具有同轴的可反向的旋翼的无人飞行器制造技术

本公开涉及一种多旋翼无人飞行器(UAV)。本公开的各方面提供了一种UAV，其包括：至少四个臂，每个臂配置有一对同轴的反向旋转螺旋桨，其中每个螺旋桨具有反向旋转以及相关联地使推力方向反向的能力；以及自动驾驶控制系统，控制至少四对同轴的螺旋桨的旋转方向和速度，以维持UAV的偏航稳定性、侧倾稳定性和俯仰稳定性，其中，在所述至少四对同轴的螺旋桨中的任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，所述自动驾驶控制系统会使任何一对正常工作的螺旋桨中的至少一个螺旋桨的旋转方向反向，并且从而使其推力方向反向。

Unmanned aerial vehicle with coaxial reversible rotor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有同轴的可反向的旋翼的无人飞行器
本公开总体上涉及无人飞行器(UAV)领域，并且更具体地涉及在旋翼失效或者旋翼故障的情况下保持飞行特性稳定的UAV。
技术介绍
背景描述包括可以用于理解本专利技术的信息。这并且非承认本文提供的任何信息是现有技术或者与当前要求保护的专利技术有关，或者明确或者隐含引用的任何出版物为现有技术。四轴飞行器，也称为四旋翼直升机或者四旋翼飞行器，是由四个旋翼升高和推进的多旋翼无人飞行器(UAV)。四轴飞行器被归类为与固定翼飞行器相反的旋翼飞行器，因为它们的升力是由一组旋翼/螺旋桨产生的。由于设计简单且应用范围广泛，四轴飞行器在军事和民用领域均很受欢迎。典型的四轴飞行器通常包括四个臂，每个臂在连接至四轴飞行器的框架结构的固定端和与四个竖直定向的旋翼可操作地联接的自由端之间延伸。四轴飞行器本质上是不稳定的，并且依赖于所有四个旋翼来对其控制和操纵。显然，在四轴飞行器的旋翼失效或者故障的情况下，由于其他旋翼产生的推力过剩，四轴飞行器的飞行稳定性受到损害。当前，可用于处理四轴飞行器失效的解决方案包括为四轴飞行器配置紧急降落伞，以帮助四轴飞行器紧急降落。然而，这样的配置是非常不可靠的，并且采用紧急降落伞增加了与四轴飞行器相关的总成本。因此，在本领域中需要提供一种简单且有效的四轴飞行器，该四轴飞行器减轻诸如旋翼失效或者旋翼故障的状况，并且平衡在这种状况下由其他旋翼产生的过剩的推力和不相等转矩。此外，在旋翼失效的情况下，需要为四轴飞行器的侧倾、俯仰和偏航提供稳定性。如本文的说明书中以及贯穿所附权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则“一”和“该”的含义包括复数指代。而且，如本文的描述中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则“在...中”的含义包括“在…中”和“在...上”。在一些实施例中，在书面描述和所附权利要求书中阐述的数字参数是近似值，其可以根据特定实施例试图获得的期望特性而变化。在一些实施例中，应该根据报告的有效数字的数目并且通过应用普通的舍入技术来解释数字参数。尽管阐述本专利技术的一些实施例的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是是在具体示例中阐述的数值被精确地报告为实际可行。在本专利技术的一些实施例中呈现的数值可能包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。本文中数值范围的列举仅旨在用作分别指代落入该范围内的每个单独数值的速记方法。除非本文另外指出，否则每个单独的值都被并且入说明书中，就好像它在本文中被单独列举一样。除非本文另外指出或者与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行。针对本文的某些实施例提供的任何和所有示例或者示例性语言(例如“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本专利技术，而不是对以其他方式要求保护的本专利技术的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应解释为表示任何未要求保护的要素对实施本专利技术必不可少。本文公开的本专利技术的替代要素或者实施例的分组不应解释为限制性的。每个组构件可以单独地或者与该组的其他构件或者本文中发现的其他要素组合进行引用和要求保护。出于便利性和/或者可专利性的原因，一个组中的一个或者多个构件可以在该组中或者从该组中删除。当发生任何这样的包含或者删除时，说明书在本文中被认为包含经修改的组，从而实现所附权利要求书中使用的所有组的书面描述。专利技术目的本公开的总体目的是提供一种具有同轴的可反向的旋翼的无人飞行器(UAV)。本公开的另一个目的是提供一种缓解诸如旋翼失效或者旋翼故障的状况的UAV。本公开的另一个目的是提供一种UAV，该UAV在旋翼失效的情况下平衡由UAV的其他旋翼产生的过剩的推力和不相等的扭矩。本公开的另一个目的是提供一种在旋翼失效的情况下稳定UAV的侧倾、俯仰和偏航的UAV。通过以下结合附图的详细描述，本专利技术的这些和其他目的将变得显而易见。
技术实现思路
