一种无人机防倾斜的方法技术

本发明专利技术公开一种无人机防倾斜的方法，本发明专利技术升空的过程，通过四个电机等速转动，使四个横轴上的产生大小相等，且合力竖直向上的升力，保证该装置产生总的合力F克服该装置的重力，实现平稳升空；该装置进行巡航、加速过程，通过同时调整伸缩杆伸缩程度和电机转速，使该装置轴线重合的两个横轴竖直向上的分力相等，进而实现装置两侧受力达到相等，避免机身发生倾斜；外力引起机身倾斜时，影响发生倾斜时，横轴内的配重块在横轴的空腔内滑动，压缩弹簧，使配重块上的摩擦片与限速盘接触，通过摩擦片和限速盘之间的摩擦阻力，左横轴上的电机转速降低，使机身上存在与倾斜角度相反的力矩，带动机身向机身倾斜的反方向转动，使机身克服外力恢复平衡。力恢复平衡。力恢复平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机防倾斜的方法


[0001]本专利技术涉及无人机
，特别涉及一种防止无人机倾斜的方法。

技术介绍

[0002]农用无人机通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，但是在遇到外界气流干扰，无人机变向、加速、减速等过程中，机身会发生倾斜，导致打药箱内农业发生晃动，影响无人机飞行的稳定性，严重时有坠机风险。
[0003]常规无人机变向、加速、减速等过程，利用不同旋翼产生的速度差，使机身主动倾斜，进而使旋翼产生的升力与竖直方向形成一定夹角，使升力存在水平方向上的分力，利用水平方向分力实现变向、加速、减速等过程，因此不可避免的会引起打药箱内液体发生晃动，虽然液体晃动幅度较小，但是还会影响无人机飞行的稳定性，遇到外界气流干扰时，机身发生非主动倾斜，会引起机身剧烈晃动，需要操作员较高的操作技术才能控制好无人机飞行的稳定性，为了提升无人机的稳定性，现有技术通过对打药箱进行改进，通过防止药液的晃动避免药液对机身稳定性的影响，无法直接解决无人机变向、加速、减速等过程、外界气流干扰引起的机身倾斜，现有技术CN201910583776 公开一种矢量倾转的共轴双旋翼无人机的动力结构上而下由上旋翼桨叶锁死机构、上旋翼桨叶、上电机、上电机座垫片、电机支架、下电机座垫片、下电机、下旋翼桨叶、下旋翼桨叶锁死机构组成，通过两个无刷直流电机对称安装在无人机左右的上下两侧，并反向旋转，实现双旋翼机构，大大简化了传统复杂的机械共轴双旋翼机构，虽然对提升无人机机身稳定性有一定效果，但是依旧无法直接解决无人机变向、加速、减速等过程、外界气流干扰引起的机身倾斜问题，严重的甚至导致无人机转向甚至坠机，因此为了提升无人机稳定性，需要对现有技术进一步改进。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种技术方案：一种无人机防倾斜的方法，所述无人机包括机身、四个支腿、四个横轴，支腿和横轴分别固定在机身上下边缘上，且四个支腿和四个横轴呈相间米字形分布；机身内设置有控制装置、打药箱，且机身下侧设置有用于喷洒农药的喷嘴，喷嘴与打药箱连通；横轴远离机身的一端固定有电机，电机与控制装置信号连接，轴线位于同一直线上的两个横轴上的电机的转轴中轴线形成倒八形的夹角，横轴内部设置有限速装置，电机转轴的下端部位穿过横轴内的限速装置，电机转轴上下两端分别设有上旋翼和下旋翼，且电机转轴下端通过联轴器与下旋翼的转轴连接，电机的转轴上端通过万向接头与上旋翼的转轴连接，上旋翼的转轴上转动套接有套筒，套筒侧面铰接有伸缩杆，且伸缩杆另一端与横轴铰接，伸缩杆与控制装置信号连接。
[0005]限速装置包括限速盘、配重块、摩擦片和弹簧，限位盘固定在横轴内的电机转轴上，配重块一端设有通孔，且限速盘位于配重块一端的通孔内，配重块通孔孔径大于限速盘直径，配重块通孔内侧设置有摩擦片，配重块在横轴内的空腔内滑动，且配重块靠近机身的一侧通过弹簧与横轴空腔靠近机身的一端连接，且配重块另一端与横轴空腔远离机身一端
接触。
[0006]无人机飞行过程，在向左或向右飞行的过程中，前、后电机8不需要调整，因此向左飞行过程中，仅对左、右电机8进行分析，左、右电机8带动上旋翼7和下旋翼9转动产生的合力分别为F1、F2，左、右上旋翼7产生的作用力为f1、f3，左、右下旋翼7产生的作用力为f2、f4，a为f2与水平面的夹角0<a<90度，b为f1与水平面的夹角90<b<180度，e为F1与水平面的夹角，0<e<180度，c为f4与水平面之间的夹脚，且90<c<180度，d为F2与水平面的夹脚，0<d<180 度，f1、f2、f3、f4、F1、F2水平分量均以向右为正方向。
