CN108674644B - 一种带有副机的多旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的带有副机的多旋翼飞行器，包括主机，主机包括主机身，主机身上部设置有电池箱，电池箱上方安装有第一电机，第一电机通过传动轴连接有双层螺旋桨，主机身下部设置有主飞控板，主机身下表面的四个端头均固接有起落架，主机身的四周均匀连接有四个完全相同的副机，本发明通过主机实现飞行器的升降，通过副机来改变飞行器在飞行方向，有效的提升了本发明的飞行器的稳定性和改变方位的精确性，且电磁铁连接方式实现了主机和副机的对接和分离的便捷性和对位准确性，而且飞行操作简单，携带方便。

Description

一种带有副机的多旋翼飞行器

技术领域

本发明属于航模飞行器技术领域，涉及一种带有副机的多旋翼飞行器。

背景技术

传统多旋翼机，电机和螺旋桨既要控制机身的升降，又要控制飞机的方向和位移，然而，在实际的飞行中，任意一个电机出问题都会导致航线的偏离甚至坠机事件的发生。而且，当前多旋翼飞机的任务载荷非常小，几百克就已经到达极限，如果要提升负重指标的话，其飞行器的尺寸就要足够大才可以，而且电机、电调、甚至电池的重量都是问题，甚至多旋翼飞行器多出来的任务载荷还不够携带提升自身动力的锂电池，巨大的生产成本和体积也会严重影响它的前期技术开发，但若满足负重指标，便会大大降低该飞行器的留空时间和抗风能力，并且，在执行任务时需要使用不同载荷的无人机，既浪费金钱，又降低了效率，另外，由于机翼与机身是连在一块不可分离的，因此，携带起来不太方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有副机的多旋翼飞行器，解决了现有飞行器易出现航线偏离且任务载荷低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种带有副机的多旋翼飞行器，包括主机，主机包括主机身，主机身上部设置有电池箱，电池箱上方安装有第一电机，第一电机通过传动轴连接有双层螺旋桨，主机身下部设置有主飞控板，主机身下表面的四个端头均固接有起落架，主机身的四周均匀连接有四个完全相同的副机。

本发明的特点还在于，

电池箱的侧面设置有活动门，活动门与电池箱通过卡扣连接，电池箱上开设有散热孔。

双层螺旋桨包括上叶片和下叶片，下叶片通过下连接阀固定于传动轴上，传动轴远离第一电机的一端设置有行星轮系，上叶片通过上连接阀固定于行星轮系上。

靠近上连接阀的传动轴上还设置有平衡杆，且平衡杆通过套接在传动轴上的平衡杆固定阀固定，上连接阀和平衡杆之间通过双头接柱连接。

主机身下部设置有呈正方形结构的飞控板支撑架，飞控板支撑架的四角均固接有连接柱，连接柱一端固定于主机身的下表面，主飞控板固定于飞控板支撑架上表面，飞控板支撑架下表面活动安装有摄像头a。

主机身呈“十字型”结构，主机身的四个端头均设置有中空结构的杆桶，杆桶内设置设有电磁铁，电磁铁通过集成导线连接至主飞控板，每个副机包括副机身，每个副机身的尾部设置有电磁铁感应扭，主机身通过电磁铁与每个副机身连接。

每个副机包括副机身，副机身包括上下卡扣的上壳体和下壳体，下壳体内设置有两个螺旋桨，两个螺旋桨分别通过第二电机驱动，两个第二电机之间设置有方向控制机构，用于控制所述螺旋桨的倾角，方向控制机构连接有副飞控板，下壳体内还设置有长方形的电池壳体，电池壳体的两侧均设置有卡盘。

方向控制机构包括驱动装置和两端连接在两个第二电机上的传动杆，且驱动装置固定在下壳体上，传动杆上设置有斜齿轮a，驱动装置一端设置有与斜齿轮a相互啮合的斜齿轮b，副飞控板固定于驱动装置的另一端。

两个螺旋桨及第二电机分别位于下壳体内设置的两个圆柱孔内，斜齿轮 a和斜齿轮b均位于两个圆柱孔之间，上壳体也相应开设有两个圆孔，两个圆孔分别位于两个圆柱孔的正上方。

