CN113859518A - 一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法 - Google Patents

一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113859518A
CN113859518A CN202111263499.1A CN202111263499A CN113859518A CN 113859518 A CN113859518 A CN 113859518A CN 202111263499 A CN202111263499 A CN 202111263499A CN 113859518 A CN113859518 A CN 113859518A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
speed
unmanned aerial
aerial vehicle
machine body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111263499.1A
Other languages
English (en)
Inventor
杨砚恒
李磊
牛毅可
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Xiaohang Robot Technology Co ltd
Original Assignee
Nanjing Xiaohang Robot Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Xiaohang Robot Technology Co ltd filed Critical Nanjing Xiaohang Robot Technology Co ltd
Priority to CN202111263499.1A priority Critical patent/CN113859518A/zh
Publication of CN113859518A publication Critical patent/CN113859518A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C19/00—Aircraft control not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00—Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/19—Propulsion using electrically powered motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls

Abstract

一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法，多旋翼无人机包括机体，机体的内部安装有飞控系统，机体的两侧安装有流线型的固定臂，固定臂的端部连接有整流套，整流套内穿插有连杆，连杆的两端安装有旋翼电机，旋翼电机上连接有纵向螺旋桨；在机体的尾部连接有固定杆，固定杆的末端安装有卡套，通过卡套连接一台尾桨电机，尾桨电机上安装有水平螺旋桨。本发明通过改变多旋翼前飞状态的工作原理，来增大现有多旋翼飞行器的最大飞行速度，并且减小在高速飞行过程中的功率消耗，以实现更大的续航里程。

