本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型輕量化六旋翼無(wú)人機(jī)。

背景技術(shù)：

“無(wú)人機(jī)”的全稱是“無(wú)人駕駛飛機(jī)”，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，其具有機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)快速、操作要求低等優(yōu)點(diǎn)。隨著人們對(duì)無(wú)人機(jī)的認(rèn)識(shí)以及了解不斷深入，以及對(duì)其未來(lái)市場(chǎng)前景的看好，無(wú)人機(jī)成為了科研人員目前研發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)方向。特別是在無(wú)人機(jī)上裝載多種類型的傳感器，例如攝像機(jī)等，可以實(shí)現(xiàn)視頻實(shí)時(shí)傳輸，高危地區(qū)探測(cè)功能，可以廣泛應(yīng)用于航拍、植保、工業(yè)巡檢各個(gè)領(lǐng)域。

新型的鎂鋁合金材料(az31b)設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是材料密度低，抗拉、壓強(qiáng)度以及抗扭強(qiáng)度比目前廣為使用的碳纖維材料高，而且此材料抗彎強(qiáng)度高(材料抗拉強(qiáng)度260mpa，拉伸屈服強(qiáng)度200mpa，楊氏模量0.48，泊松比0.307)，另外值得注意的是碳纖維材料是無(wú)法降解的材料，會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生重大的影響，而az31b合金材料可以通過(guò)熔化的方式反復(fù)重新利用，從而減少了無(wú)人機(jī)制造上對(duì)環(huán)境的危害。

目前的無(wú)人機(jī)大多是基于直升機(jī)的飛行原理進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的，可以實(shí)現(xiàn)垂直升降和高空懸停，從而滿足航拍和監(jiān)控的需求，目前市面上最普遍的多是單軸單槳、單軸共槳以及多旋翼形式，由于當(dāng)下已有的無(wú)人機(jī)在機(jī)體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上存在一定的缺陷，例如對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)基本沒(méi)有深入應(yīng)用，為了提升續(xù)航力在材料選用時(shí)大多以塑料為主，導(dǎo)致無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中抗風(fēng)性能差、飛行阻力大以及電池容量的不足，有一些在選材時(shí)采用了碳管作為機(jī)臂的，安裝繁瑣需要專門的碳管夾，造成機(jī)體重量上升，因此目前市場(chǎng)上的無(wú)人機(jī)普遍一次飛行時(shí)間只有30分鐘以內(nèi)，同時(shí)常規(guī)的設(shè)計(jì)使得無(wú)人機(jī)內(nèi)部腔體利用率低，不利于后期的升級(jí)改造及設(shè)備拓展，這些問(wèn)題都嚴(yán)重影響了未來(lái)無(wú)人機(jī)在生活中應(yīng)用的前景。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種面向燃料電池驅(qū)動(dòng)的新型輕量化六旋翼無(wú)人機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的是目前無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、機(jī)體材料無(wú)法回收利用以及續(xù)航時(shí)間過(guò)短等技術(shù)問(wèn)題

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種新型輕量化六旋翼無(wú)人機(jī)，包括機(jī)架、機(jī)臂、機(jī)臂連接組件、電池懸掛件、電池、飛行控制系統(tǒng)和減震基座，其中，

機(jī)架包括上板和下板，上板和下板均采用大小相同的正六邊形設(shè)計(jì)，上板和下板的外圍設(shè)有筋板，上板和下板內(nèi)側(cè)設(shè)有筋板，上板設(shè)有中部呈圓形，周圍呈陣列三角形的鏤空；下板設(shè)有中部呈圓形，周圍呈三角形的鏤空，四個(gè)減震基座安裝孔和四個(gè)電池懸掛件安裝孔；

機(jī)臂包括旋翼、電機(jī)、機(jī)臂，其中電機(jī)采用無(wú)刷電機(jī)，機(jī)臂設(shè)計(jì)為縱向弧形漸變，橫向錐形漸變，機(jī)臂中部采用鏤空陣列設(shè)計(jì)；

