本发明专利技术公开了一种新型多旋翼无人机、操控方法及无人机套件，所述无人机包括机架和设于机架上的水平旋翼组件，在无人机水平静置状态下，水平旋翼组件所在平面与水平面平行，机架上还设有用于控制无人机水平运动的侧立旋翼组件，在无人机水平静置状态下，所述侧立旋翼组件包括多个侧立的旋桨组件，旋桨组件所在平面与水平面之间夹角为45°~135°，使得无人机的姿态变化和平移运动实现独立控制，即水平旋翼组件的调节用于控制无人机的不同飞行姿态，包括俯仰，横滚和航向以及飞行高度的调节，而侧立旋翼组件的调节用于控制无人机的水平运动，把飞机的姿态运动和平移运动解耦合，实现无人机6个自由度的同时调节，且提供多于4自由度的遥控器方案。
A new multi rotor UAV, control method and UAV Kit
【技术实现步骤摘要】
一种新型多旋翼无人机、操控方法及无人机套件
本专利技术涉及无人机
，具体涉及一种新型多旋翼无人机、操控方法及无人机套件。
技术介绍
多旋翼无人机，是一种具有四个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力。旋翼的总距固定，而不像一般直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。传统的多旋翼无人机，一般只设有4个，6个或者8个对称设置的水平旋桨，无人机的姿态（旋转）运动和平移运动是耦合的，无法实现无人机飞行姿态（如旋转、俯仰、翻转等姿态）和水平平移运动的独立控制。同样的，与之匹配的遥控器最多只能实现无人机四个自由度的控制。如果用遥控器去控制无人机的航向角，横滚角，俯仰角，和高度，那么水平运动会根据现在三个旋转角度的状况自由运动。如果用遥控器去控制无人机的航向角，高度和两个水平运动，那么横滚角和俯仰角就不能再独立控制，事实上，飞机的飞控系统是通过调整横滚角和俯仰角来进而影响和控制水平运动的。也就是水平运动和旋转运动是耦合在一起，也就是有因果关系的，就像速度和位移一样，不能同时独立控制。这也激发了本专利技术，也就是设计一款无人机，在飞行上能够实现全部6个自由度的同时调节，丰富无人机的飞行方式，同时设计一款与其对应的遥控器，实现多达6个自由度的独立调节。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种新型多旋翼无人机，以达到无人机姿态运动和平移运动独立控制的目的。本专利技术还提供一种新型多旋翼无人机的操控方法，该方法能够实现无人机姿态运动和平移运动独立操控。本专利技术还提供一种无人机套件，包括遥控器，所述遥控器通过设置两个二维摇杆和多达两个的一维摇杆来控制无人机的大于四个自由度的多维度飞行，实现无人机姿态运动和平移运动的独立调节。本专利技术采取的技术方案是，提供一种新型多旋翼无人机，包括机架和设于所述机架上的水平旋翼组件，在所述无人机水平静置状态下，所述水平旋翼组件所在平面与水平面平行，其特征在于，所述机架上还设有用于控制无人机水平运动的侧立旋翼组件，在所述无人机水平静置状态下，所述侧立旋翼组件包括多个侧立的旋桨组件，所述旋桨组件所在平面与水平面之间夹角为45°~135°，使得所述无人机的姿态变化和平移运动实现独立控制。优选的，该角度为90度，也就是和水平面垂直，姿态运动也就是旋转运动。进一步的，所述侧立旋翼组件包括第一侧立旋翼组件和第二侧立旋翼组件，无人机水平静置状态下，所述第一悬臂（311）与第二悬臂（321）之间在水平面的投影的夹角为α，其中0°＜α＜180°。优选的，所述α为45°~135°，更为优选的，所述α为90°。进一步的，所述无人机还包括机壳，所述机壳内设有第一风道和第二风道，所述第一风道和第二风道交叉形成“X”型风道结构，所述第一侧立旋翼组件设于第一风道中，所述第二侧立旋翼组件设于第二风道中，所述第一侧立旋翼组件和第二侧立旋翼组件工作时，“X”型风道结构内形成交互通风气流，所述水平旋翼组件通过水平悬臂呈十”型交叉结构，贯穿所述机壳，与机壳的“X”型风道结构构成“米”字型交错结构。