工字形无人飞行器及其飞行控制方法技术

本发明专利技术公开了一种工字形无人飞行器及其控制方法，其涉及无人飞行器技术领域。所述工字形无人飞行器包括机身、前固定翼、后固定翼、设置在所述前固定翼的和所述后固定翼的远离所述机身的一端，为所述工字形无人飞行器提供升力的升力旋翼，所述前固定翼、所述后固定翼以及所述机身共同构成工字形结构，且位于所述机身同侧的升力旋翼旋转时的相隔最近点的速度指向所述机身。通过使位于所述机身同侧的升力旋翼旋转时的相隔最近点的速度指向所述机身，提高无人飞行器的转向效率。

【技术实现步骤摘要】
工字形无人飞行器及其飞行控制方法
本专利技术涉及无人飞行器
，具体涉及一种工字形无人飞行器及其飞行控制方法。
技术介绍
传统的多旋翼无人飞行器的飞行速度较慢，布局上以X形或者H形为主，旋翼转向的布局的方式对飞行器各部件的受力具有较大的影响，例如不当的旋翼转向布局方式会导致无人飞行器产生外向张力，该类飞行器的螺旋桨的转动方向的布局容易造成飞行器各部件受力方向与飞行器重心偏离，对于飞行器的飞行稳定性有较大影响，同时对组成部件的材料强度要求也较高。此外，当无人飞行器的旋翼采用H形或者工字形布局时，旋翼作用于机身的力矩不直接作用于飞行器的重心位置，在转向过程中所需的转向力较大，导致转向效率低下，不易于无人飞行器的操控。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的局限，本专利技术的目的在于重新对工字形无人飞行器的旋翼的转向进行控制，从而使工字形的无人飞行器的旋翼在旋转时产生的垂直于固定翼的力矩，提高无人飞行器巡航时的转向效率，提高无人飞行器的操控性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种工字形无人飞行器，其包括但不限于：机身，包括机身前段和机身后段；前固定翼，设置在所述机身前段的两侧面；后固定翼，设置在所述机身后段的两侧面；升力旋翼，设置在所述前固定翼的和所述后固定翼的远离所述机身的一端，为所述工字形无人飞行器提供升力；其中，所述前固定翼、所述后固定翼以及所述机身共同构成工字形结构，且位于所述机身同侧的升力旋翼旋转时的相隔最近点的速度指向所述机身。在本专利技术的一种实施方式中，所述机身前段能够围绕所述机身的长度方向的轴线相对所述机身后段扭转，使所述前固定翼相对所述后固定翼扭转。在本专利技术的一种实施方式中，所述升力旋翼之间不具有转速差时，所述工字形无人飞行器处于第一工作状态，所述机身前段相对所述机身后段的扭转角等于0度。在本专利技术的一种实施方式中，位于所述机身的相同侧边的升力旋翼之间具有转速差，且位于所述机身对角线方向的升力旋翼之间不具有转速差时，所述工字形无人飞行器处于第二工作状态，所述机身前段相对所述机身后段的扭转角大于0度。在本专利技术的一种实施方式中，设置在所述前固定翼的升力旋翼旋转时位于第一旋转平面，设置在所述后固定翼的升力旋翼旋转时位于第二旋转平面，所述第一旋转平面与第二旋转平面之间具有夹角。在本专利技术的一种实施方式中，在所述工字形无人飞行器沿铅垂方向进行垂直起飞或降落时，所述第一旋转平面与所述第二旋转的夹角等于0度。在本专利技术的一种实施方式中，在所述工字形无人飞行器进行水平转向时，所述第一旋转平面与所述第二旋转平面的夹角大于0度。在本专利技术的一种实施方式中，位于所述前固定翼的升力旋翼设置在所述前固定翼的上侧面。在本专利技术的一种实施方式中，位于所述后固定翼的升力旋翼设置在所述后固定翼的下侧面。在本专利技术的一种实施方式中，所述前固定翼形成开口朝向所述机身下侧的Λ形结构。在本专利技术的一种实施方式中，所述后固定翼形成开口朝向所述机身上侧的V形结构。在本专利技术的一种实施方式中，所述机身的后段的端部设有推力旋翼。本专利技术的实施方式的另一方面还提供了一种飞行控制方法，其应用于前文所述的工字形无人飞行器，所述方法包括但不限于：响应启动指令，控制所述升力旋翼旋转，并使位于所述机身同侧的升力旋翼旋转时的相隔最近点的速度指向所述机身；响应第一工作指令，控制所述升力旋翼处于第一工作状态，使所述升力旋翼之间不产生转速差，使所述工字形无人飞行器沿铅垂方向起降；响应第二工作指令，控制所述升力旋翼处于第二工作状态，使位于所述机身的相同侧边的升力旋翼之间产生转速差，且位于所述机身对角线方向的升力旋翼之间不产生转速差，控制所述工字形无人飞行器水平转向；响应巡航指令，控制所述工字形无人飞行器沿水平方向航行。在本专利技术的一种实施方式中，在所述第一工作状态，控制所述机身前段相对所述机身后段的扭转角等于0度。在本专利技术的一种实施方式中，在所述第二工作状态，控制所述机身前段相对所述机身后段的扭转角大于0度。本专利技术的工字形无人飞行器及其控制方法通过控制所述升力旋翼的转向，使位于机身相同侧边的相邻的所述升力旋翼旋转时旋翼上的相隔最近点的速度指向所述机身，并且，所述机身前段能够相对所述机身后段发生扭转，使工字形无人飞行器在转向时，设置于固定翼的所述升力旋翼能够产生的较大的偏航力矩，提高工字形无人飞行器转向的效率。附图说明图1是本专利技术的一种实施方式所涉及的工字型无人飞行器的立体视图；图2是本专利技术的一种实施方式所涉及的工字型无人飞行器的前视图；图3是本专利技术的一种实施方式所涉及的工字型无人飞行器的右视图；图4是本专利技术的一种实施方式所涉及的工字型无人飞行器的俯视图；图5是本专利技术的一种实施方式所涉及的飞行控制方法中的升力旋翼的旋转方向的示意图。具体实施方式为使本专利技术的实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的内容作进一步地详细描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术的实施方式，本领域普通技术人员在不脱离本专利技术实质的前提下所实现的所有其他实施方式，都属于本专利技术的保护范围。图1-图4示出了本专利技术的工字形无人飞行器的结构的示例性实施方式。如图示，工字形无人飞行器包括前固定翼1、后固定翼2、机身3、升力旋翼4以及推力旋翼5，其中，前固定翼1、后固定翼2和机身3共同构成工字形结构；机身3包括机身前段31和机身后段32，其中，前固定翼1设置在机身前段31的两侧面，其包括位于机身前段31的右侧的前右固定翼11和位于机身前段31的左侧的前左固定翼12；后固定翼2设置在机身后段32的两侧面，其包括位于机身后段32的右侧的后右固定翼21和位于机身后段32的左侧的后左固定翼22；升力旋翼分别设置在前固定翼1和后固定翼2的远离机身的一端，其用于为工字形无人飞行器提供垂直于水平方向的升力，其包括设置在前右固定翼11上侧面的第一升力旋翼41，设置在前左固定翼12上侧面的第二升力旋翼42，设置在后右固定翼21下侧面的第三升力旋翼43，设置在后左固定翼22下侧面第四升力旋翼44；推力旋翼5设置在机身3的后端，并为所述工字形无人飞行器提供推力，以使其能够沿水平方向飞行。在本实施方式中，机身3采用具有一定韧性的材料或设置为可扭转的结构，机身前段31和相对机身后段32产生扭转，以带动安装在机身前段31的前固定翼1相对安装在机身后段32的后固定翼2围绕机身3的长度方向的轴线产生扭转。在本实施方式中，前固定翼1设置在机身3的机身前段31且靠近下侧的位置，后固定翼2设置在机身3的机身后段32且靠近上侧的位置，从无人飞行器的前侧观察时(如图2所示)，前固定翼1形成开口朝向机身3下侧的Λ形结构，后固定翼2形成开口朝向机身3上侧的V形结构，通过这种设置方式可有效提高工字形无人飞行器结构稳定性。在本实施方式中，在升力旋翼4之间不具有转速差时，工字形无人飞行器处于第一工作状态(即沿铅垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工字形无人飞行器，其特征在于，包括：/n机身，包括机身前段和机身后段；/n前固定翼，设置在所述机身前段的两侧面；/n后固定翼，设置在所述机身后段的两侧面；/n升力旋翼，设置在所述前固定翼的和所述后固定翼的远离所述机身的一端，为所述工字形无人飞行器提供升力；/n其中，所述前固定翼、所述后固定翼以及所述机身共同构成工字形结构，且位于所述机身同侧的升力旋翼旋转时的相隔最近点的速度指向所述机身。/n

