CN105292468A - 多旋翼无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多旋翼无人飞行器，包括：飞行控制组件、机架、多个电机和多个螺旋桨，机架包括机体、多个支架和多个连接件，飞行控制组件设置在机体上，支架包括撑杆和摆杆，撑杆与机体连接，摆杆的一端通过连接件与撑杆活动连接，撑杆与摆杆之间的夹角为变化角度，电机连接至摆杆的另一端，螺旋桨与电机连接。本发明多旋翼无人飞行器的撑杆与摆杆之间的角度可以调节，实现螺旋桨与机体之间的倾斜角度调节。可根据具体飞行环境调整螺旋桨与机体之间的倾斜角度，能够适应各种不同的飞行环境，在各种飞行环境中都能够有效保持飞行的稳定性，具有适用范围广泛、飞行稳定性高的有益效果。

Description

多旋翼无人飞行器

技术领域

本发明涉及无人飞行器，具体地，涉及一种运行稳定的多旋翼无人飞行器。

背景技术

近年来，多旋翼无人飞行器成为新兴微小型无人机研究领域的热点之一。多旋翼无人飞行器具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活和安全性高的优点，可广泛应用于航拍、检测、搜救、勘查等领域。

多旋翼无人飞行器采用多个独立电机驱动，电机与机架连接，螺旋桨与电机连接。一般地，多旋翼无人飞行器的机架与机身设置在同一个平面内，并且，螺旋桨水平设置。因此，多旋翼无人飞行器的螺旋桨与机身平行设置，该种结构对外部干扰响应速度慢，调整平衡时间长。为克服上述缺陷，中国专利申请号201120275378.4的发明专利公开了一种多旋翼无人飞行器，该多旋翼无人飞行器的螺旋桨相对于飞行器主体倾斜一定角度设置，使外部干扰从产生到调整平衡的时间很短，增强了无人飞行器在外部干扰情况下运行的稳定性。但是，该多旋翼无人飞行器的螺旋桨与飞行器主体之间的倾斜角度为固定角度，螺旋桨与飞行器主体之间的倾斜角度无法根据具体的飞行环境进行调节，使得该多旋翼无人飞行器只能在与其倾斜角度适应的环境下才能达到最佳飞行效果，而一旦飞行环境发生变化，该多旋翼无人飞行器则无法达到最佳飞行效果，飞行不稳定。因此，该多旋翼无人飞行器只能适应单一的飞行环境，存在环境适应性差、飞行稳定性差的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多旋翼无人飞行器，以解决现有多旋翼无人飞行器存在的环境适应性差、飞行稳定性差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种多旋翼无人飞行器，包括：飞行控制组件、机架、多个电机和多个螺旋桨，机架包括机体、多个支架和多个连接件，飞行控制组件设置在机体上，支架包括撑杆和摆杆，撑杆与机体连接，摆杆的一端通过连接件与撑杆活动连接，撑杆与摆杆之间的夹角为变化角度，电机连接至摆杆的另一端，螺旋桨与电机连接。

优选地，连接件包括：簧片、销轴和拉紧件，销轴设置在靠近机体一侧分别与撑杆和摆杆连接，簧片设置在远离机体一侧分别与撑杆和摆杆连接，拉紧件设置在销轴和簧片之间，且拉紧件分别与撑杆和摆杆连接。

优选地，连接件包括：扇形块、销轴和插销，扇形块的圆心部设置在靠近机体一侧通过销轴分别与撑杆和摆杆连接，扇形块的圆弧端设置在远离机体一侧，且扇形块的下平面与摆杆连接，扇形块的圆弧端设置有多个定位孔，插销穿过定位孔与摆杆连接。

优选地，连接件包括：销轴、推杆、滑块和锁紧块，销轴设置在靠近机体一侧分别与撑杆和摆杆连接，滑块设置在远离机体一侧与撑杆套接连接，撑杆上设置有螺纹，锁紧块设置在滑块两侧与撑杆螺纹连接，推杆分别与摆杆和滑块连接。

