无人机和无人机群组

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体而言，涉及一种无人机和无人机群组。

背景技术

现有的无人机大多是单机作业，不利于长距离飞行，作业范围受到局限，并且交互过程单一，在一些紧急救援任务中，无法发挥充分的优势。近年，很多地区出现洪涝、地震、山体滑坡和森林大火等自然灾害，严重威胁到人民群众的生命和财产安全，多无人机搭载异构设备相互协作完成复杂任务已然成为一种趋势。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种无人机和无人机群组，其能够延长续航里程，体积小，可跟随其他搭载平台移动，可实现与搭载平台的交互通信，高效完成复杂任务。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种无人机，包括机壳、动力单元、螺旋桨、充电单元和通信单元，所述机壳呈中空筒型，所述螺旋桨和所述动力单元设于所述机壳内，所述动力单元与所述螺旋桨传动连接，所述充电单元设于所述机壳的表面，用于与搭载平台连接实现充电，所述通信单元用于与所述搭载平台通信连接，以接收和传递信号。

在可选的实施方式中，所述充电单元包括充电线圈，所述充电线圈设于所述机壳的端部，所述机壳的端部设有充电触点，所述充电线圈与所述充电触点电连接。

在可选的实施方式中，所述机壳远离所述充电线圈的一端设有安装架，所述动力单元设置在所述安装架上。

在可选的实施方式中，所述动力单元包括驱动器和传动轴，所述驱动器与所述传动轴连接，所述螺旋桨套设在所述传动轴上。

在可选的实施方式中，所述螺旋桨包括第一桨叶和第二桨叶，所述第一桨叶和所述第二桨叶沿所述传动轴的轴向间隔设置，且所述第一桨叶与所述第二桨叶错位设置。

在可选的实施方式中，所述通信单元包括5G芯片，所述5G芯片安装在所述传动轴远离所述驱动器的端部。

在可选的实施方式中，所述通信单元还包括信号增强器，所述信号增强器与所述5G芯片通信连接，用于增强网络信号。

在可选的实施方式中，所述信号增强器安装在所述机壳表面。

在可选的实施方式中，还包括相机，所述相机设于所述机壳上。

第二方面，本发明提供一种无人机群组，包括搭载平台和多个如前述实施方式中任一项所述的无人机，所述搭载平台用于安装所述无人机，并可用于与所述无人机充电，所述无人机与所述搭载平台通信连接。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明实施例提供的无人机，机壳呈中空筒型，质量轻，飞行效率高，能耗低。螺旋桨和动力单元设于机壳内，结构紧凑，体积小，占用空间小。充电单元可以用于与其他搭载平台连接实现充电，可及时补充电量，延长续航里程，有利于执行长距离作业任务。通信单元用于与搭载平台通信连接，实现信号交互，有利于多机协作，完成复杂的任务，任务执行效率更高。

本发明实施例提供的无人机群组，包括搭载平台和多个上述的无人机，无人机可安装在搭载平台上跟随搭载平台移动，同时，搭载平台能为无人机充电，及时补充电量，延长无人机飞行时间。搭载平台与无人机能够建立通信，实现信号交互，通过多机协作高效完成任务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的无人机的第一视角的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的无人机的第二视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的无人机的分解结构示意图；

图4为本发明实施例提供的无人机群组的一种结构示意图。

图标：100-无人机；110-机壳；111-安装架；113-支臂；120-动力单元；121-驱动器；123-传动轴；130-螺旋桨；131-第一桨叶；133-第二桨叶；140-充电单元；150-通信单元；200-无人机群组；210-搭载平台。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

多无人机100协作已成为目前无人机100一个主要的研究领域，多无人机100搭载异构设备相互协作完成复杂任务已成为一种趋势。近年来，很多地区出现洪涝、地震、山体滑坡和森林大火等自然灾害，严重威胁到人民群众的生命和财产安全。因此，需要组建一种能够高效执行救援任务的无人机群组200，以在更短的时间内完成复杂任务，减少经济损失。

