CN114348252B - 一种多旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多旋翼飞行器，包括机体、第一旋翼组件、第二旋翼组件、第一偏转组件和第二偏转组件，机体左右两侧分别设置有所述第一旋翼组件，机体两侧的第一旋翼组件以沿机体前后方向的中轴线对称设置，第二旋翼组件设置在机体上并且位于沿机体前后方向的中轴线上，机体左右两侧的第一旋翼组件分别由不同的第一偏转组件进行单独驱动以调节第一旋翼组件的偏转姿态，第二旋翼组件由第二偏转组件驱动以调节第二旋翼组件的偏转姿态。本发明独立调节第一旋翼组件和第二旋翼组件的偏转姿态来实现飞行运动控制，在各种飞行运动过程中保持机体处于恒定的水平姿态，有效减小飞行器行进时迎风面积，减小飞行阻力，减小飞行功耗，提高飞行航时。

Description

一种多旋翼飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种多旋翼飞行器。

背景技术

现有的多旋翼飞行器，通常通过改变各旋翼转速来实现飞行器姿态与运动的控制。传统的飞行器通常设置四个及以上的成对的旋翼组件，旋翼组件以飞行器的质心为圆心进行均匀布置，每个旋翼组件通常分别包含旋翼以及驱动旋翼转动的电机，通过改变每个电机的转速来改变每个旋翼组件的推动力，进而实现飞行器姿态与运动的控制。通常通过等量提高所有电机的转速增大升力，引起飞行高度增加；等量降低所有电机的转速减小升力，引起飞行高度降低；反向等量改变无人飞行器前后部电机的转速，引起前后升力不平衡，可实现改变飞行器俯仰姿态，进而实现前行、加速、减速、反向后退等运动；反向等量改变无人飞行器左右部电机的转速，引起左右升力不平衡，可实现横滚运动；反向等量改变无人飞行器对角电机的转速，引起反扭力不平衡，可实现偏航运动。

传统飞行器的运动控制方式会导致飞行器机体的水平状态发生变化，从而会增大飞行器行进时的迎风面积，进而增大了飞行阻力，限制了最大飞行速度，导致飞行功耗增加进而降低飞行航时，并且由于加减速飞行过程中俯仰姿态的频繁变化，还会使搭载于机体上的任务载荷不能以最佳姿态完成任务；传统飞行器在转弯飞行时通过不同旋翼组件的转速差来提供偏航力矩，偏航控制和姿态控制存在强耦合，一方面会导致控制效率和响应速度降低，另一方面容易因俯仰、滚转、航向几个控制量叠加而造成某个或多个旋翼组件的电机的输出饱和而失控。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种多旋翼飞行器，解决目前技术中的飞行器的运动控制方式会改变飞行器机体的水平状态，从而增大迎风面积，增大飞行阻力、增加飞行功耗，影响任务载荷的任务完成状况，控制效率和响应速度低的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种多旋翼飞行器，其特征在于，包括：

机体；

第一旋翼组件，所述机体的左右两侧分别设置有所述第一旋翼组件，并且机体左右两侧的第一旋翼组件以沿机体前后方向的中轴线对称设置；

第二旋翼组件，所述第二旋翼组件设置在机体上并且位于沿机体前后方向的中轴线上；

第一偏转组件和第二偏转组件，机体左右两侧的第一旋翼组件分别由不同的第一偏转组件进行单独驱动以调节第一旋翼组件的偏转姿态，所述第二旋翼组件由第二偏转组件驱动以调节第二旋翼组件的偏转姿态。

本发明所述的多旋翼飞行器采用调节第一旋翼组件和第二旋翼组件的偏转姿态来实现飞行运动控制，通过调节第一旋翼组件和第二旋翼组件的倾转状态来实现飞行器的悬停、垂直升降、前后平飞、偏航、侧飞等等运动状态，能够各种运动状态中保持机体处于恒定的水平姿态，从而有效减小飞行器行进时迎风面积，有效减小飞行阻力，有利于提高最大飞行速度，能够减小飞行功耗从而提高飞行航时，并且在飞行过程保持机体处于恒定的水平姿态也就是避免机体发生沿机体前后方向的倾转、左右方向的偏转等等，从而使得搭载于机体上的任务载荷处于稳定的姿态，进而确保任务载荷能精确的工作，提高任务载荷的工作效果。并且机体左右两侧的所述第一旋翼组件分别是由不同的第一偏转组件来进行独立控制，从而机体左右两侧的所述第一旋翼组件的偏转姿态可相同也可不同，机体左右两侧的所述第一旋翼组件能够更加灵活的与第二旋翼组件进行协作，进而高效的实现各种不同的运动状态，并且在各种不同的运动状态中保持机体的恒定姿态，对飞行器的控制更加效率，提高飞行器的动作反应速度，实现高机动性。