本公开的方面涉及无人飞行器(UAV)。特别地，本公开提供了在旋翼失效或者旋翼故障的情况下保持飞行特性稳定的UAV。在一方面，本公开提供了一种UAV，其包括：至少四个臂，每个臂具有近端和远端，所述近端连接至所述UAV的主体框架，其中所述至少四个臂的远端限定多边形；至少四对同轴的反向旋转螺旋桨，在所述至少四个臂中的每个臂的远端处配置一对同轴的螺旋桨，其中每个螺旋桨具有反向旋转的能力以及相关联地使推力方向反向；以及自动驾驶控制系统，控制所述至少四对同轴的螺旋桨的旋转方向和速度，以维持所述UAV的偏航稳定性、侧倾稳定性和俯仰稳定性；其中，在所述至少四对同轴的螺旋桨中的任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，所述自动驾驶控制系统会使任何一对正常工作的螺旋桨中的至少一个螺旋桨的旋转方向反向，并且从而使其推力方向反向。在一方面，在任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，与所述失效的一对螺旋桨的重心相对的一对同轴的螺旋桨中的至少一个螺旋桨使其旋转方向反向，以产生与同一对同轴的螺旋桨中的另一螺旋桨的推力相反的推力。在一方面，在任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，最靠近所述失效的螺旋桨对的垂直方向的每对同轴的螺旋桨中的至少一个螺旋桨产生额外的推力，以稳定所述UAV的升高。在一方面，在任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，最靠近所述失效的螺旋桨对的垂直方向的同轴的螺旋桨对的编队航速通过所述自动驾驶控制系统进行调节，以稳定所述UAV的侧倾。在一方面，最靠近所述失效的螺旋桨对的垂直方向的同轴的螺旋桨对的编队航速被调节以抵消由所述至少四对同轴的螺旋桨的旋转产生的不足的推力和不相等的扭矩。在一方面，在任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，与所述失效的螺旋桨对的重心相对的同轴的螺旋桨对的旋转速度通过所述自动驾驶控制系统进行调节，以稳定所述UAV的俯仰。在一方面，与所述失效的螺旋桨对的重心相对的所述同轴的螺旋桨对的旋转速度被调节以使相同的同一对同轴的螺旋桨中的每个螺旋桨的旋转方向反向，以产生相反的推力。在一方面，在任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，正常工作的螺旋桨对中的至少一个螺旋桨的旋转速度通过所述自动驾驶控制系统进行调节，以控制所述UAV的偏航。通过以下对优选实施例的详细描述以及附图，本专利技术主题的各种目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件。附图说明附图包括在本公开中以提供对本公开的进一步理解，并且附图被并且入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出了本公开的示例性实施例，并且与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中，相似的部件和/或者特征可以具有相同的附图标记。此外，可以通过在附图标记之后加上第二标记来区分相同类型的各种部件，该第二标记在相似部件之间进行区分。如果在说明书中仅使用第一附图标记，则该描述适用于具有相同的第一附图标记的任何相似部件，而与第二附图标记无关。图1示出了根据本公开的实施例的配置有四对同轴的反向旋转螺旋桨/旋翼的无人飞行器(UAV)的示例性表示。图2示出了根据本公开的实施例的在旋翼失效的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人飞行器(UAV)，包括：/n至少四个臂，每个臂具有近端和远端，所述近端连接至所述UAV的主体框架，其中所述至少四个臂的远端限定了多边形。/n至少四对同轴的反向旋转螺旋桨，在所述至少四个臂中的每个臂的远端处配置一对同轴的螺旋桨，其中每个螺旋桨具有反向旋转以及相关联地使推力方向反向的能力；以及/n自动驾驶控制系统，控制至少四对同轴的螺旋桨的旋转方向和速度，以维持所述UAV的偏航稳定性、侧倾稳定性和俯仰稳定性；/n其中，在至少四对同轴的螺旋桨中的任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，所述自动驾驶控制系统会使任何一对正常工作的螺旋桨中的至少一个螺旋桨的旋转方向反向，并且从而使所述一对正常工作的螺旋桨中的所述至少一个螺旋桨的推力方向反向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170919 IN 2017210330601.一种无人飞行器(UAV)，包括：
至少四个臂，每个臂具有近端和远端，所述近端连接至所述UAV的主体框架，其中所述至少四个臂的远端限定了多边形。
至少四对同轴的反向旋转螺旋桨，在所述至少四个臂中的每个臂的远端处配置一对同轴的螺旋桨，其中每个螺旋桨具有反向旋转以及相关联地使推力方向反向的能力；以及
自动驾驶控制系统，控制至少四对同轴的螺旋桨的旋转方向和速度，以维持所述UAV的偏航稳定性、侧倾稳定性和俯仰稳定性；
其中，在至少四对同轴的螺旋桨中的任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，所述自动驾驶控制系统会使任何一对正常工作的螺旋桨中的至少一个螺旋桨的旋转方向反向，并且从而使所述一对正常工作的螺旋桨中的所述至少一个螺旋桨的推力方向反向。


2.根据权利要求1所述的UAV，其中，在任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，使与失效的一对螺旋桨的重心相对的一对同轴的螺旋桨中的至少一个螺旋桨的旋转方向反向，以产生与同一对同轴的螺旋桨中的另一螺旋桨的推力相反的推力。


3.根据权利要求1所述的UAV，其中在任何一对同轴的螺旋桨失效的情况下，最靠近失效的一对...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·梅塔，阿施施·巴特，
申请(专利权)人：意造科技私人有限公司，
类型：发明
国别省市：印度;IN