CN105059526B - 一种滑竿式的轻型四旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，整体呈包裹式倾斜十字型设计，包括交叉双十字支架机臂、护圈防架、旋翼端模块和主体机身台，其中旋翼端模块包括螺旋桨、无刷电机和固定底座；机臂十字端的四个旋翼端模块的布局结构相同，在保证旋翼旋转和飞行良好的情况下，四个旋翼端模块实现了在双十字机臂杆上的沿杆所在方向的前后滑动；主体机身台是正方形的，在其上面搭载云台、自驾仪、电池、GPS模块等设备，交叉十字支架机臂对称的安装在机身台四边的边缘侧面，通过主体机身台四角的螺纹旋转固定；护圈防架采用了全包裹式的防护，螺旋桨为三叶式十字形分布的螺旋桨；支架机臂内设有线路管道；无人机的机身材料采用碳纤维构成，有效的减轻了无人机的重量。

Description

一种滑竿式的轻型四旋翼无人机

技术领域

本发明涉及一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，特别涉及到四旋翼无人机设计的技术领域。

背景技术

四旋翼无人机的对称结构是一种最简单和最直观的无人机稳定控制形式，相比于其他无人机飞行更加平稳、能在悬停、侧飞和倒飞等飞行状态之间进行迅速切换，起降性能和机动性能良好，通常四旋翼无人机采用四个旋翼作为飞行的直接动力源，旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向的支架末端，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。目前，四旋翼无人机的结构和样式发展越来越多样性，许多新式的轻巧的构造对于无人机的发展方向提供了广阔的思路，在四旋翼无人机的应用领域方面进行了细分和扩展。

发明内容

本发明采用的技术方法在于提出一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，对四旋翼无人机的四轴结构的多样式和新颖性方面进行了设计。

为达到此目的，提出以下解决方案：

一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，整体呈包裹式倾斜十字型设计，包括交叉双十字支架机臂、护圈防架、旋翼端模块和主体机身台，其中旋翼端模块包括螺旋桨、无刷电机和固定底座；所述四旋翼无人机采用标准化设计，机臂十字端的四个旋翼端模块的布局结构相同，设备部件安装全部采用卡槽对接和螺纹旋转，在保证旋翼旋转和飞行良好的情况下，四个旋翼端模块实现了在双十字机臂杆上的沿杆所在方向的前后滑动，在机臂上的滑动长度范围为所选旋翼直径的一半长。

所述交叉双十字支架机臂一共为两对，相互垂直，主体机身台左右两侧的机臂为一对一体结构，主体机身台前后两侧的机臂为一对一体结构，每对机臂是由两个平行等长的支架管穿过主体机身台侧面边缘，垂直的安装在主体机身台上的。

所述主体机身台是正方形的，在其正上方通过固定卡槽用于安装电池、GPS模块，在其正下方通过螺纹孔用于搭载云台、自驾仪等设备，交叉十字支架机臂对称的安装在机身台四边的边缘侧面，通过主体机身台四角的螺纹旋转固定。

进一步的，所述护圈防架采用了全包裹式的防护，避免了十字支架机臂的末端存在机身晃动的隐患，护圈防架和主体机身台处于同一水平面，有效的减少了气流对内部设备部件的水平气流影响，提高了无人机结构的紧凑性和平衡性，保护了无人机的螺旋桨。

进一步的，所述滑动卡件的移动采用可量测的刻度柱，通过滑动卡件的移动实现了四旋翼无人机机身的气动布局的调整，同时对调整的无人机的优化结构的信息在自驾仪的飞控系统中进行了记录。

进一步的，所述四个旋翼端模块与滑动卡件通过固定底座固定连接，在固定底座上安装有四个独立的无刷电机驱动，电机上端安装有三叶螺旋桨，实现空中六个自由度的飞行，提高了四旋翼无人机设备的稳定性和控制精度。

优选的，所述交叉十字支架机臂内设有线路管道，避免由于旋翼模块的移动对线路产生影响。

优选的，无人机的机身材料采用碳纤维构成，有效的减轻了无人机的重量，提高无人机的载荷性能。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明的四旋翼无人机的机架由主体机身台和两对机臂组成，机臂结构创造性的采用了交叉双十字型设计，每对机臂是由两个平行等长的支架管穿过主体机身台侧面边缘，垂直的安装在主体机身台上的，新式的设计是对旋翼无人机机架设计的一次有利推进。

