本發(fā)明涉及一種多旋翼飛行器，尤其是利用對角旋轉(zhuǎn)面傾斜的小旋翼在水平面的分力使飛行器旋轉(zhuǎn)的分力矩平衡中部大旋翼的反扭矩的對角旋翼傾斜式多旋翼飛行器。

背景技術(shù)：

1、目前公知的多旋翼飛行器，其操縱飛行器的俯仰、橫滾和偏航需要全部旋翼同時參與控制，如四旋翼飛行器，利用前邊的兩個旋翼與后邊兩個旋翼的升力差動操縱俯仰，右邊兩個旋翼與左邊兩個旋翼的升力差動操縱橫滾，右前方對角線上的兩個旋翼和左前方對角線上的兩個旋翼的升力差動操縱航向，四個旋翼共同提供總升力平衡飛行器的重量，四個旋翼同時參與控制，四個旋翼需要頻繁變速以改變升力，從而操縱飛行器的飛行，旋翼頻繁變速導(dǎo)致電機(jī)的功率損耗增大，降低續(xù)航時間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有多旋翼飛行器旋翼頻繁變速導(dǎo)致電機(jī)功率損耗增大的問題，本發(fā)明提供一種對角旋翼傾斜式多旋翼飛行器，降低總體旋翼變速頻繁程度，從而降低總體電機(jī)的功率損耗，延長續(xù)航時間。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：機(jī)身主體底部連接起落架，機(jī)身主體中心頂部連接中部小塔，中部小塔的頂部連接中部大電機(jī)，中部大電機(jī)上連接中部大旋翼，中部大電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸垂直向上，中部大旋翼的升力垂直向上；機(jī)身主體右前部連接右前機(jī)臂，右前機(jī)臂前端連接右前動力總成（動力總成由連接在一起的小旋翼、驅(qū)動小旋翼的電機(jī)、驅(qū)動電機(jī)的電調(diào)，電源線、控制線和安裝座組成。），右前動力總成的小旋翼逆時針轉(zhuǎn)，機(jī)身主體左前部連接左前機(jī)臂，左前機(jī)臂前端連接左前動力總成，左前動力總成的小旋翼順時針轉(zhuǎn)，機(jī)身主體右后部連接右后機(jī)臂，右后機(jī)臂后端連接右后動力總成，右后動力總成的小旋翼順時針轉(zhuǎn)，機(jī)身主體左后部連接左后機(jī)臂，左后機(jī)臂后端連接左后動力總成，左后動力總成的小旋翼逆時針轉(zhuǎn)，這四個動力總成的四個小旋翼的旋轉(zhuǎn)中心的連線是正方形或長方形，飛行器的重心和該正方形或長方形的中心重疊，右前機(jī)臂的軸線和左后機(jī)臂的軸線和該正方形或長方形的向右前方的對角線重疊，左前機(jī)臂的軸線和右后機(jī)臂的軸線和該正方形或長方形的向左前方的對角線重疊。

3、中部大旋翼的旋轉(zhuǎn)方向是逆時針轉(zhuǎn)或順時針轉(zhuǎn)，設(shè)中部大旋翼的旋轉(zhuǎn)方向是逆時針轉(zhuǎn)。

4、連接右前動力總成時，使右前動力總成的小旋翼的旋轉(zhuǎn)面水平。

5、連接左后動力總成時，使左后動力總成的小旋翼的旋轉(zhuǎn)面水平。

6、連接左前動力總成時，左前動力總成繞左前機(jī)臂的軸線向左后方傾斜，使左前動力總成的小旋翼的旋轉(zhuǎn)面向左后方傾斜，與水平面的夾角的銳角是ɑ，左前動力總成的小旋翼的升力向左后方傾斜，與垂直線的夾角的銳角是ɑ，左前動力總成的小旋翼的升力在水平面產(chǎn)生垂直于左前機(jī)臂的軸線的水平分力，該水平分力向左后方，該水平分力到飛行器重心的距離的水平分力矩使飛行器逆時針轉(zhuǎn)。

7、連接右后動力總成時，右后動力總成繞右后機(jī)臂的軸線向右前方傾斜，使右后動力總成的小旋翼的旋轉(zhuǎn)面向右前方傾斜，與水平面的夾角的銳角是ɑ，右后動力總成的小旋翼的升力向右前方傾斜，與垂直線的夾角的銳角是ɑ，右后動力總成的小旋翼的升力在水平面產(chǎn)生垂直于右后機(jī)臂的軸線的水平分力，該水平分力向右前方，該水平分力到飛行器重心的距離的水平分力矩使飛行器逆時針轉(zhuǎn)。

8、左前動力總成、右后動力總成的水平分力矩共同使飛行器逆時針轉(zhuǎn)。

9、設(shè)置大電調(diào)連接中部大電機(jī)，大電調(diào)、中部大電機(jī)、中部大旋翼構(gòu)成中部大動力總成，在相同油門下，中部大旋翼的升力大于右前動力總成、左前動力總成、右后動力總成、左后動力總成的升力總和，中部大旋翼提供飛行器大部分的升力。