機(jī)臂連接組件包括連接電機(jī)和飛行控制系統(tǒng)的彈性導(dǎo)線，固定所述彈性導(dǎo)線的線夾；；

電池懸掛組件由專門設(shè)計(jì)的角鐵制成，采用防松螺母和機(jī)架的下板連接；

減震基座通過(guò)連接孔與機(jī)架的下板的減震基座安裝孔連接。

優(yōu)選地，機(jī)架的材料采用新型鎂鋁合金。

優(yōu)選地，下板的鏤空為非對(duì)稱鏤空。

優(yōu)選地，機(jī)臂的材料采用新型鎂鋁合金。

優(yōu)選地，機(jī)臂中部的鏤空陣列，形狀為三角形。

優(yōu)選地，機(jī)臂與機(jī)架的結(jié)合方式，采用螺栓連接。

優(yōu)選地，電池懸掛組件安裝孔的中心線不和機(jī)架中心線重合，偏差范圍為0～20mm。

優(yōu)選地，電池采用燃料電池。

優(yōu)選地，減震基座的連接孔設(shè)有空心橡膠。

本發(fā)明的有益效果是：

1.無(wú)人機(jī)機(jī)臂采用了縱向弧形漸變，橫向錐形漸變，并在機(jī)臂中部采取三角形的陣列鏤空的設(shè)計(jì)，有效的利用了新型鎂鋁合金材料(az13b)抗彎強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，從而在不影響其強(qiáng)度的前提下大幅減少了機(jī)臂的重量。

2.其橫向漸寬的錐形設(shè)計(jì)使得無(wú)人機(jī)機(jī)臂在最大化減輕質(zhì)量的同時(shí)滿足了強(qiáng)度的要求，而且使得無(wú)人機(jī)在飛行以及起飛的時(shí)候機(jī)臂不易發(fā)生振動(dòng)，有效避免了由于共振造成的對(duì)飛機(jī)的損壞。

3.機(jī)臂采用新型鎂鋁合金材料(az13b)使得其可以承受電機(jī)以及旋翼產(chǎn)生的更大的功率和升力，使得飛機(jī)動(dòng)力更強(qiáng)，并且可以負(fù)載更重的貨物。

4.機(jī)臂通透的設(shè)計(jì)符合流體力學(xué)的原理，大幅度減少機(jī)臂的迎風(fēng)面積，使得飛機(jī)上升的時(shí)候氣流可以更容易的從機(jī)臂中通過(guò)，大幅降低了阻力。

5.采用新型鎂鋁合金材料(az13b)制造的機(jī)架，采用正六邊形及鏤空設(shè)計(jì)，大大減少了機(jī)架的重量。

6.中部三角形鏤空的設(shè)計(jì)使得無(wú)人機(jī)在組裝調(diào)試的過(guò)程中，工作人員可以方便的對(duì)無(wú)人機(jī)的內(nèi)部飛控以及電源走線等進(jìn)行調(diào)試安裝，大大減少了非一體式機(jī)體帶來(lái)的安裝不便等問(wèn)題。

7.機(jī)架外圍及內(nèi)部的筋板，承擔(dān)了無(wú)人機(jī)上升時(shí)由機(jī)臂加載在機(jī)體上的大扭矩，大大提高了無(wú)人機(jī)的安全性能。

8.機(jī)架下板非對(duì)稱的鏤空設(shè)計(jì)解決了機(jī)體安裝燃料電池后重心偏移的問(wèn)題。

本發(fā)明中的無(wú)人機(jī)通過(guò)特殊鏤空設(shè)計(jì)的機(jī)臂以及機(jī)架，使得其重量相對(duì)于相同尺寸的無(wú)人機(jī)減輕了近30％，并且提高了整體飛機(jī)的強(qiáng)度特性，有效減少了無(wú)人機(jī)迎風(fēng)面積。并且該無(wú)人機(jī)在進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，加速上升、下降等動(dòng)作時(shí)比同尺寸的六旋翼飛行器響應(yīng)更快；同時(shí)更多重量集中在飛行器主體上，使得飛行器質(zhì)心更加貼近機(jī)架，從而大幅提升無(wú)人機(jī)飛行穩(wěn)定性，及抗風(fēng)、干擾的能力。而且新型的鎂鋁合金材料(az13bb)彈性相對(duì)于市面上碳纖維的材料彈性變形更小，這保證了位于無(wú)人機(jī)機(jī)架上的加速度計(jì)、陀螺儀等傳感器受電機(jī)振動(dòng)的干擾最小，另外燃料電池?zé)o人機(jī)也大幅提高了無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的整體圖；

圖2是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的機(jī)臂的三維模型圖；

圖3是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的機(jī)臂的有限分析圖；

圖4是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的機(jī)架的三維模型圖；

圖5是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的機(jī)架的下板平面設(shè)計(jì)圖；

