CN106314771B - 飞行器及其动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种飞行器及其动力装置，所述飞行器包括壳体、与所述壳体相连的机臂以及设置在所述机臂上的用于驱动所述飞行器飞行的动力装置，所述动力装置包括电机和角度传感器，所述角度传感器相对所述电机固定，所述角度传感器用于获取所述电机的轴与所述飞行器的主轴的相对角度。所述飞行器可灵活确定所述电机的倾角。

Description

飞行器及其动力装置

技术领域

本发明涉及一种飞行器及其动力装置。

背景技术

目前，多旋翼飞行器，例如四旋翼、六旋翼、八旋翼等等，通常是通过调控其装备的多个螺旋桨的转速，以实现俯仰、横滚和偏航的动作。当机身转动惯量较大时，该飞行器的偏航速度容易受到限制，而通过对各电机的倾角做调整可以有效改善偏航的灵敏度。对电机倾角的调整一般是在飞行器的生产阶段，使用特定治具将电机与机臂相对固定在一个设计好的角度上。但是受限于治具的精度和生产人员的水平，在实际生产过程中，固定的角度可能并不符合要求，该飞行器的偏航加速度容易受到限制，严重的会导致飞行器无法正常飞行。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种可灵活确定电机倾角的飞行器及其动力装置。

一种飞行器，包括壳体、与所述壳体相连的机臂以及设置在所述机臂上的用于驱动所述飞行器飞行的动力装置，所述动力装置包括电机和角度传感器，所述角度传感器相对所述电机固定，所述角度传感器用于获取所述电机的轴与所述飞行器的主轴的相对角度。

进一步地，所述动力装置还包括用于控制所述电机工作的电调，所述电调相对于所述电机固定，所述角度传感器装设于所述电调上。

进一步地，所述电机相对于所述机臂固定，所述角度传感器装设于所述机臂上以通过所述机臂的转动获得所述电机的转动角度。

进一步地，所述动力装置还包括电机座，所述电机相对于所述电机座固定，并通过所述电机座安装至所述机臂上。

进一步地，所述角度传感器装设于所述电机座上，以通过感测所述电机座的转动得到所述电机的转动角度。

进一步地，所述角度传感器装设于所述电机上，以感测得到所述电机的转动角度。

进一步地，所述角度传感器电连接至所述动力装置的电调，并将感测到的所述电机的转动角度信息发送给所述电调。

进一步地，所述角度传感器包括用于感测所述电机转动时的加速度的感测模块和用于根据所述电机转动时的加速度计算得到转动角度的处理模块。

进一步地，所述电机为无刷电机。

进一步地，所述角度传感器为微机电系统（Microelectro Mechanical System，MEMS）传感器。

进一步地，所述动力装置还包括PID（比例-积分-微分)控制器，所述PID控制器电连接至所述角度传感器，所述角度传感器用以将感测到的所述电机的加速度信息和/或转动角度信息传送至所述PID控制器，所述PID控制器根据所述角度传感器获得的加速度数据自行调整所述飞行器的感度。

一种动力装置，包括电机和角度传感器，所述电机装设于一飞行器上，所述角度传感器相对所述电机固定，所述角度传感器用于获取所述电机的轴与所述飞行器的主轴的相对角度。

进一步地，所述动力装置还包括用于控制所述电机工作的电调，所述电调相对于所述电机固定，所述角度传感器装设于所述电调上。

进一步地，所述动力装置还包括电机座，所述电机相对于所述电机座固定，并通过所述电机座安装至所述飞行器上。

进一步地，所述角度传感器装设于所述电机座上，以通过感测所述电机座的转动得到所述电机的转动角度。

进一步地，所述角度传感器装设于所述电机上，以感测得到所述电机的转动角度。

进一步地，所述角度传感器电连接至所述动力装置的电调，并将感测到的所述电机的转动角度发送给所述电调。

进一步地，所述角度传感器包括用于感测所述电机转动时的加速度的感测模块和用于根据所述电机转动时的加速度计算得到转动角度的处理模块。

进一步地，所述电机为无刷电机。

进一步地，所述角度传感器为微机电系统（Microelectro Mechanical System，MEMS）传感器。

进一步地，所述动力装置还包括PID（比例-积分-微分)控制器，所述PID控制器电连接至所述角度传感器，所述角度传感器用以将感测到的所述电机的加速度信息和/或转动角度信息传送至所述PID控制器，所述PID控制器根据所述角度传感器获得的加速度数据自行调整所述飞行器的感度。

