多旋翼飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多旋翼飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]多旋翼飛行器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操控靈活、飛行姿態(tài)穩(wěn)定的飛行器。一般常見(jiàn)的有三軸、四軸、六軸、八軸等不同種類(lèi)。得益于近年來(lái)微機(jī)電、傳感器技術(shù)的發(fā)展，多旋翼飛行器被廣泛應(yīng)用于航模、空中拍攝平臺(tái)等領(lǐng)域。多旋翼飛行器通過(guò)各類(lèi)傳感器感知飛行狀態(tài)，并通過(guò)微處理器向旋翼電機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)速指令來(lái)調(diào)整飛行器的不同飛行姿態(tài)。
[0003]目前，多旋翼飛行器要想獲得穩(wěn)定的飛行姿態(tài)需要各類(lèi)傳感器準(zhǔn)確感知飛行器狀態(tài)，并通過(guò)微處理器向響應(yīng)速度很快的旋翼電機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)速指令來(lái)保持飛行狀態(tài)穩(wěn)定，這個(gè)過(guò)程需要各部件反應(yīng)非常迅速，才能保持飛行器穩(wěn)定。其中，傳感器、處理器、電機(jī)都需要電池供電，特別是提供動(dòng)力的電機(jī)耗電量最大。局限于目前電池技術(shù)發(fā)展水平，使用電池為動(dòng)力的多旋翼飛行器普遍續(xù)航時(shí)間短、負(fù)載能力小，這大大限制了多旋翼飛行器的性能表現(xiàn)和應(yīng)用領(lǐng)域。為解決多旋翼飛行器續(xù)航時(shí)間短的缺點(diǎn)，人們考慮通過(guò)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。但燃料發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)相比，最大的缺點(diǎn)就是響應(yīng)速度慢，無(wú)法滿(mǎn)足迅速控制多旋翼飛行器飛行姿態(tài)的要求。除此之外，多旋翼飛行器在發(fā)生旋翼故障時(shí)，一般的結(jié)果就是造成飛行器的墜毀，若飛行器上的貨物較貴重甚至于在飛行器上搭載乘客，將造成無(wú)法挽回的損失。
[0004]對(duì)于采用油電混合動(dòng)力解決多旋翼飛行器續(xù)航能力的方案中，大多采用旋翼變螺距的方式，這種方式受舵機(jī)精度和環(huán)境影響抖動(dòng)比較大。還有的方案采用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)然后通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳導(dǎo)至各個(gè)旋翼的方式，這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，故障高，不利于機(jī)身空間布局。而且發(fā)動(dòng)機(jī)一旦失效，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的各旋翼都會(huì)失效，極易造成墜機(jī)，安全性比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種多旋翼飛行器以實(shí)現(xiàn)多旋翼飛行器續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、負(fù)載能力大、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有較高安全系數(shù)的效果。
[0006]本發(fā)明提供一種多旋翼飛行器，包括動(dòng)力旋翼、姿態(tài)旋翼、機(jī)身支架、控制箱、電池箱、油箱和起落架，其特征在于:
動(dòng)力旋翼數(shù)量為兩個(gè)，其旋轉(zhuǎn)軸方向豎直安裝于機(jī)身，相對(duì)過(guò)機(jī)身重心鉛垂線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布，每個(gè)動(dòng)力旋翼都由單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；
姿態(tài)旋翼數(shù)量為四個(gè)或四個(gè)以上偶數(shù)個(gè)，其旋翼旋轉(zhuǎn)軸方向豎直安裝于機(jī)身，每?jī)蓚€(gè)為一組相對(duì)過(guò)機(jī)身重心鉛垂線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布，每個(gè)姿態(tài)旋翼都由單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步的，所述兩個(gè)動(dòng)力旋翼提供同向拉力時(shí)旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0008]進(jìn)一步的，所述姿態(tài)旋翼提供同向拉力時(shí)所有姿態(tài)旋翼正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)旋翼數(shù)量相同。
[0009]進(jìn)一步的，所述姿態(tài)旋翼活動(dòng)連接于機(jī)身，在舵機(jī)控制下可以在豎直平面旋轉(zhuǎn)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的多旋翼飛行器具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明的多旋翼飛行器，具備發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的多旋翼飛行器的長(zhǎng)續(xù)航、大負(fù)載能力，還具備電機(jī)動(dòng)力的多旋翼飛行器的快速響應(yīng)、靈活調(diào)整飛行器飛行姿態(tài)的特點(diǎn)。
