CN111332466A - 增升机翼式多旋翼遥感无人机及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无人机技术领域，具体涉及增升机翼式多旋翼遥感无人机，包括机身，机身的头部两侧和尾部两侧均安装有机臂，机臂的外端部安装有旋翼驱动电机，旋翼驱动电机的上下两端动力输出轴均安装有旋翼，机身的底部左右两侧均安装有支撑脚架；机身的左右两侧壁均安装有可转动的增升机翼，增升机翼上安装有迎角传感器；机身的内腔中安装有迎角控制电机、传动减速系统、机翼转轴、轴承座和控制系统，迎角传感器的信号输出端与控制系统的输入端连接，控制系统的输出端与迎角控制电机的输入端连接，迎角控制电机的动力输出轴与传动减速系统传动连接，传动减速系统与机翼转轴传动连接。本发明还涉及该无人机的控制方法。本发明可增加无人机的续航能力。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体涉及增升机翼式多旋翼遥感无人机及其方法。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。因其行动灵活、起降环境要求较低，并具有良好的操作性能等，广泛应用在诸多领域。尤其在低空遥感领域，作为遥感设备的挂载平台，无人机是无可争议的主角。
对于低空遥感无人机来说:首先飞行速度相对较慢，这样可以产生比传统机载遥感设备扫描还要大几个数量级的点密度。结合宽扫描角度，可以解析得到更精确的结果。其次，低空飞行为广角扫描提供了良好的解决方案。
在这个应用领域，目前多旋翼无人机比较有优势，因为它能进行垂直起降，无需跑道也无需配备无人机的发射回收设备，能实现低速和悬停作业，又因其安全性好、拆卸方便、结构简单、控制灵活、成本低廉、易于维护和更换等优点，几乎适合于在任何场合进行遥感作业；但是，目前多旋翼无人机的续航能力和挂载能力都非常有限，急需解决。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了增升机翼式多旋翼遥感无人机及其方法，用以解决现目前多旋翼无人机的续航能力和挂载能力都非常有限的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
增升机翼式多旋翼遥感无人机，包括机身，所述机身的头部两侧和尾部两侧均安装有机臂，所述机臂的外端部安装有旋翼驱动电机，所述旋翼驱动电机的上下两端动力输出轴均安装有旋翼，所述机身的底部左右两侧均安装有支撑脚架；
所述机身的左右两侧壁均安装有可转动的增升机翼，所述的增升机翼上安装有迎角传感器；
所述机身的内腔中安装有迎角控制电机、传动减速系统、机翼转轴、轴承座和控制系统；
所述迎角传感器的信号输出端与控制系统的输入端连接，所述控制系统的输出端与迎角控制电机的输入端连接，所述迎角控制电机和传动减速系统可拆卸安装在机身的顶板内壁，所述的轴承座将机翼转轴与机身安装在一起，所述迎角控制电机的动力输出轴与传动减速系统传动连接，所述的传动减速系统与机翼转轴传动连接，所述机翼转轴的两端与增升机翼固定。
进一步，所述的支撑脚架由两根斜杆和一根横杆构成U形结构。
进一步，所述横杆的前后两端向外延伸并于末端处套设有套杆。
进一步，所述增升机翼的侧面可拆卸安装有跑道形安装块，所述跑道形安装块的侧面上一体成型有与跑道形安装块垂直的立柱，所述的迎角传感器可拆卸安装在立柱的最外端。
进一步，所述的跑道形安装块通过螺栓与增升机翼螺纹连接。
进一步，所述机身的左右侧壁均开设有一排散热孔。
进一步，所述的散热孔均为条形。
进一步，位于同侧的所述散热孔分成前后两组，且前后两组散热孔均向中间倾斜。
进一步，所述迎角控制电机的动力输出轴安装有驱动齿轮，所述的传动减速系统包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述的第一传动齿轮和第二传动齿轮同轴且固定在一起，所述的机翼转轴上固定有从动齿轮，所述的驱动齿轮与第一传动齿轮相互啮合，所述的第二传动齿轮与从动齿轮相互啮合。
