一种飞行器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种飞行器及其控制方法，该方法包括步骤：检测飞行器当前俯仰角和观测信息，所述观测信息为飞行器当前竖直方向的位置和速度；获取竖直方向的目标信息；根据所述俯仰角、所述观测信息、所述目标信息，计算当前俯仰角的调整角度以及飞行器的螺旋桨提供的升力；根据所述螺旋桨提供的升力和所述调整角度，控制飞行器前飞到目标位置。本发明专利技术公开的飞行器及其控制方法，一方面可降低飞行器对螺旋桨的依赖，从而降低螺旋桨的负载，同时大大降低了电机功耗以达到在同样的电池和动力系统配置下飞行器能够具备更长的续航时间；另一方面引入竖直方向的控制，完善了现有的飞行控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器及其控制方法
本专利技术涉及飞行器
，尤其涉及一种飞行器及其控制方法。
技术介绍
由于无人机飞行器具有可操控性好，低成本，使用方便等优点，因此，无人机飞行器已经被应用于许多行业，如在航拍、农业植保、测绘等多个领域已经得到广泛应用。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术存在以下问题：固定翼加螺旋桨的飞行器结构，由于固定翼的影响，会使飞行器在前飞的过程中在竖直方向产生固定翼的升力，现有的螺旋桨控制方法不能满足飞行控制。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种飞行器及其控制方法，旨在克服现有技术存在的技术问题。为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供一种飞行器的控制方法，所述方法包括步骤：检测飞行器当前俯仰角和观测信息，所述观测信息为飞行器当前竖直方向的位置和速度；获取竖直方向的目标信息；根据所述俯仰角、所述观测信息、所述目标信息，计算当前俯仰角的调整角度以及飞行器的螺旋桨提供的升力；根据所述螺旋桨提供的升力和所述调整角度，控制飞行器前飞到目标位置。进一步地，根据所述螺旋桨提供的升力和所述调整角度，控制飞行器前飞到目标位置包括步骤：根据所述螺旋桨提供的升力，调整飞行器的所有驱动件的基准转速。进一步地，根据所述螺旋桨提供的升力和所述调整角度，控制飞行器前飞到目标位置还包括步骤：根据所述调整后的基准转速，调整飞行器所有驱动件中的对应驱动件的转速。进一步地，所述调整角度的范围是-10°～10°。进一步地，所述检测飞行器当前俯仰角和观测信息之前包括步骤：控制所述飞行器以预设的俯仰角进行飞行。此外，为实现上述目的，本专利技术实施例第二方面提供一种飞行器，所述飞行器包括飞行器主体、设置于飞行器主体上的机臂组件、及固定于机臂组件上的动力装置，动力装置包括驱动件、及与驱动件连接的螺旋桨；所述飞行器还包括传感器以及控制单元；所述传感器，用于检测飞行器当前俯仰角和观测信息，所述观测信息为飞行器当前竖直方向的位置和速度；所述控制单元，用于获取竖直方向的目标信息；根据所述俯仰角、所述观测信息、所述目标信息，计算当前俯仰角的调整角度以及所述螺旋桨提供的升力；根据所述螺旋桨提供的升力和所述调整角度，控制飞行器前飞到目标位置。进一步地，所述控制单元包括第一调整模块；所述第一调整模块，用于根据所述螺旋桨提供的升力，调整飞行器的所有驱动件的基准转速。进一步地，所述控制单元包括第二调整模块；所述第二调整模块，用于根据所述第一调整模块调整后的基准转速，调整飞行器所有驱动件中的对应驱动件的转速。进一步地，所述机臂组件包括第一机臂、第二机臂、第三机臂和第四机臂；所述第二调整模块，用于根据所述第一调整模块调整后的基准转速，调整所述第一机臂和所述第二机臂的驱动件的转速。进一步地，所述机臂组件包括第一机臂、第二机臂、第三机臂和第四机臂；所述第二调整模块，用于根据所述第一调整模块调整后的基准转速，调整所述第三机臂和所述第四机臂的驱动件的转速。进一步地，所述调整角度的范围是-10°～10°。进一步地，所述控制单元，还用于控制所述飞行器以预设的俯仰角进行飞行。本专利技术实施例提供的飞行器及其控制方法，一方面可降低飞行器对螺旋桨的依赖，从而降低螺旋桨的负载，同时大大降低了电机功耗以达到在同样的电池和动力系统配置下飞行器能够具备更长的续航时间；另一方面引入竖直方向的控制，完善了现有的飞行控制方法。附图说明图1为本专利技术实施例的飞行器的前行状态示意图；图2为本专利技术实施例的飞行器的结构示意图；图3为本专利技术实施例的飞行器的俯视图；图4为本专利技术实施例的飞行器的侧视图；图5为本专利技术实施例的飞行器的前视图；图6为本专利技术实施例的飞行器的后视图；图7为本专利技术第一实施例的飞行器的控制方法流程示意图；图8为本专利技术第二实施例的飞行器的传感器及控制单元结构示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。现在将参考附图描述实现本专利技术各个实施例的。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本专利技术的说明，其本身并没有特定的意义。