CN109071003A - 无人机及无人机控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种无人机(10)以及无人机控制方法，无人机(10)包括主机架(11)、一对前机翼(12)、一对后机翼(13)和多个旋翼动力组件(14,15,16,17)，一对前机翼(12)设置于所述主机架(11)的相对两侧，且能够相对于所述主机架(11)在前后方向上转动；一对后机翼(13)设置于所述主机架(11)的相对两侧，且相对于所述一对前机翼(12)靠近所述主机架(11)的后端；所述一对后机翼(13)能够相对于所述主机架(11)在前后方向上转动；多个旋翼动力组件(14,15,16,17)，安装于所述前机翼(12)和所述后机翼(13)上。

Description

无人机及无人机控制方法
技术领域
本申请涉及飞行器技术领域，特别涉及一种无人机及无人机控制方法。
背景技术
无人机是一种由无线电遥控设备或者远程控制装置操纵以执行任务的非载人飞行器。近些年来，无人机在多个领域得到发展和应用，例如民用、工业应用和军事应用等。常见的旋翼无人机通过旋翼动力组件的旋转来实现无人机的飞行，然而旋翼无人机一直以来存在能效低、飞行速度低等缺点。
发明内容
本申请提供一种无人机和无人机控制方法，可以提高能效和飞行速度。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种无人机包括：主机架；一对前机翼，设置于所述主机架的相对两侧，且能够相对于所述主机架在前后方向上转动；一对后机翼，设置于所述主机架的相对两侧，且相对于所述一对前机翼靠近所述主机架的后端，所述一对后机翼能够相对于所述主机架在前后方向上转动；及多个旋翼动力组件，安装于所述前机翼和所述后机翼上。
根据本申请实施例的另一个方面，提供一种无人机控制方法，用来控制无人机，所述无人机包括主机架、一对前机翼、一对后机翼和多个旋翼动力组件，一对前机翼设置于所述主机架的相对两侧，一对后机翼设置于主机架的相对两侧，且相对于所述一对前机翼靠近所述主机架的后端，多个旋翼动力组件安装于所述前机翼和所述后机翼上，所述无人机控制方法包括：控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架在前后方向上转动，且控制所述旋翼动力组件旋转。
本申请的无人机包括能够相对于主机架在前后方向转动的一对前机翼和一对后机翼，以及多个旋翼动力组件，可以通过旋翼动力组件、前机翼和后机翼来实现无人机不同姿态下的飞行，其中在一些姿态下可以使无人机高速飞行，从而提高能效和飞行速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请无人机的一个实施例的立体示意图。
图2是图1所示的无人机起飞和降落时的姿态示意图。
图3是图1所示的无人机在多旋翼模式下向前飞的姿态示意图。
图4是图1所示的无人机在多旋翼模式下向左或向右飞的姿态示意图。
图5是图1所示的无人机在多旋翼模式下需增大相机的拍摄视角时的姿态示意图。
图6是图1所示的无人机在高速飞行模式下向前飞的一种姿态示意图。
图7是图1所示的无人机在高速飞行模式下向前飞的另一种姿态示意图。
图8是图7所示的无人机从另一角度所示的立体示意图。
图9是图1所示的无人机在高速飞行模式下向后飞的一种姿态示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
本申请实施例的无人机包括主机架、一对前机翼、一对后机翼和多个旋翼动力组件。一对前机翼设置于主机架的相对两侧，且能够相对于主机架在前后方向上转动。一对后机翼设置于主机架的相对两侧，且相对于一对前机翼靠近主机架的后端。一对后机翼能够相对于主机架在前后方向上转动。多个旋翼动力组件，安装于前机翼和后机翼上。本申请的无人机包括能够相对于主机架在前后方向转动的一对前机翼和一对后机翼，以及多个旋翼动力组件，可以通过旋翼动力组件、前机翼和后机翼来实现无人机不同姿态下的飞行，其中在一些姿态下可以使无人机高速飞行，从而提高能效和飞行速度。