其中：1.電機(jī)安裝孔，2.機(jī)架，3.機(jī)臂，4.機(jī)臂連接組件，5.飛行控制系統(tǒng)，6.電池懸掛件，21.上板，22.下板，23.安裝孔，24.內(nèi)部筋板，25.外圍筋板，26.電池懸掛件安裝孔，27.減震基座安裝孔，32.鏤空陣列，33.機(jī)臂連接孔。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，種新型輕量化六旋翼無(wú)人機(jī)，包括機(jī)架2、機(jī)臂3、機(jī)臂連接組件4、飛行控制系統(tǒng)5、電池懸掛件6、電池和減震基座。其中機(jī)架2和機(jī)臂3由新型鎂鋁合金(az13b)制成，電機(jī)安裝在機(jī)臂3的遠(yuǎn)端的電機(jī)安裝孔上1，機(jī)臂3和機(jī)架2通過(guò)二十四個(gè)3.5mm螺柱安裝孔23和對(duì)應(yīng)的機(jī)臂連接孔33連接在一起，飛行控制系統(tǒng)5安裝在機(jī)架2中間位置，通過(guò)機(jī)臂連接件4與機(jī)臂3遠(yuǎn)端安裝在電機(jī)安裝孔1上的電機(jī)相連，機(jī)臂連接件4包含了十二根電機(jī)和飛行控制系統(tǒng)5的彈性導(dǎo)線和六根彈性絕緣膠帶，彈性絕緣膠帶將彈性導(dǎo)線粘合在機(jī)臂3上，飛行控制系統(tǒng)5通過(guò)海綿膠粘合在減震基座上，減震基座安裝在機(jī)架2的下板22上的減震基座安裝孔27上，減震基座上的連接孔設(shè)有空心橡膠，與下板22連接后可以減少飛行控制系統(tǒng)5受到的震動(dòng)和沖擊，這樣在無(wú)人機(jī)降落時(shí)，可以將撞擊帶來(lái)的緩沖大大削弱，從而對(duì)飛控內(nèi)部的靈敏電器元件起到了良好的保護(hù)作用。無(wú)人機(jī)機(jī)架2的下板22上設(shè)有四個(gè)電池懸掛件安裝孔26和專門設(shè)計(jì)的電池懸掛件6通過(guò)m5防松螺母相連接，專門設(shè)計(jì)的角鐵結(jié)構(gòu)將燃料電池緊固在無(wú)人機(jī)的機(jī)架2的下板22上。

如圖2，圖3所示，機(jī)臂采用新型鎂鋁合金材料(az13b)制造，設(shè)計(jì)基于流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，縱向弧形漸變，橫向錐形漸變，機(jī)臂中部的鏤空陣列32設(shè)計(jì)，可以在不影響機(jī)臂強(qiáng)度的情況下大幅度減輕了機(jī)臂的重量以及迎風(fēng)面積，電機(jī)安裝在機(jī)臂3遠(yuǎn)端的電機(jī)安裝孔1上。

如圖4所示，機(jī)架上板和下板均采用新型鎂鋁合金材料(az13b)制造，設(shè)計(jì)有鏤空，可以大幅度減輕機(jī)架重量，此外在上板21和下板22上以及外圍均設(shè)有筋板，包括內(nèi)部筋板24和外圍筋板25，大大提高了無(wú)人機(jī)的整體安全性能。

如圖5所示，機(jī)架下板的設(shè)計(jì)為非對(duì)稱鏤空設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)有四個(gè)電池懸掛件安裝孔26和四個(gè)減震基座安裝孔27，并且四個(gè)電池懸掛件安裝孔26的中心線與機(jī)架2的中心線不重合。

在本實(shí)施例中，機(jī)架2上板21中部圓形鏤空的直徑為10cm，飛行控制系統(tǒng)5的體積為8cm×5cm×2cm，下板22的電池懸掛件安裝孔26的中心線和機(jī)架2的中心線并不重合，有10毫米的偏差，這是因?yàn)槿剂想姵氐馁|(zhì)心偏移所導(dǎo)致的，對(duì)角無(wú)刷電機(jī)安裝點(diǎn)位中心距離為152cm，每臺(tái)無(wú)刷電機(jī)上裝有旋翼，旋翼的直徑為50cm；六臺(tái)無(wú)刷電機(jī)與機(jī)臂3上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)六組共12根不同方向排布的彈性導(dǎo)線連接，機(jī)臂3上方與彈性導(dǎo)線通過(guò)彈性絕緣膠帶連接，防止導(dǎo)線在無(wú)人機(jī)的高速飛行中松動(dòng)。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。