副机身靠近主机身的尾部设置有V型尾翼。

本发明的有益效果是：

(1)一种带有副机的多旋翼飞行器，通过主机实现飞行器的升降，通过副机来改变飞行器在飞行方向，有效的提升了本发明的飞行器的稳定性和改变方位的精确性，且电磁铁连接方式实现了主机和副机的对接和分离的便捷性和对位准确性，在飞行稳定的前提下既可各个机身单独飞行也可快速完成对接配合飞行，以此来实现无人机团队性分工，另外根据载重的需求实现主机和副机的分离与组合，增加了其应用价值，而且飞行操作简单，携带方便。

(2)本发明的主机身的螺旋桨采用共轴式双层螺旋桨，这种螺旋桨的好处是减少本发明的飞行器的俯仰和偏航的转动惯量，使得主机虽然采用单旋翼但仍然有较高的飞行平稳性，和较大的升力。

(3)本发明的一种带有副机的多旋翼飞行器，拥有1个超大双层螺旋桨，和8个普通螺旋桨，组合飞行稳定性较高，同时可垂直起降，节省了起飞场地，另外，本发明的整体结构外观对称美观，可作为航模摆件，用途广泛。

附图说明

图1为本发明一种带有副机的多旋翼飞行器的整体结构示意图；

图2为本发明一种带有副机的多旋翼飞行器中主机身的部分结构示意图；

图3为本发明一种带有副机的多旋翼飞行器的俯视图；

图4为本发明一种带有副机的多旋翼飞行器中双层螺旋桨的结构示意图；

图5为本发明一种带有副机的多旋翼飞行器中行星轮系的结构示意图；

图6为本发明一种带有副机的多旋翼飞行器中副机的结构示意图。

图中，1.主机，2.主机身，3.电池箱，4.第一电机，5.传动轴，6.双层螺旋桨，6-1.上叶片，6-2.下叶片，7.主飞控板，8.飞控板支撑架，9.连接柱， 10.摄像头a，11.起落架，12.副机，13.活动门，14.卡扣，15.散热孔，16.下连接阀，17.行星轮系，17-1.套筒，17-2.行星架，17-3.内齿轮，17-4.外齿轮， 18.上连接阀，19.平衡杆，20.平衡杆固定阀，21.双头接柱，22.杆桶，23.副机身，23-1.上壳体，23-2.下壳体，24.电磁铁感应扭，25.螺旋桨，26.第二电机，27.副飞控板，28.驱动装置，29.传动杆，30.斜齿轮a，31.摄像头b，32. 圆柱孔，33.圆孔，34.电池壳体，35.V型尾翼，36.凸起，37.卡盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种带有副机的多旋翼飞行器，如图1所示，包括主机1，主机1包括主机身2，主机身2上部设置有电池箱3，电池箱上方安装有第一电机 4，第一电机4通过传动轴5连接有双层螺旋桨6，主机身2下部设置有主飞控板7，如图2所示，主机身2下部设置有呈正方形结构的飞控板支撑架8，飞控板支撑架8的四角均固接有连接柱9，连接柱9一端固定于主机身2的下表面，实现飞控板支撑架8与主机1的稳定连接，主飞控板7固定于飞控板支撑架8上表面，飞控板支撑架8下表面安装有360度可旋转的摄像头a10，来保证主机1飞行时视野更加开阔，在飞控板支撑架8下表面可任意安装各个型号的摄像头，增强本发明的飞行器的广泛适应性；主机身2下表面的四个端头还固接有起落架11，该起落架11采用曲线弹性弯管，为起飞或者降落时起到减震的作用，进一步提高了本发明的飞行器的稳定性；如图 1所示，主机身2的四周均匀连接有四个完全相同的副机12，本发明的带有副机的多旋翼飞行器，通过主机1实现飞行器的升降，通过副机12来改变飞行器在飞行方向，有效的提升了本发明的飞行器的稳定性和改变方位的精确性，图3为本发明的带有副机的多旋翼飞行器的俯视图。

如图2所示，电池箱3的侧面设置有活动门13，活动门13与电池箱3 通过卡扣14连接，方便电池的拆卸，电池箱3上开设有散热孔15，以保证电池工作所产生的热量能够及时释放。

