本發(fā)明屬于飛行器,特別是一種能夠長時(shí)間飛行載重量大的飛行器。

背景技術(shù)：

無人機(jī)用途廣泛、成本低、效費(fèi)比好、無人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)、生存能力強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性能好、使用方便，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中有著極其重要的作用。在民用領(lǐng)域也廣泛用于地圖測繪、地質(zhì)勘測、災(zāi)害監(jiān)測、空中交通管制、邊境巡邏監(jiān)控、通信中繼、農(nóng)藥噴灑等領(lǐng)域。因此，近年來，對(duì)無人機(jī)的研究熱度一再升溫。

中國發(fā)明專利cn106081110a公開了一種無人機(jī),包括:機(jī)頂艙,所述機(jī)頂艙的兩側(cè)部分別設(shè)有貫穿所述機(jī)頂艙設(shè)置的連接桿,每個(gè)所述連接桿的兩端分別垂直連接有機(jī)架桿,所述機(jī)架桿的兩端的頂部分別設(shè)有機(jī)翼;所述機(jī)頂艙的底部在拐角位置處分別設(shè)有支撐柱,所述支撐柱的底部設(shè)有底座,所述機(jī)頂艙、所述支撐柱和所述底座之間形成了電池艙;所述機(jī)頂艙內(nèi)設(shè)有飛控裝置,所述電池艙內(nèi)設(shè)有電池本體,所述電池本體的頂部與所述飛控裝置連接。該無人機(jī)可靠性更高并且可以快速裝卸無人機(jī)貨艙。

中國發(fā)明專利cn105460206a公開了一種無人機(jī),包括電池、控制電路組件、多組槳組件及機(jī)身,所述槳組件圍繞所述機(jī)身的周向設(shè)置；所述槳組件包括槳臂、槳葉及與所述控制電路組件電連接的電機(jī)，各所述槳臂的一端與所述機(jī)身鉸接；所述無人機(jī)還包括與各所述槳臂一一對(duì)應(yīng)的展槳組件，所述槳組件具有折疊狀態(tài)和展開狀態(tài)，所述展槳組件將處于折疊狀態(tài)的所述槳組件展開至展開狀態(tài)并將所述槳組件保持在展開狀態(tài)。由此，減少了用于運(yùn)輸?shù)陌b結(jié)構(gòu)和減小了存放時(shí)所占用的空間體積,同時(shí)槳組件是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)展開的，無需人工安裝。

中國實(shí)用新型專利cn205133085u公開了一種消防用載人機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中消防員救援危險(xiǎn)高、物質(zhì)、人力運(yùn)輸不便和拖延滅火時(shí)間的問題。該消防用載人機(jī)，包括載人機(jī)主體，所述載人機(jī)主體包括動(dòng)力系統(tǒng)、載人機(jī)構(gòu)和控制器;所述動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)置在載人機(jī)構(gòu)上，所述動(dòng)力系統(tǒng)使得整個(gè)載人機(jī)能夠飛行；所述載人機(jī)構(gòu)上設(shè)有電鉆，所述電鉆能夠鉆墻，使得載人機(jī)主體能夠被固定在外墻上；所述載人機(jī)構(gòu)上還設(shè)有支架，所述支架連接有機(jī)械臂，所述機(jī)械臂一端與支架連接另一端也設(shè)有電鉆;所述載人機(jī)構(gòu)上還設(shè)有升降裝置;所述動(dòng)力系統(tǒng)和電鉆皆由控制器控制。通過上述技術(shù)，便可很好的解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

無人機(jī)主要可以分為固定翼與多旋翼兩類。多旋翼相對(duì)而言較為靈活，且可以懸停，但是其最大的缺點(diǎn)是其載重量小、飛行時(shí)間不長。因?yàn)槎嘈頍o人機(jī)一般是采用電池作為能源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，如果需要載重更大、飛行時(shí)間更長，則需要提供更多的電池組，然而，電池組增大之后，又增大了飛機(jī)的負(fù)載，使得有效載荷的增加非常有限。

中國發(fā)明專利cn104691766a公開了一種無人機(jī)，包括機(jī)身、旋翼主軸及槳夾銷軸，同時(shí)還包括：發(fā)動(dòng)機(jī)，固定于所述機(jī)身的內(nèi)部；所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括：至少一個(gè)氣缸，一側(cè)面設(shè)置有排氣口、缸體，與所述氣缸可拆卸式連接；進(jìn)氣閥門，與所述缸體可拆卸式連接，氣流從進(jìn)氣閥門流入的方向與尾氣從排氣口排出的方向所構(gòu)成的夾角為0°～90°；空氣濾清器，固定于所述機(jī)身的底部；旋翼連接件，將所述旋翼主軸與所述槳夾銷軸活動(dòng)連接;動(dòng)平衡部件，套設(shè)在所述旋翼主軸上，并與所述槳夾銷軸活動(dòng)連接；本發(fā)明解決了或部分解決了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)因氣體燃燒不充分而導(dǎo)致的對(duì)無人機(jī)飛行作業(yè)造成影響的技術(shù)缺陷。

