一种多旋翼无人机的制作方法

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3～9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，现已在近地航拍（空中拍照、摄像）、监控、侦察、无线电信号中继，高压线、大桥、水坝和路面检査，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，飞控系统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。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可以长时间停留在“空中”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（螺旋桨支架）、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，此外，在多旋翼无人机上还设置有拱架，拱架的下端（或下部）连接在机臂上，另外在拱架上还设有磁体，或者是连接吊杆，且吊杆的顶端设有磁体。多旋翼无人机可以通过拱架上的磁体吸附在交通标志横杆、路灯横杆等高处的铁质物体上。吸附在高处的铁质物体上后，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。为了便于操控多旋翼无人机吸附在高处，在其机身上面通常还设置有一个镜头朝向机身上方的上置摄像机（摄像头）。

本发明的有益效果是，由于多旋翼无人机可以吸附在高处工作，而在处于吸附状态时，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。另外，如果多旋翼无人机在使用中不需要吸附在高处，在使用前可以先将拱架从拆下，这样本发明多旋翼无人机就能像普通的多旋翼无人机那样使用，对其性能和用途不会造成不利影响。

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立体示意图。

图3是图1实施例多旋翼无人机吸附在交通标志横杆上时的使用状态示意图。

图4是本发明多旋翼无人机第二个实施例的立体示意图。

图5是图4实施例多旋翼无人机吸附在交通标志横杆上时的使用状态示意图。

图6是图4实施例多旋翼无人机拆下吊杆之后的立体示意图。

图7是第一、二个实施例中，连接在拱架上的吊杆的立体示意图。

图8是本发明多旋翼无人机第三个实施例的立体示意图。

图9是图8实施例多旋翼无人机吸附在交通标志横杆上时的使用状态示意图。

图中：1.机身，2.机臂，3.电机，4.旋翼，5.脚架，6.摄像机，7.拱架，7a.拱架接头，8.吊杆，8a.吊杆接头，9.磁体，9a.磁体基座，10.交通标志横杆，11.上置摄像机。

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，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）连接在机身（1）上（也可以采用机身机臂一体化的结构），机臂（2）上安装有电机（3），旋翼（4）连接在电机（3）的转轴上（或变速器上），脚架（5）设置于机身（1）下面，机身（1）中安装有电池以及飞控单元，在机身下面通常还设置有云台及摄像机（6）或其它工作设备、部件。此外，在机臂（2）外端还连接有拱架（7），在拱架（7）的上面设有吊杆（8），吊杆（8）的上端设有磁体（9）。

参照图3，本发明多旋翼无人机在使用时，若需要其吸附在交通标志横杆（10）等高处的铁质物体上工作或待命，那么就先控制其飞到交通标志横杆（10）的下方，然后通过拱架（7）上的吊杆（8）上端的磁体（9）来将其吸附在交通标志横杆（10）上。吸附好之后，驱动旋翼旋转的电机就可以停止工作，这样多旋翼无人机就可以长时间（例如几个小时甚至一天）吸附在高处工作或待命，其携带的摄像机（6）就可以长时间在高处监视、摄像。

参照图4，本发明多旋翼无人机上拱架（7）上部的中间设有拱架接头（7a），吊杆（8）连接到该拱架接头（7a）上，吊杆（8）的上端设有磁体（9）。此外，在多旋翼无人机的机身上面，还设有镜头朝向上方的上置摄像机（11）。

参照图5，在需要将多旋翼无人机吸附到高处的铁质物体上工作时，先控制多旋翼无人机飞到高处的铁质物体的下方，并结合安装在机身（1）上面的上置摄像机（11）传回的实时图像对自身位置作出相应调整，这样就可以方便地将多旋翼无人机通过拱架（7）吊杆（8）上的磁体（9）来吸附在高处的铁质物体上，例如吸附在交通标志横杆（10）上。

参照图6，本发明多旋翼无人机在使用时，若无需吸附在高处工作，可将吊杆从拱架（7）上拆下，也就是从拱架接头（7a）处拆下。当然，也可以将整个拱架（7）从多旋翼无人机上拆卸下来。

