一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机制造技术

本发明专利技术涉及一种民用无人机技术。一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机，包括机身，机身上连接有多个机臂，在每个机臂上连接有一个螺旋桨，在所述的机臂上设有变升力调节结构，所述的变升力调节结构包括可旋转的叶片，在平飞状态下，叶片旋转后形成一个倾斜角，倾斜的方向与飞行的方向的夹角为锐角。本发明专利技术提供了一种能适用于燃油动力，升力可以调整，在平飞状态时不需要倾斜机身就可以进行无人机姿态的调整，稳定性和可操控性能好的一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机；解决了现有技术中存在的燃油动力的无人机动力输出稳定性差，操作复杂，发动机震动大，容易对传感器造成损伤，频繁调速会使发动机寿命减少甚至出现熄火的技术问题。

An adjustable lift vectoring propulsion multi rotor UAV

The invention relates to a civil unmanned aerial vehicle technique. An adjustable lift vector propulsion type multi rotor UAV, including the fuselage, the fuselage is connected with a plurality of machine arm in each machine arm is connected with a propeller, a variable lift regulating structure in the upper arm, the variable lift regulating structure comprises a rotatable blade, in the flat flight, after the formation of a rotating blade inclination angle tilt direction and flight direction angle. The invention provides a suitable fuel power, the lift can be adjusted in flat flight without tilting fuselage can be UAV attitude adjustment, stability and control good performance of an adjustable lift vector propulsion type multi rotor UAV; solve the fuel power existing in the prior art no human power output stability, complex operation, engine vibration, easy to cause damage to the sensor, frequent speed will make the service life of the engine or even flameout reduce technical problems.

