本發(fā)明涉及無人飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多旋翼無人機(jī)。

背景技術(shù)：

多旋翼無人機(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人機(jī)來進(jìn)行長時(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；多旋翼無人機(jī)在空中懸停工作時(shí)，飛控系統(tǒng)需要對其姿態(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時(shí)間停留在高處工作或待命的多旋翼無人機(jī)，以解決現(xiàn)有多旋翼無人機(jī)留空時(shí)間短、無法長時(shí)間定點(diǎn)在空中工作的不足。

本發(fā)明技術(shù)方案是：一種多旋翼無人機(jī)，包括機(jī)身、機(jī)臂（螺旋槳支架）、電機(jī)、旋翼（螺旋槳）、旋翼防護(hù)架、腳架（支腳），機(jī)臂連接在機(jī)身上，電機(jī)裝在機(jī)臂上，旋翼連接在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上（或變速器上），旋翼防護(hù)架設(shè)置在旋翼的外圍，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，在多旋翼無人機(jī)上還設(shè)有吊繩，吊繩的一端（前端）連接機(jī)身，另一端（末端）連接磁性吸頭，該磁性吸頭中設(shè)有磁體。在多旋翼無人機(jī)處于正常飛行或懸停狀態(tài)下時(shí)，磁性吸頭通過吊繩垂吊在多旋翼無人機(jī)機(jī)體（包括機(jī)身、機(jī)臂、電機(jī)、旋翼、旋翼防護(hù)架）的下方，而在多旋翼無人機(jī)處于吊掛狀態(tài)下時(shí)，該磁性吸頭則位于多旋翼無人機(jī)機(jī)體的上方。本發(fā)明多旋翼無人機(jī)可以通過吊繩末端連接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、鐵管及各類鐵塔上，或者通過吊繩纏繞在高處的樹枝、電線等物體上實(shí)現(xiàn)吊掛。吊掛在高處物體上后，多旋翼無人機(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，由于多旋翼無人機(jī)可以通過吊繩來吊掛在高處工作，而在處于吊掛狀態(tài)時(shí)，無需旋翼提供升力，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，多旋翼無人機(jī)的姿態(tài)和位置都非常穩(wěn)定，無需另外控制，受風(fēng)力的影響也非常小。另外，如果多旋翼無人機(jī)在使用中不需要吊掛在高處，在使用前可以先將吊繩解下，這樣本發(fā)明多旋翼無人機(jī)就能像普通多旋翼無人機(jī)那樣使用，對其性能和用途不會(huì)造成不利影響。與通過掛勾或吊勾來吊掛的多旋翼無人機(jī)相比，本發(fā)明多旋翼無人機(jī)由于是通過磁力吸附及吊繩纏繞吊掛物的方式來實(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、鐵管等鐵質(zhì)物體上時(shí)會(huì)更為方便，而纏繞吊掛的適用場所也更廣；另外，吊繩的長度可以根據(jù)實(shí)際需要靈活設(shè)置，而且基本上不會(huì)對多旋翼無人機(jī)的重心及飛控造成不利影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明多旋翼無人機(jī)一個(gè)實(shí)施例的主視示意圖。