該專利的無人機(jī)采用了發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，這樣在一定程度上解決了電池所帶來的問題，但是又帶來了新的問題：發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)大大增加無人機(jī)的重量，并且燃油也是有重量的。這些都限制了該無人機(jī)的載重量與飛行時(shí)間，因此目前也一般只能用于農(nóng)藥噴灑等領(lǐng)域，載重十幾公斤。

綜上所述，當(dāng)前多旋翼型無人機(jī)由于能源問題，載重量?。ㄒ话阍?0公斤以下，絕大多數(shù)在10公斤以下）、飛行時(shí)間短（一般在一小時(shí)以內(nèi)甚至半小時(shí)內(nèi)），這已經(jīng)嚴(yán)重限制了無人機(jī)在一些重要領(lǐng)域的應(yīng)用，例如消防、救援等領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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發(fā)明目的：為了充分發(fā)揮多旋翼型飛行器的潛力，本發(fā)明提供了一種可以大負(fù)載、長時(shí)間飛行的飛行器。

我們注意到，在消防、救援等領(lǐng)域，需要飛行器的載重量較大，要求最好能夠載人，即載重量在100公斤以上，并且要求飛行的時(shí)間足夠長，最好在2小時(shí)以上。然而，目前的多旋翼型無人機(jī)不能滿足這一載重量與飛行時(shí)間的要求。固定翼型飛行器由于沒有懸停的功能，更不能滿足這一要求。

本發(fā)明提供一種飛行器，能夠?qū)⒇?fù)載輕松提高到30公斤以上，也可以提高到200公斤以上，甚至是數(shù)噸的重量以上。這樣，飛行器可以滿足載人、載多人的要求。

本發(fā)明的飛行器，可以輕松將飛行時(shí)間從當(dāng)前的半個(gè)時(shí)以內(nèi)提升到幾十、幾百小時(shí)以上，理論上（不考慮出機(jī)械故障）可以一直飛行。這樣，飛行器可以有足夠的時(shí)間進(jìn)行作業(yè)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下:?

飛行器采用多旋翼型，旋翼的個(gè)數(shù)為2個(gè)或2個(gè)以上。包括電機(jī)、電機(jī)上安裝的機(jī)翼（槳片）、電路連接以及控制部件、機(jī)架。飛行器接有電線或電纜，電線或電纜用于接到外接電源對(duì)飛行器的電機(jī)進(jìn)行供電；或者飛行器裝有電源接口，用于連接到外接電源。所述的外接電源是指所有飛行器以外的電源，包含但不限于發(fā)電機(jī)、民用或工業(yè)用電、電池、交通設(shè)備上的電源、高樓樓層里的電源、空中的電源等。根據(jù)需要可以將外接電源直接連接到飛行器，或進(jìn)行變壓、調(diào)制后連接到給電機(jī)供電。

本發(fā)明所述的電機(jī)可以是直流電機(jī)，也可以是交流電機(jī)。

在飛行器內(nèi)部安裝了超聲波傳感器或高氣壓計(jì)，用來測量高度及其變化，水平位置的座標(biāo)則由gps模塊來確定。此外，除了gps模式來定位外，飛行器內(nèi)部還設(shè)置了慣性測量單元，包括一組陀螺儀與加速度計(jì)傳感器及控制單元，用來識(shí)別自身的飛行狀態(tài)和相對(duì)位移。以保證在gps信號(hào)差的地方仍然能夠穩(wěn)定地控制飛行器的姿態(tài)，確保安全。例如室內(nèi)、山區(qū)、高層建筑之間等環(huán)境。

在操作模式上，采用遙控、線控、飛行器上直接操控三種模式，這三種模式可以互相切換，以取長補(bǔ)短、確保飛行安全。所述飛行器上直接操控是指人在飛行器上根據(jù)操作按鈕、手柄或操作界面等直接操控飛行器。例如有的情況下遙控方式可能會(huì)存在信號(hào)干擾、遮擋等狀況，這時(shí)采用線控或人工在飛行器上直接操控更加有效。

本發(fā)明的飛行器可以安裝攝像頭之類的監(jiān)控設(shè)備，通過遙控、線控或飛行器上直接操控，可以很方便地監(jiān)控目標(biāo)的狀況。本發(fā)明的飛行器還可以包括落地緩沖系統(tǒng)，以降低飛行器降落時(shí)的沖擊力，所述緩沖系統(tǒng)可以是在飛行器的觸地部位安裝帶彈簧的部件，或氣墊等。。

本發(fā)明的飛行器包括載人或載物部件，例如平臺(tái)、艙體等等。載物部件可以用來搭載救援用的物品、食品等。

飛行器中可以包含備用電源，例如電池組，也可以沒有。備用電源用于在緊急情況下對(duì)電機(jī)進(jìn)行供電。正常情況下都采用外接電源供電，一旦由于電源出故障，可以迅速切換到備用電源，以防止飛行器由于電源故障而墜落。