请参考图1和图2，本实施例提供了一种无人机100，包括机壳110、动力单元120、螺旋桨130、充电单元140和通信单元150，机壳110呈中空筒型，螺旋桨130和动力单元120设于机壳110内，动力单元120与螺旋桨130传动连接，充电单元140设于机壳110的表面，用于与搭载平台210连接实现充电，通信单元150用于与搭载平台210通信连接，以接收和传递信号。该无人机100的机壳110呈中空筒型，质量轻，飞行效率高，能耗低。螺旋桨130和动力单元120设于机壳110内，结构紧凑，体积小，占用空间小。充电单元140可以用于与其他搭载平台210连接实现充电，可及时补充电量，延长续航里程，有利于执行长距离作业任务。通信单元150用于与搭载平台210通信连接，实现信号交互，有利于多机协作，完成复杂的任务，任务执行效率更高，适用于一些地震、火灾、海上、森林等需要援救的场景，当然，也可以应用在其他行业，比如巡检、航拍、城乡规划等领域。

请参考图3，可选地，充电单元140包括充电线圈(图未示)，充电线圈设于机壳110的端部，机壳110的端部设有充电触点，充电线圈与充电触点电连接。充电单元140用于与搭载平台210上的充电设备连接，以实现无线充电。可选地，该充电单元140上设有磁吸件，通过磁吸件吸附在搭载平台210上，搭载平台210为无人机100充电，达到无人机100的电量及时补充的目的，以延长无人机100的作业时长和续航里程。

本实施例中，机壳110包括但不限于采用铝材或碳纤维材料，类似铝材或碳纤维这种材质具有强度高、刚度高以及质量轻等优点。机壳110呈中空筒型，且机壳110的壳壁呈镂空状，进一步减轻了无人机100的整体重量，能耗更低，飞行效率更高。

机壳110远离充电线圈的一端设有安装架111，动力单元120设置在安装架111上，安装架111用于对动力单元120起到支撑作用。安装架111与机壳110可采用焊接、铆接、螺钉连接、螺栓连接或卡接等方式，这里不作具体限定。当然，安装架111与机壳110也可以一体成型。安装架111包括三个支臂113，三个支臂113分别连接于机壳110上，三个支臂113两两呈120度角设置，受力更加均匀。

动力单元120包括驱动器121和传动轴123，驱动器121与传动轴123连接，螺旋桨130套设在传动轴123上。驱动器121包括但不限于采用电机，电机固定安装在安装架111上，电机的输出轴与传动轴123同轴连接，当然，为了实现对电机转速的调节，电机可以与变频器连接，或者，电机与传动轴123之间设置减速机，以便于对传动轴123的转速的控制。螺旋桨130套设在传动轴123上，电机带动传动轴123转动，螺旋桨130即随传动轴123一起转动，螺旋桨130转动为无人机100提供飞行动力。

可选地，螺旋桨130包括第一桨叶131和第二桨叶133，第一桨叶131和第二桨叶133沿传动轴123的轴向间隔设置，且第一桨叶131与第二桨叶133错位设置。本实施例中的无人机100采用上下双桨叶设置，动力更加充足。第一桨叶131和第二桨叶133错位设置，在转动过程中互不干扰，第一桨叶131和第二桨叶133产生的螺旋气流相互促进，有利于增加无人机100的升力，动力更强，能耗更低。

通信单元150包括5G芯片和信号增强器，5G芯片安装在传动轴123远离驱动器121的端部。5G芯片用于与搭载平台210组成局域网，建立网络通信，实现信号交互。信号增强器与5G芯片信号连接，用于增强网络信号，使得搭载平台210与无人机100之间建立的网络更加稳定，信号传输更加及时、精确高校。可选地，信号增强器安装在机壳110表面，包括但不限于机壳110的顶面、底面或侧面，以避免信号被遮挡。当然，并不仅限于此，在其它可选的实施方式中，信号增强器也可以安装在机壳110的内壁，这里不作具体限定。本实施例中，信号增强器安装在机壳110底部的安装架111上。