圖2是圖1實(shí)施例多旋翼無人機(jī)的左視示意圖。

圖3是圖1實(shí)施例多旋翼無人機(jī)的仰視示意圖。

圖4是圖1實(shí)施例多旋翼無人機(jī)的立體示意圖。

圖5是圖1實(shí)施例多旋翼無人機(jī)吊掛在廣告牌上時(shí)的使用狀態(tài)示意圖。

圖6是本發(fā)明多旋翼無人機(jī)第二個(gè)實(shí)施例的立體示意圖。

圖7是圖6實(shí)施例多旋翼無人機(jī)吊掛在交通標(biāo)志橫桿上時(shí)的使用狀態(tài)示意圖。

圖8是本發(fā)明多旋翼無人機(jī)第三個(gè)實(shí)施例的立體示意圖。

圖9是圖8實(shí)施例多旋翼無人機(jī)吊掛在樹枝上時(shí)的使用狀態(tài)示意圖。

圖中：1.機(jī)身，2.機(jī)臂，3.電機(jī)，4.旋翼，5.旋翼防護(hù)架，6.腳架，7.攝像機(jī)，8.吊繩接頭，9.吊繩，10.磁性吸頭，11.廣告牌，12.交通標(biāo)志橫桿，13.吊繩收放器，14.樹枝。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖6，本發(fā)明多旋翼無人機(jī)在機(jī)械構(gòu)造方面包括機(jī)身（1）、機(jī)臂（2）、電機(jī)（3）、旋翼（4）、旋翼防護(hù)架（5）、腳架（6）。機(jī)臂（2）連接在機(jī)身（1）上（也可以采用機(jī)身機(jī)臂一體化的結(jié)構(gòu)）。機(jī)臂（2）的外端安裝有電機(jī)（3）。旋翼（4）連接在電機(jī)（3）的轉(zhuǎn)軸上（或變速器上）。旋翼防護(hù)架（5）設(shè)置在旋翼（4）的外圍且為封閉的圈狀，用于防止高速旋轉(zhuǎn)的旋翼碰到外物而損壞，同時(shí)也用于支撐吊繩，避免吊繩（9）碰到旋翼（4）。腳架（6）設(shè)置于機(jī)身（1）下面，在機(jī)身（1）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（1）中還安裝有電池以及飛控單元。此外，在多旋翼無人機(jī)上還設(shè)有吊繩（9），吊繩（9）的前端連接在機(jī)身（1）上的吊繩接頭（8）上，吊繩（9）末端連接磁性吸頭（10），該磁性吸頭（10）上設(shè)有磁體。磁性吸頭（10）上的磁體通常為長方體狀，并放置在兩片方形或長方形狀的鐵片之間，這樣可以聚集磁體的磁力線，增強(qiáng)磁性吸附力。多旋翼無人機(jī)在正常飛行或懸停狀態(tài)下時(shí)，吊繩（9）經(jīng)過旋翼防護(hù)架（5）的外圍垂下，吊繩（9）末端的磁性吸頭（10）垂吊在多旋翼無人機(jī)的下方（如圖4所示）。

參照圖5、圖7，本發(fā)明多旋翼無人機(jī)在使用時(shí)，若需要將其吊掛在高處的鐵質(zhì)廣告牌（11）上工作或待命，就先控制其飛行到廣告牌（11）的上方，使吊繩（9）末端的磁性吸頭（10）觸碰并吸附在廣告牌（11）上。磁性吸頭（10）吸附在廣告牌（11）上之后，就控制多旋翼無人機(jī)飛行到廣告牌（11）的下方，并停留在廣告牌的下方，此時(shí)便可關(guān)閉驅(qū)動(dòng)旋翼的電機(jī)電源，這樣多旋翼無人機(jī)就可以長時(shí)間吊掛在高處（如圖5所示），其攜帶的攝像機(jī)（7）就可以長時(shí)間在高處監(jiān)視、攝像。將多旋翼無人機(jī)吊掛在交通標(biāo)志橫桿（12）、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)物體上時(shí)，也是同樣的操控過程。

本發(fā)明多旋翼無人機(jī)吊掛在高處完成工作任務(wù)后，如果要讓多旋翼無人機(jī)從所吸附的廣告牌（11）（或其它鐵質(zhì)物體）上脫離，就控制多旋翼無人機(jī)向偏離廣告牌（11）的方向快速移動(dòng)，在吊繩的拉扯下，磁性吸頭（10）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人機(jī)的飛離力時(shí)，多旋翼無人機(jī)就會(huì)與廣告牌（11）（或其它鐵質(zhì)物體）分離。當(dāng)然，也可以讓多旋翼無人機(jī)先飛高，再猛然下飛，利用多旋翼無人機(jī)的重力和慣性力來將磁性吸頭從吸附物上硬拉下來。另外，也可以采用其它方式讓磁性吸頭與其所吸附的鐵質(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，或使用電磁鐵式的磁性吸頭（斷電后磁力會(huì)消失）。

參照圖8，本發(fā)明多旋翼無人機(jī)的機(jī)身（1）上裝有吊繩收放器（13），吊掛多旋翼無人機(jī)用的吊繩（9）的一端（前端）接在吊繩收放器（13）上，另一端（末端）連接磁性吸頭（10）。吊繩收放器（13）可以將吊繩（9）放長或收短，用于控制多旋翼無人機(jī)在吊掛狀態(tài)下主體與吊掛物（如廣告牌、交通標(biāo)志橫桿、室外空調(diào)機(jī)、鐵架等）間的距離。本實(shí)施例中的多旋翼無人機(jī)特別適用于在室外通過窗戶對室內(nèi)進(jìn)行監(jiān)視，例如在室內(nèi)發(fā)生劫持人質(zhì)事件時(shí)，可以讓多旋翼無人機(jī)的磁性吸頭吸附在上一層樓房的室外空調(diào)機(jī)或鐵架、鐵管上，然后通過吊繩收放器來控制吊繩垂吊段的長度，將多旋翼無人機(jī)緩降到合適的監(jiān)視位置，這樣就可以讓多旋翼無人機(jī)在室外對室內(nèi)情況進(jìn)行長時(shí)間的、穩(wěn)定的監(jiān)視。