本申请实施例的无人机控制方法，用来控制无人机。无人机包括主机架、一对前机翼、一对后机翼和多个旋翼动力组件。一对前机翼设置于主机架的相对两侧。一对后机翼设置于主机架的相对两侧，且相对于一对前机翼靠近主机架的后端。多个旋翼动力组件安装于前机翼和后机翼上。无人机控制方法包括：控制前机翼和后机翼相对于主机架在前后方向上转动，且控制旋翼动力组件旋转。无人机控制方法可以控制旋翼动力组件、前机翼和后机翼来实现无人机不同姿态下的飞行，其中在一些姿态下可以使无人机高速飞行，从而提高能效和飞行速度。
下面结合附图，对本申请的无人机和无人机控制方法进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
图1所示为无人机10的一个实施例的立体示意图。图1所示的无人机10可以用于航拍、测绘、监测，但不限于此。在其他一些实施例中，无人机10还可用于农业、快递送货、提供网络服务等。在本实施例中，无人机10包括主机架11、一对前机翼12、一对后机翼13和多个旋翼动力组件14-17。
在一些实施例中，主机架11可以称作中心机架或中心体。在图示实施例中，主机架11为纵长形，包括前端111和相对于前端111的后端112。前端111为无人机10的机头，后端112为无人机10的机尾。在图示实施例中，主机架11大致呈左右两侧的宽度小于高度的扁平状。在其他实施例中，主机架11可以呈其他形状，例如，主机架11大致呈左右两侧的宽度大于高度的扁平状。
一对前机翼12设置于主机架11的相对两侧，且能够相对于主机架11在前后方向上转动。在图示实施例中，前机翼12安装于主机架11的前端。一对前机翼12对称设置于主机架11的左右两侧，一对前机翼12的形状相同。在图示实施例中，前机翼12大致呈板状，前机翼12从其上端向下端逐渐变薄。前机翼12的上侧缘和下侧缘基本垂直于主机架11。前机翼12远离主机架11的外侧面大体上垂直于前机翼12的上侧缘。前机翼12靠近主机架11的内侧面呈台阶面，其中，前机翼12的下部的内侧面较上部的内侧面远离主机架11，一对前机翼12的下部之间形成有开口121。在其他实施例中，前机翼12可以是其他形状，并不限于图中所示的形状。
一对前机翼12可以相对于主机架11向后旋转，或相对于主机架11向前旋转。一对前机翼12同步旋转，旋转方向和角度相同，始终保持相对于主机架11相互对称。在一个实施例中，一对前机翼12独立成型，分别组装于主机架11上。在另一个实施例中，一对前机翼12一体成型，共同组装于主机架11上。
一对后机翼13设置于主机架11的相对两侧，且相对于一对前机翼12靠近主机架11的后端。一对后机翼13能够相对于主机架11在前后方向上转动。在图示实施例中，一对后机翼13安装于主机架11的后端。在一个实施例中，从前机翼12与主机架11的连接处到后机翼13与主机架11的连接处的距离大于前机翼12和后机翼13的上侧缘到下侧缘的距离。一对后机翼13对称设置于主机架11的左右两侧，一对后机翼12的形状相同。在图示实施例中，后机翼13的形状与前机翼12的形状相同，在此不再赘述。在其他实施例中，后机翼13可以是其他形状。
类似于前机翼12，一对后机翼13可以相对于主机架11向后旋转，或相对于主机架11向前旋转。一对后机翼13同步旋转，旋转方向和角度相同，始终保持相对于主机架11相互对称。在一个实施例中，一对后机翼13独立成型，分别组装于主机架11上。在另一个实施例中，一对后机翼13一体成型，共同组装于主机架11上。
无人机10包括设置于主机架11的前机翼驱动组件18和后机翼驱动组件19。前机翼驱动组件18与前机翼12连接，用于驱动前机翼12能够相对于主机架11在前后方向上转动。后机翼驱动组件19与后机翼13连接，用于驱动后机翼13能够相对于主机架11在前后方向上转动。
在一个实施例中，前机翼驱动组件18包括前电机181(如图2所示)、与前电机181连接的前丝杆182和与前丝杆182啮合的前齿轮183，前齿轮183与前机翼12连接。前机翼12的上端可以与前齿轮183的中心轴固定连接。前电机181驱动前丝杆182转动，带动前齿轮183转动，从而带动前机翼12转动。类似于前机翼驱动组件18，后机翼驱动组件19包括后电机191、与后电机191连接的后丝杆192和与后丝杆192啮合的后齿轮193，后齿轮193与后机翼13连接。后电机191驱动后丝杆192转动，带动后齿轮193转动，从而带动后机翼13转动。丝杆182、192和齿轮183、193在无人机10飞行时起到抗风的作用。在图示实施例中，前丝杆182位于前齿轮183的后侧，后丝杆192位于后齿轮193的前侧。