进一步的，所述第一偏转组件包括转动轴线倾斜或垂直于沿机体前后方向的中轴线的第一转动调节自由度。第一转动调节自由度能使第一旋翼组件的旋翼转动平面与水平方向产生倾斜角度，从而第一旋翼组件工作时产生的推动力包括沿竖向的升力分量以及沿横向的偏移动力分量，升力分量用于克服飞行器的重力以保持悬空状态或者是上下升降，而偏移动力分量则是用于驱动飞行进行横向的运动，机体左右两侧的第一旋翼组件以及第二旋翼组件的协作配合，机体左右两侧的第一旋翼组件分别由第一偏转组件独立控制，机体左右两侧的第一旋翼组件的偏转姿态可相同也可不同，从而能够精确高效的实现前后平飞、偏航、侧飞等各种不同的运动状态，控制效率高，反应速度快，机动性好。

进一步的，所述第一偏转组件还包括转动轴线平行于沿机体前后方向的中轴线的第二转动调节自由度。能够更灵活的调节第一旋翼组件的偏转姿态，使得第一旋翼组件的旋翼转动平面不仅仅只是沿机体前后方向进行倾转，从而第一旋翼组件所采用的沿横向的偏移动力分量不仅仅只是沿着机体前后方向，偏移动力分量还可以是沿着机体左右方向，能够更灵活的控制飞行器，实现各种运动状态灵活而高效的转换，控制效率高，反应速度快。

进一步的，所述第二偏转组件包括转动轴线平行于沿机体前后方向的中轴线的第三转动调节自由度。第二偏转组件带动第二旋翼组件进行偏转姿态的调节，使得第二旋翼组件的旋翼转动平面与水平方向产生倾斜角度，从而第二旋翼组件工作时产生的推动力包括沿竖向的升力分量以及沿横向的偏移动力分量，所述偏移动力分量具体沿着机体的左右方向，第二旋翼组件发生偏转时与机体左右两侧的第一旋翼组件相协作，能高效精确的实现侧飞等运动状态。

进一步的，所述第二偏转组件包括转动轴线垂直于沿机体前后方向的中轴线的第四转动调节自由度。通过第四转动调节自由度使得第二旋翼组件的旋翼转动平面与沿机体前后方向的中轴线产生倾斜角度，从而第二旋翼组件工作时所产生的偏移动力分量能够沿着机体前后方向，第二旋翼组件与机体左右两侧的第一旋翼组件相协作以实现悬停、垂直升降、前后平飞等等运动状态，并且保持机体处于恒定的水平状态，避免机体发生倾转，减小飞行阻力。

进一步的，所述第二旋翼组件的旋翼直径与第一旋翼组件的旋翼直径相同或不同。能够根据不同的需要来进行具体的设计，可以是第一旋翼组件的旋翼直径大于第二旋翼组件的旋翼直径，第一旋翼组件为飞行器行进的主要动力机构，而第二旋翼组件主要用于平衡机体以维持机体处于恒定的水平姿态。也可以是第一旋翼组件的旋翼直径等于第二旋翼组件的旋翼直径，机体左右两侧的第一旋翼组件与第二旋翼组件都为飞行器的主要动力，通过调节第一旋翼组件与第二旋翼组件的偏转姿态以及转速来实现飞行器的各种运动姿态，并且在各种运动姿态中保持机体处于恒定的水平姿态，进而避免增大迎风面积，减小飞行阻力，减小飞行功耗以提高飞行航时。

进一步的，机体左右两侧的第一旋翼组件与第二旋翼组件所组成的旋翼动力中心位于沿机体前后方向的中轴线上。第一旋翼组件与第二旋翼组件工作时所产生的作用力能够均衡的作用于机体上，方便进行灵活而精确的调节，保障飞行器的飞行稳定性。

