【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机，具体涉及一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台。
技术介绍
1、近年来，无人机(unmannedaerialvehicle，uav)由于其小巧的机身、卓越的敏捷性和强大的机动性而受到极大的关注。四旋翼作为无人机的代表之一，已广泛应用于精准农业、军事侦察、航空摄影、智慧交通和灾害响应等领域。然而，随着无人机作业任务的日益复杂化，对其平台的要求也越来越高。特别地，对自主、敏捷四旋翼飞行的研究不断将平台推向更高的速度和敏捷性。
2、利用四旋翼的机动特性，以非常高的速度敏捷穿越具有挑战性、障碍物丰富的区域，这对于在复杂环境中执行时间紧迫的任务至关重要。而且，随着高机动无人机逐渐成为对抗反制、区域突防的主流平台，高机动无人机的研制得到了各大高校和科研团队的重视。
3、为了取得令人满意的机动性能，现有平台设计主要遵循两条路线：1)通过仅对飞控和航电系统的基本保留以及采用轻材质机架，实现飞行平台的整体减重，以5寸穿越机为代表。但此类平台由于布局约束或动力匹配已最优，导致外拓模块不易加装或加装后的机动性能大幅下降，禁锢无人机功能的二次开发，以及削弱平台的适用性。2)为了满足二次开发的需求，平台研制往往采用较大的机架，以满足任务计算机或应用传感器的加装，但此类大平台将牺牲系统的敏捷性为代价。
4、因此，如何设计一款兼具机动性和易拓性的高速、敏捷空中机器人平台，是各项科研任务开展前所需解决的首要问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，包括：
4、机架；
5、悬臂，所述悬臂与机架固定连接，所述悬臂为四个、且沿机架对称式设置，不相邻的两个所述悬臂的中轴线相互平行、且不共线；
6、位于所述机架前端的两个悬臂的中轴线的交叉点为交叉点a，所述交叉点a位于机架的前端；
7、位于所述机架右侧的两个悬臂的中轴线的交叉点为交叉点b，所述交叉点b位于机架的左方；
8、电机，所述电机安装于悬臂的自由端，所述电机的输出轴安装有螺旋桨；
9、四个所述电机的几何中心与机架的几何中心重合。
10、进一步限定，所述悬臂的自由端还安装有支撑腿。这样的结构设计，通过在悬臂上设置支撑腿，以支撑腿和悬臂共同构成起落架，相对于在相同位置设置独立的起落架对机器人平台进行支撑，可减小支撑部件的数量，进而减小机器人平台的整体重量；而相对于采用相同的支撑腿直接安装在机架上，即多个支撑腿向内集中的安装方式，可增强地面对机器人平台，于降落后的支撑的平稳性，实用性较强。
11、进一步限定，所述机架上安装有电池，所述电池位于机架的上方。这样的结构设计，通过电池上置的方式，实现电池的安装，可使得机器人平台整体的重心尽可能地靠近螺旋桨所在的平面，提升机器人平台的实飞易操作性，实用性较强。
12、进一步限定，所述机架包括顶板、底板和支撑架，所述支撑架位于顶板和底板之间、且与顶板和底板可拆卸连接。这样的结构设计，以顶板和底板构成部件的安装主体，以支撑架撑开顶板和底板之间的安装空间，以“三明治”式包络结构，实现多模块的紧凑安装、并供附属部件走线使用，满足易走线、易安装且强刚度需求，实用性较强。
13、进一步限定，所述支撑架呈矩形、且分别与顶板和底板卡接。这样的结构设计，通过呈矩形的支撑架分别与顶板、底板的卡接，完成支撑架与顶板、底板之间的可拆卸连接，结构简单，安装方便，实用性较强。
14、进一步限定，所述顶板和底板于悬臂对应位置均固定设有支板，相互对应的两个支板之间卡设有固定机构，所述悬臂卡设在固定机构内。这样的结构设计，通过支板和固定机构的相互配合，以固定机构对悬臂的夹持，完成悬臂与机架之间的固定连接，结构简单，实用性较强。
15、进一步限定，每个所述固定机构均包括前后两个固定组，每个所述固定组均包括上下两个固定块，所述悬臂卡设在两个固定块之间，所述支板和固定块上均开设有过孔，所述过孔内穿设有固定螺栓，所述固定螺栓穿过过孔螺接有螺母。这样的结构设计，通过固定螺栓与过孔的相互匹配，实现固定机构与机架在水平面上的定位，再以固定螺栓与螺母配合的方式，对固定块进行挤压，进而将固定块挤压在悬臂上，完成悬臂与机架之间的固定连接，结构简单，拆装方便。
16、进一步限定，所述顶板的前端固定安装有加强板，所述加强板上固定安装有云台。这样的结构设计，通过加强板对云台安装在顶板上的位置进行结构强度的加强，可避免顶板因云台重量过大而造成的顶板弯曲的问题，实用性较强。
17、进一步限定，所述机架上还安装有与任务计算机信号连接的测距模块、飞控减振台、电调、图数传输机构、gps支架，所述图数传输机构连接有遥控器接收机。
18、采用上述技术方案的专利技术，具有如下优点：
19、1、通过悬臂的对称式，不相邻的两个悬臂相互平行、且不共线的设置，并利用各个悬臂相互之间的交叉点的偏移，使得在不改变各个电机的输出轴相互之间距离的情况下，让出机架中部的位置，既可增强无人机的可拓展性，也可降低悬臂的长度尺寸，从而降低机器人的整体重量，实用性较强；