优选地，连接件包括：销轴、主动小齿轮和从动半齿轮，从动半齿轮通过销轴分别与撑杆和摆杆连接，主动小齿轮设置在撑杆末端与撑杆连接，且主动小齿轮与从动半齿轮啮合连接。

优选地，连接件包括：销轴、螺纹杆、套筒和锁紧螺母，销轴设置在靠近机体一侧分别与撑杆和摆杆连接，套筒设置在远离机体一侧与撑杆连接，螺纹杆一端与摆杆连接，另一端穿过套筒，锁紧螺母设置在套筒两侧与螺纹杆螺纹连接。

优选地，连接件包括：销轴、调节件和拉紧件，销轴设置在靠近机体一侧分别与撑杆和摆杆连接，调节件包括活动连接的定滑块和动滑块，撑杆和摆杆上均设置有滑槽，定滑块与撑杆的滑槽连接，动滑块与摆杆的滑槽连接，拉紧件设置在远离机体一侧分别与撑杆和摆杆连接。

优选地，撑杆与摆杆之间的夹角角度变化范围为0-45°。

本发明多旋翼无人飞行器的撑杆与摆杆之间的角度可以调节，实现螺旋桨与机体之间的倾斜角度调节。在起飞前，可以先根据具体的飞行环境调节撑杆与摆杆之间的夹角角度，设置合适的螺旋桨与机体之间的倾斜角度，使倾斜角度与飞行环境适应，从而达到最佳的飞行效果。当风力较大时，调节摆杆向上，增大螺旋桨与机体之间的倾斜角度；当风力较小时，调节摆杆向下，减小螺旋桨与机体之间的倾斜角度。调节螺旋桨相对机体倾斜合适的角度后，螺旋桨产生的力分解为平衡重力的竖直分力和平衡外部干扰阻力的水平分力，水平分力能够迅速平衡外部干扰，缩短调整平衡的时间，保证飞行稳定。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该多旋翼无人飞行器的螺旋桨与机体之间的倾斜角度可以调节，可根据具体飞行环境调整螺旋桨与机体之间的倾斜角度，能够适应各种不同的飞行环境，在各种飞行环境中都能够有效保持飞行的稳定性，具有适用范围广泛、飞行稳定性高的有益效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明多旋翼无人飞行器的结构示意图；

图2为本发明实施例一的多旋翼无人飞行器撑杆与摆杆连接的结构示意图；

图3为本发明实施例二的多旋翼无人飞行器撑杆与摆杆连接的结构示意图；

图4为本发明实施例三的多旋翼无人飞行器撑杆与摆杆连接的结构示意图；

图5为本发明实施例四的多旋翼无人飞行器撑杆与摆杆连接的结构示意图；

图6为本发明实施例五的多旋翼无人飞行器撑杆与摆杆连接的结构示意图；

图7为本发明实施例六的多旋翼无人飞行器撑杆与摆杆连接的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

请参阅图1，一种多旋翼无人飞行器，包括：飞行控制组件1、机架、四个电机2和四个螺旋桨3，机架包括机体4、四个支架5和四个连接件6，飞行控制组件1包括飞行控制器和惯性测量模块等，飞行控制组件1设置在机体4上，支架5包括撑杆501和摆杆502，撑杆501与机体4连接，摆杆502的一端通过连接件6与撑杆501活动连接，撑杆501与摆杆502之间的夹角为变化角度，电机2连接至摆杆502的另一端，螺旋桨3与电机2连接。

本实施例以四旋翼为例对本发明的多旋翼无人飞行器进行说明，因此，电机2、螺旋桨3、支架5和连接件6的数量均为四个。但是，需要说明的是，本发明并不限定电机2、螺旋桨3、支架5和连接件6的具体数量，具体电机2、螺旋桨3、支架5及连接件6的数量根据旋翼类型进行设置。