进一步的，所述第二旋翼组件仅设置在机体的前侧或后侧，结构布局简单，易于实施，旋翼螺旋桨数量少，有效增加动力效率，多旋翼飞行器螺旋桨的数量跟能量转换效率成反比，减少螺旋桨的数量有利于提高能量利用率。

进一步的，所述机体左右两侧分别设置有一个所述第一旋翼组件，所述第一旋翼组件与第二偏转组件呈等腰三角形分布或等边三角形分布，结构简单，旋翼螺旋桨数量少，有效增加动力效率。

进一步的，所述第一旋翼组件和第二旋翼组件分别通过机臂与机体连接，利用机臂能在避免过大增加机体结构尺寸、飞行器整体重量的情况下增大旋翼组件之间的间距，从而有利于增大旋翼组件的旋翼直径尺寸，旋翼直径越大惯量越大、效率更高，能更精确的进行控制，能够有效提高机动性、抗风能力以及飞行性能。

进一步的，所述机臂为可拆卸结构或可折叠结构，减小收纳占用空间，提高便携性。

进一步的，还包括起落架，所述起落架与所述机体和/或机臂可拆卸连接，能够减小收纳和运输时的尺寸，可以依据不同的任务载荷定制设计不同形式的起落架，提供了多样化载荷的适应能力。

上述多旋翼飞行器的运动控制方法，包括

机体左右两侧的第一旋翼组件分别被所述第一偏转组件调节至相同的偏转姿态以向前或向后平飞；

机体左右两侧的第一旋翼组件分别被所述第一偏转组件调节至相相反的偏转姿态以偏航飞行；

机体左右两侧的第一旋翼组件分别被所述第一偏转组件调节至相相反的俯仰姿态，并且第二偏转组件调节第二旋翼组件的偏转姿态以进行侧飞。

本发明所述的多旋翼飞行器在飞行运动过程中通过调节第一旋翼组件和第二旋翼组件的偏转姿态来实现各种飞行运动，在飞行运动过程中保持机体处于恒定的水平状态，有利于减小飞行阻力、满足载荷设备对姿态的要求。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的多旋翼飞行器采用分别独立调节第一旋翼组件和第二旋翼组件的偏转姿态来实现飞行运动控制，在各种飞行运动过程中保持机体处于恒定的水平姿态，有效减小飞行器行进时迎风面积，有效减小飞行阻力，有利于提高最大飞行速度，能够减小飞行功耗从而提高飞行航时，飞行器的控制效率更好，飞行器的动作反应速度更快，实现高机动性；

能使搭载于机体上的任务载荷处于稳定的姿态，能在遇到气流等外界干扰情况下更好的保持机身姿态恒定，确保任务载荷能精确的工作，提高任务载荷的工作效果；

减少了旋翼螺旋桨数量，能有效提高能量转换效率，提高多旋翼飞行器的工作效率。

附图说明

图1为本发明的多旋翼飞行器的实施例一的整体示意图；

图2为第二旋翼组件位于机体后侧的结构示意图；

图3为第二旋翼组件位于机体前侧的结构示意图；

图4为机臂为可折叠结构的多旋翼飞行器的展开示意图；

图5为图4所示多旋翼飞行器的收拢示意图；

图6为机臂为可折叠结构的另一种多旋翼飞行器的展开示意图；

图7为图6所示多旋翼飞行器的收拢示意图；

图8为多旋翼飞行器的另一种结构示意图；

图9为多旋翼飞行器前后平飞的状态结构示意图；

图10为多旋翼飞行器偏航的状态结构示意图；

图11为多旋翼飞行器侧飞的状态结构示意图；

图12为实施例二的多旋翼飞行器的结构示意图；

图13为实施例三的多旋翼飞行器的结构示意图；

图14为实施例四的多旋翼飞行器的结构示意图；

图15为实施例五的多旋翼飞行器的结构示意图。

图中：

机体1、第一旋翼组件2、第二旋翼组件3、第一偏转组件4、第二偏转组件5、机臂6、起落架7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

本发明实施例公开的一种多旋翼飞行器，采用倾转控制旋翼组件的方式，保持飞行器机体1的姿态恒定，避免增大迎风面积，避免增大飞行阻力，减小飞行功耗，有利于增加飞行航时，有利于提高任务载荷的工作效果，降低了控制耦合，有利于提高控制效率和响应速度。

