(也可以采用機(jī)身機(jī)臂一體化的結(jié)構(gòu)),機(jī)臂(5)的外端安裝有電機(jī)(6),旋翼(7)連接在電機(jī)(6)的轉(zhuǎn)軸上(或變速器上),腳架(8)設(shè)置于機(jī)身(4)下面,在機(jī)身(4)下面通常設(shè)置有云臺(tái)及攝像機(jī)(9)或其它工作設(shè)備、部件,機(jī)身(4)中還安裝有電池以及飛控單元,此外,在機(jī)身(4)上還設(shè)有吊桿(2),吊桿(2)的上端設(shè)有磁性吸頭(1),該磁性吸頭(1)中設(shè)有磁體,吊桿(2)的下端連接到機(jī)身(4)上的吊桿接頭(3)上,且為活動(dòng)連接,吊桿接頭(3)可繞著其底部的轉(zhuǎn)軸或磁性吸附點(diǎn)作小于是180度的轉(zhuǎn)動(dòng),以便于多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛和從吊掛物體上脫離。為了便于操控多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在高處,在機(jī)身(4)上面通常還設(shè)置有一個(gè)鏡頭朝向機(jī)身上方的上攝像機(jī)(10)。
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,例如廣告牌(11)、交通標(biāo)志牌、路燈桿、電線桿、室外空調(diào)機(jī)、鐵塔等鐵質(zhì)物體的下方,然后通過吊桿(2)上端的磁性吸頭(1)來吸附在高處的鐵質(zhì)物體上,例如吸附在廣告牌(11)上。在進(jìn)行吊掛操控時(shí),操作者可以通過機(jī)身(4)上面的上攝像機(jī)(10)來實(shí)時(shí)觀看多旋翼無(wú)人機(jī)上方的影像,這樣就可以實(shí)時(shí)知道多旋翼無(wú)人機(jī)與所要吊掛的物體的相對(duì)位置。多旋翼無(wú)人機(jī)通過磁性吸頭(1)吸附在廣告牌(11)上吊掛好之后,驅(qū)動(dòng)旋翼(7)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)(6)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)(9)就可以長(zhǎng)時(shí)間在高處監(jiān)視、攝像。
參照?qǐng)D5,本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在高處完成工作任務(wù)后,如果要讓多旋翼無(wú)人機(jī)從所吸附的廣告牌(11)(或其它鐵質(zhì)物體)上脫離,可以操控多旋翼無(wú)人機(jī)向偏離廣告牌(11)的一側(cè)偏下移動(dòng),移動(dòng)過程中,吊桿(2)上的磁性吸頭(1)與廣告牌(11)的接觸面積會(huì)變小,磁性吸附力也會(huì)跟著變小,當(dāng)磁性吸附力小于多旋翼無(wú)人機(jī)的重量或飛離力時(shí),多旋翼無(wú)人機(jī)就會(huì)與廣告牌(11)(或其它鐵質(zhì)物體)分離。當(dāng)然,也可以采用其它方式讓多旋翼無(wú)人機(jī)與其所吸附的鐵質(zhì)物體分離,例如通過動(dòng)力裝置讓安裝在磁性吸頭中間的磁體往里縮回,或使用電磁鐵式的吸頭(斷電后磁力會(huì)消失)。
本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)上的吊桿(2)一般采用碳纖維、玻璃纖維、鋁合金等強(qiáng)度高、重量輕的材料來制作,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)的起降帶來不利影響,由此增加的電池電量的消耗也可以忽略不計(jì)。另外,吊桿(2)上的磁性吸頭(1)中所用磁體最好為釹鐵硼永磁體。磁性吸頭與鐵質(zhì)物體的吸附力一般設(shè)計(jì)在多旋翼無(wú)人機(jī)起飛重量的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)機(jī)身上的吊桿接頭(3)也可以設(shè)置成垂直截面為倒冂字形的盒子狀,并在其里面的底面設(shè)置鐵片(或鎳片等能被磁體吸附的材料片),另外在吊桿(2)的下端設(shè)置磁體(或者是在吊桿接頭底面設(shè)置磁體,在吊桿下端設(shè)置鐵片),吊桿(2)通過磁力與吊桿接頭(3)連接。這種連接方式的好處是可以方便快捷地把吊桿連接到吊桿接頭上,或者把吊桿從多旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)身上取下。
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(4)和機(jī)臂(5)。另外,機(jī)臂(5)也可以采用折疊式結(jié)構(gòu),多旋翼無(wú)人機(jī)在不使用時(shí),可以將機(jī)臂折疊到機(jī)身邊,或收回到機(jī)身中。
在現(xiàn)有的多旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)身上面,用粘膠劑粘附上上述的吊桿接頭(3)后,再配上本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)上所使用的吊桿(2),現(xiàn)有的多旋翼無(wú)人機(jī)就能升級(jí)為本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī),具有本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)的吊掛功能。
本發(fā)明多旋翼無(wú)人機(jī)既能像現(xiàn)有的多旋翼無(wú)人機(jī)那樣工作(把吊桿取下來后,看起來跟現(xiàn)有的同類型無(wú)人機(jī)沒有多大區(qū)別),又能在需要時(shí)通過吊桿吊掛在高處的鐵質(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,通過機(jī)載攝像機(jī)監(jiān)視街道上的亂擺亂賣、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視頻文件;記者在現(xiàn)場(chǎng)采訪時(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)吊掛在工廠廠區(qū),進(jìn)行24小時(shí)的環(huán)保監(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、廣告牌或路燈桿上,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)的鐵架上,對(duì)下方的人員進(jìn)行監(jiān)控;車主在停好車后,將多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛在車子附近的高處鐵質(zhì)物體上,就可以通過多旋翼無(wú)人機(jī)上攜帶的監(jiān)控設(shè)備對(duì)車子進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和攝像,若車子被盜、被撞、被刮,車主就能及時(shí)收到報(bào)警通知,而且監(jiān)控錄像也能提供破案線索和證據(jù);在家里,可將多旋翼無(wú)人機(jī)吊桿上的磁性吸頭吸附在吊扇的扇葉上,將多旋翼無(wú)人機(jī)吊掛起來,這樣就可以從高處往下拍照、攝像、監(jiān)控、直播。本發(fā)明大大擴(kuò)展和延伸了多旋翼無(wú)人機(jī)的用途,必將大大促進(jìn)多旋翼無(wú)人機(jī)的發(fā)展,多旋翼無(wú)人機(jī)在各行各業(yè)和千家萬(wàn)戶中得到廣泛應(yīng)用也將指日可待。