CN105383688A - 一种分布式重载长航时多旋翼无人机系统 - Google Patents

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姜文辉
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Abstract

本发明属于多旋翼飞行器的结构设计和飞行控制领域，特别是涉及一种分布式重载长航时多旋翼无人机系统，包括独立机身和分布式机体，所述的独立机身包括标准箱和箱臂，每一个标准箱至少装有3个箱臂，所述的分布式机体固定在独立机身的箱臂上；所述的分布式机体包括动力系统、机臂和电子系统，所述的动力系统安装于机臂上端，电子系统安装于机臂下端；所述的动力系统包括旋翼、发动机、油泵、油箱和舵机，所述的电子系统包括飞控系统和电源模块；独立机身和分布式机体采用高度模块化的设计，可以实现快速匹配和拆装，而且便于维修、运输和批产，动力系统采用油动直驱结构，发动机直接驱动旋翼，简化结构，减轻重量，极大地延长航时和增大载重。

Description

一种分布式重载长航时多旋翼无人机系统
技术领域
本发明属于多旋翼飞行器的结构设计和飞行控制领域，特别是涉及一种分布式重载长航时多旋翼无人机系统。
背景技术
目前民用多旋翼飞行器多采用电机驱动，由于电池的能量密度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，最长飞行时间不超过30分钟，而最大载重不超过20Kg，极大地限制着多旋翼无人机的应用和发展。另外，现在的无人机普遍采用刚性连接或整体结构设计，拆装比较困难，不便于维修、运输和批产。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的是提供一种分布式重载长航时多旋翼无人机系统，以达到长航时、大载重和快速拆装、即装即用的要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种分布式重载长航时多旋翼无人机系统，包括独立机身和分布式机体，所述的独立机身包括标准箱和箱臂，每一个标准箱上至少装有3个箱臂，所述的箱臂采用上下双箱臂结构，所述的分布式机体固定在独立机身的箱臂上；所述的分布式机体包括动力系统、机臂和电子系统，所述的动力系统安装于机臂上端，电子系统安装于机臂下端；所述的动力系统包括旋翼、发动机、油泵、油箱和舵机，所述的旋翼与发动机相连，位于舵机的上面，油泵与油箱相连，位于舵机的下面；所述的电子系统包括飞控系统和电源模块。
所述的飞控系统包括飞控板、遥控器信号接收器、无线数传、无线图传、GPS和ODVS，每个单独的器件的输出端通过数据线和飞控板的输入端相连；所述的电源模块包括电池和电线。
所述分布式机体的数量与箱臂的数量相等。
所述的机臂为中空的铝管。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果为：
1：独立机身和分布式机体采用高度模块化的设计，可以实现快速匹配和拆装，使用简单方便，而且便于维修、运输和批产；
2：箱臂采用上下双箱臂结构，保证了分布式重载长航时多旋翼无人机系统整体的刚度和连接强度；
3：动力系统采用油动直驱结构，发动机直接驱动旋翼，不存在任何中间机械传动装置，简化结构，节省空间，减轻重量，提高传递速度和精度，而且能够降低成本，极大地延长航时和增大载重；
4：机臂为中空的铝管，数据线、电源线和油管等均从管中穿过，能起到防风、防尘、防晒和防雨等作用，有利于保护线和管，延长使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的3臂独立机身示意图；
图3是本发明的4臂独立机身示意图；
图4是本发明的5臂独立机身示意图；
图5是本发明的6臂独立机身示意图；
图6是本发明的分布式机体示意图；
图7是本发明的动力系统示意图；
图8是本发明的飞控系统示意图；
图9是本发明的旋翼结构示意图；