本發(fā)明的飛行器可以安裝安全繩，安全繩可以為剛性或彈性，優(yōu)選為彈性。繩的一頭可以在飛行或作業(yè)時(shí)固定在飛行器之外的牢固端，另一頭固定在飛行器或飛行器之內(nèi)的人上，這樣可以防止即使飛行器發(fā)生故障，也不會(huì)直接摔到地面，造成過大損失。例如，飛行器在超高層建筑滅火時(shí)，便可以將安全繩的一端固定在樓層的房間里。這樣的繩可以有一根或多根。

飛行器上可以設(shè)置救援通道，可以是扶梯、橋、或過道等形式，用于連接飛行器與受困人員所在位置，以便讓被救人員登陸飛行器。救援通道可以采用可拆卸、折疊或可伸縮的裝置，以便需要的時(shí)候使用。

為了提高飛行器運(yùn)行的安全，可以采用雙模運(yùn)行的方式。即作業(yè)時(shí)，兩臺(tái)飛行器同時(shí)工作，且用安全繩將它們連接，這樣，即使一臺(tái)飛行器發(fā)生故障，也不會(huì)直接跌落地面造成損失。

有益的效果：

采用本發(fā)明技術(shù)方案制作的旋翼型飛行器，首先飛行器可以不帶電池，或者只帶很少的電池，大大減輕了飛行器的重量，并且當(dāng)增加電機(jī)時(shí)，電機(jī)所增加的功率基本上都可以用來增大拉力；第二，由于外接電源，飛行器的飛行時(shí)間可以不受限制；第三，由于沒有能源方面帶來的困擾，本發(fā)明的飛行器可以選用功率大的電機(jī)，從而產(chǎn)生非常大的拉力。例如，目前多旋翼無人機(jī)所采用的電機(jī)一般只能拉起10公斤以下的載荷，絕大多數(shù)都在5公斤以下。增大電機(jī)的功率時(shí)，所需要的電池會(huì)更多、也就越重，所以實(shí)際能夠增加的載重量十分有限。因此，即使是當(dāng)前載荷比較大的用于噴灑農(nóng)藥的無人機(jī)，其載荷一般也就是十幾公斤，現(xiàn)在有報(bào)道的全球最大載重量的多旋翼型無人機(jī)也就是能載重30多公斤。然而，本發(fā)明的飛行器可以非常便捷地將飛行器的載重量提升到40公斤以上。例如，選用拉力為80公斤甚至更大的電機(jī)，制作一個(gè)八軸的旋翼型飛行器，則可以拉起500公斤以上的載荷。使用更功率大的電機(jī)，產(chǎn)生的拉力會(huì)更大。這樣的負(fù)載能力使得本發(fā)明的飛行器足夠勝任一些當(dāng)前的無人機(jī)無法勝任的重要領(lǐng)域，例如高層建筑滅火、救人等等。并且，這些領(lǐng)域很多時(shí)候并不需要飛行器飛行非常遠(yuǎn)的距離，一般是幾百米或一千多米的距離便可以了，非常適合采用本發(fā)明的飛行器。例如，300層高的建筑高度大約為900米，這樣的距離采用本發(fā)明的飛行器可以很容易地對(duì)位于300層高度的人員進(jìn)行救援，或者搭載滅火器上去滅火。然而，目前的消防車達(dá)不到這樣的高度，當(dāng)前的無人機(jī)也達(dá)不到這樣的載重量。即使采用直升機(jī)進(jìn)行救援，直升機(jī)的靈活型也遠(yuǎn)不如本發(fā)明的旋翼型飛行器，而且直升機(jī)的造價(jià)與使用費(fèi)用要高得多。采用安全繩，進(jìn)一步提高了出現(xiàn)意外時(shí)的事態(tài)可控性，不至于導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的后果。

為了便于理解本發(fā)明，下面提供附圖及實(shí)施例用于解釋本發(fā)明，但它們不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的飛行器的結(jié)構(gòu)示意圖。該示意圖只標(biāo)出了本發(fā)明的飛行器的基本結(jié)構(gòu)，還有不少部件未標(biāo)出，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)安裝。

附圖標(biāo)記說明：

1-電機(jī)

2-機(jī)架

3-機(jī)翼

4-載人或載物部件

5-安全繩

6-電線

具體實(shí)施方式?

下面通過結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的飛行器件。

首先制造機(jī)架，在機(jī)架上安裝電機(jī)（電機(jī)的數(shù)量一般在3個(gè)以上），將槳片安裝到電機(jī)上。再安裝高氣壓計(jì)、gps模塊、陀螺儀、加速度計(jì)傳感器以及各控制電路、遙控系統(tǒng)、線控系統(tǒng)、攝像／監(jiān)控系統(tǒng)等。

然后在飛行器的下部安裝載人或載物部件，例如平臺(tái)、艙體等。并在載人或載物部件上安裝飛行器的操控系統(tǒng)，便于人員操控飛行器。

在飛行器的最下端安裝落地緩沖系統(tǒng)。

在飛行器上安裝電源接口，以方便在飛行前可以連接到飛行器外部的電源，對(duì)其提供飛行的能源；或者在飛行器上接上電源線，以連接到飛行器外部的電源。

在飛行器上安裝彈性安全繩。

以上所述僅是本發(fā)明實(shí)施方式的一些例子，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。