一種四旋翼無(wú)人的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種四旋翼無(wú)人機(jī)，包括四個(gè)螺旋槳、剛性十字交叉支架和主控制系統(tǒng)，所述四個(gè)螺旋槳固聯(lián)在剛性十字交叉支架機(jī)構(gòu)上由四個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述主控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在剛性十字交叉支架正下端，所述四旋翼無(wú)人機(jī)在空中可實(shí)現(xiàn)精度范圍為1米的懸停，能夠有效的長(zhǎng)時(shí)間觀察目標(biāo)動(dòng)態(tài)，且操控靈活，該電池模塊為10000mAh，在長(zhǎng)達(dá)30分鐘的續(xù)航能力可以飛行10km，最大速度為10m/s，飛行高度的包容性為0-1000m，能夠適應(yīng)溫度范圍為-10°-45°，其起飛重量3kg，最大有效載荷為1kg，可攜帶攝影機(jī)等設(shè)備詳細(xì)觀測(cè)人類不易觀測(cè)的地方。
【專利說(shuō)明】一種四旋翼無(wú)人機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種四旋翼無(wú)人機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，農(nóng)村的農(nóng)民不再以種地為主業(yè)，多數(shù)農(nóng)民選擇把土地租借給種田大戶，于是出現(xiàn)了農(nóng)田集中化管理和種植，集中化提高了種植效率，觀測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況便用到了無(wú)人機(jī)觀測(cè)，傳統(tǒng)的固定翼無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)自由度不足，難以急停，不可以在空中獨(dú)立停行，并且有飛行高度的限制，很難達(dá)到監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的實(shí)際情況，為了能夠獲得更清晰、準(zhǔn)確的農(nóng)作物信息，我們提出一種四旋翼無(wú)人機(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種四旋翼無(wú)人機(jī)，該四旋翼無(wú)人機(jī)能夠垂直起降，以四個(gè)螺旋槳作為動(dòng)力裝置，以解決上述【背景技術(shù)】中提出不能夠獲得較清晰的農(nóng)作物信息問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種四旋翼無(wú)人機(jī)，至少包括四個(gè)螺旋槳、剛性十字交叉支架和主控制系統(tǒng)，所述四個(gè)螺旋槳固聯(lián)在剛性十字交叉支架機(jī)構(gòu)上由四個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述主控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在剛性十字交叉支架正下端。
[0005]優(yōu)選的，所述四個(gè)螺旋槳為十字形分布。
[0006]優(yōu)選的，所述四個(gè)螺旋槳為四個(gè)動(dòng)力裝置。
[0007]優(yōu)選的，所述剛性十字交叉支架內(nèi)設(shè)管道。
[0008]優(yōu)選的，所述主控制系統(tǒng)包括姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、主控制模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊。
[0009]優(yōu)選的，所述四個(gè)螺旋槳可以實(shí)現(xiàn)空中六個(gè)自由度的飛行。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:該四旋翼無(wú)人機(jī)四個(gè)螺旋槳小，具有飛行安全，控制靈活等特點(diǎn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)六個(gè)自由度的飛行，主控制系統(tǒng)包括姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、主控制模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊能有效的探測(cè)四旋翼無(wú)人機(jī)的位置狀況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離飛行、遠(yuǎn)距離控制。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明四個(gè)螺旋槳結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明螺旋槳電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖:
圖3為本發(fā)明螺旋槳飛行器樣圖:
圖4為本發(fā)明垂直運(yùn)動(dòng)示意圖:
圖5為本發(fā)明俯仰運(yùn)動(dòng)示意圖:
圖6為本發(fā)明滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)示意圖:
圖7為本發(fā)明偏航運(yùn)動(dòng)示意圖: 圖8為本發(fā)明如后運(yùn)動(dòng)不意圖:
圖9為本發(fā)明側(cè)向運(yùn)動(dòng)意圖:
圖10為本發(fā)明主控制系統(tǒng)示意圖:
圖中:螺旋槳1、螺旋槳2、螺旋槳3、螺旋槳4、主控制系統(tǒng)5、剛性十字交叉支架6、螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、螺旋槳扇葉8、數(shù)據(jù)線9。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]請(qǐng)參閱圖1-9，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種四旋翼無(wú)人機(jī)，至少包括四個(gè)螺旋槳、剛性十字交叉支架和主控制系統(tǒng)，所述四個(gè)螺旋槳固聯(lián)在剛性十字交叉支架機(jī)構(gòu)上由四個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述主控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在剛性十字交叉支架正下端。
[0014]所述四軸飛行器結(jié)構(gòu)形式如圖3所示，由四個(gè)呈十字交叉的螺旋槳組成，螺旋槳I和螺旋槳3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，螺旋槳2和螺旋槳4順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，四軸飛行器在空間有六個(gè)自由度，可以分別沿X、Y、Z軸做平移和旋轉(zhuǎn)。