【技术实现步骤摘要】
一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机
本专利技术涉及一种民用无人机技术，尤其涉及一种可调升力矢量推进式多旋翼油动无人机。
技术介绍
多旋翼无人机起飞降落简单要求低，悬停低速，使用环境要求低，十分灵活。随着多旋翼无人机进入民用领域，大量地使用与航拍、植保、测绘、救急等领域。现阶段锂电池作为动力的多旋翼无人机在螺旋桨速度的控制上，主要是依靠电子调速器（ESC）作为信号接收器，根据不同的信号需求来改变螺旋桨转速需求。现阶段，多旋翼无人机多为使用锂电池作为动力，然而这种状况下的多旋翼无人机，续航时间是个难以攻克的难题，多旋翼无人机的技术改进日益需求更新。固定翼飞机续航时间长但无法进行精细测绘拍摄、植保等许多工作，起飞降落一般需要跑道。因此，油动多旋翼无人机得到了广泛的关注。油动无人机具有更高的载荷能力，具有较长的续航时间。如中国专利：“一种油动变距四旋翼无人机（CN105270619A）”，它包括动力系统，传动系统、旋翼，操作系统和机架系统，旋翼、操纵系统、动力系统和传动系统都固定在机架系统上。但缺点在于稳定性差，操作复杂，发动机震动大，容易对传感器造成损伤，频繁调速会使发动机寿命减少甚至出现熄火。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能适用于燃油动力，升力可以调整，在平飞状态时不需要倾斜机身就可以进行无人机姿态的调整，稳定性和可操控性能好的一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机；解决了现有技术中存在的燃油动力的无人机动力输出稳定性差，操作复杂，发动机震动大，容易对传感器造成损伤，频繁调速会使发动机寿命减少甚至出现熄火的技术问题。本专利技术的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机，包括机身，机身上连接有多个机臂，在每个机臂上连接有一个螺旋桨，在所述的机臂上设有变升力调节结构，所述的变升力调节结构包括可旋转的叶片，在平飞状态下，叶片旋转后形成一个倾斜角，倾斜的方向与飞行的方向的夹角为锐角。所述的机身的下方设有起落架。机身包括飞控系统和变升力控制系统，飞控系统用于接收和处理驾驶员发射信号，完成相应的姿态、速度变化以及其他作业；所述变升力系统用于控制调速结构叶片偏转气流从而获取所需升力。通过在机臂上设置一个变升力调节结构，通过变升力调节结构来完成对气流的导向，从而形成不同的升力，这样就能保证燃油发动机一直处于经济转速下，无人机还能实现在机身无倾斜状态下平稳飞行。变升力调节机构是利用叶片的旋转来控制气流的导向，从而利用气流的导向产生的力来推进无人机的运动，而叶片旋转角度的变化来控制力的大小，从而实现在燃油发动机一直以恒定转速工作时，无人机还能实现矢量推进的目的，并且不容易熄火，可靠性更好。在平飞状态下，处于飞行方向上的变升力调节结构的叶片倾斜角度相同，从而形成朝向飞行方向上的推力，而没有位于飞行方向上的变升力调节结构的叶片可以利用对称结构将其余方向上的推力相互抵消，比如垂直于飞行方向上的叶片，可以对称布置，在飞行时，两侧的叶片相反方向倾斜，这样，在飞行平面内，垂直于飞行方向上形成的两个推力可以相互抵消，只留下向上的升力，并不影响飞行平面内的推力。从而实现在无人机不需要倾斜机身就可以完成平稳飞行的动作。作为优选，所述的螺旋桨由燃油发动机带动旋转。续航时间长，具备更高的载荷。作为优选，所述的变升力调节结构为对称框式结构。在平飞状态下，在平飞状态下，位于飞行方向上的叶片倾斜方向相同均与飞行方向夹角为锐角；位于飞行方向以外的其余方向的叶片中，处于对称布置的两组叶片的倾斜方向相反或者均与机身垂直面平行。在飞行方向上的倾斜叶片之间产生的气流形成的升力分解为水平的推力和向上的升力，水平的推力朝向飞行方向，推进无人机运动。而其余方向上的叶片可以倾斜，但是由于对称布置，倾斜方向相向而设，从而使得分解的水平推力相互抵消，只留下向上的升力。当然也可以让其余方向上的叶片均完全打开，只形成向上的升力，而不影响水平方向上的力的大小。方便控制和调整。所述的变升力调节结构包括n边形的边框，n为偶数，边框通过支架固定在机臂上，在边框上固定有旋转轴，旋转轴上连接有叶片。偶数边的边框能实现力的对称分布，方便计算，从而方便实现控制和调整。作为优选，所述的变升力调节结构包括多个叶片层，每层的叶片层的叶片的长度由上之下递减。多层结构能让升力更大，并且更容易调节。同时变升力调节结构呈一个上大下小的结构，叶，形成一个收拢的空间，让力更集中，螺旋桨运转时，推力更大。作为优选，所述的变升力调节结构包括四个主固定轴，四个主固定轴之间安装有相互平行的多层叶片，叶片的长度由上至下递减。各层叶片闭合时，叶片与机身水平面呈55°夹角；在起飞和降落状态时，叶片与机身垂直面平行；在平飞状态下，叶片与机身水平面夹角在0~55°之间。所述的固定轴上固定有叶片旋转轴，叶片安装在叶片旋转轴上，位于同一侧的各层叶片通过连接杆连接，连接杆通过电机带动。主固定轴形成的框架固定在机臂上，叶片在叶片旋转轴上旋转，同时连接杆带动位于同一边的多层叶片同时旋转，调节简单，方便控制。作为优选，在起飞时，叶片与机身垂直面平行；在平飞状态下，位于飞行方向上的叶片相互平行且与飞行方向夹角为锐角，垂直于飞行方向上的叶片与机身垂直面平行。保证推力一致，在平飞状态下，不需要倾斜机身，完成指定飞行动作。两侧叶片相互平行，方便控制和调整。作为优选，所述的螺旋桨位于变升力调节结构的中心，并且螺旋桨的高度高于变升力调节结构最上层的叶片。变升力调节结构带动的气流还能给燃油发动机提供冷却的效果，提高发动机寿命，并且将螺旋桨放置在中心位置，方便结构布置，节省空间，让无人机结构更为紧凑。因此，本专利技术的一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机具备下述优点：（1）本专利技术可调升力矢量推进式多旋翼无人机，具有升力调控迅捷的优势，实现油动姿态动作调节迅速的特点。（2）本专利技术可调升力矢量推进式多旋翼无人机，可以通过有方向性地调节叶片角度，改变升力方向，达到矢量推进的目的。（3）本专利技术可调升力矢量推进式多旋翼无人机，通过调节叶片角度来实现平飞，机身不需要倾斜，加强了无人机作为搭载平台的稳定性和操控性，也简化了飞行参数调节过程。（4）本专利技术燃油发动机处于经济转速点，转速保持不变，可靠性高，寿命长，不容易熄火。附图说明图1是本专利技术的一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机的立体示意图。图2是图1内变升力调节结构的放大示意图。图3是图2内的变升力调节结构完全打开的大升力受力分析图。图4是图3的气流流线图。图5是图2内的小升力悬停状态气流流线图。图6是图2在无人机矢量推动状态下的受力分析图。图7是图5的气流流线图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例：如图1所示，一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机，包括机身10，在机身10的下方固定有起落架11，起落架在无人机降落时保护整个机身的安全性着陆。机身上连接有4个机臂9，机臂9均布的连接在机身10上。机臂9是用于支撑燃油发动机2及其上的螺旋桨1。在机臂上同时固定有变升力调节结构3。变升力调节结构3为框型结构，螺旋桨1位于变升力调节结构的中心，并且螺旋桨1的高度高于变升力调节结构3的最上端的边框。在螺旋桨1的下方连接有燃油发动机2，燃油发动机2带动螺旋桨1以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机，包括机身，机身上连接有多个机臂，在每个机臂上连接有一个螺旋桨，其特征在于：在所述的机臂上设有变升力调节结构，所述的变升力调节结构包括可旋转的叶片，在平飞状态下，叶片旋转后形成一个倾斜角，倾斜的方向与飞行的方向的夹角为锐角。

【技术特征摘要】
1.一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机，包括机身，机身上连接有多个机臂，在每个机臂上连接有一个螺旋桨，其特征在于：在所述的机臂上设有变升力调节结构，所述的变升力调节结构包括可旋转的叶片，在平飞状态下，叶片旋转后形成一个倾斜角，倾斜的方向与飞行的方向的夹角为锐角。2.根据权利要求1所述的一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机，其特征在于：所述的变升力调节结构为对称的框式结构。3.根据权利要求2所述的一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机，其特征在于：在平飞状态下，位于飞行方向上的叶片倾斜方向相同均与飞行方向夹角为锐角；位于飞行方向以外的其余方向的叶片中，处于对称布置的两组叶片的倾斜方向相反或者均与机身垂直面平行。4.根据权利要求2所述的一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机，其特征在于：所述的变升力调节结构包括n边形的边框，n为偶数，边框通过支架固定在机臂上，在边框上固定有旋转轴，旋转轴上连接有叶片。5.根据权利要求1所述的一种可调升力矢量推进式多旋翼无人机，其特征在于：所述的变升力调节结构包括多个叶片层，每层的叶片层的叶片的长度由上之下递减。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小民，黄亚坤，葛正好，章宇轩，
申请(专利权)人：浙江点辰航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33