此外，无人机100还包括外挂系统，包括但不限于无人机100编队网络路由、接口节点控制计算单元、红外热成像云台、相机和北斗通信导航芯片。其中，无人机100编队网络路由作为无人机100与搭载平台210建立网络通信的接口，无人机100编队网络路由与5G芯片连接，接口节点控制计算单元与无人机100编队网络路由连接，用于对传输信号进行计算处理。北斗通信导航芯片安装在机壳110上，主要用于导航定位，向搭载平台210发送位置信号。相机设于机壳110上，用于拍摄。可选地，机壳110上安装有红外热成像云台，相机安装在红外热成像云台上，红外热成像云台能够调节相机的拍摄角度，使得数据采集更加丰富、准确。相机采集的数据信号通过无人机100编队网络路由和接口节点控制计算单元在5G网络的覆盖范围内传递至搭载平台210。

请参考图4，本发明实施例还提供一种无人机群组200，包括搭载平台210和多个如前述实施方式中任一项的无人机100，搭载平台210用于安装无人机100，并可用于与无人机100充电，无人机100与搭载平台210通信连接。本实施例中的无人机100由于体积小，质量轻，多个无人机100可以同时搭载在搭载平台210上，搭载平台210移动可同时带动多个无人机100一起移动，及时将无人机100带到指定作业位置。当无人机100搭载在搭载平台210上，搭载平台210还能对无人机100进行无线充电，及时为无人机100补充电量，为无人机100后续飞行作业提供充足的电量。当无人机100随搭载平台210到达指定作业位置后，无人机100会脱离搭载平台210，多个无人机100以搭载平台210为中心向周围辐射开来，在距离搭载平台210一定距离的范围内执行任务，包括但不限于搜救、航拍、巡检、定位或其它任务。应当理解，无人机100与搭载平台210之间的距离在搭载平台210发出的5G网络覆盖范围之内，即无人机100与搭载平台210始终保持网络通信。

可选地，搭载平台210上设有5G基站，用于发出5G网络，该5G网络可以覆盖包括搭载平台210在内的一定的范围，每个无人机100上安装的5G芯片用于接收5G网络，并且多个无人机100之间以及每个无人机100与搭载平台210之间组网，保持稳定的网络通信。搭载平台210的底部设有多个安置区，每个安置区用于搭载一个无人机100。每个安置区内均设有充电模块，当无人机100搭载在安置区，充电模块即可对无人机100进行充电，其充电方式包括但不限于无线充电或触点电连接充电，这里不作具体限定。

根据本实施例提供的一种无人机100和无人机群组200，其大致工作原理如下：

该无人机100和无人机群组200可以应用在海上救援、森林救援、火灾或地震救援现场等，搭载平台210先将多个无人机100搭载至预定位置，如救援中心，无人机100随即飞离搭载平台210，以搭载平台210为中心向周围辐射开来，在距离搭载平台210一定距离的范围内执行救援任务，无人机100在搭载平台210的5G网络覆盖范围内执行任务，确保网络稳定通畅，无人机100可以利用5G芯片进行地面信号装置搜寻，在找到目标物后，通过相机拍摄，利用北斗通信导航芯片将目标物的准确位置发送至搭载平台210。当无人机100在执行任务过程中电量不足，可以及时返回搭载平台210，搭载平台210能够为无人机100进行无线充电，及时补充电量，延长无人机100的作业时间和续航里程，以提高任务执行效率。

综上所述，本发明实施例提供了一种无人机100和无人机群组200，具有以下几个方面的有益效果：

本实施例提供的无人机100结构简单、体积小、质量轻，飞行控制灵活，无人机100可以单独执行任务，也可以配合搭载平台210实现多机协同作业，无人机100与搭载平台210之间以及多个无人机100之间能够建立5G通信网络，实现信号的交互和传输，网络稳定，传输效率高。无人机100能在任务执行过程中及时补充电量，以延长作业时间和续航里程，从而提高作业效率。通过本实施例提供的无人机100和无人机群组200，能够高效、及时地完成复杂的飞行任务，实现多机协同作业，在民用救援领域具有广阔的市场前景。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。