一种测绘用多旋翼无人机、控制方法及存储介质技术

本发明专利技术涉及一种测绘用多旋翼无人机、控制方法及存储介质，涉及无人机的技术领域，解决了当风力的方向与第二旋翼的夹角过大时，第二旋翼转动产生的推进力大部分被互相抵消，造成了能量的大量浪费的问题，其包括机身、第一旋翼、第二旋翼、第一连接臂和第二连接臂，还包括角度调节组件；角度调节组件包括旋转臂、从动齿轮、主动齿轮和设于连接臂的下侧且输出轴插接于主动齿轮上的驱动电机；第二旋翼的数量为四个；还包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如下的一种测绘用多旋翼无人机控制方法。本发明专利技术具有充分利用了第二旋翼转动产生的推进力，减少了能量的浪费的效果。

A multi rotor UAV for surveying and mapping, control method and storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种测绘用多旋翼无人机、控制方法及存储介质
本专利技术涉及无人机的
，尤其是涉及一种测绘用多旋翼无人机、控制方法及存储介质。
技术介绍
多旋翼无人机，是一种具有三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。多旋翼无人机是通过调节各个旋翼电机的转速来实现机体姿态和高度控制的，这对旋翼电机的转速控制的响应速度有较高的要求，以此来保证及时对无人机的姿态和高度进行稳定的控制，无人机的姿态控制来产生水平速度，进而控制无人机的位置。如图1所示，现有的多旋翼无人机，包括机身1、设于机身1前端与后端的第一旋翼2和至少两个对称设于机身1两侧的第二旋翼3，所述机身1上一体设有若干第一连接臂4和第二连接臂5，所述第一旋翼2转动连接于第一连接臂4远离机身1的一端，所述第二旋翼3转动连接于第二连接臂5远离机身1的一端，所述第一连接臂4与所述第二连接臂5沿机身1的周向均匀设置，所述机身1呈对称设置，所述第一旋翼2与机身1的对称轴共线。当风力的方向与第二旋翼的夹角过大时，第二旋翼转动产生的推进力大部分被互相抵消，造成了能量的大量浪费，尚有改进的空间。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种测绘用多旋翼无人机，充分利用了第二旋翼转动产生的推进力，减少了能量的浪费。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种测绘用多旋翼无人机，包括机身、第一旋翼、第二旋翼、第一连接臂和第二连接臂，还包括角度调节组件；所述角度调节组件包括转动连接于第二连接臂远离机身一端的旋转臂、设于旋转臂靠近第二连接臂一侧且驱使旋转臂转动的从动齿轮、转动于连接臂上侧且与从动齿轮互相啮合的主动齿轮和设于连接臂的下侧且输出轴插接于主动齿轮上的驱动电机；所述第二旋翼的数量为四个；还包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如下所述的一种测绘用多旋翼无人机控制方法。通过采用上述技术方案，驱动电机驱使主动齿轮转动，主动齿轮驱使从动齿轮转动，从动齿轮带动旋转臂转动，以调节第二旋翼与机身中心的连线和机身前进方向的夹角，使第二旋翼与机身中心的连线和机身前进方向的夹角能够与风向匹配，以充分利用第二旋翼转动产生的推进力，减少了能量的浪费。本专利技术进一步设置为：所述第一连接臂与所述第二连接臂靠近机身的一端均一体设有连接板，所述机身的外侧壁上一体设有枢接块，所述枢接块上开设有供连接板插入转动的枢接槽，所述连接板通过枢接轴转动连接于枢接块上；所述第一连接臂与所述第二连接臂靠近机身的一侧均设有锁定组件。通过采用上述技术方案，第一连接臂与第二连接臂通过枢接块与连接板枢接于枢接块上，并通过锁定组件进行锁定，使第一连接臂与第二连接臂既能展开于机身的外周侧，又能收纳于机身的上侧，使用灵活，减少了无人机不使用时占用的空间。本专利技术进一步设置为：所述锁定组件包括：容纳块，设于第一连接臂或第二连接臂上，所述容纳块上开设有朝向机身设置的容纳槽；压缩弹簧，嵌设于容纳块内且一端与容纳槽的槽底抵接；锁定柱，穿设于容纳槽上且与容纳槽滑移连接并一端与压缩弹簧靠近机身的一端抵接；掰块，一体设于锁定柱靠近压缩弹簧的外周壁上，所述容纳块上开设有与容纳槽互相连通且供掰块滑移的滑移槽；所述枢接块远离机身的侧壁上与所述枢接块上的上表面上均开设有供锁定柱插接的锁定孔。