实施例一

如图1至图11所示，一种多旋翼飞行器，主要包括机体1、第一旋翼组件2、第二旋翼组件3、第一偏转组件4和第二偏转组件5；

机体1，即飞行器的机身主体，其主要用于承载容纳电池模块、飞控模块等电子设备；

所述机体1的左右两侧分别设置有所述第一旋翼组件2，并且机体1左右两侧的第一旋翼组件2以沿机体1前后方向的中轴线对称设置，换言之，第一旋翼组件2对称布置在机体1的左右两侧，结构简单，易于进行控制，保障飞行稳定性，并且，机体1左右两侧的第一旋翼组件2分别由不同的第一偏转组件4进行单独驱动以调节第一旋翼组件2的偏转姿态，即，机体1左侧的第一旋翼组件2与机体1右侧的第一旋翼组件2分别单独的进行偏转姿态的调节，机体1左侧第一旋翼组件2的偏转姿态与机体1右侧第一旋翼组件2的偏转姿态可相同也可不同，根据飞行运动控制的具体需求来对机体1左侧第一旋翼组件2和机体1右侧第一旋翼组件2分别进行调节控制，控制效率高，反应速度快，多旋翼飞行器的机动性更好；

所述第二旋翼组件3设置在机体1上并且位于沿机体1前后方向的中轴线上，所述第二旋翼组件3由第二偏转组件5驱动以调节第二旋翼组件3的偏转姿态。

本实施例所述的多旋翼飞行器通过调节第一旋翼组件2和第二旋翼组件3的偏转姿态来实现飞行运动控制，在第一旋翼组件2和第二旋翼组件3进行偏转的情况下保持机体1处于恒定的水平状态，第一旋翼组件2和第二旋翼组件3对应各种运动状态进行相应的偏转，使得机体1在整个飞行过程中都能保持姿态恒定的状态，从而有效减小飞行器行进时迎风面积，有效减小飞行阻力，有利于提高最大飞行速度，能够减小飞行功耗从而提高飞行航时，使得搭载于机体1上的任务载荷处于稳定的姿态，进而确保任务载荷能精确的工作，提高任务载荷的工作效果。调节第一旋翼组件2和第二旋翼组件3的偏转姿态所产生偏航力矩的力臂大于螺旋桨产生反扭力矩的力臂，因此本实施例所述多旋翼飞行器的偏航控制较传统多旋翼飞行器通过调节不同螺旋桨转速的方式具有更高的效能，飞行器的控制效率更好，飞行器的动作反应速度更快，实现高机动性，传统多旋翼飞行器将不同螺旋桨的转速调节至不同，从而不同螺旋桨会产生大小不同的反扭力矩，不同螺旋桨所产生的反扭力矩叠加作用在一起而形成偏航力矩，此种方式所产生的偏航力矩的力臂较小，从而控制效率较低，响应速度会较慢。

如图2和图3所示，所述第二旋翼组件3仅设置在机体1的前侧或后侧，第二旋翼组件3设在机体1的前侧时，所述第一旋翼组件2靠近机体1的后侧，而当第二旋翼组件3设在机体1的后侧时，所述第一旋翼组件2靠近机体1的前侧，具体的，所述机体1左右两侧分别仅设置有一个所述第一旋翼组件2，从而两个第一旋翼组件2与一个二旋翼组件呈三角形分布，由于机体1左右两侧的第一旋翼组件2是以沿机体1前后方向的中轴线对称分布，并且第二旋翼组件3位于沿机体1前后方向的中轴线上，从而第一旋翼组件2与第二偏转组件5整体呈等腰三角形分布或等边三角形分布，机体1左右两侧的第一旋翼组件2与第二旋翼组件3所组成的旋翼动力中心位于沿机体1前后方向的中轴线上，结构精简，能够保障多旋翼飞行器平稳的进行飞行；