图中：1：独立机身，101：标准箱，102：箱臂，2：分布式机体，201：动力系统，202：机臂，203：电子系统，201：动力系统，2011：旋翼，2012：发动机，2013:油泵，2014：油箱，2015：舵机，2031：飞控系统，2032：电源模块，20311：飞控板，20312：遥控器信号接收器，20313：无线数传，20314：无线图传，20315：GPS，20316：ODVS。
具体实施方式
如图1至图9所示，一种分布式重载长航时多旋翼无人机系统，包括独立机身1和分布式机体2，所述的独立机身1包括标准箱101和箱臂102，每一个标准箱101上至少装有3个箱臂，所述的箱臂102采用上下双箱臂结构，所述的分布式机体2固定在独立机身1的箱臂102上；所述的分布式机体2包括动力系统201、机臂202和电子系统203，所述的动力系统201安装于机臂202上端，电子系统203安装于机臂202下端；所述的动力系统201包括旋翼2011、发动机2012、油泵2013、油箱2014和舵机2015，所述的旋翼2011与发动机相连2015，位于舵机2015的上面，油泵2013与油箱2014相连，位于舵机2015的下面；所述的电子系统203包括飞控系统20311和电源模块2032。
所述的发动机2012采用DLE发动机，飞控板20311的采用大疆A2主控板，无线数传20313采用XBEE无线数传，遥控器信号接收器20312采用XBEE无线接收器，无线图传20314采用TS832无线图传，GPS20315采用U-BLOXM8N定位系统，ODVS20316采用OMRONF150-S1导航系统。
所述的飞控系统2031包括飞控板20311、遥控器信号接收器20312、无线数传20313、无线图传20314、GPS20315和ODVS20316，每个单独的器件的输出端通过数据线和飞控板20311的输入端相连，所述的电源模块2032包括电池和电线。
所述分布式机体2的数量与箱臂102的数量相等。
所述的机臂202为中空的铝管，数据线、电源线和油管等均从管中穿过，能起到防风、防尘、防晒和防雨等作用，有利于保护线和管，延长使用寿命。
一种分布式重载长航时多旋翼无人机系统，为了实现多旋翼飞行器的快速匹配和拆装，使用时可根据具体要求选择具有合理箱臂数量的标准箱，选好标准箱以后再匹配机体。比如，大载重大体积的重物可选择如图2所示的带有3个箱臂的大标准箱和装有大发动机和桨的机体，也可选用如图3所示的带有4个箱臂的同型标准箱和装有普通发动机和桨的机体；大载重小体积的重物可选择如图4所示的带有5个箱臂的小标准箱和装有大发动机和桨的机体，也可选用如图5所示的带有6个箱臂的同型标准箱和装有小发动机和桨的机体。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明了本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种分布式重载长航时多旋翼无人机系统，其特征在于：分布式重载长航时多旋翼无人机系统，包括独立机身和分布式机体，所述的独立机身包括标准箱和箱臂，每一个标准箱上至少装有3个箱臂，所述的箱臂采用上下双箱臂结构，所述的分布式机体固定在独立机身的箱臂上；所述的分布式机体包括动力系统、机臂和电子系统，所述的动力系统安装于机臂上端，电子系统安装于机臂下端。
2.根据权利要求1所述的分布式重载长航时多旋翼无人机系统，其特征在于：所述的动力系统包括旋翼、发动机、油泵、油箱和舵机，所述的旋翼与发动机相连，位于舵机的上面，油泵与油箱相连，位于舵机的下面；所述的电子系统包括飞控系统和电源模块。
3.根据权利要求2所述的分布式重载长航时多旋翼无人机系统，其特征在于：所述的飞控系统包括飞控板、遥控器信号接收器、无线数传、无线图传、GPS和ODVS，每个单独的器件的输出端通过数据线和飞控板的输入端相连，所述的电源模块包括电池和电线。
4.根据权利要求1所述的分布式重载长航时多旋翼无人机系统，其特征在于：所述分布式机体的数量与箱臂的数量相等。
5.根据权利要求1所述的分布式重载长航时多旋翼无人机系统，其特征在于：所述的机臂为中空的铝管。
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