本发明通过在撑杆501和摆杆502之间设置连接件6实现撑杆501和摆杆502之间的夹角角度调节，以实现螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度调节。本发明的撑杆与摆杆之间的夹角角度变化范围为0-45°，即螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度调节范围为0-45°，较佳地，螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度为7°。以下结合具体实施例详细说明本发明多旋翼无人飞行器的连接件6的具体结构。

实施例一

如图2所示，连接件6包括：簧片601、销轴602和拉紧件603，销轴602设置在靠近机体4一侧分别与撑杆501和摆杆502连接，簧片601设置在远离机体4一侧分别与撑杆501和摆杆502连接，拉紧件603设置在销轴602和簧片601之间，且拉紧件603分别与撑杆501和摆杆502连接。

拉紧件603包括上螺杆6031、下螺杆6032和螺纹管6033，上螺杆6031与摆杆502连接，下螺杆6032与撑杆501连接，螺纹管6033分别与上螺杆6031和下螺杆6032连接。上螺杆6031和下螺杆6032上设置有外螺纹，螺纹管6033内部上、下两端分别设置有与上螺杆6031和下螺杆6032上的外螺纹匹配的内螺纹，其中，上螺杆6031和下螺杆6032上的螺纹方向相反。

采用本实施例的连接件结构进行螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度调节的过程如下：

当外部风力较大，需要增大螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，向左侧旋转螺纹管6033，上螺杆6031和下螺杆6032反向运动，同时，簧片601伸展，带动摆杆502向上运动，撑杆501和摆杆502之间的夹角变大，达到需要的倾斜角度后，停止旋转螺纹管6033，即可完成螺旋桨3与机体4倾斜角度的调节操作；当外部风力较小，干扰小，需要减小螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，向左侧旋转螺纹管6033即可完成倾斜角度调节操作，操作方便。当调节至预设角度，螺纹管6033旋转到位后，簧片601支撑摆杆502，拉紧件603拉紧摆杆502，簧片601和拉紧件603相互作用，确保摆杆502位置固定稳定，保证飞行器在设定角度下稳定运行。

实施例二

如图3所示，连接件6包括：扇形块604、销轴602和插销605，扇形块604的圆心部设置在靠近机体4一侧通过销轴602分别与撑杆501和摆杆502连接，扇形块604的圆弧端设置在远离机体4一侧，且扇形块604的下平面与摆杆502连接，扇形块604圆弧端的圆弧内侧设置有多个定位孔606，插销605上设置有螺纹，相应地，摆杆502上与定位孔相对应的位置处设置有螺纹孔，插销605穿过定位孔606与摆杆502螺纹连接。

采用本实施例的连接件结构进行螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度调节的过程如下：

当外部风力较大，需要增大螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，旋出插销605，向上旋转摆杆502，达到需要的倾斜角度后，将插销605穿过定位孔606，并将插销605与摆杆502锁紧即可。当需要减小增大螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，旋出插销605，向下旋转摆杆502，旋转到位后插入插销605锁紧即可。

实施例三

如图4所示，连接件6包括：销轴602、推杆607、滑块608和锁紧块609，销轴602设置在靠近机体4一侧分别与撑杆501和摆杆502连接，滑块608设置在远离机体4一侧与撑杆501套接连接，撑杆501上设置有外螺纹，锁紧块609上设置有内螺纹，锁紧块609设置在滑块608两侧与撑杆501螺纹连接，推杆607分别与摆杆502和滑块608连接。