优选的，所述侧立旋翼组件还包括中央固定板，所述第一侧立旋翼组件包括第一悬臂、固定在所述第一悬臂远端的第一旋桨组件，所述第二侧立旋翼组件包括第二悬臂以及固定在所述第二悬臂远端的第二旋桨组件，所述中央固定板与所述第一悬臂和第二悬臂的近端一体成型，所述第一悬臂与第二悬臂之间的夹角为α，其中0°＜α＜180°。优选的，所述α为45°~135°，更为优选的，所述α为90°。进一步的，所述第一旋桨组件包括第一电机固定座，安装在所述第一电机固定座上的第一电机以及由第一电机驱动转动的第一垂直旋桨，所述第二旋桨组件包括第二电机固定座，安装在所述第二电机固定座上的第二电机以及由第二电机驱动转动的第二垂直旋桨，所述第一电机固定座与所述第一悬臂的远端一体成型，所述第二电机固定座与所述第二悬臂的远端一体成型。进一步的，所述水平旋翼组件包括多个水平悬臂和与水平悬臂匹配的多个水平旋桨组件，所述水平旋桨组件包括多向接头、第三电机以及设于所述第三电机上端的水平旋桨，所述多向接头的上侧设有多个第一接口，所述第三电机固定于第一接口，所述多向接头靠近无人机中轴的一侧还设有第二接口和第四接口，所述水平悬臂与所述第二接口和第四接口可拆卸式连接；所述多向接头的下端还设有第三接口，所述多向接头远离无人机中轴的一侧还设有第四接口，所述水平旋翼组件还包括起落架和保护支架，所述起落架固定安装于所述第三接口。本专利技术的水平悬臂中部中空，所述保护支架通过碳纤杆连接水平悬臂，所述碳纤杆（90）可插入水平悬臂中空的内部，与机架固定。更为具体的，所述多向接头包括固定圆盘，所述第三电机固定安装于所述固定圆盘的上侧，所述固定圆盘的底面的中部设有第一卡合组件，以及设于所述固定圆盘的两侧，且以所述第一卡合组件为中轴对称的第二卡合组件和第三卡合组件，所述第一卡合组件的中部形成第三接口，所述第二卡合组件和第三卡合组件的中部分别形成第二接口和第四接口，所述第二卡合组件和第三卡合组件结构相近，整体呈现U型，上端开口端靠拢，上端设有横向螺纹孔，可利用螺纹件或者其他紧固件实现紧扣靠口段的卡合。进一步的，所述水平旋翼组件包括第一水平旋翼组件、第二水平旋翼组件、第三水平旋翼组件以及第四水平旋翼组件；所述中央固定板的上侧设有第一卡位、以及设置在所述第一卡位两侧的第二卡位和第三卡位；所述第一水平旋翼组件包括第一悬臂支架和与第一悬臂支架远端固定的第一水平旋桨组件，所述第二水平旋翼组件包括第二悬臂支架和与第二悬臂支架远端固定的第二水平旋桨组件，所述第三水平旋翼组件包括第三悬臂支架和与第三悬臂支架远端固定的第三水平旋桨组件，所述第四水平旋翼组件包括第四悬臂支架和与第四悬臂支架远端固定的第四水平旋桨组件；所述第一悬臂支架的近端与第三悬臂支架的近端一体式连接，且固定于第一卡位上；所述第二悬臂支架的近端固定于第二卡位中，所述第三悬臂支架的近端固定于第三卡位上；然后用上盖通过螺丝螺母和中央固定板固定在一起，把在卡位内的水平悬臂夹紧固定。使得所述第一水平旋翼组件、第二水平旋翼组件、第三水平旋翼组件以及第四水平旋翼组件形成“十”字型的水平旋翼结构或“X”型的水平旋翼结构。传统的无人机的旋桨可以有4个，6个，8个，或者更多个。有十字型，X型，以及近似的轴对成分布。所有的构型都可以应用于本专利技术，来替代本专利技术中四个水平旋翼的设置。所述第一悬臂支架与第三悬臂支架除了上述一体式的连接方式，也可以采用类似第二悬臂支架与第四悬臂支架类似结构，即中间断开，分别卡合在中央固定板上的固定方式，固定方式灵活多样，同样的，所述第二悬臂支架和第四悬臂支架也可采用一体式的连接方式，类似本专利技术指出的第一悬臂支架与第三悬臂支架一体式的连接。且本专利技术的第一悬臂支架、第三悬臂支架、第二悬臂支架以及第四悬臂支架优选碳纤杆材质，其形状可以是圆形碳纤杆也本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型多旋翼无人机，包括机架（1）和设于所述机架（1）上的水平旋翼组件（2），在所述无人机水平静置状态下，所述水平旋翼组件（2）所在平面与水平面平行，其特征在于，所述机架（1）上还设有用于控制无人机水平运动的侧立旋翼组件（3），在所述无人机水平静置状态下，所述侧立旋翼组件（3）包括多个侧立的旋桨组件，所述旋桨组件所在平面与水平面之间夹角为45°~135°，使得所述无人机的姿态变化和平移运动实现独立控制。/n