在另一个实施例中，前机翼12与前电机181的转轴直接连接，前电机181的转轴转动带动前机翼12转动。后机翼13与后电机191的转轴直接连接，后电机191的转轴带动后机翼13转动。
在一个实施例中，前机翼驱动组件18和后机翼驱动组件19分别包括转动方向相反的两个电机。即前机翼驱动组件18包括转动方向相反的两个前电机181，后机翼驱动组件19包括转动方向相反的两个后电机191。其中一个前电机181驱动前机翼12向前转，另一个前电机181驱动前机翼12向后转。类似地，其中一个后电机191驱动后机翼13向前转，另一个后电机191驱动后机翼13向后转。
在另一个实施例中，前机翼驱动组件18和后机翼驱动组件19分别包括能够正转和反转的一个电机。即前电机181可以正转和反转，来驱动前机翼12向前转或向后转。后电机191可以正转和反转，来驱动后机翼13向前转或向后转。
上述仅是前机翼驱动组件18和后机翼驱动组件19的例子，在其他一些实施例中，前机翼驱动组件18和后机翼驱动组件19可以包括其他元件和结构，来驱动前机翼12和后机翼13转动。
多个旋翼动力组件14-17安装于前机翼12和后机翼13上。在图示实施例中，多个旋翼动力组件14-17具有相同的结构和形状。以旋翼动力组件14为例，旋翼动力组件14包括旋翼电机141和安装于旋翼电机141的旋翼142。旋翼电机141驱动旋翼142旋转。在图示实施例中，旋翼142包括两个叶片，但不限于此。在其他实施例中，旋翼142可以包括三个或更多个叶片。
多个旋翼动力组件14-17包括一对前旋翼动力组件14、17和一对后旋翼动力组件15、16。一对前旋翼动力组件14、17相对于主机架11对称安装于一对前机翼12上，一对后旋翼动力组件15、16相对于主机架11对称安装于一对后机翼13上。在图示实施例中，前旋翼动力组件14、17安装于前机翼12的上侧缘中部位置，后旋翼动力组件15、16安装于后机翼13的上侧缘中部位置。在一个实施例中，前旋翼动力组件14、17到主机架11的距离与后旋翼动力组件15、16到主机架11的距离相等。在图示实施例中，旋翼动力组件14-17的旋转平面垂直于前机翼12和后机翼13。即旋翼动力组件14-17的旋翼的旋转平面垂直于前机翼12和后机翼13。
无人机10包括多个脚架20，分别设置于前机翼12和后机翼13的下部，且向下延伸超出前机翼12和后机翼13的下侧缘。脚架20在无人机10起飞和降落时起支撑和缓冲作用，避免前机翼12、后机翼13、主机架11、无人机10的负载或其他部件直接撞地而损坏。在图示实施例中，设置于一对前机翼12下部的一对脚架20相对于主机架11对称，且设置于一对后机翼13下部的一对脚架20相对于主机架11对称。在图示实施例中，设置于前机翼12下部的脚架20到主机架11的距离与设置于后机翼13下部的脚架20到主机架11的距离相等。
在图示实施例中，脚架20位于对应的旋翼动力组件14-17的正下方，脚架20的中轴线与对应的旋翼动力组件14-17的中轴线在一条直线上。在其他实施例中，脚架20可以设置于前机翼12和后机翼13的下部其他位置。在图示实施例中，脚架20大致呈圆柱体，但不限于此。在其他实施例中，脚架20可以是其他形状。
无人机10包括安装于主机架11前端的负载21，负载21位于一对前机翼12之间。在图示实施例中，负载21包括安装于主机架11的云台211和安装于云台211的相机212。当前机翼12垂直于主机架11时，云台211位于一对前机翼12下部之间形成的开口121内。相机212全部或部分位于开口121内。
图2所示为无人机10起飞和降落时的姿态示意图。无人机10在起飞和降落时，前机翼12和后机翼13垂直于主机架11。在图示实施例中，前机翼12和后机翼13垂直于主机架11的上侧缘。主机架11水平放置时，前机翼12和后机翼13竖直延伸，旋翼动力组件14-17的旋转平面平行于水平面。前机翼驱动组件18可驱动前机翼12垂直于主机架11，后机翼驱动组件19可以驱动后机翼13垂直于主机架11。脚架20的下端低于负载21的下端，可以保护负载21。无人机10在多旋翼模式下起飞和降落，可以垂直起降，起飞和降落需要的场地小。