Description

一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法
技术领域
本发明涉及无人机领域，具体为一种多旋翼飞行器及提高速度与续航的方法。
背景技术
现有多旋翼无人机向前飞行时采用的方法是，通过倾斜机体，让本来垂直于水平面的旋翼倾斜；这时螺旋桨产生的拉力会在水平面上形成一个分力，这个力会拉动飞行器向前飞行；随着飞行器向前飞行速度加快，其受到的阻力会加大，当受到的阻力与螺旋桨拉力在水平面上的分力相等时，该无人机便不会继续加速。
当该飞行器想要以更快的速度飞行时，需要将机体的倾斜角度加大。但由于旋翼需要同时提供垂直方向的力用于抵消机体自身重力，故机体的倾斜角度是有极限的，并且由于当机体倾斜前飞时，来流从旋翼上方吹过来，这将降低旋翼的效率。所以此类多旋翼无人机最大飞行速度较低，且以最大飞行速度飞行时，所需功率很大。
由此可见，提供一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法是本领域亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种多旋翼无人机，其包括机体，机体的内部安装有飞控系统，机体的两侧安装有流线型的固定臂，固定臂的端部连接有整流套，整流套内穿插有连杆，连杆的两端安装有旋翼电机，旋翼电机上连接有纵向螺旋桨；在机体的尾部连接有固定杆，固定杆的末端安装有卡套，通过卡套连接一台尾桨电机，尾桨电机上安装有水平螺旋桨。
一种多旋翼无人机提高速度与续航的方法，位于机体内部的飞控系统收到前飞指令并判断前飞指令中的目标速度是否大于临界速度，如果大于临界速度飞控系统控制旋翼电机使机体保持水平，控制尾桨电机加速运转，使水平螺旋桨提供前飞动力，旋翼电机和纵向螺旋桨仅提供无人机纵向的升力，若前飞指令中的目标速度是小于临界速度，飞控系统控制前方的两个旋翼电机减速，后方的两个旋翼电机加速，机体受到低头力矩，使整个机体呈前低后高的姿态，通过纵向螺旋桨倾斜产生的水平分力驱动无人机向前运动。
本发明通过改变多旋翼前飞状态的工作原理，来增大现有多旋翼飞行器的最大飞行速度，并且减小在高速飞行过程中的功率消耗，以实现更大的续航里程。
附图说明
图1是本发明中多旋翼无人机的结构示意图。
图2是本发明多旋翼无人机与普通多旋翼无人机的功率曲线图。
图3是本发明中提高速度与续航的流程示意图。
附图标记：1-机体、2-固定臂、3-整流套、4-连杆、5-旋翼电机、6-纵向螺旋桨、7-固定杆、8-卡套、9-尾桨电机、10-水平螺旋桨。
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。
参见图1，给出了本发明中多旋翼无人机的组成结构，其包括机体1，机体1的内部安装有飞控系统，机体1的两侧安装有固定臂2，固定臂2为流线型设计，减小风阻的同时可以提供部分升力，固定臂2的端部连接有整流套3，整流套3内穿插有连杆4，连杆的两端安装有旋翼电机5，旋翼电机上连接有纵向螺旋桨6；另外，在机体1的尾部连接有碳纤维材质的固定杆7，固定杆7的末端安装有卡套8，通过卡套连接一台尾桨电机9，尾桨电机9上安装有水平螺旋桨10，通过水平螺旋桨提供水平方向进行的动力。
参见图2，给出了本发明多旋翼无人机和普通多旋翼无人机前飞过程中不同速度下的功率曲线图，图中可以看出，随着速度的增加功率曲线呈开口向上的抛物线形式，在达到临界速度之前，相同速度下本发明的多旋翼无人机因为质量和电机数量的原因使功率高于普通多旋翼无人机，达到临界速度以后，随着速度的攀升，普通无人机前倾角度增加，所需功率开始大于本发明的多旋翼无人机，而且前倾角度有限，很容易达到前倾的极限状态，这时将达到最大速度，其功率大幅增加。因此，为了使相同速度下将功率降到最低，而且使最大飞行速度不受前倾角度限制，所述多旋翼无人机提高速度与续航的方法如下，如图3所示，位于机体1内部的飞控系统收到前飞指令并判断前飞指令中的目标速度是否大于临界速度，如果大于临界速度飞控系统控制旋翼电机5使机体保持水平，控制尾桨电机9加速运转，使水平螺旋桨10提供前飞动力，旋翼电机5和纵向螺旋桨6仅提供无人机纵向的升力，若前飞指令中的目标速度是小于临界速度，飞控系统控制前方的两个旋翼电机5减速，后方的两个旋翼电机5加速，机体受到低头力矩，使整个机体呈前低后高的姿态，通过纵向螺旋桨6倾斜产生的水平分力驱动无人机向前运动。
本发明通过改变多旋翼前飞状态的工作原理，来增大现有多旋翼飞行器的最大飞行速度，并且减小在高速飞行过程中的功率消耗，以实现更大的续航里程。
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。而且，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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种多旋翼无人机，其特征在于，所述多旋翼无人机包括机体(1)，机体(1)的内部安装有飞控系统，机体(1)的两侧安装有流线型的固定臂(2)，固定臂(2)的端部连接有整流套(3)，整流套(3)内穿插有连杆(4)，连杆的两端安装有旋翼电机(5)，旋翼电机上连接有纵向螺旋桨(6)；在机体(1)的尾部连接有固定杆(7)，固定杆(7)的末端安装有卡套(8)，通过卡套连接一台尾桨电机(9)，尾桨电机(9)上安装有水平螺旋桨(10)。
2.一种应用于权利要求1所述多旋翼无人机的提高速度与续航的方法，其特征在于，位于机体(1)内部的飞控系统收到前飞指令并判断前飞指令中的目标速度是否大于临界速度，如果大于临界速度飞控系统控制旋翼电机(5)使机体保持水平，控制尾桨电机(9)加速运转，使水平螺旋桨(10)提供前飞动力，旋翼电机(5)和纵向螺旋桨(6)仅提供无人机纵向的升力，若前飞指令中的目标速度是小于临界速度，飞控系统控制前方的两个旋翼电机(5)减速，后方的两个旋翼电机(5)加速，机体受到低头力矩，使整个机体呈前低后高的姿态，通过纵向螺旋桨(6)倾斜产生的水平分力驱动无人机向前运动。
CN202111263499.1A 2021-10-28 2021-10-28 一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法 Pending CN113859518A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111263499.1A CN113859518A (zh) 2021-10-28 2021-10-28 一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111263499.1A CN113859518A (zh) 2021-10-28 2021-10-28 一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113859518A true CN113859518A (zh) 2021-12-31