20、2、通过在悬臂上设置支撑腿，以支撑腿和悬臂共同构成起落架，相对于在相同位置设置独立的起落架对机器人平台进行支撑，可减小支撑部件的数量，进而减小机器人平台的整体重量；而相对于采用相同的支撑腿直接安装在机架上，即多个支撑腿向内集中的安装方式，可增强地面对机器人平台，于降落后的支撑的平稳性，实用性较强；
21、3、通过电池上置的方式，实现电池的安装，可使得机器人平台整体的重心尽可能地靠近螺旋桨所在的平面，提升机器人平台的实飞易操作性，实用性较强；
22、4、以顶板和底板构成部件的安装主体，以支撑架撑开顶板和底板之间的安装空间，以“三明治”式包络结构，实现多模块的紧凑安装、并供附属部件走线使用，满足易走线、易安装且强刚度需求，实用性较强；
23、5、通过呈矩形的支撑架分别与顶板、底板的卡接，完成支撑架与顶板、底板之间的可拆卸连接，结构简单，安装方便，实用性较强；
24、6、通过固定螺栓与过孔的相互匹配，实现固定机构与机架在水平面上的定位，再以固定螺栓与螺母配合的方式，对固定块进行挤压，进而将固定块挤压在悬臂上，完成悬臂与机架之间的固定连接，结构简单，拆装方便。
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1.一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述悬臂(2)的自由端还安装有支撑腿(21)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述机架(1)上安装有电池(4)，所述电池(4)位于机架(1)的上方。
4.根据权利要求1所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述机架(1)包括顶板(11)、底板(12)和支撑架(13)，所述支撑架(13)位于顶板(11)和底板(12)之间、且与顶板(11)和底板(12)可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述支撑架(13)呈矩形、且分别与顶板(11)和底板(12)卡接。
6.根据权利要求4所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述顶板(11)和底板(12)于悬臂(2)对应位置均固定设有支板(220)，相互对应的两个支板(220)之间卡设有固定
7.根据权利要求6所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：每个所述固定机构均包括前后两个固定组，每个所述固定组均包括上下两个固定块(22)，所述悬臂(2)卡设在两个固定块(22)之间，所述支板(220)和固定块(22)上均开设有过孔，所述过孔内穿设有固定螺栓，所述固定螺栓穿过过孔螺接有螺母。
8.根据权利要求4所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述顶板(11)的前端固定安装有加强板(410)，所述加强板(410)上固定安装有云台(41)。
9.根据权利要求1所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述机架(1)上还安装有与任务计算机(45)信号连接的测距模块(42)、飞控减振台(43)、电调(44)、图数传输机构(46)、GPS支架(47)，所述图数传输机构(46)连接有遥控器接收机。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述悬臂(2)的自由端还安装有支撑腿(21)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述机架(1)上安装有电池(4)，所述电池(4)位于机架(1)的上方。
4.根据权利要求1所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述机架(1)包括顶板(11)、底板(12)和支撑架(13)，所述支撑架(13)位于顶板(11)和底板(12)之间、且与顶板(11)和底板(12)可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述支撑架(13)呈矩形、且分别与顶板(11)和底板(12)卡接。
6.根据权利要求4所述的一种适用于高敏机动飞行的灵动空中机器人平台，其特征在于：所述顶板(11)和底板(12)于悬臂(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：江涛，张豪，丁鑫，苏晓杰，马铁东，田羽锋，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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