CN112644701A - 一种横列式双旋翼无人机 - Google Patents

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杨利佳
王欣然
杨立龙
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Abstract

本发明提供了一种横列式双旋翼无人机，涉及无人机技术领域。一种横列式双旋翼无人机，包括机体和两个机臂，两个机臂分别位于机体的两侧，并与机体呈“V”型。机臂与机体呈“V”型，机身的重心大大降低，以增强其飞行稳定性能。机臂远离机体的端部设有运行机构，运行机构包括旋翼以及驱动旋翼转动的倾转件。倾转件包括相互连接的倾转主体和舵机，倾转主体与机臂连接，舵机的输出轴与旋翼固定连接。舵机的输出轴转动时可以带动旋翼倾转，当旋翼倾转时，可以实现无人机的俯仰、滚转、偏航等姿态动作。该横列式双旋翼无人机结构更紧凑，生产成本低，飞行稳定性好，飞行效率高，续航时间大大提升。

Description

一种横列式双旋翼无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种横列式双旋翼无人机。
背景技术
目前市面上旋翼无人机主要为四旋翼无人机，大型的有六旋翼、八旋翼系列旋翼无人机，其机体尺寸普遍偏大，无人机轴数越多，就要搭载更多的动力设备，设备成本高；其次，由于其整体重量越重，飞行效率低，导致续航时间较短。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种横列式双旋翼无人机，旨在改善无人机生产成本高，飞行效率低，续航时间短的问题。
本发明是这样实现的：
一种横列式双旋翼无人机，包括机体和两个机臂，两个机臂分别位于机体的两侧，并与机体呈“V”型；
机臂远离机体的端部设有运行机构，运行机构包括旋翼以及驱动旋翼转动的倾转件，倾转件包括相互连接的倾转主体和舵机，倾转主体与机臂连接，舵机的输出轴与旋翼固定连接。
进一步地，在本发明较佳的一种实施方式中，旋翼包括电机座，电机座包括相对的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁设有连接孔，连接孔与舵机的输出轴配合，舵机的输出轴末端与第二侧壁连接。
进一步地，在本发明较佳的一种实施方式中，倾转主体设有固定臂，固定臂位于第一侧壁与第二侧壁之间，固定臂设有通孔，舵机的输出轴依次穿过连接孔和通孔。
进一步地，在本发明较佳的一种实施方式中，旋翼还包括螺旋机构，电机座还包括座体，螺旋机构与座体连接。
进一步地，在本发明较佳的一种实施方式中，分别位于两个机臂上的旋翼处于同一高度上。
进一步地，在本发明较佳的一种实施方式中，机体包括设备仓和为设备仓供电的电池仓。
进一步地，在本发明较佳的一种实施方式中，机体还设有超声波传感器，超声波传感器与设备仓电连接。
进一步地，在本发明较佳的一种实施方式中，机体还设有摄像头，摄像头与设备仓电连接。
本发明提供的一种横列式双旋翼无人机的有益效果是：
一种横列式双旋翼无人机，包括机体和两个机臂，两个机臂分别位于机体的两侧，并与机体呈“V”型。机臂与机体呈“V”型，机身的重心大大降低，以增强其飞行稳定性能。其次，机臂远离机体的端部设有运行机构，运行机构包括旋翼以及驱动旋翼转动的倾转件。倾转件包括相互连接的倾转主体和舵机，倾转主体与机臂连接，舵机的输出轴与旋翼固定连接。换言之，舵机的输出轴转动时可以带动旋翼倾转，当旋翼倾转时，可以实现无人机的俯仰、滚转、偏航等姿态动作。该横列式双旋翼无人机结构更紧凑，生产成本低，无人机重心低，飞行稳定性好，飞行效率高，续航时间大大提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的横列式双旋翼无人机的第一视角的示意图；
图2是本发明实施例提供的横列式双旋翼无人机的第二视角的示意图；
图3是图1中A处的放大图。
图标：100-无人机；110-机体；130-机臂；150-运行机构；160-旋翼；161-电机座；161a-第一侧壁；161b-第二侧壁；161c-座体；162-螺旋机构；162a-电机；162b-螺旋桨；170-倾转件；171-倾转主体；171a-固定臂；172-舵机；180-超声波传感器；190-摄像头。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例
如图1-图3所示，本实施例提供了一种横列式双旋翼无人机100。
如图1和图2所示，横列式双旋翼无人机100包括机体110和两个机臂130，两个机臂130分别位于机体110的两侧，并与机体110呈“V”型。机臂130与机体110呈“V”型，机体110位于两旋翼160连线中心下方，机身的重心大大降低，以增强其飞行稳定性能。
其次，机臂130远离机体110的端部设有运行机构150，运行机构150包括旋翼160以及驱动旋翼160转动的倾转件170。倾转件170包括相互连接倾转主体171和舵机172，倾转主体171与机臂130连接，舵机172的输出轴与旋翼160固定连接。换言之，舵机172的输出轴转动时可以带动旋翼160倾转，当旋翼160倾转时，可以实现无人机100的俯仰、滚转、偏航等姿态动作。
