设有使其成为两栖式的附件的旋翼无人机 |
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| 申请号 | CN201510964554.8 | 申请日 | 2015-12-21 | 公开(公告)号 | CN105711824A | 公开(公告)日 | 2016-06-29 |
| 申请人 | 鹦鹉股份有限公司; | 发明人 | G·拉法根; K·法戈; Y·贝纳塔; | ||||
| 摘要 | 无人机(10)包括主体(12)和多个推进单元，每个推进单元设有由相应的 马 达驱动的 推进器 (18)，不同的马达能够以差异化的方式控制，以便在 姿态 和速度上操纵所述无人机，并且产生升 力 。所述附件包括轴(20)，轴(20)相对于所述无人机的主前进方向在横向取向(X)上可移除地紧固到无人机主体，并且在 定位 成与所述无人机的 重心 对齐且在该重心上方的点(22)处。所述附件包括两个环形元件(26)，所述两个环形元件(26)彼此独立地自由旋转地安装在轴(20)的相应的端部处且相对于无人机主体(12)对称。这些环形元件(26)相对于 水 的 密度 低于所述单元，并且环形元件(26)的直径高于所述无人机的总尺寸。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种旋翼无人机(10)，包括： |
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| 说明书全文 | 设有使其成为两栖式的附件的旋翼无人机技术领域[0001] 本发明涉及休闲无人机，特别是诸如四螺旋桨等的旋翼无人机。 背景技术[0003] 这样的示例是由法国巴黎的Parrot SA(鹦鹉公司)销售的Rolling Spider(蜘蛛侠)。 [0004] 该无人机可以特别地设有附件，该附件由轴组成，在其端部中的每一个处设置有较大直径的轮。轴相对于无人机的主要演化方向横向地定向，并且轮具有高于无人机的带有其推进器的最大总尺寸的直径。该构型特别地允许不仅使无人机飞行，而且在设有其轮子的情况下使该无人机在地面上、沿着壁、抵靠天花板等滚动，从而除了无人机的自由飞行和举升的通常构型之外还增加了演化(evolution)的可能性。 [0005] US 2014/131507 A1也描述了一种相当类型的无人机，其被在旋转中自由活动的外部笼子围绕，该笼子允许无人机在地面上或抵靠壁滚动。 发明内容[0006] 本发明的目的是提出一种附件，该附件允许这样的无人机不仅在自由飞行中和在地面上或抵靠壁而且在水域上演化。 [0007] 换句话讲，重要的是，利用单个附件来使无人机通过其自己的手段根据仅由使用者发出的命令成为完全两栖的，且具有“陆海空”的多种演化能力。 [0008] 诸如帆船的轻型浮式结构可以通过添加四个轮子而成为两栖式的，这些轮子允许其也在地面上演化，如在WO 2004/094226 A2中所描述的。轮子可以是也充当浮子的轮子，以增加结构的浮力。 [0009] 为了使常规的飞行器成为两栖式的(如在水上飞机或某些直升机中那样)，该飞行结构设有浮子和可能地合适的船体，以允许其降落在水域上，并且特别地在起飞和降落阶段期间在水域上演化。然而，浮子的缺点在于其显著的拖拽力，这使飞行器大大地减速。 [0010] 该现象不妨碍降落/起飞阶段，因为在起飞时，飞行器的加速产生快速的升空，这减小了拖拽力，而在降落时，由浮子提供的阻力有利于减速至停止。 [0011] 相反，如果重要的是仅在脱离降落/起飞阶段时在水域上演化，那么浮子对前进的水动力作用是真正的缺点。 [0012] 当希望执行诸如U形转圈(turn)的快速操纵或其它取向改变时，同样如此，该操纵不能在一点处进行，而是需要围绕飞行器的自由空间，以允许飞行器在继续漂浮的同时执行转弯。 [0013] 本发明的目的是通过提出一种附件来解决上述问题，该附件允许无人机在地面上或抵靠壁、在水域上或在空中在不改变附件的情况下无差别地演化，且具有与在坚实的地面上相当的在水面上演化的能力，即： [0014] –对前进的小阻力； [0015] –及时的方向改变，其没有转弯，而是具有典型地在一点处的四分之一圈或U形圈(turn)的旋转； [0016] –单元在停止时的自立式特征，即，不需要推进来确保无人机的浮力和良好的取向。 [0017] 本发明为此目的而提出一种旋翼无人机，其以本身已知的方式(例如，如上文提及和描述的Rolling Spider装置那样)包括：无人机主体；多个推进单元，其安装在连接臂的端部处，每个推进单元设有由相应的马达驱动的推进器，并且不同的马达能够以差异化的方式控制，以便在姿态和速度上操纵所述无人机，并且产生升力；以及无人机附件，其包括轴，该轴适于在相对于无人机的主前进方向横向的取向上并且在与无人机的重心定位成对齐且在该重心上方的点处可移除地紧固到无人机主体。 [0018] 其特征在于，该附件包括两个环形元件，所述环形元件彼此独立地自由旋转地安装在轴的相应端部处且相对于无人机主体对称，并且这些环形元件相对于水的密度低于所述单元，并且其直径高于无人机的总尺寸。 [0020] 现在将参照附图描述本发明的具体实施的例子，其中，贯穿附图，相同的附图标记表示相同或功能上类似的元件。 [0021] 图1是设有根据本发明的附件的无人机的总体透视图，该附件允许在地面上、在水上和在空中无差别地演化。 [0022] 图2是沿着安装在轴的端部处的附件的可可动部件的竖直轴向平面的剖视图，附件在该轴上转动。 [0023] 图3(a)和3(b)是图1的无人机的前视图，该无人机处于这样的构型：其中，无人机在水域上，分别在推进器停止的情况下休息和带有推进力，以允许其在水域上前进。 具体实施方式[0024] 在图1中示出了一种单元，其包括四螺旋桨式无人机10，例如，由法国巴黎的Parrot SA出售的Rolling Spider，该无人机具有中心主体12，从主体12辐射出四个支撑臂14。每个支撑臂14在其远端处配有推进单元16，推进单元16包括马达，马达驱动推进器18旋转，推进器18在支撑臂14上方的水平面中延伸。 [0025] 该无人机设有由横向轴20承载的附件，横向轴20沿着轴线X延伸，轴线X垂直于无人机的主推进方向Δ。轴20借助于连接部分22安装在无人机主体12上，以允许从无人机容易地拆卸附件，或者相反地通过快速紧固和锁定系统将附件安装在无人机上，所述系统为例如2014年7月8日的名称为“Système de fixation rapide d'un accessoire sur le corps d'un drone”(将附件快速固定到无人机主体的系统)的专利申请FR 1456589中描述的系统。 [0026] 轴20安装在无人机主体12上，以便在平移和旋转中与无人机主体12成一整体，即，轴20不能轴向移动，也不能绕其自身旋转。 [0027] 轴在其端部中的每一个处承载可动部件24，两个可动部件24相对于无人机对称地安装在无人机主体12和推进单元16和推进器18的每一侧上。可动部件24在平行于彼此并且垂直于轴20的轴线X的平面中延伸，并且其外径高于无人机的带有其推进器的总尺寸。 [0028] 可动部件24在其周边处承载环形元件26，环形元件26通过辐射的臂30连接到毂28。这些可动部件24可自由旋转地安装在轴20的端部32处，两个部件24中的每一个均能够彼此独立地旋转，并且纯粹是被动地这样做。 [0029] 另一方面，环形元件26相对于水的密度比所述单元低。有利地，如图2所示，环形元件26是由诸如PPE的膨胀塑料材料制成的实心元件，其被包覆成型在与辐射的臂30一体化的圆形轮34上。 [0030] 可动部件24不具有驱动作用，其起到三重作用： [0031] –在其中无人机在空中演化的飞行的构型中，该可动部件保护无人机和特别地无人机的推进器不受震动； [0032] –在地面上或抵靠壁滚动的构型中，该可动部件允许无人机与地面或壁保持接触，但远离地面或壁，无人机(仅由其推进器的力驱动)由此能够在该地面或该壁上滚动； [0033] –在于水域上演化的构型中，可动部件充当浮子，并且允许在无人机阻力最小的情况下在水域的表面上前进，这是本发明的特征，并且将在下文中解释。 [0034] 图3(a)和3(b)是配有其附件的无人机的前视图，该无人机处于这样的构型：其中，无人机在水域上，分别在推进器停止的情况下休息(图3(a))和带有推进力以允许其在水域上前进(图3(b))。 [0035] 在不存在推进力的情况下，即，在推进器18停止的情况下(图3(a)所示构型)，部分24仅起到浮子的简单作用，以允许将无人机支撑在水域的水平36上。 [0036] 应当指出，轴20有利地安装在无人机的背部上，使得无人机的重心G位于轴20的轴线X下方，这使系统为自立式的，并且允许自然返回到其中无人机保持水平的平衡状态，而不论初始条件如何。 [0037] 因此，可以在没有特别的预防措施的情况下将设有其附件的无人机“抛入水中”，并且所述单元将始终结束于图3a所示位置，对于安装在无人机上的“水上飞机”式简单浮子来说，情况不是这样，后者可能其侧面或背部朝下落在水域上，而不可能返回至正常的平衡位置。 [0038] 当推进器被激活(图3(b)中所示构型)时，仅由其推进器的力驱动的无人机可以在水域34上演化。归功于环形元件26，仅具有被动作用的可动部件24首先确保单元在水域36上的浮力，且由于驱动至可动部件24旋转，而具有对前进的较小阻力(远低于常规浮子的阻力)。 [0039] 应当指出，由于造成环形元件26升空的无人机的推进器的升力，浮力因此主要是空气的浮力，并且使水线38显著降低，这相应地减小了对在水域上前进的阻力。 [0040] 此外，在地面上可能的所有演化在水域上都可行，特别是通过右侧和左侧推进器的差异化控制而在一点处进行U形圈或四分之一圈(无人机围绕竖直轴线V的旋转)的可能性，两个可动部件24接着在其旋转期间在所述点处在反方向上转向。 [0041] 根据本发明的附件由此使无人机成为完全两栖的，并且也具有在空气中、在自由飞行中或无差别地在地面上、抵靠壁或在水上演化的可能性，而不改变附件。 |
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