通过采用上述技术方案，无人机使用时，锁定柱插接于枢接块远离机身的侧壁上，以对第一连接臂与第二连接臂进行锁定；无人机不使用时，只需握持掰块向远离机身的一侧拨动掰块，使锁定柱与锁定块分离，即可解除锁定柱对第一连接臂与第二连接臂的锁定，操作简单，使用方便。本专利技术进一步设置为：所述连接板靠近远离机身的一侧一体设有与枢接块远离机身的侧壁抵接的抵接板，所述抵接板上开设有供锁定柱穿设的穿设孔；所述枢接块远离机身的一侧设有与枢接轴呈同心设置的圆角，所述圆角设于枢接块上侧的棱边上，所述圆角与抵接板相切。通过采用上述技术方案，抵接板的设置，增加了第一连接臂与第二连接臂和机身的连接面积，使第一连接臂与第二连接臂和机身连接得更加牢固；圆角的设置，使第一连接臂与第二连接臂能够翻转收纳于机身的上侧。本专利技术进一步设置为：所述第二连接臂远离机身的一端设有依次穿设于从动齿轮与旋转臂上的转动轴，所述转动轴上套设有抵接于旋转臂远离从动齿轮一侧的圆锥滚子轴承，所述转动轴螺纹连接有限位螺母，所述限位螺母抵接于圆锥滚子轴承远离旋转臂的一侧。通过采用上述技术方案，圆锥滚子轴承与限位螺母的组合设置，对旋转臂在转动轴的轴向进行限位，使旋转臂在使用时不易发生晃动，进而使第二旋翼在使用时不易发生晃动，提高了第二旋翼使用时的稳定性。本专利技术的第二目的是提供一种测绘用多旋翼无人机控制方法，实现了第二旋翼与机身中心的连接和机身前进方向的夹角的调节，充分利用了第二旋翼转动产生的推进力，减少了能量的浪费。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种测绘用多旋翼无人机控制方法，包括：获取当前机身所处环境的当前风力信息，所述风力信息至少包括风力方向与机身前进方向的夹角α；根据当前风力信息控制旋转臂与第二连接臂的夹角β。通过采用上述技术方案，根据当前风力信息调节制旋转臂与第二连接臂的夹角β，以使第二旋翼与机身中心的连线和机身前进方向的夹角能够与风向匹配，充分利用了第二旋翼转动产生的推进力，减少了能量的浪费。本专利技术进一步设置为：所述风力信息包括风速，定义两个呈相对设置的第二旋翼为一组，则两组第二旋翼分别为一号旋翼组与二号旋翼组，转动轴与机身中心处的距离为S，旋转臂的长度为L；根据当前风速与所预设的基准风速的比较情况控制旋转臂与第二连接臂的夹角β；若当前风速小于所预设的基准风速，则控制第二连接臂与旋转臂的夹角β保持180°；若当前风速大于所预设的基准风速，则判断风力方向与一号旋翼组之间的夹角是否大于风力方向与二号旋翼组之间的夹角；若风力方向与一号旋翼组之间的夹角大于风力方向与二号旋翼组之间的夹角，则判断风力方向与机身前进方向的夹角α是否小于60°；若风力方向与机身前进方向的夹角α小于60°，则控制二号旋翼组的旋转臂顺时针转动β，控制一号旋翼组的旋转臂逆时针转动β，β=180°-(60°-α)-arcsin[S*sin（60°-α）/L]；若风力方向与机身前进方向的夹角α不小于60°，则判断风力方向与机身前进方向的夹角α是否大于120°；若风力方向与机身前进方向的夹角α大于120°，则控制二号旋翼组的旋转臂顺时针转动β，控制一号旋翼组的旋转臂逆时针转动β，β=180°-(α-120°)-arcsin[S*sin（α本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测绘用多旋翼无人机，包括机身（1）、第一旋翼（2）、第二旋翼（3）、第一连接臂（4）和第二连接臂（5），其特征在于，还包括角度调节组件（6）；/n所述角度调节组件（6）包括转动连接于第二连接臂（5）远离机身（1）一端的旋转臂（61）、设于旋转臂（61）靠近第二连接臂（5）一侧且驱使旋转臂（61）转动的从动齿轮（62）、转动于连接臂上侧且与从动齿轮（62）互相啮合的主动齿轮（63）和设于连接臂的下侧且输出轴插接于主动齿轮（63）上的驱动电机（64）；/n所述第二旋翼（3）的数量为四个；/n还包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如权利要求6至9中任一项所述的一种测绘用多旋翼无人机控制方法。/n