采用本实施例的连接件结构进行螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度调节的过程如下：

当外部风力较大，需要增大螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，向内侧旋动滑块608内侧的锁紧块609，之后，向内侧滑动滑块608，滑块608带动摆杆502向上运动，撑杆501与摆杆502之间的夹角变大，达到需要的倾斜角度后，分别将左右两侧的锁紧块609向滑块608旋动，从两侧将滑块608锁紧固定即可；当外部风力较小，需要减小螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，向外侧旋动滑块608外侧的锁紧块609，之后，向外侧滑动滑块608，滑块608带动摆杆502向上运动，撑杆501与摆杆502之间的夹角变大，达到需要的倾斜角度后，分别将左右两侧的锁紧块609向滑块608旋动，从两侧将滑块608锁紧固定即可。

实施例四

如图5所示，连接件6包括：销轴602、主动小齿轮610和从动半齿轮611，从动半齿轮611通过销轴602分别与撑杆501和摆杆502连接，且从动半齿轮的一侧边与摆杆502固定连接。主动小齿轮610设置在撑杆501末端通过固定件612与撑杆501连接，且主动小齿轮610与从动半齿轮611啮合连接。

优选地，在本实施例中，固定件612采用螺钉。

采用本实施例的连接件结构进行螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度调节的过程如下：

当外部风力较大，需要增大螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，调松固定件612，逆时针旋转主动小齿轮610，主动小齿轮610带动从动半齿轮转动，进而带动摆杆502向上运动，撑杆501与摆杆502之间的夹角变大，达到需要的倾斜角度后，锁紧固定件将主动小齿轮位置固定即可。反之，当外部风力较小，需要减小螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，调松固定件612，顺时针旋转主动小齿轮610，主动小齿轮610带动从动半齿轮转动，进而带动摆杆502向下运动，撑杆501与摆杆502之间的夹角变小，达到需要的倾斜角度后，锁紧固定件将主动小齿轮位置固定即可。

实施例五

如图6所示，连接件6包括：销轴602、螺纹杆613、套筒614和锁紧螺母615，销轴602设置在靠近机体4一侧分别与撑杆501和摆杆502连接，套筒614设置在远离机体4一侧与撑杆501连接，螺纹杆613一端与摆杆502连接，另一端穿过套筒614，锁紧螺母615设置在套筒614两侧与螺纹杆613螺纹连接。

采用本实施例的连接件结构进行螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度调节的过程如下：

当外部风力较大，需要增大螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，将套筒614下方的锁紧螺母615向下调节，同时，向上推动螺纹杆613，螺纹杆613带动摆杆502向上运动，撑杆501与摆杆502之间的夹角变大，达到需要的倾斜角度后，分别将套筒两侧的锁紧螺母向套筒方向旋紧，从套筒两侧将螺纹杆锁紧固定即可；当外部风力较小，需要减小螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，将套筒614上方的锁紧螺母615向上调节，同时，向下拉动螺纹杆613，螺纹杆613带动摆杆502向下运动，撑杆501与摆杆502之间的夹角变小，达到需要的倾斜角度后，分别将套筒两侧的锁紧螺母向套筒方向旋紧，从套筒两侧将螺纹杆锁紧固定。

实施例六

如图7所示，连接件6包括：销轴602、调节件616和拉紧件603，销轴602设置在靠近机体一侧分别与撑杆501和摆杆502连接，调节件616包括活动连接的定滑块6161和动滑块6162，撑杆501和摆杆502上均设置有滑槽，定滑块6161与撑杆501的滑槽连接，动滑块6162与摆杆502的滑槽连接，拉紧件603设置在远离机体4一侧分别与撑杆501和摆杆502连接。