本發(fā)明多旋翼無人機(jī)除了可以通過磁性吸頭的磁性吸附力吊掛在高處的鐵質(zhì)物體上外，還可以吊掛在非鐵質(zhì)物體上，例如吊掛在樹枝、電線、塑料管等物體上。

參照圖9，在多旋翼無人機(jī)的使用中，若要將其吊掛在樹枝（14）上，就先控制其飛行到樹枝（14）的上方，并使吊繩（9）末端的磁性吸頭（10）位于樹枝（14）的下方，然后控制多旋翼無人機(jī)繞著樹枝（14）飛幾圈，讓吊繩（9）纏繞在樹枝（14）上，這樣就可以將多旋翼無人機(jī)吊掛在樹枝（14）上了（如圖9所示）。另外，也可以讓多旋翼無人機(jī)在吊繩的中下部處于樹枝所在高度的狀態(tài)下快速飛往樹枝方向，在吊繩碰到樹枝后，磁性吸頭由于慣性作用會(huì)繞著樹枝轉(zhuǎn)圈，這樣就能使吊繩纏繞在樹枝上，從而將多旋翼無人機(jī)吊掛在樹枝上。如果要將多旋翼無人機(jī)解除吊掛狀態(tài)，只要控制其繞著樹枝反方向飛行幾圈，就能將吊繩從樹枝上解開，之后多旋翼無人機(jī)就能正常飛行了。將多旋翼無人機(jī)吊掛在其它的非鐵質(zhì)物體上，如吊掛在高處的塑料管、電線、木架等物體上，也跟上述的吊掛在樹枝上是一樣過程。

本發(fā)明多旋翼無人機(jī)上的吊繩通常采用質(zhì)地輕的繩子，由于重量較輕，因此不會(huì)對多旋翼無人機(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，吊繩上的磁性吸頭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)在多旋翼無人機(jī)起飛重量的1.2～2倍，這樣既能讓多旋翼無人機(jī)可靠地吸附高處的鐵質(zhì)物體上，也便于多旋翼無人機(jī)從所吸附的鐵質(zhì)物體上脫離。

本發(fā)明多旋翼無人機(jī)上的吊繩接頭和吊繩收放器可以是機(jī)身的一部分，也可以是可拆卸式結(jié)構(gòu)，吊繩接頭和吊繩收放器通過螺絲、鎖扣、磁吸等方式固定到機(jī)身上。在不需要把多旋翼無人機(jī)吊掛在高處工作時(shí)，可以在飛行前先將吊繩、吊繩接頭或吊繩收放器拆下。

本發(fā)明多旋翼無人機(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（1）和機(jī)臂（2）。

本發(fā)明多旋翼無人機(jī)既能像現(xiàn)有的多旋翼無人機(jī)那樣工作（把吊繩取下來后，看起來跟現(xiàn)有的同類型無人機(jī)沒有多大區(qū)別），又能在需要時(shí)通過吊繩吊掛在高處的鐵質(zhì)物體以及樹枝、電線等物體上。由于多旋翼無人機(jī)處于吊掛狀態(tài)時(shí)，無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人機(jī)吊掛在馬路或街道上空的路燈桿、廣告牌、室外空調(diào)機(jī)鐵架、空中的電線等物體上，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和毀滅視頻文件；記者在現(xiàn)場采訪時(shí)，可以讓多旋翼無人機(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人機(jī)吊掛在工廠廠區(qū)的煙囪、鐵架、樹枝、電線等物體上，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、電線上，對現(xiàn)場狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、錄像；在展會(huì)現(xiàn)場等人員密集場所，安保方可以將多旋翼無人機(jī)吊掛在室內(nèi)的鐵架上，對下方的人員進(jìn)行監(jiān)控；車主在停好車后，將多旋翼無人機(jī)吊掛在車子附近的高處鐵質(zhì)物體或樹枝、電線上，就可以通過多旋翼無人機(jī)上攜帶的監(jiān)控設(shè)備對車子進(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，可將多旋翼無人機(jī)吸附在吊扇上，將多旋翼無人機(jī)吊掛起來，這樣就可以從高處往下拍照、攝像、監(jiān)控、直播。

在室外，有人活動(dòng)的地方基本都會(huì)有廣告牌、各種各樣的鐵架、電線、樹枝等適合本發(fā)明多旋翼無人機(jī)吊掛的物體，因此本發(fā)明多旋翼無人機(jī)的應(yīng)用場所極為廣泛。

本發(fā)明大大擴(kuò)展和延伸了多旋翼無人機(jī)的用途，必將有力促進(jìn)多旋翼無人機(jī)的發(fā)展和普及。