[0007]无人机的飞行姿态通过控制伸缩杆6的伸缩和电机8的转速实现，为了保持机身1始终处于水平，避免晃动，伸缩杆6和电机8需要协同控制，且控制的基本原则为，伸缩杆6伸缩引起f1方向发生变化时，同时增大电机8，使f1和f2的合力F1竖直方向的分力保持不变；向左飞行，具体为：根据力的合成原理平行四边形定则可知，该装置左电机8带动上旋翼7和下旋翼9转动产生合力F1竖直方向分力 F1sine＝f2sina+f1sinb，该装置右电机8带动上旋翼7和下旋翼9转动产生合力F2sind＝f3+f1sinc，在向左飞行的过程中，为了使该装置在飞行过程中总的力矩为零而保持水平，伸长左横轴5上的伸缩杆引起 f1与水平面的夹角b变大时，需要通过增大左电机8的转速，使f1、 f2变大，使左电机8带动上旋翼7和下旋翼9转动产生合力F1竖直方向分力确保F1sine＝F2sind，此时F1和F2水平方向分力为 F1cose+F2cosd，且F1cose+F2cosd＝f1cosb+f2cosa+f4cosc，此时由于 F1sine＝F2sind，180-e>d,故F1cose<F2cose,即F1和F2水平方向分力 F1cose+F2cosd方向为向左，实现该装置向左飞行。
[0008]无人机向左移动过程时受到外力影响向右倾斜的情况下，在重力的作用下，左横轴5内的配重块12在左横轴5的空腔内滑动，压缩弹簧14，使配重块12上的摩擦片13与限速盘10接触，通过摩擦片 13和限速盘10之间的摩擦阻力，使左横轴5上的电机8转速降低， F1减小，F2大小不变，即f1和f2减小，f3和f4大小不变，因此F1 垂直于机身1上平面的分力小于和F2垂直于机身1上平面的分力，由于此时f1和f3垂直于机身1的上平面，因此，F1垂直于机身1 上平面的分力和F2垂直于机身1上平面的分力分别是f2和f4垂直于机身1方向的分力，使机身1存在逆时针方向的力矩，带动机身1 逆时针转动，直到机身1克服外力恢复平衡，左横轴5内的配重块 12在弹簧14弹力的作用下，恢复到原位，直到配重块12与横轴5 空腔远离机身1一端接触，摩擦片13与限速盘10分离，左横轴5上的电机8转速恢复，重新达到F1和F2合力方向竖直向上，机身1 保持水平。
[0009]作为优选：所述支腿下端设置有圆形的支脚，方便停留在地面上。
[0010]作为优选：所述套筒上下两侧的上旋翼的转轴上设置有限位凸起结构，防止套筒在上旋翼的转轴上滑动。
[0011]作为优选：所述限速盘侧面设置有防滑纹路。
[0012]作为优选：所述摩擦片采用石棉加黏结剂和填料模压而成。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术升空的过程，通过四个电机等速转动，使四个横轴上的产生大小相等，且合力竖直向上的升力，保证该装置产生总的合力F克服该装置的重力，实现平稳升空；该装置进行巡航、加速过程，通过同时调整伸缩杆伸缩程度和电机转速，使该装置轴线重合的两个横轴竖直向上的分力相等，进而实现装置两侧受力达到相等，避免机身发生倾斜；外力引起机身倾斜时，影响发生倾斜时，横轴内的配重块
在横轴的空腔内滑动，压缩弹簧，使配重块上的摩擦片与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机防倾斜的方法，其特征在于，所述无人机包括机身、四个支腿、四个横轴，其特征在于：所述支腿和横轴分别固定在机身上下边缘上，且四个支腿和四个横轴呈相间米字形分布；机身内设置有控制装置、打药箱，且机身下侧设置有喷嘴，喷嘴与打药箱连通；横轴远离机身的一端固定有电机，电机与控制装置信号连接，轴线位于同一直线上的两个横轴上的电机的转轴中轴线形成倒八形的夹角，横轴内部设置有限速装置，电机转轴的下端部位穿过横轴内的限速装置，电机转轴上下两端分别设有上旋翼和下旋翼，且电机转轴下端通过联轴器与下旋翼的转轴连接，电机的转轴上端通过万向接头与上旋翼的转轴连接，上旋翼的转轴上转动套接有套筒，套筒侧面铰接有伸缩杆，且伸缩杆另一端与横轴铰接，伸缩杆与控制装置信号连接，所述限速装置包括限速盘、配重块、摩擦片和弹簧，限位盘固定在横轴内的电机转轴上，配重块一端设有通孔，且限速盘位于配重块一端的通孔内，配重块通孔孔径大于限速盘直径，配重块通孔内侧设置有摩擦片，配重块在横轴内的空腔内滑动，且配重块靠近机身的一侧通过弹簧与横轴空腔靠近机身的一端连接，配重块另一端与横轴空腔远离机身一端接触，无人机在向左或向右飞行的过程中，前、后电机8不需要调整，因此向左飞行过程中，仅对左、右电机8进行分析，左、右电机8带动上旋翼7和下旋翼9转动产生的合力分别为F1、F2，左、右上旋翼7产生的作用力为f1、f3，左、右下旋翼7产生的作用力为f2、f4，a为f2与水平面的夹角0<a<90度，b为f1与水平面的夹角90<b<180度，e为F1与水平面的夹角，0<e<180度，c为f4与水平面之间的夹脚，且90<c<180度，d为F2与水平面的夹脚，0<d<180度，f1、f2、f3、f4、F1、F2水平分量均以向右为正方向；无人机的飞行姿态通过控制伸缩杆6的伸缩和电机8的转速实现，为了保持机身1始终处于水平，避免晃动，伸缩杆6和电机8需要协同控制，且控制的基本原则为，伸缩杆6伸缩引起f1方向发生变化时，同时增大电机8，使f1和f2的合力F1竖直方向的分力保持不变。2.根据权利要求1所述的一种无人机防倾斜的方法，其特征在于：无人机向左飞行，具体为：根据力的合成原理平行四边形定则可知，该装置左电机8带动上旋翼7和下旋翼9转动产生合力F...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨嘉，
申请(专利权)人：王晨嘉，
类型：发明
国别省市：