无人机10在多旋翼模式下飞行时，前机翼12和后机翼13可以垂直于主机架11。无人机10在多旋翼模式下悬停时，无人机10姿态可以是图2所示的姿态。前机翼12和后机翼13垂直于主机架11，旋翼动力组件14和16反向旋转，旋翼动力组件15和17正向旋转。旋翼动力组件14-17维持在合适的转速，使旋翼动力组件14和16的旋转扭力与旋翼动力组件15和17的旋转扭力相互抵消，且使多个旋翼动力组件14-17的推力可以抵消无人机10的重力，从而使无人机10维持在悬停状态。
图3所示为无人机10在多旋翼模式下向前飞行的姿态示意图。前机翼12和后机翼13垂直于主机架11，旋翼动力组件14和16反向旋转，旋翼动力组件15和17正向旋转。前旋翼动力组件14和17减速，后旋翼动力组件15和16加速，使无人机10整体姿态前倾。多个旋翼动力组件14-17的推力可以克服无人机10的重力，并产生向前的推力，从而使无人机10向前飞行。
类似地，前旋翼动力组件14和17加速，后旋翼动力组件15和16减速，多个旋翼动力组件14-17的推力可以克服无人机10的重力，并产生向后的推力，从而使无人机10向后飞行。
图4所示为无人机10在多旋翼模式下向左或向右飞行的姿态示意图。前机翼12和后机翼13垂直于主机架11，旋翼动力组件14和16反向旋转，旋翼动力组件15和17正向旋转。位于主机架11右侧的旋翼动力组件14和15加速，位于主机架11左侧的旋翼动力组件16和17减速，多个旋翼动力组件14-17的推力可以克服无人机10的重力，并产生向无人机10左侧的推力，从而使无人机10向左飞行。
类似地，位于主机架11右侧的旋翼动力组件14和15减速，位于主机架11左侧的旋翼动力组件16和17加速，多个旋翼动力组件14-17的推力可以克服无人机10的重力，并产生向无人机10右侧的推力，从而使无人机10向右飞行。
无人机10在多旋翼模式下旋转时，旋翼动力组件14和16反向旋转，旋翼动力组件15和17正向旋转，旋翼动力组件14和16加速，旋翼动力组件15和17减速，无人机10整体正向旋转扭力大于反向旋转扭力，使无人机10整体在旋翼动力组件14-17的旋转平面内正向旋转。
类似地，旋翼动力组件14和16减速，旋翼动力组件15和17加速，无人机10整体反向旋转扭力大于正向旋转扭力，使无人机10整体在旋翼动力组件14-17的旋转平面内反向旋转。
无人机10可以在多旋翼模式下悬停、向前飞、向后飞、向左飞、向右飞、正向旋转和反向旋转，无人机10的操作灵活。
图5所示为无人机10在多旋翼模式下飞行的另一姿态示意图。无人机10在多旋翼模式下飞行时，当需要增大相机212的拍摄视角时，前机翼12和后机翼13相对于主机架11倾斜，且倾斜方向相反。在图示实施例中，前机翼12的下部向主机架11的后端倾斜，后机翼13的下部向主机架11的前端倾斜。前机翼12和后机翼13相对于主机架11的倾斜角度相同。前机翼12的下部和脚架20远离云台211和相机212，相机212的镜头旋转至左侧和右侧时，前机翼12和脚架20不会对镜头产生遮挡，从而使相机212的拍摄视角增大。
无人机10可以在图5所示的姿态下悬停、向前飞行、向后飞行、向左飞行或向右飞行。悬停时，旋翼动力组件14和16反向旋转，旋翼动力组件15和17正向旋转，前旋翼动力组件14和17产生向下的推力，还产生向前的推力，后旋翼动力组件15和16产生向下的推力，还产生向后的推力。前旋翼动力组件14和17向前的推力和后旋翼动力组件15和16的向后的推力相互抵消，多个旋翼动力组件14-17的向下的推力共同抵消无人机10的重力，从而使无人机10维持在悬停状态。
类似于图3所示姿态下的无人机10，无人机10在图5所示的姿态下向前飞时，前旋翼动力组件14和17减速，后旋翼动力组件15和16加速。向后飞时，前旋翼动力组件14和17加速，后旋翼动力组件15和16减速。
类似于图4所示姿态下的无人机10，无人机10在图5所示的姿态下向左飞时，旋翼动力组件14和15加速，旋翼动力组件16和17减速。向右飞时，旋翼动力组件14和15减速，旋翼动力组件16和17加速。
图6所示为无人机10高速向前飞行时的姿态示意图。当无人机10需高速飞行时，前机翼12和后机翼13相对于主机架11倾斜，且倾斜方向相同。“高速”指高于无人机10在旋翼模式下飞行的速度。无人机10需低速飞行时，可以在图1-5所示的旋翼模式下飞行。图6中，无人机10需高速向前飞行时，前机翼12的下部和后机翼13的下部均向后倾斜。前机翼12和后机翼13相对于主机架11倾斜的角度相同。