[0011]2、本發(fā)明的多旋翼飛行器采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)配置，在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效的情況下或任意一個(gè)電機(jī)失效的情況下仍然能夠通過(guò)應(yīng)急飛行模式安全降落，安全性較高，適合載人飛行或掛載比較貴重貨物的情況。
[0012]3、本發(fā)明的多旋翼飛行器采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)配置可以提供更大負(fù)載能力，并且不需要復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，效率高，可以將動(dòng)力旋翼安排在機(jī)身外端，機(jī)身中部沒(méi)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，比較有利于機(jī)身布局。
[0013]4、本發(fā)明的多旋翼飛行器姿態(tài)旋翼通過(guò)舵機(jī)的配合在飛行中可以實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)急飛行模式，飛行安全性較高。
[0014]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】后，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的一種多旋翼飛行器的立體圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的一種多旋翼飛行器應(yīng)急模式示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的一種多旋翼飛行器的立體圖；
其中，
1、起落架，2、油箱，3、電池組，4、控制箱，5、機(jī)身支架，6、電機(jī)，7、姿態(tài)旋翼，8、發(fā)動(dòng)機(jī)，
9、動(dòng)力旋翼，10、舵機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述。
[0018]如圖1所示，本實(shí)施例1提供一種多旋翼飛行器，在起落架I上裝配連接有油箱2，油箱上裝配連接有電池箱3，電池箱上裝配連接有控制箱4，電池箱上裝配連接有機(jī)身支架5，在機(jī)身支架5兩端對(duì)稱(chēng)分布兩個(gè)豎直安裝動(dòng)力旋翼9，兩個(gè)動(dòng)力旋翼9分別采用正反槳設(shè)置，提供同向升力時(shí)旋轉(zhuǎn)方向相反，可相互抵消對(duì)機(jī)身扭矩。每個(gè)動(dòng)力旋翼9由單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)。在機(jī)身支架5外端對(duì)稱(chēng)分布四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)豎直安裝的姿態(tài)旋翼7，對(duì)角分布的姿態(tài)旋翼同為正槳或同為反槳，四個(gè)姿態(tài)旋翼正反槳數(shù)量一致。四個(gè)姿態(tài)旋翼通過(guò)舵機(jī)10活動(dòng)連接于機(jī)身支架，可以通過(guò)舵機(jī)的控制在豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)。油箱2與發(fā)動(dòng)機(jī)8經(jīng)輸油管路連接，電池組3與電機(jī)6經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)電連接，實(shí)現(xiàn)了多旋翼飛行器上同時(shí)具備發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)作為動(dòng)力，具有發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力飛行器的長(zhǎng)續(xù)航和大負(fù)載能力的性能，又具有電機(jī)動(dòng)力飛行器的快速響應(yīng)靈活調(diào)節(jié)飛行姿態(tài)的特性。在電池組3的上方裝配連接有控制箱4，控制箱內(nèi)安裝有飛控裝置，控制箱4與電池組3電連接，并與電機(jī)6和舵機(jī)10信號(hào)連接。通過(guò)控制箱4控制電機(jī)6的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)多旋翼飛行器的飛行姿態(tài)，通過(guò)舵機(jī)10控制姿態(tài)旋翼角度。動(dòng)力旋翼9是飛行器的主要?jiǎng)恿υ?，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，負(fù)載能力大。但發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)速度較慢，只能以相對(duì)恒定的轉(zhuǎn)速粗略調(diào)整飛行姿態(tài)。精確調(diào)整飛行姿態(tài)由響應(yīng)速度較快的電機(jī)負(fù)責(zé)。起飛時(shí)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)8啟動(dòng)，使其合升力盡量接近于起飛升力但小于起飛升力。此時(shí)四個(gè)姿態(tài)旋翼啟動(dòng)只要很小的力就可以讓飛行器起飛。起飛后四個(gè)姿態(tài)旋翼控制方式與傳統(tǒng)電動(dòng)四軸飛行器原理一樣，可以控制飛行器俯仰、橫滾，轉(zhuǎn)向、升降等動(dòng)作。在飛行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，由姿態(tài)旋翼負(fù)責(zé)靈活改變修正飛行姿態(tài)。
[0019]如圖2所示，本實(shí)施I例提供一種多旋翼飛行器，當(dāng)出現(xiàn)空中故障時(shí)會(huì)根據(jù)事先設(shè)定的飛控程序人工或自動(dòng)開(kāi)啟應(yīng)急模式。故障類(lèi)型有兩種:
1、設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)A出現(xiàn)故障空中停機(jī)，其他部件運(yùn)轉(zhuǎn)正常。此時(shí)飛控自動(dòng)進(jìn)入應(yīng)急飛行模式:姿態(tài)旋翼E受控停機(jī)，姿態(tài)旋翼F在舵機(jī)的控制下旋轉(zhuǎn)90°，變?yōu)樗轿恢谩Ｗ藨B(tài)旋翼姿C、D全力運(yùn)轉(zhuǎn)，提高升力，彌補(bǔ)損失一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)致的動(dòng)力損失。姿態(tài)旋翼C、D拉力大小方向相同可控制飛行器俯仰姿態(tài)，拉力不同可控制飛行器橫滾姿態(tài)。因?yàn)閾p失一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，導(dǎo)致總的正反槳數(shù)量不一致，從而產(chǎn)生對(duì)機(jī)身扭矩作用，可以由處于水平位置的姿態(tài)旋翼F來(lái)控制抵消或?qū)崿F(xiàn)受控轉(zhuǎn)向，由此實(shí)現(xiàn)飛行器不失控，安全降落的目的。
[0020]2、設(shè)姿態(tài)旋翼E出現(xiàn)故障空中停機(jī)，其他部件飛行正常。姿態(tài)旋翼F在舵機(jī)的控制下旋轉(zhuǎn)90°，變?yōu)樗轿恢?。姿態(tài)旋翼C、D拉力大小方向相同可控制飛行器俯仰姿態(tài)，拉力不同可控制飛行器橫滾姿態(tài)。轉(zhuǎn)向由處于水平位置的姿態(tài)旋翼F控制，由此實(shí)現(xiàn)飛行器不失控，安全降落的目的。
[0021]如圖3所示，本實(shí)施例2提供一種多旋翼飛行器，實(shí)施例2是一個(gè)較為簡(jiǎn)化的方案，取消了舵機(jī)的應(yīng)用。正常飛行時(shí)情況同實(shí)施例1。一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)或一個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)可以控制飛行器的俯仰、橫滾飛行姿態(tài)。但是因?yàn)槿∠硕鏅C(jī)的應(yīng)用飛行器的自旋、轉(zhuǎn)向姿態(tài)無(wú)法控制，雖然也可以實(shí)現(xiàn)安全降落但效果不如實(shí)施例1。適用于成本比較敏感，安全性要求較低場(chǎng)合，例如農(nóng)業(yè)植保機(jī)的應(yīng)用。
[0022]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多旋翼飛行器，包括動(dòng)力旋翼、姿態(tài)旋翼、機(jī)身支架、控制箱、電池箱、油箱和起落架，其特征在于: 動(dòng)力旋翼數(shù)量為兩個(gè)，其旋轉(zhuǎn)軸方向豎直安裝于機(jī)身，相對(duì)過(guò)機(jī)身重心鉛垂線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布，每個(gè)動(dòng)力旋翼都由單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)； 姿態(tài)旋翼數(shù)量為四個(gè)或四個(gè)以上偶數(shù)個(gè)，其旋翼旋轉(zhuǎn)軸方向豎直安裝于機(jī)身，每?jī)蓚€(gè)為一組相對(duì)過(guò)機(jī)身重心鉛垂線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布，每個(gè)姿態(tài)旋翼都由單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼飛行器，其特征在于:所述兩個(gè)動(dòng)力旋翼提供同向拉力時(shí)旋轉(zhuǎn)方向相反。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼飛行器，其特征在于:所述姿態(tài)旋翼提供同向拉力時(shí)所有姿態(tài)旋翼正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)旋翼數(shù)量相同。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼飛行器，其特征在于:所述姿態(tài)旋翼活動(dòng)連接于機(jī)身，在舵機(jī)控制下可以在豎直平面旋轉(zhuǎn)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出一種多旋翼飛行器，包括兩個(gè)由獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力旋翼和四個(gè)或四個(gè)以上電機(jī)驅(qū)動(dòng)的姿態(tài)旋翼。動(dòng)力旋翼主要提供飛行動(dòng)力，其旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)恒定，姿態(tài)旋翼受控制箱飛控系統(tǒng)控制靈活調(diào)整飛行姿態(tài)。本發(fā)明的有益效果為：采用了燃油發(fā)動(dòng)機(jī)做主要?jiǎng)恿m(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)采用了電機(jī)旋翼靈活調(diào)整飛行姿態(tài)。正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)旋翼數(shù)量相等相互抵消對(duì)機(jī)身的扭矩，簡(jiǎn)化控制、節(jié)約能源。雙發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有利于提高飛行動(dòng)力，避免復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，提高效率，有利于機(jī)身布局，在舵機(jī)的配合下任意一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)或任意一臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急降落，安全性更高。
【IPC分類(lèi)】B64C27/82, B64C27/14, B64C27/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105667780
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610229562
【發(fā)明人】劉海濤
【申請(qǐng)人】劉海濤
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日