需要说明的是，在本实施例中，旋翼160一方面可以通过自身旋转来提供升力(工作时两旋翼160旋转方向相反)；另一方面两侧旋翼160还通过倾转件170带动其倾转，来获得姿态的操纵力。比如，垂直起降(同时控制两个旋翼160转速大小，实现在一定高度悬停)；俯仰动作(倾转件170控制两个旋翼160同时前倾或后倾)；滚转动作(控制两个旋翼160转速，利用差速实现左右滚转动作)；偏航动作(倾转件170控制两个旋翼160反向倾转)。
承上述，本实施例提供的横列式双旋翼无人机100结构更紧凑，无人机100重心低，生产成本低，飞行稳定性好，飞行效率高，续航时间大大提升。
进一步地，分别位于两个机臂130上的旋翼160处于同一高度上，能够使无人机100更加稳定，能保持平衡。
在本实施例中，机臂130作为连接倾转件170和机体110的重要构件，需要较强的强度、刚度。机臂130为轻量化设计，内部中空，机臂130具有一定的厚度，保证了机臂130的强度、刚度的要求，中空设计可用以线路布线，外观更加简洁。机臂130上端设计有若干开孔，可用来与上述的倾转件170进行固定，机臂130下端可与机体110槽口嵌套并固定。固定方式主要采用螺栓固定方式。机臂130上端设计有肋板，进一步提高了机臂130受力部位的强度、刚度。
传统的倾转件170设计中，电机座161直接固定在舵机172输出轴上，旋翼160产生的拉力直接施加于舵机172输出轴，较大的力矩影响了舵机172的稳定运行，更加剧了舵机172的损坏。进一步地，如1和图3所示，在本实施例中，旋翼160包括电机座161，电机座161包括相对的第一侧壁161a和第二侧壁161b，第一侧壁161a设有连接孔，连接孔与舵机172的输出轴配合，舵机172的输出轴末端与第二侧壁161b连接。此时，舵机172通过第一侧壁161a与第二侧壁161b与舵机172连接，此时通过倾转件170，两侧旋翼160的旋翼160升力主要施加于倾转主件，减少了外力对舵机172的力矩，从而保证了舵机172的稳定性和可靠性，更提升了双旋翼无人机100的飞行性能和安全性能。
进一步地，倾转主体171设有固定臂171a，固定臂171a位于第一侧壁161a与第二侧壁161b之间，固定臂171a设有通孔，舵机172的输出轴依次穿过连接孔和通孔。此时，利用固定臂171a能够使电机座161更加稳定地发生倾转。
在本实施例中，进一步地，舵机172还具有舵盘，电机座161采用螺钉与倾转主件以轴固定连接，电机座161可绕输出轴进行旋转。舵机172的输出轴(花键)与舵盘采用螺钉固定，舵盘与电机座161采用螺钉固定。
旋翼160还包括螺旋机构162，电机座161还包括座体161c，螺旋机构162与座体161c连接。在本实施例中，螺旋机构162包括螺旋桨162b与电机162a，电机162a驱动螺旋桨162b转动，即前述提到的旋翼160发生自身转动的动力来源。
进一步地，机体110包括设备仓和为设备仓供电的电池仓。设备仓预留设计有设若干螺孔和开孔，可用以搭载设备的固定和线路的连接。
再次参阅图1，机体110还设有超声波传感器180，超声波传感器180与设备仓电连接。机体110前端设计有开孔，用以安装超声波传感器180，实现无人机100前向避障的功能。
机体110还设有摄像头190，摄像头190与设备仓电连接。机体110前端下方安装有含有摄像头190的云台摄像系统，可实现多个自由度增稳旋转拍摄图像。
综上，本发明提供的“V”型的横列式双旋翼无人机结构，无人机的两侧旋翼及其动力系统为沿机体的横轴排列，两侧旋翼位于同一高度平面，且对称分布在机翼的末端，两旋翼旋转方向相反，使得旋翼的反扭矩互相平衡，在两侧旋翼提供升力的条件下，可保持飞行姿态的平衡，飞行效率相比传统四旋翼无人机提高了50％左右。通过倾转件驱动电机座绕轴偏转，可实现无人机的平稳飞行，以及俯仰、横滚、偏转的姿态飞行，可实现更小的转弯半径。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种横列式双旋翼无人机，其特征在于，包括机体和两个机臂，两个所述机臂分别位于所述机体的两侧，并与所述机体呈“V”型；
所述机臂远离所述机体的端部设有运行机构，所述运行机构包括旋翼以及驱动所述旋翼转动的倾转件，所述倾转件包括相互连接的倾转主体和舵机，所述倾转主体与所述机臂连接，所述舵机的输出轴与所述旋翼固定连接。
2.根据权利要求1所述的横列式双旋翼无人机，其特征在于，所述旋翼包括电机座，所述电机座包括相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁设有连接孔，所述连接孔与所述舵机的输出轴配合，所述舵机的输出轴末端与所述第二侧壁连接。
3.根据权利要求2所述的横列式双旋翼无人机，其特征在于，所述倾转主体设有固定臂，所述固定臂位于所述第一侧壁与所述第二侧壁之间，所述固定臂设有通孔，所述舵机的输出轴依次穿过所述连接孔和所述通孔。
4.根据权利要求2或3所述的横列式双旋翼无人机，其特征在于，所述旋翼还包括螺旋机构，所述电机座还包括座体，所述螺旋机构与所述座体连接。
5.根据权利要求1所述的横列式双旋翼无人机，其特征在于，分别位于两个所述机臂上的所述旋翼处于同一高度上。
6.根据权利要求1所述的横列式双旋翼无人机，其特征在于，所述机体包括设备仓和为所述设备仓供电的电池仓。
7.根据权利要求6所述的横列式双旋翼无人机，其特征在于，所述机体还设有超声波传感器，所述超声波传感器与所述设备仓电连接。
8.根据权利要求6或7所述的横列式双旋翼无人机，其特征在于，所述机体还设有摄像头，所述摄像头与所述设备仓电连接。
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