【技术特征摘要】
1.一种测绘用多旋翼无人机，包括机身（1）、第一旋翼（2）、第二旋翼（3）、第一连接臂（4）和第二连接臂（5），其特征在于，还包括角度调节组件（6）；
所述角度调节组件（6）包括转动连接于第二连接臂（5）远离机身（1）一端的旋转臂（61）、设于旋转臂（61）靠近第二连接臂（5）一侧且驱使旋转臂（61）转动的从动齿轮（62）、转动于连接臂上侧且与从动齿轮（62）互相啮合的主动齿轮（63）和设于连接臂的下侧且输出轴插接于主动齿轮（63）上的驱动电机（64）；
所述第二旋翼（3）的数量为四个；
还包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如权利要求6至9中任一项所述的一种测绘用多旋翼无人机控制方法。


2.根据权利要求1所述的一种测绘用多旋翼无人机，其特征在于：所述第一连接臂（4）与所述第二连接臂（5）靠近机身（1）的一端均一体设有连接板（41），所述机身（1）的外侧壁上一体设有枢接块（11），所述枢接块（11）上开设有供连接板（41）插入转动的枢接槽（111），所述连接板（41）通过枢接轴（42）转动连接于枢接块（11）上；
所述第一连接臂（4）与所述第二连接臂（5）靠近机身（1）的一侧均设有锁定组件（7）。


3.根据权利要求2所述的一种测绘用多旋翼无人机，其特征在于：所述锁定组件（7）包括：
容纳块（71），设于第一连接臂（4）或第二连接臂（5）上，所述容纳块（71）上开设有朝向机身（1）设置的容纳槽（711）；
压缩弹簧（72），嵌设于容纳块（71）内且一端与容纳槽（711）的槽底抵接；
锁定柱（73），穿设于容纳槽（711）上且与容纳槽（711）滑移连接并一端与压缩弹簧（72）靠近机身（1）的一端抵接；
掰块（74），一体设于锁定柱（73）靠近压缩弹簧（72）的外周壁上，所述容纳块（71）上开设有与容纳槽（711）互相连通且供掰块（74）滑移的滑移槽（712）；
所述枢接块（11）远离机身（1）的侧壁上与所述枢接块（11）上的上表面上均开设有供锁定柱（73）插接的锁定孔（112）。


4.根据权利要求2所述的一种测绘用多旋翼无人机，其特征在于：所述连接板（41）靠近远离机身（1）的一侧一体设有与枢接块（11）远离机身（1）的侧壁抵接的抵接板（411），所述抵接板（411）上开设有供锁定柱（73）穿设的穿设孔（4111）；
所述枢接块（11）远离机身（1）的一侧设有与枢接轴（42）呈同心设置的圆角（113），所述圆角（113）设于枢接块（11）上侧的棱边上，所述圆角（113）与抵接板（411）相切。


5.根据权利要求1所述的一种测绘用多旋翼无人机，其特征在于：所述第二连接臂（5）远离机身（1）的一端设有依次穿设于从动齿轮（62）与旋转臂（61）上的转动轴（51），所述转动轴（51）上套设有抵接于旋转臂（61）远离从动齿轮（62）一侧的圆锥滚子轴承（65），所述转动轴（51）螺纹连接有限位螺母（66），所述限位螺母（66）抵接于圆锥滚子轴承（65）远离旋转臂（61）的一侧。


6.一种测绘用多旋翼无人机控制方法，其特征在于，包括：
获取当前机身所处环境的当前风力信息，所述风力信息至少包括风力方向与机身前进方向的夹角α；
根据当前风力信息控制旋转臂与第二连接臂的夹角β。


7.根据权利要求6所述的一种测绘用多旋翼无人机控制方法，其特征在于：所述风力信息包括风速，定义两个呈相对设置的第二旋翼为一组，则两组第二旋翼分别为一号旋翼组与二号旋翼组，转动轴与机身中心处的距离为S，旋转臂的长度为L；
根据当前风速与所预设的基准风速的比较情况控制旋转臂与第二连接臂的夹角β；
若当前风速小于所预设的基准风速，则控制第二连接臂与旋转臂的夹角β保持180°；
若当前风速大于所预设的基准风速，则判断风力方向与一号旋翼组之间的夹角是否大于风力方向与二号旋翼组之间的夹角；
若风力方向与一号旋翼组之间的夹角大于风力方向与二号旋翼组之间的夹角，则判断风力方向与机身前进方向的夹角α是否小于60°；
若风力方向与机身前进方向的夹角α小于60°，则控制二号旋翼组的旋转臂顺时针转动β，控制一号旋翼组的旋转臂逆时针转动β，
β=180°-(60°-α)-arcsin[S*sin（60°-α）/L]；
若风力方向与机身前进方向的夹角α不小...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫军，葛继空，周灵勇，张东，葛步月，
申请(专利权)人：诚邦测绘信息科技浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33