如图1至图4所示，一种飞行器，包括飞行器主体100、设置于飞行器10主体100上的机臂组件200、及固定于机臂组件200上的动力装置300，动力装置300包括驱动件320、及与驱动件320连接的螺旋桨340，飞行器主体100的一端为机头160，另一端为机尾170；螺旋桨340相对于飞行器主体100倾斜布置，其中，螺旋桨340沿机头的行进方向倾斜布置。飞行器主体100上设置的机臂组件200包括四个机臂，每个机臂上均安装有驱动件320，以及固定于驱动件320上的螺旋桨340，且在整机结构布置上将四个螺旋桨340的旋转面与飞行器主体100的行进方向呈倾斜状布置，具体的飞行器主体100包括机头160，四个螺旋桨340的倾斜方向为朝飞行器主体100的20机头160的方向偏转倾斜。基于此，飞行器主体100的顶面面积大于飞行器主体100的底面面积使得飞行器主体100大致成拱型结构，进一步地，机头160到机尾170的顶面的长度大于机头160到机尾170底面的长度，且飞行器主体100的顶面的曲率大于底面的曲率从而使得飞行器向前飞行时，25气流经过飞行器主体100时在上、下表面产生压力差从而产生爬升力，由此对飞行器主体100起到托举作用，由此来降低对螺旋桨340的依赖，降低螺旋桨340的负载，从而大大降低电机功耗以达到在同样的电池和动力系统配置下飞行器能够具备更长的续航时间的目的。优选的，四个螺旋桨340的旋转面均相互平行。飞行器主体100的顶面中部向上凸设一导风部140，导风部140自机头160延伸到机尾170。当飞行器向前飞行时，飞行器主体与水平面平行，可以使气流经过飞行器主体100时在导风部170和底面之间产生压力差，从而产生爬升力，因而可以减小螺旋桨340的负载，让更多的动力用于飞行器的正常飞行，以使得飞行器具备更长的续航时间。机臂组件200上设有安装座220，驱动件320设置于安装座220内，驱动件320包括传动件322，螺旋桨340与传动件322连接。其中，安装座220与机臂的数量对应，即每个机臂均设有一个安装座220，安装座220具体安装于机臂的末端，安装座220为与机臂一体成型，以使其具备足够的整体结构强度。此外，安装座220为设有安装腔的框型结构，该框型结构优选为圆柱体，驱动件320为电机，将该电机安装于上述安装腔内，之后装配螺旋桨340，由此可以使整机的装配结构更加紧凑、稳固，安装连接方式简单。另外，将安装座220布设于机臂组件200的末端，可以有效减少电机产生的力矩，使机臂组件200末端的重量降至最低，有效地减轻整机重量，从而延长飞行时间。当然，根据实际应用需要安装座220也可以设置于机臂组件200上的其他位置。在另一个实施例中，安装座220的上下两侧均设有安装腔，上下两个安装腔内均固定电机，并在每个电机上均安装一个螺旋桨，由此形成单安装座双螺旋桨的结构，如此可以使飞行器获得更大的飞行动力，获得更长的飞行时间。如图4所示，飞行器水平放置时，螺旋桨340的旋转面与水平面的倾斜角为δ，且δ大于0度小于9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器的控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：检测飞行器当前俯仰角和观测信息，所述观测信息为飞行器当前竖直方向的位置和速度；获取竖直方向的目标信息；根据所述俯仰角、所述观测信息、所述目标信息，计算当前俯仰角的调整角度以及飞行器的螺旋桨提供的升力；根据所述螺旋桨提供的升力和所述调整角度，控制飞行器前飞到目标位置。

【技术特征摘要】
1.一种飞行器的控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：检测飞行器当前俯仰角和观测信息，所述观测信息为飞行器当前竖直方向的位置和速度；获取竖直方向的目标信息；根据所述俯仰角、所述观测信息、所述目标信息，计算当前俯仰角的调整角度以及飞行器的螺旋桨提供的升力；根据所述螺旋桨提供的升力和所述调整角度，控制飞行器前飞到目标位置。2.根据权利要求1所述的一种飞行器的控制方法，其特征在于，根据所述螺旋桨提供的升力和所述调整角度，控制飞行器前飞到目标位置包括步骤：根据所述螺旋桨提供的升力，调整与螺旋桨连接的驱动件的基准转速。3.根据权利要求1或2所述的一种飞行器的控制方法，其特征在于，根据所述螺旋桨提供的升力和所述调整角度，控制飞行器前飞到目标位置还包括步骤：调整控制飞行器俯仰姿态的对应驱动件的转速，并根据所述调整角度，调整飞行器的俯仰角。4.根据权利要求1所述的一种飞行器的控制方法，其特征在于，所述调整角度的范围是-10°～10°。5.根据权利要求1所述的一种飞行器的控制方法，其特征在于，所述检测飞行器当前俯仰角和观测信息之前包括步骤：控制所述飞行器以预设的俯仰角进行飞行。6.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括飞行器主体、设置于飞行器主体上的机臂组件、及固定于机臂组件上的动力装置，动力装置包括驱动件、及与驱动件连接的螺旋桨；所述飞行器还包括传感器以及控制单元；所述传感器，用于检测飞行...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡华智，
申请(专利权)人：亿航智能设备广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44