当无人机10需从悬停姿态切换到高速向前飞的姿态时，前机翼驱动组件18驱动前机翼12前倾，即前机翼12的下部向后倾斜，后机翼驱动组件19驱动后机翼13前倾，即后机翼13的下部向后倾斜，且同时增大多个旋翼动力组件14-17的转速。前机翼12和后机翼13前倾可以使旋翼动力组件14-17在水平方向上产生前进的推力，从而可以推动无人机10向前飞行。多个旋翼动力组件14-17的转速增大可以弥补因为前机翼12和后机翼13前倾导致的垂直方向的推力减小，从而可以克服重力，保持飞行高度的稳定。
当前机翼12和后机翼13的倾斜角度和旋翼动力组件14-17的转速达到一定程度时，机翼12、13和空气形成有效攻角，空气能够提供大部分的升力，使得无人机10可以进入高速飞行模式。此时多个旋翼动力组件14-17主要提供无人机10前进的推力，前机翼12和后机翼13切割空气形成的升力主要用于克服重力。
通过转动前机翼12和后机翼13，并增大旋翼动力组件14-17的转速，可以使无人机10从多旋翼模式转换到高速飞行模式。另外，可以通过转动前机翼12和后机翼13，并减小旋翼动力组件14-17的转速，使无人机10从高速飞行模式转换到多旋翼模式。如此可以较方便地在多旋翼模式和高速飞行模式之间快速变换，控制策略简单。
改变前机翼12和后机翼13的倾斜角度和/或旋翼动力组件14-17的转速，可以使无人机10的飞行速度变化。如果维持多个旋翼动力组件14-17的转速不变，减小前机翼12和后机翼13的倾斜角度的话，前机翼12和后机翼13的攻角增大，刚开始因为惯性的原因，无人机10高度会稍有增加。然而前机翼12和后机翼13的攻角增大后，旋翼动力组件14-17在水平方向的分力减小，飞行阻力增大，因此减小前机翼12和后机翼13的倾斜角度，使前机翼12和后机翼13的攻角增大，最终会使无人机10的飞行速度降低。无人机10的飞行高度是否变化需看飞行速度的降低和前机翼12和后机翼13的攻角增大共同影响的升力的变化情况。若升力降低，无人机10的飞行高度下降。若升力变大，无人机10的飞行高度变大。
相反地，如果维持旋翼动力组件14-17的转速不变，增大前机翼12和后机翼13的倾斜角度的话，前机翼12和后机翼13的攻角减小，刚开始无人机10会因为升力减小导致高度降低。然而前机翼12和后机翼13的攻角减小后，旋翼动力组件14-17在水平方向的分力增大，飞行阻力减小，因此增大前机翼12和后机翼13的倾斜角度，使前机翼12和后机翼13的攻角减小，最终会使无人机10的飞行速度增加。无人机10的飞行高度是否变化需看无人机10的飞行速度的增加和前机翼12和后机翼13的攻角减小共同产生的升力的变化情况。
如图7和8所示的无人机10的姿态，相比较于图6所示的无人机10的姿态，图7和8中无人机10的前机翼12和后机翼13的倾斜角度较大，前机翼12和后机翼13的攻角较小，前电机181和后电机191的动力主要用于推动无人机10向前飞行，向前飞行时的空气阻力较小。在旋翼动力组件14-17的转速不变时，图7和8所示的无人机10比图6所示的无人机10飞行得更快。因此可以提高无人机10的飞行速度，提高能效，如此能够实现高速、长续航飞行。
在高速飞行模式匀速飞行的状态下，如果维持前机翼12和后机翼13的倾斜角度不变，同时增加多个旋翼动力组件14-17的转速的话，无人机10前进的推力会增加，因此无人机10的飞行速度会增加，飞行速度的增加会导致升力的增加，进而使得飞行高度也会增加。相反地，如果在前机翼12和后机翼13的倾斜角度不变的情况下，降低多个旋翼动力组件14-17的转速的话，会使得无人机10的飞行速度和高度降低。
在一些实施例中，飞行控制系统(未图示)可以通过无人机10上的传感器(未图示)，如气压计、空速计、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、IMU(InertialMeasurement Unit，惯性测量单元)等，采集无人机10的飞行状态，通过控制前机翼12和后机翼13的倾斜角度和/或旋翼动力组件14-17的转速来控制无人机10飞行的速度和/或高度。
在图7和8所示的无人机10在高速飞行模式下飞行时，脚架20和机翼12、13下端的位置比相机212的顶端位置高，主机架11可以维持在水平状态，如此在非常大的范围内为云台211和相机212让出了空间，可以有效避免相机212拍摄到脚架20和前机翼12，有效地提高相机212的拍摄视角。