[0015]結(jié)合圖4所述:垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)四軸飛行器最簡(jiǎn)單也是最容易實(shí)現(xiàn)的控制狀態(tài)，保持螺旋槳1、螺旋槳2、螺旋槳3、螺旋槳4的轉(zhuǎn)速相同，它們產(chǎn)生的扭矩剛好可以相互平衡，四軸不會(huì)發(fā)生水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，逐漸增大螺旋槳的轉(zhuǎn)速，當(dāng)飛行器產(chǎn)生的升力可以克服自身的重力，飛行器就可以實(shí)現(xiàn)垂直向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)升力與重力相等時(shí)，飛行器實(shí)現(xiàn)懸停，降低飛機(jī)的轉(zhuǎn)速，飛行器垂直向下運(yùn)動(dòng)，直至降落。
[0016]結(jié)合圖5所述:螺旋槳I的轉(zhuǎn)速上升，同時(shí)使螺旋槳3的轉(zhuǎn)速下降，而螺旋槳2、螺旋槳4的轉(zhuǎn)速保持不變，在這個(gè)過(guò)程中，螺旋槳I和螺旋槳3改變量應(yīng)該大小相等，當(dāng)螺旋槳I和螺旋槳3產(chǎn)生的不平衡扭矩達(dá)到一定的時(shí)候，飛行器將繞y軸旋轉(zhuǎn)(方向如圖所示)，同理，當(dāng)螺旋槳I的轉(zhuǎn)速下降，螺旋槳3的轉(zhuǎn)速上升，機(jī)身便繞y軸向另一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)飛行器的俯仰運(yùn)動(dòng)。
[0017]結(jié)合圖6所述:滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng)原理相同，區(qū)別在于一個(gè)是沿Y軸，一個(gè)是沿X軸。
[0018]結(jié)合圖7所述:四軸飛行器的螺旋槳兩個(gè)正轉(zhuǎn)兩個(gè)反轉(zhuǎn)，當(dāng)它們轉(zhuǎn)速相同的扭矩為零，當(dāng)四個(gè)螺旋槳轉(zhuǎn)速不完全相同時(shí)，不平衡的反扭矩會(huì)引起四旋翼無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)螺旋槳I和螺旋槳3的轉(zhuǎn)速上升，螺旋槳2和螺旋槳4的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，螺旋槳I和螺旋槳3對(duì)機(jī)身的反扭矩大于螺旋槳2和螺旋槳4對(duì)機(jī)身的反扭矩，機(jī)身便在多余反扭矩的作用下繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)飛行器的偏航運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向與螺旋槳1、螺旋槳3的轉(zhuǎn)向相反。
[0019]結(jié)合圖8所述:增加螺旋槳3轉(zhuǎn)速，使拉力增大,相應(yīng)減小螺旋槳I轉(zhuǎn)速,使拉力減小，同時(shí)保持其它兩個(gè)螺旋槳轉(zhuǎn)速不變，反扭矩仍然要保持平衡，有圖5知飛行器首先發(fā)生一定程度的傾斜，從而使旋翼拉力產(chǎn)生水平分量，因此可以實(shí)現(xiàn)飛行器的前飛運(yùn)動(dòng)，向后飛行與向前飛行正好相反，當(dāng)然在圖5圖6中，飛行器在產(chǎn)生俯仰、翻滾運(yùn)動(dòng)的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生沿X、y軸的水平運(yùn)動(dòng)。
[0020]結(jié)合圖9所述:由于四軸飛行器結(jié)構(gòu)對(duì)稱，傾向運(yùn)動(dòng)和前后運(yùn)動(dòng)只是方向不一樣，原理完全相同。
[0021]所述四旋翼無(wú)人機(jī)在空中可實(shí)現(xiàn)精度范圍為I米的懸停，能夠有效的長(zhǎng)時(shí)間觀察目標(biāo)動(dòng)態(tài)，且操控靈活，該電池模塊為1000mAh,在長(zhǎng)達(dá)30分鐘的續(xù)航能力可以飛行1km,最大速度為lOm/s，飛行高度的包容性為O-lOOOm，能夠適應(yīng)溫度范圍為-10° -45°，其起飛重量3kg，最大有效載荷為1kg，可攜帶攝影機(jī)等設(shè)備詳細(xì)觀測(cè)人類不易觀測(cè)的地方。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種四旋翼無(wú)人機(jī)，其特征在于:包括四個(gè)螺旋槳、剛性十字交叉支架和主控制系統(tǒng)，所述四個(gè)螺旋槳固聯(lián)在剛性十字交叉支架機(jī)構(gòu)上由四個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述主控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在剛性十字交叉支架正下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四旋翼無(wú)人機(jī)，其特征在于:所述四個(gè)螺旋槳受四個(gè)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，完成六個(gè)自由度的飛行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種四旋翼無(wú)人機(jī)，其特征在于:所述六個(gè)自由度包括X、1、z的移動(dòng)和X、y> z的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種四旋翼無(wú)人機(jī)，其特征在于:所述六項(xiàng)運(yùn)動(dòng)包括垂直運(yùn)動(dòng)、俯仰運(yùn)動(dòng)、滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、偏航運(yùn)動(dòng)、前后運(yùn)動(dòng)、側(cè)向運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四旋翼無(wú)人機(jī)，其特征在于:所述主控制系統(tǒng)包括姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、主控制模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四旋翼無(wú)人機(jī)，其特征在于:所述剛性十字交叉支架除機(jī)身以外有效載荷為1kg。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種四旋翼無(wú)人機(jī)，其特征在于:所述無(wú)線通信模塊可以遠(yuǎn)程控制該四旋翼無(wú)人機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種四旋翼無(wú)人機(jī)，其特征在于:所述電源模塊電池容量為lOOOOmAho
【文檔編號(hào)】B64C27/08GK104494817SQ201410694250
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】魏新 申請(qǐng)人:無(wú)錫博輝金屬制品有限公司