多轴固定翼复合无人机及其飞行控制方法技术

本发明专利技术公开一种多轴固定翼复合无人机，该多轴固定翼复合无人机包括固定翼机体、旋翼机构以及设置在固定翼机体内的转向机构；转向机构包括横穿固定翼机体并从机翼的两端伸出的转向杆以及驱动转向杆以其轴线为转轴进行转动的旋转驱动组件；旋翼机构包括分别对称设置在转向杆的两端的固定支架、设置在固定支架上沿着垂直于转向杆的方向设置的驱动件以及连接驱动件的输出轴的旋翼，旋翼的转轴互相平行且与转向杆垂直设置。本发明专利技术解决了现有技术中，多轴式无人机由于机身结构限制，飞行速度不快的问题。

【技术实现步骤摘要】
多轴固定翼复合无人机及其飞行控制方法
本专利技术涉及无人机领域，具体涉及一种多轴固定翼复合无人机及其飞行控制方法。
技术介绍
固定翼飞机或无人机在水平飞行时，借助空气流过上下机翼面形成的压力差产生的升力，使得飞机可以使用较小推力的发动机即可获得较长的留空时间。但固定翼飞机起飞和降落时都需要较长距离的跑道。加装了垂直起降旋翼的固定翼无人机，可以较好的解决固定翼无人机需要跑道助跑起降的问题，但在平飞状态时，用于起降的旋翼不再发挥作用，反而成为给飞机增加无用负载和带来飞行阻力的累赘。现有技术中，多轴式无人机一般通过控制不同方位的动力单元的转速来实现平飞，但是其机身结构限制限制，平飞行速度不快。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种多轴固定翼复合无人机，旨在解决现有技术中，多轴式无人机由于机身结构限制，飞行速度不快的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种多轴固定翼复合无人机，包括固定翼机体、旋翼机构以及设置在所述固定翼机体内的转向机构；所述转向机构包括从所述固定翼机体的左右两侧伸出的转向杆以及用于驱动所述转向杆绕一轴线转动的旋转驱动组件；所述旋翼机构包括分别设置在所述转向杆的两端并关于所述固定翼机体对称的固定支架、设置在所述固定支架上的驱动件以及设置在所述固定支架的两端上的旋翼，所述驱动件与所述旋翼的转轴连接；自所述固定翼机体的机头往机尾方向，并以所述转向杆所在位置作为分隔，所述旋翼机构中邻近所述机头的旋翼组成第一旋翼组，远离所述机头的旋翼组成第二旋翼组，在所述第一旋翼组与所述第二旋翼组之间形成升力差使第一旋翼组和第二旋翼组所对应升力面相对水平面倾转时，所述转向机构用于调整所述固定翼机体相对于水平面的角度。优选地，所述转向杆与其两端上的固定支架组合成“H”型结构，所述旋翼的转轴互相平行且与所述转向杆的转动轴线垂直设置。优选地，所述转向杆为一体结构，所述多轴固定翼复合无人机还包括锁定机构，所述锁定机构包括套设在所述转向杆上且带有开口的锁定环以及驱动所述锁定环抱紧所述转向杆的锁定驱动电机。优选地，所述旋转驱动组件包括与所述转向杆同轴设置的蜗轮、与所述蜗轮啮合的蜗杆以及用于驱动所述蜗杆转动的转向驱动电机；或者，所述旋转驱动组件包括与所述转向杆同轴设置的从动齿轮、与所述从动齿轮啮合的主动齿轮以及用于驱动所述主动齿轮转动的转向驱动电机；或者，所述旋转驱动组件包括转向驱动电机、与所述转向驱动电机的输出轴连接的主动皮带轮、与所述转向杆同轴设置的从动皮带轮以及连接在所述主动皮带轮和从动皮带轮之间的同步带。优选地，所述固定支架包括与所述转向杆垂直设置的第一连接杆、分别设置在所述第一连接杆两端并与所述转向杆平行的第二连接杆和第三连接杆以及分别设置在所述第二连接杆和第三连接杆的两端的安装位，所述旋翼设置所述安装位上，所述第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆组合成“H”型结构。