如图4所示，双层螺旋桨6包括上叶片6-1和下叶片6-2，下叶片6-2 通过下连接阀16固定于传动轴5上，传动轴5远离第一电机4的一端设置有行星轮系17，如图5所示，行星轮系17包括套接在传动轴5上的套筒17-1，套筒17-1内固接有三个通过行星架17-2连接的内齿轮17-3，传动轴5外壁设置有外齿轮17-4，上叶片6-1通过上连接阀18固定于行星轮系17的套筒 17-1上，由于外齿轮17-4和内齿轮17-3的转向相反，使得套接在套筒17-1 的上叶片6-1和套接在传动轴5上的下叶片6-2转动方向相反，且转动所产生的扭矩相互抵消，该双层螺旋桨6为共轴式双层螺旋桨，这种螺旋桨的好处是减少本发明的飞行器的俯仰和偏航的转动惯量，使得主机1虽然采用单旋翼但仍然有较高的飞行平稳性，和较大的升力。

如图4所示，靠近上连接阀18的传动轴5上还设置有平衡杆19，且该平衡杆19通过套接在传动轴5上的平衡杆固定阀20固定，上连接阀18和平衡杆19上均设置有球形连接件，上连接阀18和平衡杆19之间通过两端分别套接在球形连接件上的双头接柱21连接，平衡杆19的设置使本发明的飞行器在起飞降落过程中不会因为转速的变化而失去平稳性。

如图2所示，主机身2呈“十字型”结构，由于“十字型”面板的面积较大，提供了本发明后期的可开发空间，主机身2的四个端头均设置有中空结构的杆桶22，杆桶22内设置设有线圈包裹的铁心充当电磁铁，电磁铁通过集成导线连接至主飞控板7，如图1所示，每个副机12包括副机身23，每个副机身23的尾部设置有电磁铁感应扭24，主机身2通过电磁铁与每个副机身23连接，主飞控板7控制电磁铁的磁力强弱，该连接方式实现了主机1和副机12的对接和分离的便捷性和对位准确性，在飞行稳定的前提下既可各个机身单独飞行也可快速完成对接配合飞行，增加了其应用价值。

如图6所示，每个副机12包括副机身23，副机身23采用“三角形”仿生老鹰造型，副机身23包括上下卡扣的上壳体23-1和下壳体23-2，下壳体 23-2内设置有两个螺旋桨25，两个螺旋桨25通过第二电机26驱动，第二电机26和传统多旋翼机的电机一样，是为螺旋桨25提供动力，保证其独立飞行；两个第二电机26之间设置有方向控制机构，用于控制螺旋桨25的倾角，方向控制机构连接有副飞控板27，控制方向控制机构的运行。

如图6所示，方向控制机构包括驱动装置28和两端连接在两个第二电机26上的传动杆29，驱动装置28采用马达，且固定在下壳体23-2上，传动杆29上设置有斜齿轮a30，驱动装置28一端设置有与斜齿轮a30相互啮合的斜齿轮b，即该斜齿轮b由驱动装置28驱动，进而带动斜齿轮a30转动，从而带动传动杆29倾斜转动，用于控制副机12在飞行过程中螺旋桨25的倾角，方向控制机构避免了副机12在飞行过程中螺旋桨25动力与灵活性上的不足；副飞控板27固定于驱动装置28的另一端，副飞控板27的一端还固接有微型的摄像头b31，主机1和副机12的机身下方都会安装GPS和摄像头以保证人机之间的交互。

如图6所示，两个螺旋桨25及第二电机26分别位于下壳体23-2内设置的两个圆柱孔32内，斜齿轮a30和斜齿轮b均位于两个圆柱孔32之间，上壳体23-1也相应开设有两个圆孔33，两个圆孔33分别位于两个圆柱孔 32的正上方，实现了整个副机12的散热效果，同时每个副机12的部件安装均为对称结构，保证了飞行的稳定性，同时使得该飞行器作为模型使用时更为美观。

如图6所示，下壳体23-2内还设置有长方形的电池壳体34，可以固定电池的安放位置，保证整机的重心稳定，电池壳体34的两侧均设置有卡盘 37，用橡皮筋套住以固定电池，防止电池在飞行途中突然掉落，。

如图1所示，副机身23靠近主机身2的尾部设置有V型尾翼35，V型尾翼35减小了尾翼和机身的干扰阻力，并且在达到相同安定性的情况下，V 尾更轻减少机身重量。整个副机身23表面曲率采用G3连续，最大程度上优化飞行参数，副机身23的头部视野良好，且设置圈形凸起36，可安装小型摄像头。

