一种安全的大载重飞行器及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种能够长时间安全飞行、载重量大的飞行器，该飞行器为旋翼型，含有线状物以及固定线状物的部件，能够满足大载重的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种安全的大载重飞行器及其应用
本专利技术属于飞行领域，特别是一种安全的、载重量大的飞行器。
技术介绍
无人机用途广泛、成本低、效费比好、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便，在现代战争中有着极其重要的作用。在民用领域也广泛用于地图测绘、地质勘测、灾害监测、空中交通管制、边境巡逻监控、通信中继、农药喷洒等领域。因此，近年来，对无人机的研究热度一再升温。无人机主要可以分为固定翼与多旋翼两类。多旋翼相对而言较为灵活，且可以悬停，但是其最大的缺点是其载重量小、飞行时间不长。因为多旋翼无人机一般是采用电池作为能源进行驱动，如果需要载重更大、飞行时间更长，则需要提供更多的电池组，然而，电池组增大之后，又增大了飞机的负载，使得有效载荷的增加非常有限。该专利的无人机采用了发动机作为动力，这样在一定程度上解决了电池所带来的问题，但是又带来了新的问题：发动机会大大增加无人机的重量，并且燃油也是有重量的。这些都限制了该无人机的载重量与飞行时间，因此目前也一般只能用于农药喷洒等领域，载重十几公斤。综上所述，当前多旋翼型无人机由于能源问题，载重量小（一般在20公斤以下，绝大多数在10公斤以下）、飞行时间短（一般在一小时以内甚至半小时内），这已经严重限制了无人机在一些重要领域的应用，例如消防、救援、运输、娱乐、载人飞行等领域。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供了一种可以大负载、长时间飞行的安全的飞行器。本专利技术的飞行器，可以轻松将飞行时间从当前的半个时以内提升到几十、几百小时以上，理论上（不考虑出故障）可以一直飞行。这样，飞行器可以有足够的时间进行作业。本专利技术的技术方案如下:
飞行器采用多旋翼型，包括电机、电机上安装的机翼（桨片）、机架、以及控制部件。该飞行器上连接有线状物，该线状物的另一端用于连接到飞行器之外的牢固的地方。所述线状物是指长径比大于10、或者长度与截面的平方根之商大于10的物体。线状物可以承受的拉力范围为100~50000牛顿，或该线状物可以承受的负载的质量比飞行器的质量还要大M公斤以上，M的范围是20~5000。该线状物可以导电，也可以不导电，包括但不限于导线、钢丝绳、尼龙绳，还可以是导电材料与不导电材料组合而成的复合线/绳。线状物可以为导线，即导线本身也可以充当线形物。例如采用较粗的铜电缆或电线，或者是导线的组成部分中除了导电部分、绝缘部分外，还有拉力增强部分，所述拉力增强部分包括但不限于钢丝、钢丝网。线状物也可以不导电，例如采用强度较高的钢丝绳、尼龙绳，此时，飞行器的安全由钢丝绳、尼龙绳等线状物来保障。此时，飞行器采用电池供电，或者采用导线连接到外部的电源供电。线状物可以采用刚性材料或弹性材料做成，作为优选，采用弹性材料制成，也可以是由弹性材料与刚性材料组成的复合材料制成的复合绳。为了较牢固地将线状物与飞行器连接，在飞行器上设置用于固定线状物的部件，这些部件用于牢固地连接线状物与飞行器，包含但不限于杆、圈、孔、夹具、卡扣、卡口等。线状物先与这些部件连接、固定之后，视需要再与飞行器的其他部件连接。例如，如线状物同时承担导线的功能，则与电调、电机等部件连通。该部件可以承受的拉力的比飞行器的所受的重力还要大M牛顿以上，M的范围是50~50000。作为优选，以上用于固定线状物的部件安装在飞行器的上表面或上表面以上的位置。此时，线状物在杆状物上固定之后，再与飞行器上的电调、电机等部件连通、供电。作为优选，本专利技术的飞行器/飞行器的机架上接有导线，导线连接到飞行器之外的电源（外接电源）对飞行器供电；或者飞行器/飞行器的机架上预留了电源接口、以便于飞行器工作时用导线连接到飞行器之外的电源。作为优选，导线的可导电部分的横截面积大于10平方毫米。作为优选，导线可承受大于100N以上的拉力，这可以通过多个方式实现，例如采用较粗的铜线/铜电缆、或者在导线中采用增强体（例如钢丝、钢丝网等）等等。当导线的强度足够大时，导线自身可以承受较大的拉力，不需要另外准备线状物来保障安全。作为优选，导线可以承受的负载的质量比飞行器的质量还要大M公斤以上，M的范围是20~5000。此时，当飞行器搭载M公斤的载荷并断电时，导线能够拉住飞行器、避免飞行器坠落；所述的固定包括但不限于将导线或导线中的力学增强部分采用绑、系、扎等方式固定在飞行器/飞行器支架、电源所在位置的牢固或可承受导线拉力的地方。