【技术特征摘要】
1.一种工字形无人飞行器，其特征在于，包括：
机身，包括机身前段和机身后段；
前固定翼，设置在所述机身前段的两侧面；
后固定翼，设置在所述机身后段的两侧面；
升力旋翼，设置在所述前固定翼的和所述后固定翼的远离所述机身的一端，为所述工字形无人飞行器提供升力；
其中，所述前固定翼、所述后固定翼以及所述机身共同构成工字形结构，且位于所述机身同侧的升力旋翼旋转时的相隔最近点的速度指向所述机身。


2.如权利要求1所述的工字形无人飞行器，其特征在于，所述机身前段能够围绕所述机身的长度方向的轴线相对所述机身后段扭转，使所述前固定翼相对所述后固定翼扭转。


3.如权利要求2所述的工字形无人飞行器，其特征在于，所述升力旋翼之间不具有转速差时，所述工字形无人飞行器处于第一工作状态，所述机身前段相对所述机身后段的扭转角等于0度。


4.如权利要求2所述的工字形无人飞行器，其特征在于，位于所述机身的相同侧边的升力旋翼之间具有转速差，且位于所述机身对角线方向的升力旋翼之间不具有转速差时，所述工字形无人飞行器处于第二工作状态，所述机身前段相对所述机身后段的扭转角大于0度。


5.如权利要求1所述的工字形无人飞行器，其特征在于，所述机身后段的端部设有推力旋翼。


6.如权利要求1所述的工字形无人飞行器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国乐，
申请(专利权)人：埃游科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44