CN104986328A - 多油机驱动变桨距多旋翼飞行器 - Google Patents
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Abstract
一种多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，包括机体和机架，其中机架安装在机体上，所述的机架包括机臂和油机动力单元，其中机臂为四个，两两相对接组成的十字型机架，油机动力单元安装在每一个机臂的端部；所述的机体包括上中心板、下中心板、油箱、控制系统，所述的上中心板位于十字机架上面，所述的下中心板位于十字机架下面，控制系统位于上中心板上面，油箱位于下中心板下面。本发明的有益效果：通过多油机驱动的结构，不仅极大地延长了多旋翼飞行器的续航时间和载重量，通过舵机和变桨距装置调节油门，使得拉力随桨矩变化，线性好，容易控制，规避了油机反应慢的问题。
Description
技术领域
本发明涉及多旋翼飞行器的结构设计和飞行控制。特别是涉及多油机驱动变桨距多旋翼飞行器。
背景技术
具有垂直起降、灵活高效和安全性高等性能的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，较之以往的多旋翼飞行器，具有大载重和长航时的优势，显著拓宽了其应用范围。在农林植保、航空摄影、航空监测、数据中继、复杂地形垂直运输、电力巡线、电力施工等多个民用领域都有广阔的应用前景。
目前多旋翼飞行器大多采用电池驱动，由于单位质量电池所能存储的能量远小于汽油等化石燃料，所以目前多旋翼飞行器的飞行时间和负载量都十分有限，这极大地限制了多旋翼飞行器的应用领域和发展，尤其不能满足目前多个应用领域对载重量和航时要求量日益增多的趋势。
另一方面，虽然有部分旋翼飞行器使用油机作为动力源，但是普遍不能解决油机控制反应慢的劣势，这也是油机动力多旋翼飞行器发展受到限制的原因之一。
现有的可变距飞行器都是单机驱动，这也限制了可变距飞行器的航时和载重量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，以达到延长多旋翼飞行器的续航时间、增加载重量的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器的目的。
本发明所采用的技术方案是：多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，包括机体和机架，其中机架安装在机体上，所述的机架包括机臂和油机动力单元，其中机臂为四个，两两相对接组成的十字型机架，油机动力单元安装在每一个机臂的端部；所述的机体包括上中心板、下中心板、油箱、控制系统，所述的上中心板位于十字机架上面，所述的下中心板位于十字机架下面，控制系统位于上中心板上面，油箱位于下中心板下面。
所述的油机的电源的输入端连接控制系统的输出端。
所述的油机动力单元包括发动机支座、油机、联轴器、传动轴支架、传动轴、齿轮箱、螺旋桨主轴、舵机、变距机构和旋翼；发动机支座固定在机臂上，油机设置在发动机支座上，联轴器连接油机，传动轴连接在联轴器，传动轴支架和齿轮箱均连接在传动轴，螺旋桨主轴连接在齿轮箱，舵机和变距机构连接在螺旋桨主轴，旋翼连接在变距机构。
所述的油机的电源输入端电连接控制系统的输出端。
所述的旋翼的叶片为对称翼型。
所述的控制系统包括有飞行控制单元和电子调速器。所述的飞行控制单元的信号输出端连接电子调速器的信号输入端，所述的电子调速器的输出驱动信号连接油机动力单元中的油机。
所述的飞行控制单元包括处理器，惯性测量模块、数据收发模块和地面站实时显示单元，惯性测量模块、数据收发模块、地面站实时显示单元的输出端均连接处理器的输入端，
所述处理器的输出信号连接电子调速器。
所述的油机为二冲程的汽油发动机，所述的油机的电源的输入端连接控制系统的输出端。
所述的机臂上设置有具有缓冲作用的起落架。
所述的机臂为中空结构，所述中空结构内置有连接在电子调速器与油机之间的导线。
本发明的有益效果：通过多油机驱动的结构，不仅极大地延长了多旋翼飞行器的续航时间和载重量，通过舵机和变桨距装置调节油门，使得拉力随桨矩变化，线性好，容易控制，规避了油机反应慢的问题。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的传动结构示意图；
图中1：机体，2：机臂，3.起落架，4. 发动机支座，5.油机，6.联轴器，7.传动轴支架，8.传动轴，9.齿轮箱（减速器），10.螺旋桨主轴，11.舵机，12.变距机构，13.旋翼。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器做出详细说明。
为了拓展多旋翼飞行器的应用领域，延长多旋翼飞行器的续航时间，增加其载重量，本发明提出多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，该飞行器在飞行时是由油机直接提供动力，通过飞行控制系统对动力单元进行转速控制，从而实现对多旋翼飞行器的姿态控制。