本发明的四旋翼无人机的机架上的旋翼模块创造性的实现了可滑动设计，是对旋翼无人机在气动布局方面的一次有益尝试，滑动式的设计对旋翼无人机的最佳的气动布局提供了优化的数据依据；同时，在旋翼无人机采用其它材料制作时，实现了在采用此材料的情况下的最佳的螺旋桨的位置布局，特别的，在无人机采用不同材料时，改进材料对无人机载荷性能的影响方面，提供了有利的参考。

全包裹式的护圈防架的四旋翼无人机，有效的避免了外部物体进入旋翼内部对其旋转造成影响，同时护圈防架对无人机的整体结构进行了保护，避免了十字支架机臂的末端存在的机身晃动，通过护圈防架的外围结构的连接，提高了无人机的布局结构的紧凑性和稳定性，使得无人机外形上达到一个有机的整体。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的四旋翼无人机的结构俯视图。

图2是本发明的四旋翼无人机的结构侧视图。

图中1.主体机身台，2.无刷电机，3.护圈，4.支架机臂，5.滑动卡件，6.刻度限制环，7.柱形刻度尺，8.固定底座，9.机身防架，10.主体机身台固定孔。

具体实施方式

以下结合附图作对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明：

本发明作为一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，是对四旋翼无人机的四轴结构的多样式和新颖性方面进行了设计，主要用于搭载航拍设备。

在图1所示实施例中，轻型四旋翼无人机整体呈包裹式倾斜十字型设计，包括交叉双十字支架机臂(4)、护圈(3)、旋翼端模块和主体机身台(1)，主体机身台(1)是正方形的，在其正上方通过固定卡槽用于安装电池、GPS模块，在其正下方通过螺纹孔用于搭载云台、自驾仪等设备；支架机臂(4)是由两个平行等长的支架管穿过主体机身台(1)侧面边缘，相互垂直的安装在主体机身台上(1)的，通过主体机身台四角的主体机身台固定孔(10)螺纹旋转固定；在支架机臂(4)的末端和机身防架(9)进行无缝对接固定，用于加固支架机臂(4)结构的稳定性；所述护圈(3)用于连接四个机身防架(9)，提高整个无人机的结构的紧凑性和保护三叶螺旋桨。

在图2所示实施例中，轻型四旋翼无人机的旋翼端模块包括三叶螺旋桨、无刷电机(2)和固定底座(8)，四个旋翼端模块的结构和布局相同；三叶螺旋桨安装于无刷电机(2)顶端，两者通过固体胶粘合在固定底座(8)上，固定底座(8)由前后两片滑动卡件(5)固定；在支架机臂(4)上绑定有刻度限制环(6)，用于对滑动卡件(5)前后滑动时的限制，在支架机臂(4)上有柱形刻度尺(7)，通过移动滑动卡件(5)实现了旋翼端模块在支架机臂(4)上的可量测的移动。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明保护范围包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，包括交叉双十字支架机臂(4)、护圈(3)、旋翼端模块和主体机身台(1)，其特征在于整体呈包裹式倾斜十字型设计，主体机身台(1)是正方形的，在其正上方通过固定卡槽用于安装电池、GPS模块，在其正下方通过螺纹孔用于搭载云台、自驾仪等设备；

所述支架机臂(4)中，每组是由两个平行等长的支架管穿过主体机身台(1)侧面边缘，不同组之间相互垂直的安装在主体机身台(1)上；

所述旋翼端模块在支架机臂(4)上可滑动。

2.根据权利要求1所述的一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，其特征在于支架机臂(4)是通过主体机身台四角的主体机身台固定孔(10)旋转固定。

3.根据权利要求1所述的一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，其特征在于旋翼端模块包括三叶螺旋桨、无刷电机(2)和固定底座(8)，四个旋翼端模块的结构和布局相同；三叶螺旋桨安装于无刷电机(2)顶端，两者通过固体胶粘合在固定底座(8)上，固定底座(8)由前后两片滑动卡件(5)固定。

4.根据权利要求1或2所述的一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，其特征在于，支架机臂(4)的末端和机身防架(9)无缝对接固定，用于加固支架机臂(4)结构；护圈(3)用于连接四个机身防架(9)。

5.根据权利要求1或3所述的一种滑竿式的轻型四旋翼无人机，其特征在于支架机臂(4)上绑定有刻度限制环(6)，用于对滑动卡件(5)前后滑动时的限制，在支架机臂(4)上有柱形刻度尺(7)，通过移动滑动卡件(5)实现了旋翼端模块在支架机臂(4)上的可测量的移动。