上述的增升机翼式多旋翼遥感无人机的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、所述的迎角传感器实时监测飞行中增升机翼的迎角，并将信号传给控制系统；
步骤二、所述的控制系统收到信号后，通过设定的控制程序进行处理，并控制所述的迎角控制电机动作；
步骤三、所述的驱动齿轮带动第一传动齿轮和第二传动齿轮同时转动，所述的第二传动齿轮带动从动齿轮转动，所述的从动齿轮带动机翼转轴转动。
本发明与现有技术相比，没有改变多旋翼无人机的主要布局，没有削弱多旋翼无人机的原有优势，依然具备安全性好、拆卸方便、结构简单、控制灵活、成本低廉、易于维护和更换等优点，即便是飞行中增升机翼损坏了也依然可以像多旋翼无人机一样安全着陆，而且如果在不需要增加作业航程的情况下使用时可以把增升机翼快速拆除，不影响无人机原有的功能。
本发明通过在巡航过程中采用增升技术来降低电池的耗电速度，从而达到增加其续航能力的目的。
附图说明
图1为本发明增升机翼式多旋翼遥感无人机的立体结构示意图；
图2为本发明增升机翼式多旋翼遥感无人机的平面结构示意图；
图3为本发明增升机翼式多旋翼遥感无人机的部分结构示意图；
图4为图3的侧视结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
如图1-4所示，本发明的增升机翼式多旋翼遥感无人机，包括机身5，机身5的头部两侧和尾部两侧均安装有机臂6，机臂6的外端部安装有旋翼驱动电机4，旋翼驱动电机4的上下两端动力输出轴均安装有旋翼3，机身5的底部左右两侧均安装有支撑脚架7；
机身5的左右两侧壁均安装有可转动的增升机翼2，增升机翼2上安装有迎角传感器1；
机身5的内腔中安装有迎角控制电机203、传动减速系统204、机翼转轴202、轴承座201和控制系统；
迎角传感器1的信号输出端与控制系统的输入端连接，控制系统的输出端与迎角控制电机203的输入端连接，迎角控制电机203和传动减速系统204可拆卸安装在机身5的顶板内壁，轴承座201将机翼转轴202与机身5安装在一起，迎角控制电机203的动力输出轴与传动减速系统204传动连接，传动减速系统204与机翼转轴202传动连接，机翼转轴202的两端与增升机翼2固定。
作为优选方案，支撑脚架7由两根斜杆和一根横杆构成U形结构。
作为优选方案，横杆的前后两端向外延伸并于末端处套设有套杆。
作为优选方案，增升机翼2的侧面可拆卸安装有跑道形安装块，跑道形安装块的侧面上一体成型有与跑道形安装块垂直的立柱，迎角传感器1可拆卸安装在立柱的最外端。
作为优选方案，跑道形安装块通过螺栓与增升机翼2螺纹连接。
作为优选方案，机身5的左右侧壁均开设有一排散热孔。
作为优选方案，散热孔均为条形。
作为优选方案，位于同侧的散热孔分成前后两组，且前后两组散热孔均向中间倾斜。
作为优选方案，迎角控制电机203的动力输出轴安装有驱动齿轮，传动减速系统204包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，第一传动齿轮和第二传动齿轮同轴且固定在一起，机翼转轴202上固定有从动齿轮，驱动齿轮与第一传动齿轮相互啮合，第二传动齿轮与从动齿轮相互啮合。
上述的增升机翼式多旋翼遥感无人机的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、迎角传感器1实时监测飞行中增升机翼2的迎角，并将信号传给控制系统；
步骤二、控制系统收到信号后，通过设定的控制程序进行处理，并控制迎角控制电机203动作；
步骤三、驱动齿轮带动第一传动齿轮和第二传动齿轮同时转动，第二传动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动机翼转轴202转动。