如图1和2所示，多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，包括机体1和机架，其中机架安装在机体1上，所述的机架包括机臂2和油机动力单元，其中机臂2为四个，两两相对接组成十字型机架，油机动力单元安装在每一个机臂2的端部；所述的机体1包括上中心板、下中心板、油箱和控制系统，所述的上中心板位于十字型机架上面，所述的下中心板位于十字型机架下面，控制系统位于上中心板上面，油箱位于下中心板下面。
所述的油机动力单元包括发动机支座4、油机5、联轴器6、传动轴支架7、传动轴8、齿轮箱9、螺旋桨主轴10、舵机11、变距机构12和旋翼13；发动机支座4固定在机臂2上，油机5设置在发动机支座4上，联轴器6连接油机5，传动轴8连接在联轴器6，传动轴支架7和齿轮箱9均连接在传动轴8，螺旋桨主轴10连接在齿轮箱9，舵机11和变距机构12连接在螺旋桨主轴10，旋翼13连接在变距机构12，本实施例中油机5为二冲程的汽油发动机，其电源的输入端连接控制系统的输出端。
所述的油机5的电源输入端电连接控制系统的输出端。
所述的旋翼13的叶片为对称翼型。
所述的控制系统包括有飞行控制单元和电子调速器。所述的飞行控制单元的信号输出端连接电子调速器的信号输入端，所述的电子调速器的输出驱动信号连接油机动力单元中的油机。
所述的飞行控制单元包括处理器，惯性测量模块、数据收发模块和地面站实时显示单元，惯性测量模块、数据收发模块、地面站实时显示单元的输出端均连接处理器的输入端。
所述处理器的输出信号连接电子调速器。
所述的机臂2上设置有具有缓冲作用的起落架3。
本实施例中所述的惯性测量模块可以采用型号为ADIS 16488A的惯性测量模块。所述的处理器型号为STM32F405RaT6的处理器，在该处理器中写入常规飞行控制程序即可实现。所述的数据收发模块采用型号为Xbee的模块。
所述的机臂2为中空结构，所述中空结构内置有连接电子调速器与油机5之间的导线，从而使整机外部没有导线，整体简洁、安全。
上述实例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，
对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。而由此引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于: 多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，包括机体和机架，其中机架安装在机体上，所述的机架包括机臂和油机动力单元，其中机臂为四个，两两相对接组成十字型机架，油机动力单元安装在每一个机臂的端部；所述的机体包括上中心板、下中心板、油箱和控制系统，所述的上中心板位于十字型机架上面，所述的下中心板位于十字型机架下面，控制系统位于上中心板上面，油箱位于下中心板下面。
2.根据权利要求1所述的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于: 所述的油机动力单元包括发动机支座、油机、联轴器、传动轴支架、传动轴、齿轮箱、螺旋桨主轴、舵机、变距机构和旋翼；发动机支座固定在机臂上，油机设置在发动机支座上，联轴器连接油机，传动轴连接联轴器，传动轴支架和齿轮箱均连接传动轴，螺旋桨主轴连接齿轮箱，舵机和变距机构连接螺旋桨主轴，旋翼连接变距机构。
3.根据权利要求2所述的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于:所述的油机电源输入端电连接控制系统的输出端。
4.根据权利要求2所述的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于: 所述的油机为二冲程的汽油发动机。
5.根据权利要求2所述的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于: 所述的旋翼的叶片为对称翼型。
6.根据权利要求1所述的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于: 所述的控制系统包括有飞行控制单元和电子调速器；所述的飞行控制单元的信号输出端连接电子调速器的信号输入端，所述的电子调速器的输出驱动信号连接油机动力单元中的油机。
7.根据权利要求6所述的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于: 所述的飞行控制单元包括处理器，惯性测量模块、数据收发模块和地面站实时显示单元；惯性测量模块、数据收发模块、地面站实时显示单元的输出端均连接处理器的输入端。
8.根据权利要求7所述的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于: 所述处理器的输出信号连接电子调速器。
9.根据权利要求1所述的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于: 所述的机臂上设置有具有缓冲作用的起落架。
10.根据权利要求1所述的多油机驱动变桨距多旋翼飞行器，其特征在于:所述的机臂为中空结构，所述中空结构内置有连接在电子调速器与油机之间的导线。
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