所有机身都会采用有机高分子材料，保证磁场不被干扰的同时减轻飞行负载。

通过上述方式，本发明一种带有副机的多旋翼飞行器，通过主机实现飞行器的升降，通过副机来改变飞行器在飞行方向，有效的提升了本发明的飞行器的稳定性和改变方位的精确性，且电磁铁连接方式实现了主机和副机12 的对接和分离的便捷性和对位准确性，在飞行稳定的前提下既可各个机身单独飞行也可快速完成对接配合飞行，以此来实现无人机团队性分工，另外根据载重的需求实现主机和副机的分离与组合，增加了其应用价值，而且飞行操作简单，携带方便。

Claims (8)

1.一种带有副机的多旋翼飞行器，其特征在于，包括主机（1），所述主机（1）包括主机身（2），所述主机身（2）上部设置有电池箱（3），所述电池箱上方安装有第一电机（4），所述第一电机（4）通过传动轴（5）连接有双层螺旋桨（6），所述主机身（2）下部设置有主飞控板（7），所述主机身（2）下表面的四个端头均固接有起落架（11），所述主机身（2）的四周均匀连接有四个完全相同的副机（12）；

每个所述副机（12）包括副机身（23），所述副机身（23）包括上下卡扣的上壳体（23-1）和下壳体（23-2），所述下壳体（23-2）内设置有两个螺旋桨（25），两个所述螺旋桨（25）分别通过第二电机（26）驱动，两个所述第二电机（26）之间设置有方向控制机构，用于控制所述螺旋桨（25）的倾角，所述方向控制机构连接有副飞控板（27），所述下壳体（23-2）内还设置有长方形的电池壳体（34），所述电池壳体（34）的两侧均设置有卡盘（37）；

所述主机身（2）下部设置有呈正方形结构的飞控板支撑架（8），所述飞控板支撑架（8）的四角均固接有连接柱（9），所述连接柱（9）一端固定于主机身（2）的下表面，所述主飞控板（7）固定于飞控板支撑架（8）上表面，所述飞控板支撑架（8）下表面活动安装有摄像头a（10）。

2.如权利要求1所述的一种带有副机的多旋翼飞行器，其特征在于，所述电池箱（3）的侧面设置有活动门（13），所述活动门（13）与电池箱（3）通过卡扣（14）连接，所述电池箱（3）上开设有散热孔（15）。

3.如权利要求1所述的一种带有副机的多旋翼飞行器，其特征在于，所述双层螺旋桨（6）包括上叶片（6-1）和下叶片（6-2），所述下叶片（6-2）通过下连接阀（16）固定于传动轴（5）上，所述传动轴（5）远离第一电机（4）的一端设置有行星轮系（17），所述上叶片（6-1）通过上连接阀（18）固定于所述行星轮系（17）上。

4.如权利要求3所述的一种带有副机的多旋翼飞行器，其特征在于，靠近所述上连接阀（18）的传动轴（5）上还设置有平衡杆（19），且所述平衡杆（19）通过套接在传动轴（5）上的平衡杆固定阀（20）固定，所述上连接阀（18）和平衡杆（19）之间通过双头接柱（21）连接。

5.如权利要求1所述的一种带有副机的多旋翼飞行器，其特征在于，所述主机身（2）呈“十字型”结构，所述主机身（2）的四个端头均设置有中空结构的杆桶（22），所述杆桶（22）内设置设有电磁铁，所述电磁铁通过集成导线连接至所述主飞控板（7），每个所述副机（12）包括副机身（23），每个所述副机身（23）的尾部设置有电磁铁感应扭（24），所述主机身（2）通过电磁铁与每个所述副机身（23）连接。

6.如权利要求1所述的一种带有副机的多旋翼飞行器，其特征在于，所述方向控制机构包括驱动装置（28）和两端连接在两个第二电机（26）上的传动杆（29），且驱动装置（28）固定在下壳体（23-2）上，所述传动杆（29）上设置有斜齿轮a（30），所述驱动装置（28）一端设置有与所述斜齿轮a（30）相互啮合的斜齿轮b，所述副飞控板（27）固定于驱动装置（28）的另一端。

7.如权利要求6所述的一种带有副机的多旋翼飞行器，其特征在于，两个所述螺旋桨（25）及第二电机（26）分别位于下壳体（23-2）内设置的两个圆柱孔（32）内，斜齿轮a（30）和斜齿轮b均位于两个圆柱孔（32）之间，所述上壳体（23-1）也相应开设有两个圆孔（33），两个所述圆孔（33）分别位于两个圆柱孔（32）的正上方。

8.如权利要求1或7所述的一种带有副机的多旋翼飞行器，其特征在于，所述副机身（23）靠近主机身（2）的尾部设置有V型尾翼（35）。

Images