在高速飞行模式下，当需要控制飞行方向时，增加无人机10一侧的旋翼动力组件14-17的转速，同时降低另外一侧旋翼动力组件14-17的转速，使无人机10发生转向。例如，在高速飞行模式下平稳飞行时，增加主机架11右侧的旋翼动力组件14、15的转速，降低主机架11左侧的旋翼动力组件16、17的转速，使无人机10向左转。又例如，在高速飞行模式下平稳飞行时，降低主机架11右侧的旋翼动力组件14、15的转速，增加主机架11左侧的旋翼动力组件16、17的转速，使无人机10向右转。如此无需方向舵也可以控制无人机10在高速飞行模式下转向，从而简化机身结构，减轻重量。
图9所示为无人机10高速向后飞行时的姿态示意图。当无人机10需高速往后飞时，前机翼12的下部和后机翼13的下部均向前倾斜。前机翼12和后机翼13相对于主机架11倾斜的角度相同。无人机10高速向后飞时前机翼12和后机翼13的倾斜角度、旋翼动力组件14-17的转速等的控制与无人机10向前飞时的控制类似，在此不再赘述。本申请实施例的无人机10通过前机翼12和后机翼13转动到不同位置，实现无人机10不仅可以高速向前飞，也可以高速向后飞，控制方便且灵活。
本申请实施例的无人机控制方法，用来控制无人机。无人机包括主机架、一对前机翼、一对后机翼和多个旋翼动力组件。一对前机翼设置于主机架的相对两侧，一对后机翼设置于主机架的相对两侧，且相对于一对前机翼靠近主机架的后端。多个旋翼动力组件安装于前机翼和后机翼上。无人机控制方法包括：控制前机翼和后机翼相对于主机架在前后方向上转动，且控制旋翼动力组件旋转。无人机控制方法可以用来控制前文所述的无人机10。可以同时控制前机翼和后机翼的转动和旋翼动力组件的旋转。或者可以先控制前机翼和后机翼的转动，再控制旋翼动力组件的旋转。或者可以先控制旋翼动力组件的旋转，再控制前机翼和后机翼的转动。可以控制前机翼和后机翼的转动方向和/或角度。可以控制旋翼动力组件的旋转方向和/或转速。
在无人机起飞和降落时，控制前机翼和后机翼垂直于主机架，控制旋翼动力组件的转速使无人机起飞或降落。
在无人机在多旋翼模式下飞行时，控制前机翼和后机翼垂直于主机架。可以在前机翼和后机翼垂直于主机架时，控制无人机在多旋翼模式下悬停、向前飞、向后飞、向左飞、向右飞、正向旋转或反向旋转。
在一个实施例中，无人机包括安装于主机架的云台和安装于云台的相机。在无人机在多旋翼模式下飞行时，当需要增大相机的拍摄角度时，可以控制前机翼和后机翼相对于主机架倾斜，且倾斜方向相反。在一个实施例中，可以控制前机翼的下部向后倾斜，后机翼的下部向前倾斜，使前机翼的下部远离相机，避免前机翼和前机翼底部设置的脚架对相机的遮挡，从而增大相机的拍摄角度。且可以控制旋翼动力组件的旋转来使无人机悬停、向前飞、向后飞、向左飞或向右飞。
当无人机需高速飞行时，控制前机翼和后机翼相对于主机架倾斜，且倾斜方向相同。可以控制前机翼和后机翼相对于主机架倾斜角度相同。当无人机需高速往前飞时，控制前机翼的下部和后机翼的下部均向后倾斜。当无人机需高速往后飞时，控制前机翼的下部和后机翼的下部均向前倾斜。在旋翼动力组件的旋转速度不变时，可以改变前机翼和后机翼相对于主机架的倾斜角度，来改变无人机的飞行速度。在前机翼和后机翼相对于主机架的倾斜角度不变时，可以改变多个旋翼动力组件的转速，来改变无人机的飞行速度。或者同时改变前机翼和后机翼相对于主机架的倾斜角度和多个旋翼动力组件的转速，来改变无人机的飞行速度。也可通过改变前机翼和后机翼相对于主机架的倾斜角度和/或多个旋翼动力组件的转速，来改变无人机的飞行高度。
在前机翼和后机翼相对于主机架的倾斜角度不变时，可以控制主机架一侧的旋翼动力组件的转速与主机架另一侧的旋翼动力组件的转速不同，来改变无人机的飞行方向。可以使无人机向转速低的旋翼动力组件的一侧转向。
对于方法实施例而言，由于其基本对应于装置实施例，所以相关之处参见装置实施例的部分说明即可。方法实施例和装置实施例互为补充。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明实施例所提供的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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Claims (32)

1.一种无人机，其特征在于，其包括：
主机架；
一对前机翼，设置于所述主机架的相对两侧，且能够相对于所述主机架在前后方向上转动；