所述的外接电源包含但不限于发电机、民用电（线）或工业用电（线）、电池、交通设备上的电源、建筑上的电源、空中的电源等。根据需要，可以将外接电源直接连接到飞行器，或者在飞行器上安装变压器、进行变压后再使用。作为优选，电源采用民用或工业用电。本专利技术的飞行器一般用来向下飞行，即飞行器飞行时的位置一般比出发时的位置低。或者飞行器也可以从低处开始飞行，但是飞行前把导线或线状物已放置于高处，飞行时的飞行器的最低位置比导线或线状物的最高点低2米以上。当然，本专利技术的飞行器也具备向上飞行的能力。可以采用绕线装置收放导线或线状物，以控制导线、线状物的长度与飞行器的位置相协调，保证飞行器坠落时能及时拉住，不至于坠落太久后下降速度过快。所述的绕线装置可以采用手动或机械控制，也可以采用遥控控制。飞行器的控制部分，可以利用外接电源直接供电，也可以将外接电源变压后供电，或者采用电池进行供电。飞行器中可以包含备用电源，例如电池组，也可以没有。备用电源用于在紧急情况下对电机进行供电，但是飞行器的动力部分主要或全部采用外部的电源供电。正常情况下采用外接电源供电，一旦由于电源出故障，可以迅速切换到备用电源，以防止飞行器由于电源故障而坠落。本专利技术所述的电机可以是直流电机，也可以是交流电机。在飞行器内部安装了用来测量高度与水平位置变化的仪器，包括但不限于超声波传感器、气压计、GPS等。飞行器内部还设置了惯性测量单元，包括陀螺仪、加速度计传感器及其它控制部件。在操作模式上，采用遥控、飞行器上直接操控两种模式之一，或全部采用。这两种模式可以互相切换，以取长补短、确保飞行安全。所述飞行器上直接操控是指人在飞行器上根据操作按钮、手柄或操作界面等直接操控飞行器。例如有的情况下遥控方式可能会存在信号干扰、遮挡等状况，这时采用人工在飞行器上直接操控更加有效。本专利技术的飞行器可以安装摄像头之类的监控设备，通过遥控或飞行器上直接操控，可以很方便地监控目标的状况。本专利技术的飞行器还可以包括落地缓冲系统，以降低飞行器降落时的冲击力，所述缓冲系统可以是在飞行器的触地部位安装支架或弹性部件，或气垫等等。本专利技术的飞行器可以安装载人或载物部件，例如平台、舱体或其他形式。载物部件可以用来搭载救援用的物品、食品等。在飞行器之上还可以安装其他工具或配件，以满足飞行器在消防、灭火、救援、运输、娱乐等方面的应用。飞行器上可以设置救援通道，可以是扶梯、桥、或过道等形式，用于连接飞行器与受困人员所在位置，以便让被救人员登陆飞行器。救援通道可以采用可拆卸、折叠或可伸缩的装置，以便需要的时候使用。为了防止导线、线状物被桨片碰到，可以采用网罩将桨片罩住，这样，一方面避免了桨片碰到导线、线状物，一方面还可以保护桨片。工作时，将线状物的一端固定在高处，例如屋顶、空中平台等等地方，另一端连接在飞行器上的用于固定线状物的部件上，并做固定。导线的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器，其特征在于：该飞行器或飞行器的机架上含有用于固定线状物的部件；该部件用于牢固地连接线状物与飞行器，包含但不限于杆、圈、孔、夹具、卡扣、卡口；所述线状物是指长径比大于10、或者长度与截面的平方根之商大于10的物体。

【技术特征摘要】
1.一种飞行器，其特征在于：该飞行器或飞行器的机架上含有用于固定线状物的部件；该部件用于牢固地连接线状物与飞行器，包含但不限于杆、圈、孔、夹具、卡扣、卡口；所述线状物是指长径比大于10、或者长度与截面的平方根之商大于10的物体。2.一种如权利要求1所述的固定线状物的部件，其特征在于：该部件可以承受的拉力的比飞行器的所受的重力还要大M牛顿以上，M的范围是50~50000，且该部件安装在飞行器的上表面。3.一种可如权利要求1所述的飞行器，其特征在于：该飞行器上连接有线状物，该线状物的另一端用于连接到飞行器之外的牢固的地方；该线状物可以承受的拉力范围为100~50000牛顿，或者该线状物可以承受的负载的质量比飞行器的质量还要大M公斤以上，M的范围是20~5000。4.一种如权利要求1所述的线状物，其特征在于：该线状物可以导电，也可以不导电，包括但不限于导线、钢丝绳、尼龙绳、复合绳。5.一种如权利要求1所述的飞行器以及构成该飞行器的机架，其特征在于：该飞行器或飞行器的机架上含有可以连接到飞行器之外电源的导线，或者飞行器/飞行器的机架上预留了电源接口、以便于飞行器工作时用导线连接到飞行器之外的电源。6.一种如权利要求5所述的导线，其特征在于：该导线为可以导电的线形物体，包括但不限于电线、电缆；该导线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫国，何宇，吕宜生，
申请(专利权)人：镇江皮埃纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32