优选地，所述驱动件包括电动机或燃油发动机。优选地，所述转向杆中空设置，用于供连接所述驱动件的线路或油路通过。优选地，所述多轴固定翼复合无人机还包括设置在所述固定翼机体上的第一姿态传感器以及设置在所述固定支架上的第二姿态传感器，所述第一姿态传感器与第二姿态传感器与所述多轴固定翼复合无人机的飞行控制器连接。本专利技术还提出一种多轴固定翼复合无人机的飞行控制方法，所述飞行控制方法包括以下步骤：在所述多轴固定翼复合无人机从升降或悬停状态切换至平飞状态时：使第一旋翼组产生的升力小于第二旋翼组产生的升力，以使旋翼所对应的旋翼平面绕一轴线旋转至相对水平面呈前倾状态；在所述旋翼平面切换至所述前倾状态的过程中，通过转向机构调整固定翼机体相对于水平面的角度；在所述多轴固定翼复合无人机从平飞状态切换至悬停或升降状态时：使第一旋翼组产生的升力大于第二旋翼组产生的升力，以使旋翼所对应的旋翼平面绕一轴线旋转，使旋翼所对应平面从向前倾斜状态旋转到相对水平状态。在所述旋翼平面从倾斜状态切换到水平状态的过程中，通过转向机构调整固定翼机体相对于水平面的角度。优选地，所述使第一旋翼组产生的升力小于第二旋翼组产生的升力的步骤包括：使第一旋翼组的转速小于第二旋翼组的转速；或者，使第一旋翼组的浆距小于远离第二旋翼组的浆距；所述使第一旋翼组产生的升力大于第二旋翼组产生的升力的步骤包括：使第一旋翼组的转速大于第二旋翼组的转速；或者，使第一旋翼组的浆距大于远离第二旋翼组的浆距。本专利技术通过在固定翼机体的机翼两端设置对称的的旋翼机构、在机身内部设置连接旋翼机构的转向杆以及驱动转向杆带动旋翼机构翻转的旋转驱动组件，使旋翼机构的旋转轴保持竖直时为固定翼机体提供升力，当旋转驱动组件驱动旋翼机构翻转后，转轴与机头指向一致以提供平飞的驱动力，使本多轴固定翼复合无人机可在垂直升降以及快速平飞等动作间切换，解决了现有技术中多轴式无人机由于机身结构限制，飞行速度不快的问题。附图说明图1为本专利技术多轴固定翼复合无人机一实施例的结构示意图；图2为图1实施例中转向机构结构的结构示意图；图3为本专利技术多轴固定翼复合无人机另一实施例的结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同标号表示相同的元件或具有相同功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种多轴固定翼复合无人机，参照图1和图2，该多轴固定翼复合无人机包括固定翼机体10、旋翼机构20以及设置在固定翼机体10内的转向机构30；转向机构30包括横穿固定翼机体10并从机翼的两端伸出的转向杆31以及驱动转向杆31以其轴线为转轴进行转动的旋转驱动组件；旋翼机构20包括分别设置在转向杆31的两端的固定支架21、设置在固定支架21上沿着垂直于转向杆31的方向设置的驱动件以及连接驱动件的输出轴的旋翼。自固定翼机体的机头往机尾方向，并以转向杆所在位置作为分隔，旋翼机构中邻近机头的旋翼组成第一旋翼组，远离机头的旋翼组成第二旋翼组，在第一旋翼组与第二旋翼组之间形升力差时，转向机构用于调整固定翼机体相对于水平面的角度。自固定翼机体的机头往机尾方向，并以转向杆31所在位置作为分隔，旋翼机构20中邻近机头的旋翼组成第一旋翼组，远离机头的旋翼组成第二旋翼组，在所述第一旋翼组与所述第二旋翼组之间形成升力差使第一旋翼组和第二旋翼组所对应升力面相对水平面倾转时，所述转向机构用于调整所述固定翼机体相对于水平面的角度。在本实施例中，固定翼机体10包括机头、机身、机翼和尾翼，转向机构30包括横穿机身并从机翼的两端伸出的转向杆31。