一对后机翼，设置于所述主机架的相对两侧，且相对于所述一对前机翼靠近所述主机架的后端，所述一对后机翼能够相对于所述主机架在前后方向上转动；及
多个旋翼动力组件，安装于所述前机翼和所述后机翼上。
2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述无人机包括设置于所述主机架的前机翼驱动组件和后机翼驱动组件，所述前机翼驱动组件与所述前机翼连接，用于驱动所述前机翼能够相对于所述主机架在前后方向上转动，所述后机翼驱动组件与所述后机翼连接，用于驱动所述后机翼能够相对于所述主机架在前后方向上转动。
3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述前机翼驱动组件包括前电机、与所述前电机连接的前丝杆和与所述前丝杆啮合的前齿轮，所述前齿轮与所述前机翼连接；所述后机翼驱动组件包括后电机、与所述后电机连接的后丝杆和与所述后丝杆啮合的后齿轮，所述后齿轮与所述后机翼连接。
4.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述前机翼驱动组件和所述后机翼驱动组件分别包括转动方向相反的两个电机。
5.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述多个旋翼动力组件包括一对前旋翼动力组件和一对后旋翼动力组件，所述一对前旋翼动力组件相对于所述主机架对称安装于所述一对前机翼上，所述一对后旋翼动力组件相对于所述主机架对称安装于所述一对后机翼上。
6.根据权利要求5所述的无人机，其特征在于，所述前旋翼动力组件安装于所述前机翼的上侧缘中部位置，所述后旋翼动力组件安装于所述后机翼的上侧缘中部位置。
7.根据权利要求5所述的无人机，其特征在于，所述前旋翼动力组件到所述主机架的距离与所述后旋翼动力组件到所述主机架的距离相等。
8.根据权利要求5或6所述的无人机，其特征在于，所述旋翼动力组件的旋转平面垂直于所述前机翼和所述后机翼。
9.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述无人机包括多个脚架，分别设置于所述前机翼和所述后机翼的下部，且向下延伸超出所述前机翼和所述后机翼的下侧缘。
10.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述前机翼和所述后机翼在所述无人机起飞和降落时垂直于所述主机架。
11.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述无人机在多旋翼模式下飞行时，所述前机翼和所述后机翼垂直于所述主机架。
12.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述无人机包括安装于所述主机架前端的负载，所述负载位于所述一对前机翼之间。
13.根据权利要求12所述的无人机，其特征在于，所述负载包括安装于所述主机架的云台和安装于所述云台的相机。
14.根据权利要求13所述的无人机，其特征在于，所述一对前机翼的下部之间形成有开口，所述云台位于所述开口内。
15.根据权利要求13所述的无人机，其特征在于，所述无人机在多旋翼模式下飞行时，当需要增大相机的拍摄视角时，所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜，且倾斜方向相反。
16.根据权利要求15所述的无人机，其特征在于，所述前机翼的下部向所述主机架的后端倾斜，所述后机翼的下部向所述主机架的前端倾斜。
17.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，当所述无人机需高速飞行时，所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜，且倾斜方向相同。
18.根据权利要求17所述的无人机，其特征在于，所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜的角度相同。
19.根据权利要求17所述的无人机，其特征在于，当所述无人机需高速往前飞时，所述前机翼的下部和所述后机翼的下部均向后倾斜。