10、右前動力總成、左前動力總成、右后動力總成和左后動力總成的參數(shù)相同。

11、在相同油門下，右前動力總成、左前動力總成、右后動力總成、左后動力總成的升力相同，反扭矩相同，反扭矩相互抵消，這四個反扭矩不影響飛行器航向的穩(wěn)定。

12、中部大旋翼逆時針轉(zhuǎn)，中部大旋翼的反扭矩使飛行器順時針轉(zhuǎn)。

13、在相同油門下，選擇適當(dāng)ɑ值使左前動力總成、右后動力總成的水平分力矩總和等于中部大旋翼的反扭矩，這時，左前動力總成、右后動力總成的水平分力矩之和、中部大旋翼的反扭矩相互平衡，不影響飛行器航向的穩(wěn)定。

14、飛行控制器連接五個電調(diào)，飛行控制器控制電調(diào)的輸出電壓變化，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，帶動旋翼的升力變化，從而改變飛行器的飛行姿態(tài)，這就構(gòu)成了中部大旋翼逆時針轉(zhuǎn)的對角旋翼傾斜式多旋翼飛行器。

15、對角旋翼傾斜式多旋翼飛行器，相當(dāng)于一個中部大旋翼疊加一個對角線上的兩個小旋翼傾斜的“特殊x型四小旋翼飛行器”耦合構(gòu)成，操縱飛行器的飛行與操縱“普通x型四小旋翼飛行器”的飛行相似，利用前邊的兩個動力總成的小旋翼與后邊兩個動力總成的小旋翼的升力差動操縱俯仰，右邊兩個動力總成的小旋翼與左邊兩個動力總成的小旋翼的升力差動操縱橫滾，右前方對角線上的兩個動力總成的小旋翼和左前方對角線上的兩個動力總成的小旋翼的升力差動操縱航向，四個動力總成的小旋翼的升力在垂直方向的分力和中部大旋翼的升力共同操縱飛行器的升降，只有四個動力總成的小旋翼的升力參與控制飛行器的俯仰、橫滾和航向；其中一調(diào)對角線上的兩個動力總成的小旋翼的升力在水平面的分力矩平衡中部大旋翼的反扭矩，確保對角旋翼傾斜式多旋翼飛行器穩(wěn)定飛行。

16、在操縱對角旋翼傾斜式多旋翼飛行器的俯仰、橫滾和航向的過程中，中部大旋翼的升力保持恒定，只需要四個動力總成的小旋翼頻繁變速以改變升力，雖然四個動力總成的小旋翼頻繁變速導(dǎo)致相應(yīng)電機(jī)功率損耗較大，但是，四個動力總成的電機(jī)功率在總功率的占比較小，降低了電機(jī)功率損耗的相對比例，提高了總體電機(jī)功率的效率，延長了續(xù)航時間。

17、由于中部大旋翼不參與飛行器的俯仰、橫滾和航向的操縱，中部大旋翼的升力響應(yīng)要求不高，中部大旋翼的直徑可以選取較大尺寸、產(chǎn)生更大的升力。

18、本發(fā)明的技術(shù)方案通過設(shè)置一個不參與操縱飛行器的俯仰、橫滾和航向的中部大旋翼，設(shè)置四個動力總成的小旋翼的升力操縱操縱飛行器的俯仰、橫滾和航向，設(shè)置其中一個對角的兩個動力總成的小旋翼旋轉(zhuǎn)面傾斜，小旋翼的旋轉(zhuǎn)面與水平面的夾角ɑ，ɑ在4°到45°之間選定，這個對角的兩個動力總成的小旋翼的旋轉(zhuǎn)面傾斜產(chǎn)生的水平分力矩總和平衡中部大旋翼的反扭矩，四個動力總成的小旋翼的升力和中部大旋翼的升力聯(lián)動共同操縱飛行器的升降，在四個動力總成的小旋翼的升力差動操縱飛行器的俯仰、橫滾和航向的過程中，中部大旋翼的升力保持恒定，中部大旋翼的升力變化頻繁程度較小，減少了中部大電機(jī)的功率變化損耗量，提高了總體電機(jī)功率利用率，延長了續(xù)航時間。

19、根據(jù)這個原則確定小旋翼的傾斜方向：小旋翼旋轉(zhuǎn)的反扭矩使飛行器轉(zhuǎn)動的方向與該小旋翼傾斜時，在水平面的分力矩使飛行器轉(zhuǎn)動的方向相同，該小旋翼的旋轉(zhuǎn)方向與中部大旋翼的旋轉(zhuǎn)方向相反。

20、對角旋翼傾斜式多旋翼飛行器，由于中部大旋翼的升力響應(yīng)要求不高，很適合采用燃油發(fā)動機(jī)驅(qū)動，組成四個動力總成的小旋翼采用電機(jī)驅(qū)動，中部大旋翼采用燃油發(fā)動機(jī)驅(qū)動的油電混合的驅(qū)動方式，提高飛行器的續(xù)航時間。

21、在機(jī)臂上連接折疊構(gòu)件可以減少對角旋翼傾斜式多旋翼飛行器在存儲時占用的空間。

22、對角旋翼傾斜式多旋翼飛行器，由于提供大部分升力的中部大旋翼連接在機(jī)身主體的中部小塔上，具有結(jié)構(gòu)牢固、載重量大、抗風(fēng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，適合全天候飛行，成為全新架構(gòu)的通用垂直升降飛行平臺，應(yīng)用于載人、貨物運(yùn)輸，農(nóng)業(yè)作業(yè)，林業(yè)作業(yè)，測量，勘探等領(lǐng)域。