本发明中的飞行器及其动力装置通过设置该角度传感器，且所述角度传感器相对所述电机固定。因此，所述角度传感器可有效感测所述电机的加速度，并将所述加速度转换为所述电机的转动角度，进而方便用户根据各个电机的转动角度信息灵活调节所述电机相对机臂的倾角，以有效改善该飞行器的航向灵敏度。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的飞行器的示意图。

图2为本发明较佳实施方式的飞行器于另外一角度下的示意图。

图3为本发明其中一实施例中动力装置的功能模块图。

图4为本发明另外一实施例中动力装置的功能模块图。

主要元件符号说明

飞行器	100
		壳体	10
机臂	30
		动力装置	50
电机	51
		螺旋桨	53
电调	55
		角度传感器	57
PID控制器	59
		电子设备	200

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施方式提供一种飞行器100，其用于搭载摄影机、照相机等电子装置(图未示)进行摄影。所述飞行器100包括中空的壳体10、四个与所述壳体10相连的机臂30以及设置在所述机臂30的用于驱动所述飞行器100飞行的动力装置50。

本实施例中，所述机臂30可呈中空的臂状等合适形状。四个所述机臂30以“X”形或“十”字形排布并连接于所述壳体10。具体应用中，所述机臂30可以以所述壳体10的中心轴（即所述飞行器100的主轴P1）为圆心，轴向分布于所述壳体10的周围。

本实施例中，所述机臂30与所述壳体10一体成型或固定连接。所述机臂30与壳体10一体成型是指所述机臂30与壳体10可采用注塑等合适方式一体制造成型。当然，所述机臂30与所述壳体10也可以分别成型，并通过螺丝等锁紧件锁紧或焊接等方式固定连接。除了上述结构的描述，在其他实施例中，所述机臂30与所述壳体10之间也可以活动连接。具体应用中，所述机臂30可整体转动连接于所述壳体10上，所述机臂30可相对壳体10折叠。在不使用时，可将所述机臂30折叠，以便于存放和携带。在使用时，可将所述机臂30展开并固定。

请一并参阅图3，本实施例中，所述动力装置50包括四个电机51、四个分别安装于相应的电机51上的螺旋桨53、四个电子调速器（以下简称电调）55以及四个角度传感器57。本实施例中，四个所述电机51均为无刷电机。四个所述电机51分别装设于相应的机臂30上。所述螺旋桨53可以是两桨、三桨等，其用于在所述电机51的驱动下，带动所述飞行器100飞行。

四个所述电调55分别电连接至相应的电机51，用以分别控制相应的电机51的转速。在本实施例中，四个所述电调55均相对于所述电机51固定。例如，四个所述电调55固定设置于所述飞行器100内部。具体的，四个所述电调55可分别固定于其中一机臂30的内部或均固定于所述壳体10内。当然，在其他实施例中，四个所述电调55中，还可以一些固定于所述壳体10内，而另外一些固定于所述机臂30内。

当然，在其他实施例中，所述电调55也可不相对所述电机51固定，例如所述电调55并未固定设置于所述飞行器100内部，而是通过扎带或绳子等外挂方式直接捆绑在相应的机臂30或壳体10上。

在本实施例中，所述角度传感器57为微机电系统（Microelectro MechanicalSystem，MEMS）传感器。四个所述角度传感器57可设置在所述动力装置50上，且相对该电机51固定，用以获取所述电机51的转动角度，即获取所述电机51的轴P2与所述飞行器100的主轴P1的相对角度（参图2）。具体的，所述角度传感器57包括感测模块及处理模块，所述感测模块用于感测所述电机51转动时的加速度。所述处理模块与所述感测模块电连接，用于根据所述电机51转动时的加速度计算得到其转动角度。