20.根据权利要求17所述的无人机，其特征在于，当所述无人机需高速往后飞时，所述前机翼的下部和所述后机翼的下部均向前倾斜。
21.一种无人机控制方法，用来控制无人机，所述无人机包括主机架、一对前机翼、一对后机翼和多个旋翼动力组件，一对前机翼设置于所述主机架的相对两侧，一对后机翼设置于主机架的相对两侧，且相对于所述一对前机翼靠近所述主机架的后端，多个旋翼动力组件安装于所述前机翼和所述后机翼上，所述无人机控制方法包括：控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架在前后方向上转动，且控制所述旋翼动力组件旋转。
22.根据权利要求21所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架在前后方向上转动，包括：在所述无人机起飞和降落时，控制所述前机翼和所述后机翼垂直于所述主机架。
23.根据权利要求21所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架在前后方向上转动，包括：在所述无人机在多旋翼模式下飞行时，控制所述前机翼和所述后机翼垂直于所述主机架。
24.根据权利要求23所述的无人机控制方法，其特征在于，所述无人机包括安装于所述主机架的云台和安装于所述云台的相机；所述控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架在前后方向上转动，包括：在所述无人机在多旋翼模式下飞行时，当需要增大相机的拍摄角度时，控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜，且倾斜方向相反。
25.根据权利要求24所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜，包括：控制所述前机翼的下部向所述主机架的后端倾斜，所述后机翼的下部向所述主机架的前端倾斜。
26.根据权利要求21所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架在前后方向上转动，包括：当所述无人机需高速飞行时，控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜，且倾斜方向相同。
27.根据权利要求26所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜，包括：控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜角度相同。
28.根据权利要求26所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜，包括：当所述无人机需高速往前飞时，控制所述前机翼的下部和所述后机翼的下部均向后倾斜。
29.根据权利要求26所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜，包括：当所述无人机需高速往后飞时，控制所述前机翼的下部和所述后机翼的下部均向前倾斜。
30.根据权利要求26所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜，包括：在所述旋翼组件的旋转速度不变时，改变所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜的角度，来改变所述无人机的飞行速度。
31.根据权利要求26所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述旋翼动力组件旋转，包括：在所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜的角度不变时，改变所述多个旋翼动力组件的转速，来改变所述无人机的飞行速度。
32.根据权利要求26所述的无人机控制方法，其特征在于，所述控制所述旋翼动力组件旋转，包括：在所述前机翼和所述后机翼相对于所述主机架倾斜的角度不变时，控制所述主机架一侧的所述旋翼动力组件的转速与所述主机架另一侧的所述旋翼动力组件的转速不同，来改变所述无人机的飞行方向。
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