用于无人机的增稳装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于无人机的增稳装置，无人机具有螺旋桨和起落架横杆，增稳装置包括：设置在起落架横杆上的增稳板，增稳板位于螺旋桨的尾流区域内，增稳板的沿垂直于起落架横杆的方向的截面为翼型，增稳板绕起落架横杆在下垂状态和接地状态之间转动，增稳板的转动中心位于距增稳板前缘四分之一弦长的点与增稳板的重心之间。本实用新型专利技术的目的在于提供一种不通过飞控系统实现无人机的被动增稳的增稳装置。

Augmentation device for UAVs

The utility model provides a stabilizing device for an unmanned aerial vehicle, which has a propeller and a landing gear crossbar. The stabilizing device comprises an augmenting plate arranged on the landing gear crossbar, a stabilizing plate located in the wake region of the propeller, an airfoil section of the augmenting plate perpendicular to the landing gear crossbar, and an augmenting plate circling around the landing gear crossbar. The horizontal bar of the landing gear rotates between the sagging state and the ground state, and the rotation center of the stabilizer plate lies between the point one quarter of the chord length from the front edge of the stabilizer plate and the center of gravity of the stabilizer plate. The purpose of the utility model is to provide a passive stabilization augmenting device for UAV without flying control system.

【技术实现步骤摘要】
用于无人机的增稳装置
本技术涉及一种用于无人机的增稳装置。
技术介绍
多旋翼无人机的稳定性不足是公认问题，目前的解决方案主要是通过飞控系统增加稳定性控制。通过增加平衡面面积以增加稳定性的方案，主要应用于固定翼或直升机类的飞行器，由于该方案主要涉及对机身外形及结构的改变，对于多旋翼无人机而言，该方案对稳定性的增加效果微乎其微。因而，如何不通过飞控系统实现无人机的被动增稳成为亟待解决的问题。
技术实现思路
针对相关技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种不通过飞控系统实现无人机的被动增稳的增稳装置。为解决上述问题，本技术提供一种用于无人机的增稳装置，无人机具有螺旋桨和起落架横杆，增稳装置包括：设置在起落架横杆上的增稳板，增稳板位于螺旋桨的尾流区域内，增稳板的沿垂直于起落架横杆的方向的截面为翼型，增稳板绕起落架横杆在下垂状态和接地状态之间转动，增稳板的转动中心位于距增稳板前缘四分之一弦长的点与增稳板的重心之间。根据本技术，翼型具有弯曲的中弧线，当增稳板处于下垂状态时，中弧线背向无人机的中轴线突出；当增稳板处于接地状态时，中弧线朝向螺旋桨突出。根据本技术，翼型的两条相对的最长边为平滑曲线，两条最长边的突出方向相同，两条最长边的对应两端相交于一点，对应的另两端由一段圆弧连接。根据本技术，圆弧为增稳板的前缘，两条最长边的对应两端相交的点为增稳板的后缘，增稳板的转动中心相对于后缘更靠近前缘。根据本技术，螺旋桨的尾流区域为螺旋桨旋转平面以下存在的被螺旋桨的桨叶旋转加速过的气流的区域。根据本技术，当无人机悬停飞行时，增稳板的翼型截面的翼弦沿着重力方向延伸。根据本技术，当无人机上升时，增稳板的翼型截面的翼弦相对于重力方向朝向无人机的中轴线偏转。根据本技术，当无人机下降时，增稳板的翼型截面的翼弦相对于重力方向背向无人机的中轴线偏转。根据本技术，增稳板的宽度为起落架横杆长度的1/2至9/10。根据本技术，无人机具有相对于其中轴线对称设置两根起落架横杆，两根起落架横杆分别设置有一块增稳板。本技术的有益技术效果在于：本技术的增稳装置通过在无人机的起落架横杆上设置增稳板并可绕起落架横杆在下垂状态和接地状态之间转动，增稳板的转动中心位于距增稳板前缘四分之一弦长的点与增稳板的重心之间，该增稳板位于螺旋桨的尾流区域内且具有翼型截面，在螺旋桨尾流作用在增稳板上的气动力及增稳板自身重力的合力下，增稳板可绕起落架横杆在下垂状态和接地状态之间转动，在无人机降落时增稳板向接地状态转动，从而增加了无人机法向阻力面积，增加降落稳定性；无人机悬停飞行时，增稳板向下垂状态转动，从而增加了无人机横侧向阻力面积，增加了横侧向稳定性；最终本技术的增稳装置不通过无人机的飞控系统实现了无人机的被动增稳。附图说明图1是本技术的装有增稳装置的无人机的正面示意图。图2是本技术的装有增稳装置的无人机的侧面示意图。图3是增稳板沿图2中线A-A的截面示意图。图4是图3中的增稳板处于接地状态的截面示意图。图5是关于尾流区域的示意图。具体实施方式现参照附图详细描述本技术的实施例。