可以理解的是，所述角度传感器57可分别直接固定在相应的电机51上；

或者

当所述电机51相对于所述机臂30固定时，所述角度传感器57还可设置于所述机臂30上，以通过所述机臂30的转动获得所述电机51的转动角度；

或者

当四个所述电调55相对于所述电机51固定时，所述角度传感器57可装设于所述电调55上。

在本实施例中，四个所述角度传感器57还分别通过相应的电调55电连接至一电子设备200，例如电脑或手机上。如此，当四个所述角度传感器57分别获取四个所述电机51的转动角度后，可将该转动角度传送给所述电调55。所述电调55再将接收到的转动角度传送至该电子设备200，以将所述电机51的转动角度实时反馈给用户，进而方便用户根据各个电机51的转动角度灵活调节所述电机51的倾角，以有效改善该飞行器100的航向灵敏度。

可以理解的是，在其他实施例，所述动力装置50还可包括电机座（图未示），四个所述电机51相对所述电机座固定，并分别通过相应的电机座安装至所述机臂30上。因此，所述角度传感器57还可安装于所述电机座上，以通过感测所述电机座的转动获得所述电机51的转动角度。

在其他实施例中，所述动力装置50还可包括PID（比例-积分-微分)控制器59，所述PID控制器59电连接至所述角度传感器57。所述角度传感器57还用以将感测到的所述电机51的加速度及转动角度信息传送至所述PID控制器59。如此，所述PID控制器59可根据所述角度传感器57获得的加速度数据自行调整所述飞行器100的感度，以提升用户体验，同时提高飞行器100的稳定性。

可以理解的是，请一并参阅图4，在其他实施例中，若所述电调55不相对所述电机51固定，例如所述电调55并未固定设置于所述飞行器100内部，而是通过扎带或绳子等外挂方式直接捆绑在相应的机臂30或壳体10上时，所述角度传感器57的数量可减少至一个，即所述动力装置50仅包括一个角度传感器57。此时，所述角度传感器57可固定设置在其中一个电机51、机臂30或者电机座上，并分别通过数据线电连接至四个所述电调55。如此，所述角度传感器57仍然可感测每一电机51的加速度，并将读取到的加速度信息转换为转动角度后，将所述电机51的转动角度传送至相应的电调55，以通过所述电调55将所述电机51的转动角度实时反馈给用户，进而方便用户根据各个电机51的转动角度灵活调节所述电机51相对机臂30的倾角，以有效改善该飞行器100的航向灵敏度。

显然，当所述电调55以外挂方式直接捆绑在相应的机臂30或壳体10上时，无需于每个电机51上均安装相应的角度传感器57，仅需将所述角度传感器57固定至其中一个电机51、机臂30或者电机座上，便可感应多个电机51的角度信息，因此可实现多功能应用。

可以理解的是，所述机臂30、所述电机51及所述电调55的数量相同，并不限于本实施例的四个，例如，所述机臂30、所述电机51及所述电调55还可设置为六个或者八个等。

上述飞行器100通过设置该角度传感器57，且所述角度传感器57相对所述电机51固定。因此，所述角度传感器57可有效感测所述电机51的加速度信息，并将所述加速度信息转换为角度信息后通过所述电调55实时反馈给用户，进而方便用户根据各个电机51的角度信息灵活调节所述电机51的倾角，以有效改善该飞行器100的航向灵敏度。另外，该飞行器100还可根据所述角度传感器57提供的加速度信息自动调整感度，以提升用户体验，同时提高飞行器100的稳定性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (19)