本实施例中的拉紧件603的具体结构在实施例一中已详细描述，因此，在此不予赘述。

采用本实施例的连接件结构进行螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度调节的过程如下：

当外部风力较大，需要增大螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，向左侧旋转螺纹管6033，同时，向内侧滑动定滑块6161，动滑块6162向外侧旋转，带动摆杆502向上运动，撑杆501和摆杆502之间的夹角变大，达到需要的倾斜角度后，停止滑动定滑块6161，调节拉紧件与当前角度匹配，即可完成螺旋桨3与机体4倾斜角度的调节操作；当外部风力较小，需要减小螺旋桨3与机体4之间的倾斜角度时，向右侧旋转螺纹管6033，同时，向外侧滑动定滑块6161，动滑块6162向内侧旋转，带动摆杆502向下运动，撑杆501和摆杆502之间的夹角变小，达到需要的倾斜角度后，停止滑动定滑块6161，调节拉紧件与当前角度匹配，即可完成螺旋桨3与机体4倾斜角度的调节操作；当调节至预设角度，螺纹管6033旋转到位后，调节件616支撑摆杆502，拉紧件603拉紧摆杆502，调节件616和拉紧件603相互作用，确保摆杆502位置固定稳定，保证飞行器在设定角度下稳定运行。

本发明的多旋翼无人飞行器的螺旋桨与机体之间的倾斜角度可以调节，可根据具体飞行环境调整螺旋桨与机体之间的倾斜角度，能够适应各种不同的飞行环境，在各种飞行环境中都能够有效保持飞行的稳定性，具有适用范围广泛、飞行稳定性高的有益效果。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种多旋翼无人飞行器，其特征在于，包括：飞行控制组件、机架、多个电机和多个螺旋桨，机架包括机体、多个支架和多个连接件，所述飞行控制组件设置在所述机体上，所述支架包括撑杆和摆杆，所述撑杆与所述机体连接，所述摆杆的一端通过所述连接件与所述撑杆活动连接，所述撑杆与所述摆杆之间的夹角为变化角度，所述电机连接至所述摆杆的另一端，所述螺旋桨与所述电机连接。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述连接件包括：簧片、销轴和拉紧件，所述销轴设置在靠近机体一侧分别与所述撑杆和摆杆连接，所述簧片设置在远离机体一侧分别与所述撑杆和摆杆连接，所述拉紧件设置在所述销轴和簧片之间，且所述拉紧件分别与所述撑杆和摆杆连接。

3.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述连接件包括：扇形块、销轴和插销，所述扇形块的圆心部设置在靠近机体一侧通过所述销轴分别与所述撑杆和摆杆连接，所述扇形块的圆弧端设置在远离机体一侧，且扇形块的下平面与摆杆连接，所述扇形块的圆弧端设置有多个定位孔，所述插销穿过所述定位孔与所述摆杆连接。

4.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述连接件包括：销轴、推杆、滑块和锁紧块，所述销轴设置在靠近机体一侧分别与所述撑杆和摆杆连接，所述滑块设置在远离机体一侧与所述撑杆套接连接，所述撑杆上设置有螺纹，所述锁紧块设置在所述滑块两侧与所述撑杆螺纹连接，所述推杆分别与所述摆杆和滑块连接。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述连接件包括：销轴、主动小齿轮和从动半齿轮，所述从动半齿轮通过所述销轴分别与所述撑杆和摆杆连接，所述主动小齿轮设置在所述撑杆末端与所述撑杆连接，且所述主动小齿轮与所述从动半齿轮啮合连接。

6.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述连接件包括：销轴、螺纹杆、套筒和锁紧螺母，所述销轴设置在靠近机体一侧分别与所述撑杆和摆杆连接，所述套筒设置在远离机体一侧与所述撑杆连接，所述螺纹杆一端与所述摆杆连接，另一端穿过所述套筒，锁紧螺母设置在套筒两侧与螺纹杆螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述连接件包括：销轴、调节件和拉紧件，销轴设置在靠近机体一侧分别与所述撑杆和摆杆连接，所述调节件包括活动连接的定滑块和动滑块，所述撑杆和摆杆上均设置有滑槽，所述定滑块与所述撑杆的滑槽连接，所述动滑块与所述摆杆的滑槽连接，所述拉紧件设置在远离机体一侧分别与所述撑杆和摆杆连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述撑杆与摆杆之间的夹角角度变化范围为0-45°。