参照图1和图2，在一个实施例中，本技术提供一种用于无人机1的增稳装置2，无人机1具有螺旋桨11和起落架横杆12，增稳装置2包括：设置在起落架横杆12上的增稳板20，增稳板20位于螺旋桨11的尾流区域内，增稳板20沿垂直于起落架横杆12的方向的截面为翼型，增稳板20可绕起落架横杆12在下垂状态(参见图3)和接地状态(参见图4)之间转动，增稳板20的转动中心位于距增稳板前缘23四分之一弦长的点与增稳板的重心之间。本技术的增稳装置2通过在无人机的起落架横杆12上设置增稳板20，换言之，增稳板20悬挂于起落架横杆12上，该增稳板20位于螺旋桨11的尾流区域内且具有翼型截面，在螺旋桨尾流作用在增稳板20上的气动力和增稳板20自身重力的合力下，增稳板20可绕起落架横杆12在下垂状态和接地状态之间转动，在无人机1降落时增稳板20向接地状态转动，从而增加了无人机1法向(无人机升降时的运动方向)阻力面积，增加降落稳定性；无人机1悬停飞行时，增稳板20向下垂状态转动，从而增加了无人机1横侧向(水平方向)阻力面积，增加了横侧向稳定性；最终本技术的增稳装置2不通过无人机的飞控系统实现了无人机的被动增稳。本技术的增稳装置优选地应用于有滑橇式起落架的多旋翼无人机，但应当理解，本技术不局限于此，也可应用其他具有螺旋桨和起落架横杆的无人机。本技术的增稳装置既可作为模块化可拆卸装备安装在无人机上，也可作为起落架的一部分永久保留。在本技术的实施例中，下垂状态时翼型的翼弦22基本上与重力方向一致，接地状态时翼型的翼弦22基本上与水平方向一致，翼弦22为翼型的前缘23与后缘24之间的连线。参照图1，在一个优选的实施例，无人机1具有相对于其中轴线对称设置两根起落架横杆12，两根起落架横杆12分别设置有一块增稳板20。两块增稳板20可以有效地增加无人机的稳定性。参照图1至图4，在一个实施例中，翼型具有弯曲的中弧线21，当增稳板20处于下垂状态时，中弧线21背向无人机的中轴线13突出；当增稳板20处于接地状态时，中弧线21朝向螺旋桨11突出。换言之，该翼型为弯翼。通过这样的中弧线13的特定的突出方向设置，无人机1上升时，增稳板20由于翼型外形产生的气动力与气动力矩会使增稳板20向无人机1机身下侧偏转，在法向阻力面积上影响不大。无人机1下降时，增稳板20由于翼型外形产生的气动力与气动力矩会使增稳板20向无人机1机身外侧偏转，增加了法向阻力面积，即增加了无人机1的法向稳定性。参照图3和图4，在一个实施例中，翼型的两条相对的最长边26为平滑曲线，两条最长边26的突出方向相同，两条最长边26的对应两端相交于一点，对应的另两端由一段圆弧连接。圆弧构造为增稳板的前缘23，点构造为增稳板的后缘24，增稳板的转动中心25相对于后缘24更靠近前缘23。增稳板20的转动中心25位于距增稳板前缘23四分之一弦长点与增稳板20的重心之间，增稳板20的重心根据增稳板20的尺寸大小及质量分布而确定，但距增稳板前缘23不会超过二分之一弦长(翼弦22的长度)。通过这样的转动中心25的位置设计，能够使得增稳板受到优化的合力作用，即在无人机悬停飞行时，增稳板20受到向下的合力使得增稳板20处于下垂状态，在无人机下降时，增稳板20受到横侧向向外的合力使得增稳板20处于接地状态。参照图5，在一个优选的实施例中，螺旋桨11的尾流区域为螺旋桨11的旋转平面以下存在的被螺旋桨的桨叶111旋转加速过的气流的区域，在该区域中螺旋桨11旋转带动的空气流动能够作用于增稳板20，使得增稳板20合理地转动。参照图1至图4，当无人机1悬停飞行时，增稳板20的翼型截面的翼弦22沿着重力方向延伸，即增稳板20由于自重会下垂，此时增加了无人机1的横侧向阻力面积，增加了无人机1横侧向的稳定性。当无人机1上升时，增稳板20的翼型截面的翼弦22相对于重力方向朝向无人机的中轴线13偏转，即增稳板20由于翼型外形产生的气动力与气动力矩会使增稳板20向无人机1机身下侧偏转，在法向阻力面积上影响不大。当无人机1下降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无人机的增稳装置，所述无人机具有螺旋桨和起落架横杆，其特征在于，所述增稳装置包括：设置在所述起落架横杆上的增稳板，所述增稳板位于所述螺旋桨的尾流区域内，所述增稳板的沿垂直于所述起落架横杆的方向的截面为翼型，所述增稳板绕所述起落架横杆在下垂状态和接地状态之间转动，所述增稳板的转动中心位于距所述增稳板前缘四分之一弦长的点与所述增稳板的重心之间。

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机的增稳装置，所述无人机具有螺旋桨和起落架横杆，其特征在于，所述增稳装置包括：设置在所述起落架横杆上的增稳板，所述增稳板位于所述螺旋桨的尾流区域内，所述增稳板的沿垂直于所述起落架横杆的方向的截面为翼型，所述增稳板绕所述起落架横杆在下垂状态和接地状态之间转动，所述增稳板的转动中心位于距所述增稳板前缘四分之一弦长的点与所述增稳板的重心之间。2.根据权利要求1所述的增稳装置，其特征在于，所述翼型具有弯曲的中弧线，当所述增稳板处于所述下垂状态时，所述中弧线背向所述无人机的中轴线突出；当所述增稳板处于所述接地状态时，所述中弧线朝向所述螺旋桨突出。3.根据权利要求1所述的增稳装置，其特征在于，所述翼型的两条相对的最长边为平滑曲线，两条所述最长边的突出方向相同，两条所述最长边的对应两端相交于一点，对应的另两端由一段圆弧连接。4.根据权利要求3所述的增稳装置，其特征在于，所述圆弧为所述增稳板的前缘，两条所述最长边的对应两端相交的...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启空间技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44