1.一种飞行器，包括壳体、与所述壳体相连的机臂以及设置在所述机臂上的用于驱动所述飞行器飞行的动力装置，其特征在于：所述动力装置包括电机、角度传感器以及用于控制所述电机工作的电调，所述角度传感器相对所述电机固定，所述角度传感器用于获取所述电机的轴与所述飞行器的主轴的相对角度,并将所述相对角度传送至所述电调，以通过所述电调将所述相对角度实时反馈给用户，进而方便用户根据各个所述电机的所述相对角度调节所述电机相对所述机臂的倾角，以有效改善所述飞行器的航向灵敏度，

其中，所述动力装置还包括PID(比例-积分-微分)控制器，所述PID控制器电连接至所述角度传感器，所述角度传感器用以将感测到的所述电机的加速度信息和/或转动角度信息传送至所述PID控制器，所述PID控制器根据所述角度传感器获得的加速度数据自行调整所述飞行器的感度。

2.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述电调相对于所述电机固定，所述角度传感器装设于所述电调上。

3.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述电机相对于所述机臂固定，所述角度传感器装设于所述机臂上以通过所述机臂的转动获得所述电机的转动角度。

4.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于：所述动力装置还包括电机座，所述电机相对于所述电机座固定，并通过所述电机座安装至所述机臂上。

5.如权利要求4所述的飞行器，其特征在于，所述角度传感器装设于所述电机座上，以通过感测所述电机座的转动得到所述电机的转动角度。

6.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述角度传感器装设于所述电机上，以感测得到所述电机的转动角度。

7.如权利要求1至6任一项所述的飞行器，其特征在于，所述角度传感器电连接至所述动力装置的电调，并将感测到的所述电机的转动角度发送给所述电调。

8.如权利要求1至6任一项所述的飞行器，其特征在于，所述角度传感器包括用于感测所述电机转动时的加速度的感测模块和用于根据所述电机转动时的加速度计算得到转动角度的处理模块。

9.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于：所述电机为无刷电机。

10.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于：所述角度传感器为微机电系统(Microelectro Mechanical System，MEMS)传感器。

11.一种动力装置，其特征在于：所述动力装置包括电机、角度传感器以及用于控制所述电机工作的电调，所述电机装设于包括机臂的飞行器上，所述角度传感器相对所述电机固定，所述角度传感器用于获取所述电机的轴与所述飞行器的主轴的相对角度，将所述相对角度传送至所述电调，以通过所述电调将所述相对角度实时反馈给用户，进而方便用户根据各个所述电机的所述相对角度调节所述电机相对所述机臂的倾角，以有效改善所述飞行器的航向灵敏度，

其中，所述动力装置还包括PID(比例-积分-微分)控制器，所述PID控制器电连接至所述角度传感器，所述角度传感器用以将感测到的所述电机的加速度信息和/或转动角度信息传送至所述PID控制器，所述PID控制器根据所述角度传感器获得的加速度数据自行调整所述飞行器的感度。

12.如权利要求11所述的动力装置，其特征在于，所述动力装置还包括用于控制所述电机工作的电调，所述电调相对于所述电机固定，所述角度传感器装设于所述电调上。

13.如权利要求11所述的动力装置，其特征在于：所述动力装置还包括电机座，所述电机相对于所述电机座固定，并通过所述电机座安装至所述飞行器上。

14.如权利要求13所述的动力装置，其特征在于，所述角度传感器装设于所述电机座上，以通过感测所述电机座的转动得到所述电机的转动角度。

15.如权利要求11所述的动力装置，其特征在于，所述角度传感器装设于所述电机上，以感测得到所述电机的转动角度。

16.如权利要求11至15任一项所述的动力装置，其特征在于，所述角度传感器电连接至所述动力装置的电调，并将感测到的所述电机的转动角度发送给所述电调。

17.如权利要求11至15任一项所述的动力装置，其特征在于，所述角度传感器包括用于感测所述电机转动时的加速度的感测模块和用于根据所述电机转动时的加速度计算得到转动角度的处理模块。

18.如权利要求11所述的动力装置，其特征在于：所述电机为无刷电机。

19.如权利要求11所述的动力装置，其特征在于：所述角度传感器为微机电系统(Microelectro Mechanical System，MEMS)传感器。