【技术特征摘要】
1.一种新型多旋翼无人机，包括机架（1）和设于所述机架（1）上的水平旋翼组件（2），在所述无人机水平静置状态下，所述水平旋翼组件（2）所在平面与水平面平行，其特征在于，所述机架（1）上还设有用于控制无人机水平运动的侧立旋翼组件（3），在所述无人机水平静置状态下，所述侧立旋翼组件（3）包括多个侧立的旋桨组件，所述旋桨组件所在平面与水平面之间夹角为45°~135°，使得所述无人机的姿态变化和平移运动实现独立控制。
2.根据权利要求1所述的新型多旋翼无人机，其特征在于，所述侧立旋翼组件（3）包括第一侧立旋翼组件（31）和第二侧立旋翼组件（32），所述第一侧立旋翼组件（31）和第二侧立旋翼组件（32）之间的夹角为α，其中0°＜α＜180°。
3.根据权利要求2所述的新型多旋翼无人机，其特征在于，所述无人机还包括机壳（4），所述机壳（4）内设有第一风道（10）和第二风道（20），所述第一风道（10）和第二风道（20）交叉形成“X”型风道结构，所述第一侧立旋翼组件（31）设于第一风道（10）中，所述第二侧立旋翼组件（32）设于第二风道（20）中，所述第一侧立旋翼组件（31）和第二侧立旋翼组件（32）工作时，“X”型风道结构内形成交互通风气流，所述水平旋翼组件（2）呈“X”型交叉结构，贯穿所述机壳（4），与机壳（4）的“X”型风道结构构成“米”字型交错结构。
4.根据权利要求2所述的新型多旋翼无人机，其特征在于，所述侧立旋翼组件（3）还包括中央固定板（33），所述第一侧立旋翼组件（31）包括第一悬臂（311）、固定在所述第一悬臂（311）远端的第一旋桨组件（312），所述第二侧立旋翼组件（32）包括第二悬臂（321）以及固定在所述第二悬臂（321）远端的第二旋桨组件（322），所述中央固定板（33）与所述第一悬臂（311）和第二悬臂（321）的近端一体成型，无人机水平静置状态下，所述第一悬臂（311）与第二悬臂（321）之间在水平面的投影的夹角为α，其中0°＜α＜180°。
5.根据权利要求4所述的新型多旋翼无人机，其特征在于，所述第一旋桨组件（312）包括第一电机固定座（100），安装在所述第一电机固定座（100）上的第一电机（101）以及由第一电机（101）驱动转动的第一垂直旋桨（102），所述第二旋桨组件（322）包括第二电机固定座（200），安装在所述第二电机固定座（200）上的第二电机（201）以及由第二电机（201）驱动转动的第二垂直旋桨（202），所述第一电机固定座（100）与所述第一悬臂（311）的远端一体成型，所述第二电机固定座（200）与所述第二悬臂（321）的远端一体成型。
6.根据权利要求1所述的新型多旋翼无人机，其特征在于，所述水平旋翼组件（2）包括多个水平悬臂（21）和与水平悬臂（21）匹配的多个水平旋桨组件（22），所述水平旋桨组件（22）包括多向接头（221）、第三电机（222）以及设于所述第三电机（222）上端的水平旋桨（223），所述多向接头（221）的上侧设有多个第一接口（30），所述第三电机（222）固定于第一接口（30），所述多向接头（221）靠近无人机中轴的一侧还设有第二接口（40），所述多向接头（221）远离无人机中轴的一侧还设有第...
【专利技术属性】
技术研发人员：苑迪文，
申请(专利权)人：苑迪文，
类型：发明
国别省市：山西;14
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