Family

ID=78998233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111263499.1A Pending CN113859518A (zh) 2021-10-28 2021-10-28 一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113859518A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106184737A (zh) * 2016-09-23 2016-12-07 西北工业大学 复合式布局垂直起降飞行器以及垂直起降飞行方法
CN106828915A (zh) * 2017-03-15 2017-06-13 西北工业大学 一种倾转螺旋桨可垂直起降的高速飞行器及其飞行控制方法
CN106927030A (zh) * 2017-03-15 2017-07-07 西北工业大学 一种油电混合动力多旋翼飞行器及其飞行控制方法
CN106970531A (zh) * 2017-05-02 2017-07-21 西北工业大学 倾转翼垂直起降无人机模态转换控制策略确定方法
CN110143275A (zh) * 2018-12-29 2019-08-20 上海歌尔泰克机器人有限公司 多旋翼无人机
CN110386248A (zh) * 2019-08-16 2019-10-29 西安星火航电智能科技有限公司 一种自转四旋翼高速无人机及其控制方法
CN111258324A (zh) * 2020-01-19 2020-06-09 沈阳无距科技有限公司 多旋翼无人机控制方法、装置、多旋翼无人机及存储介质
WO2021023187A1 (zh) * 2019-08-07 2021-02-11 深圳市道通智能航空技术有限公司 一种倾转旋翼无人机的控制方法及倾转旋翼无人机

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106184737A (zh) * 2016-09-23 2016-12-07 西北工业大学 复合式布局垂直起降飞行器以及垂直起降飞行方法
CN106828915A (zh) * 2017-03-15 2017-06-13 西北工业大学 一种倾转螺旋桨可垂直起降的高速飞行器及其飞行控制方法
CN106927030A (zh) * 2017-03-15 2017-07-07 西北工业大学 一种油电混合动力多旋翼飞行器及其飞行控制方法
CN106970531A (zh) * 2017-05-02 2017-07-21 西北工业大学 倾转翼垂直起降无人机模态转换控制策略确定方法
CN110143275A (zh) * 2018-12-29 2019-08-20 上海歌尔泰克机器人有限公司 多旋翼无人机
WO2021023187A1 (zh) * 2019-08-07 2021-02-11 深圳市道通智能航空技术有限公司 一种倾转旋翼无人机的控制方法及倾转旋翼无人机
CN110386248A (zh) * 2019-08-16 2019-10-29 西安星火航电智能科技有限公司 一种自转四旋翼高速无人机及其控制方法
CN111258324A (zh) * 2020-01-19 2020-06-09 沈阳无距科技有限公司 多旋翼无人机控制方法、装置、多旋翼无人机及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106585976B (zh) 一种倾转旋翼/升力风扇高速长航时飞行器布局
EP3296202A1 (en) Wing extension winglets for tiltrotor aircraft
CN107933909A (zh) 一种高速高效倾转机翼无人飞行器
CN109018342B (zh) 转摆线风扇翼装置、倾转摆线风扇翼飞行器及控制方法
CN110386248A (zh) 一种自转四旋翼高速无人机及其控制方法
CN110228587B (zh) 一种变距系统和无人飞行器
CN111498103A (zh) 飞行器
CN108382578B (zh) 一种高速混合布局垂直起降飞行器
US10864987B2 (en) Counter rotating torque drive for rotary wing vehicle propulsion
CN113859518A (zh) 一种多旋翼无人机及提高速度与续航的方法
CN111942581A (zh) 一种分布升力鸭式布局垂直起降无人机及控制方法
CN110641694A (zh) 一种自动折叠旋翼的垂直起降固定翼无人机
CN110271663A (zh) 两侧分离式四旋翼与飞翼布局复合型无人机及其控制方法
CN206856997U (zh) 一种垂直起降双机翼飞行器
CN115303479A (zh) 一种多旋翼复合式直升机
CN114194385A (zh) 飞行器及其控制方法
CN209852575U (zh) 一种复合翼无人机
CN107985587B (zh) 一种垂直起降固定翼无人机
CN114476036B (zh) 一种高速旋翼机的动力布局架构
CN113734425B (zh) 一种无人直升机及其控制系统
CN116252952B (zh) 一种具有复合式升力结构的飞行器及其控制方法
CN109263918A (zh) 一种倾转旋翼固定翼飞机
CN210793627U (zh) 一种自动折叠旋翼的垂直起降固定翼无人机
CN220164163U (zh) 一种新构型电动涵道倾转旋翼飞行器
CN109263901A (zh) 一种悬挂式折叠旋翼飞行器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211231

RJ01 Rejection of invention patent application after publication