在机身内部还设置有安装座35，安装座35包括固定在机身内部的固定板、从固定板向上延伸的两支撑板以及设置在两支撑板上的两支撑套，该支撑套与转向杆31通过轴承转动连接。旋转驱动组件可选择齿轮传动、皮带传送或蜗轮蜗杆传动等方式。例如：旋转驱动组件包括与转向杆31同轴设置的从动齿轮、与从动齿轮啮合的主动齿轮以及用于驱动主动齿轮转动的转向驱动电机；或者，旋转驱动组件包括转向驱动电机、与转向驱动电机的输出轴连接的主动皮带轮、与转向杆31同轴设置的从动皮带轮以及连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多轴固定翼复合无人机，其特征在于，包括固定翼机体、旋翼机构以及设置在所述固定翼机体内的转向机构；所述转向机构包括从所述固定翼机体的左右两侧伸出的转向杆以及用于驱动所述转向杆绕一轴线转动的旋转驱动组件；所述旋翼机构包括分别设置在所述转向杆的两端并关于所述固定翼机体对称的固定支架、设置在所述固定支架上的驱动件以及设置在所述固定支架的两端上的旋翼，所述驱动件与所述旋翼的转轴连接；自所述固定翼机体的机头往机尾方向，并以所述转向杆所在位置作为分隔，所述旋翼机构中邻近所述机头的旋翼组成第一旋翼组，远离所述机头的旋翼组成第二旋翼组，在所述第一旋翼组与所述第二旋翼组之间形成升力差使第一旋翼组和第二旋翼组所对应升力面相对水平面倾转时，所述转向机构用于调整所述固定翼机体相对于水平面的角度。

【技术特征摘要】
1.一种多轴固定翼复合无人机，其特征在于，包括固定翼机体、旋翼机构以及设置在所述固定翼机体内的转向机构；所述转向机构包括从所述固定翼机体的左右两侧伸出的转向杆以及用于驱动所述转向杆绕一轴线转动的旋转驱动组件；所述旋翼机构包括分别设置在所述转向杆的两端并关于所述固定翼机体对称的固定支架、设置在所述固定支架上的驱动件以及设置在所述固定支架的两端上的旋翼，所述驱动件与所述旋翼的转轴连接；自所述固定翼机体的机头往机尾方向，并以所述转向杆所在位置作为分隔，所述旋翼机构中邻近所述机头的旋翼组成第一旋翼组，远离所述机头的旋翼组成第二旋翼组，在所述第一旋翼组与所述第二旋翼组之间形成升力差使第一旋翼组和第二旋翼组所对应升力面相对水平面倾转时，所述转向机构用于调整所述固定翼机体相对于水平面的角度。2.根据权利要求1所述的多轴固定翼复合无人机，其特征在于，所述转向杆与其两端上的固定支架组合成“H”型结构，所述旋翼的转轴互相平行且与所述转向杆的转动轴线垂直设置。3.根据权利要求1所述的多轴固定翼复合无人机，其特征在于，所述转向杆为一体结构，所述多轴固定翼复合无人机还包括锁定机构，所述锁定机构包括套设在所述转向杆上且带有开口的锁定环以及驱动所述锁定环抱紧所述转向杆的锁定驱动电机。4.根据权利要求1所述的多轴固定翼复合无人机，其特征在于，所述旋转驱动组件包括与所述转向杆同轴设置的蜗轮、与所述蜗轮啮合的蜗杆以及用于驱动所述蜗杆转动的转向驱动电机；或者，所述旋转驱动组件包括与所述转向杆同轴设置的从动齿轮、与所述从动齿轮啮合的主动齿轮以及用于驱动所述主动齿轮转动的转向驱动电机；或者，所述旋转驱动组件包括转向驱动电机、与所述转向驱动电机的输出轴连接的主动皮带轮、与所述转向杆同轴设置的从动皮带轮以及连接在所述主动皮带轮和从动皮带轮之间的同步带。5.根据权利要求1所述的多轴固定翼复合无人机，其特征在于，所述固定支架包括与所述转向杆垂直设置的第一连接杆、分别设置在所述第一连接杆两端并与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈翔斌，王敏，
申请(专利权)人：深圳市旗客智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44