参照图7，本发明多旋翼无人机上所用的吊杆（8）的上端装有磁体（9），该磁体（9）被固定于磁体基座（9a）中，而且磁体一般采用磁力强的钕铁硼永磁体。吊杆（8）的下端为吊杆接头（8a），该吊杆接头（8a）上设有螺纹，使用时吊杆通过螺纹连接到拱架上的拱架接头上。当然，吊杆接头（8a）和拱架接头（7a）间的连接也可以是其它的连接方式，例如卡扣式连接、磁力吸附连接等。

参照图8，本发明多旋翼无人机上用于吸附到高处铁质物体上的磁体（9）直接设置在拱架（7）上面。

参照图9，本发明多旋翼无人机在使用时，可以通过拱架（7）上面的磁体（9）来吸附在高处的铁质物体上，例如吸附在交通标志横杆（10）上。如果需要使多旋翼无人机结束吸附状态，从吸附物上脱离，只要控制多旋翼无人机不断摇摆，摇摆后拱架（7）上面的磁体（9）与吸附物间的接触面积会变小，吸附的磁力也会变小，当多旋翼无人机的重力加上摇摆时产生的离心力大于磁体的吸附力时，多旋翼无人机就能从吸附物上掉落脱离。当然，也可以让磁体（9）缩进磁体基座（9a）中来减小吸附力，使多旋翼无人机从吸附物上掉落脱离。另外，还可以在磁体基座（9a）中或旁边再设置电磁铁，让多旋翼无人机利用磁体和电磁铁的磁力来吸附到高处的铁质物体上。磁体与高处的铁质物体（如交通标志横杆）间的磁性吸附力略小于多旋翼无人机的整机重量，再加上电磁铁产生的磁力就能使多旋翼无人机稳定地吸附在铁质物体上（如交通标志横杆上）。在需要让多旋翼无人机脱离吸附状态时，只要使电磁铁断电即可。

本发明多旋翼无人机上的拱架（7）连接在机臂（2）的外端，其好处是拱架（7）可以对旋翼起到防护作用，避免多旋翼无人机上高速旋转的旋翼碰到外物而损坏。

本发明多旋翼无人机上的拱架（7）和吊杆（8）一般采用碳纤维等强度高的材料来制作，且一般采用空心结构。由于重量轻，因此不会对多旋翼无人机的起降带来不利影响，由此增加的电池电量的消耗也可以忽略不计。

在不需要将多旋翼无人机吸附在高处的铁质物体上工作时，可以使用前将拱架（7）拆卸下来，或不用将拱架（7）安装到多旋翼无人机上。拆下了拱架（7）的多旋翼无人机可以像现有的同类型无人机那样使用，不会对其功能、性能带来不利影响，其在外观上看起来跟现有的同类型无人机也区别不大。

本发明多旋翼无人机中的机身和机臂也可以采用一体化结构（这样的结构也称为机架或支架），这样的结构也应理解为等同于上述的机身（2）和机臂（3）。

本发明多旋翼无人机既能像现有多旋翼无人机那样使用（把拱架拆卸下来后，看起来跟现有的同类型无人机没多大区别），又能在需要时通过拱架上的磁体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路灯杆、交通标志横杆上，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录像；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，吸附在高处的多旋翼无人机就能拍下证据；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事发处的路灯杆、交通标志横杆上，对现场状况进行实时监视、录像；在展会现场等人员密集场所，安保方可以将多旋翼无人机吸附在室内的吊架上，对下方的人员进行监控；现场追查逃犯时，可将多旋翼无人机吸附在高处并开启人脸识别系统，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。特别是在高速公路的交通管理、执法中，交警可以将本发明多旋翼无人机吸附在高速公路的路灯杆、交通标志横杆上，对随意变道、停车、占用紧急车道、超速行驶等违法行为进行拍摄取证，对事故路段进行实时监控，解决了现有多旋翼无人机使用时操控复杂、留空时间短、易发生坠机等不足，必将成为交警执法的好帮手。

本发明权利范围不仅适用于多旋翼无人机，同样也适用于带遥控的航模旋翼飞行器。