多旋无人机的飞行原理与固定翼无人机不同，多旋翼无人机飞行姿态会随着其飞行速度的改变而改变，机身5的俯仰角度发生了改变，那么增升机翼2的迎角就会发生改变，增升机翼2的升力就会改变，所以，在飞行过程中增升机翼2需始终保持在有利迎角。本发明可以达到使增升机翼2始终处于有利迎角的目的，以保证无人机飞行中的增升需要。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.增升机翼式多旋翼遥感无人机，包括机身(5)，所述机身(5)的头部两侧和尾部两侧均安装有机臂(6)，所述机臂(6)的外端部安装有旋翼驱动电机(4)，所述旋翼驱动电机(4)的上下两端动力输出轴均安装有旋翼(3)，所述机身(5)的底部左右两侧均安装有支撑脚架(7)，其特征在于：
所述机身(5)的左右两侧壁均安装有可转动的增升机翼(2)，所述的增升机翼(2)上安装有迎角传感器(1)；
所述机身(5)的内腔中安装有迎角控制电机(203)、传动减速系统(204)、机翼转轴(202)、轴承座(201)和控制系统；
所述迎角传感器(1)的信号输出端与控制系统的输入端连接，所述控制系统的输出端与迎角控制电机(203)的输入端连接，所述迎角控制电机(203)和传动减速系统(204)可拆卸安装在机身(5)的顶板内壁，所述的轴承座(201)将机翼转轴(202)与机身(5)安装在一起，所述迎角控制电机(203)的动力输出轴与传动减速系统(204)传动连接，所述的传动减速系统(204)与机翼转轴(202)传动连接，所述机翼转轴(202)的两端与增升机翼(2)固定。
2.根据权利要求1所述的增升机翼式多旋翼遥感无人机，其特征在于：所述的支撑脚架(7)由两根斜杆和一根横杆构成U形结构。
3.根据权利要求2所述的增升机翼式多旋翼遥感无人机，其特征在于：所述横杆的前后两端向外延伸并于末端处套设有套杆。
4.根据权利要求3所述的增升机翼式多旋翼遥感无人机，其特征在于：所述增升机翼(2)的侧面可拆卸安装有跑道形安装块，所述跑道形安装块的侧面上一体成型有与跑道形安装块垂直的立柱，所述的迎角传感器(1)可拆卸安装在立柱的最外端。
5.根据权利要求4所述的增升机翼式多旋翼遥感无人机，其特征在于：所述的跑道形安装块通过螺栓与增升机翼(2)螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的增升机翼式多旋翼遥感无人机，其特征在于：所述机身(5)的左右侧壁均开设有一排散热孔。
7.根据权利要求6所述的增升机翼式多旋翼遥感无人机，其特征在于：所述的散热孔均为条形。
8.根据权利要求7所述的增升机翼式多旋翼遥感无人机，其特征在于：位于同侧的所述散热孔分成前后两组，且前后两组散热孔均向中间倾斜。
9.根据权利要求8所述的增升机翼式多旋翼遥感无人机，其特征在于：所述迎角控制电机(203)的动力输出轴安装有驱动齿轮，所述的传动减速系统(204)包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述的第一传动齿轮和第二传动齿轮同轴且固定在一起，所述的机翼转轴(202)上固定有从动齿轮，所述的驱动齿轮与第一传动齿轮相互啮合，所述的第二传动齿轮与从动齿轮相互啮合。
10.如权利要求9所述的增升机翼式多旋翼遥感无人机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、所述的迎角传感器(1)实时监测飞行中增升机翼(2)的迎角，并将信号传给控制系统；
步骤二、所述的控制系统收到信号后，通过设定的控制程序进行处理，并控制所述的迎角控制电机(203)动作；
步骤三、所述的驱动齿轮带动第一传动齿轮和第二传动齿轮同时转动，所述的第二传动齿轮带动从动齿轮转动，所述的从动齿轮带动机翼转轴(202)转动。
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