第一旋翼组件2和第二旋翼组件3可分别具体仅由单个旋翼机构构成，相比于传统的四旋翼或其他多旋翼飞行器而言，减少旋翼螺旋桨数量，有效提高能量转换效率，提高多旋翼飞行器的工作效率，所述旋翼机构包括旋翼螺旋桨以及驱动旋翼螺旋桨转动的电机，每个旋翼机构分别单独进行电控，即每个旋翼机构的转速单独调控，能够通过调节第一旋翼组件2和第二旋翼组的偏转姿态与调节第一旋翼组件2和第二旋翼组的转速相结合的方式来实现各种运动控制，最终确保飞行器在进行悬停、垂直升降、前后平飞、偏航、侧飞等等运动时都能保障基体处于恒定的水平姿态；并且，三角形翼布局的多旋翼飞行器其动力数量为奇数，奇数个的旋翼机构所产生的反扭力矩会形成固有的偏航力矩，通过动力的矢量倾转可抵消该力矩并对偏航进行控制；

机体1左右两侧的第一旋翼组件2是对称设置的，换言之，机体1左右两侧的旋翼机构的旋翼直径相同，并且机体1左侧的第一旋翼组件2与机体1右侧的第一旋翼组件2工作时的转动方向相反，从而机体1左右两侧的第一旋翼组件2所产生的反扭矩能够相互抵消，保障机体1的稳定性，在本实施例中，第一旋翼组件2的旋翼直径等于第二旋翼组件3的旋翼直径，机体1左右两侧的第一旋翼组件2与第二旋翼组件3都为飞行器的主要动力，通过调节第一旋翼组件2与第二旋翼组件3的偏转姿态以及转速来实现飞行器的各种运动姿态，并且在各种运动姿态中保持机体1处于恒定的水平姿态，进而避免增大迎风面积，减小飞行阻力，减小飞行功耗以提高飞行航时。

调节第一旋翼组件2和第二旋翼组件3的偏转姿态也就是调节旋翼机构的旋翼转动平面相对于水平方向的倾斜姿态，旋翼机构转动工作时其产生的推动力方向垂直于旋翼转动平面(沿着旋翼转动轴向)，调节第一旋翼组件2和第二旋翼组件3的偏转姿态也就是调节推动力的具体方向，推动力方向不同即可驱使飞行器进行不同的运动，在本实施例中，所述第一偏转组件4仅包括转动轴线倾斜或垂直于沿机体1前后方向的中轴线的第一转动调节自由度，所述第二偏转组件5仅包括转动轴线平行于沿机体1前后方向的中轴线的第三转动调节自由度，换言之，第一偏转组件4仅带动第一旋翼组件2沿机体1前后方向进行倾转，而第二偏转组件5仅带动第二旋翼组件3沿机体1左右方向进行偏转，结构简单，实施方便，能使飞行器的运动控制更加效率，提高飞行器的动作反应速度，提高机动性。

第一偏转组件4和第二偏转组件5具体可采用舵机或直驱电机等，第一旋翼组件2和第二旋翼组件3只需在预设角度范围内进行转动调节，所述的预设角度范围不会过大，能满足飞行器安全可靠的实现各种飞行运动姿态即可。在本实施例中，所述第一旋翼组件2和第二旋翼组件3分别通过机臂6与机体1连接，机臂6起到承载旋翼机构的作用，能在避免过大增加机体1结构尺寸、飞行器整体重量的情况下增大旋翼机构之间的间距，从而有利于增大旋翼机构的旋翼直径尺寸，有利于提高飞行器的飞行性能、机动性和抗风能力，机臂6的存在导致飞行器的整体占用空间较大，不便于运输携带，因此所述机臂6采用可拆卸结构或可折叠结构，减小收纳和运输时的尺寸，提高便捷性，也能避免运输过程中对旋翼机构造成损伤，保障飞行器的完好性，具体如图4和图5所示，与第一旋翼组件2配合的机臂6为可折叠结构或可拆卸结构，而与第二旋翼组件3配合的机臂6为固定结构，第一旋翼组件2配合的机臂6向第二旋翼组件3所在方向机械能弯折收纳以减小体积，还可以是如图6和图7所示，与第一旋翼组件2配合的机臂6和与第二旋翼组件3配合的机臂6都为可折叠结构，能更有效减小收纳状态的占用空间。如图4至图7所示，机臂6在机体1上可呈Y形结构分布，也可如图8所示呈Y形结构分布。

第一偏转组件4和第二偏转组件5可具体设置在机体1上，第一偏转组件4和第二偏转组件5驱动机臂6进行偏转，然后第一旋翼组件2和第二旋翼组件3再随机臂6进行偏转，进而实现对第一旋翼组件2和第二旋翼组件3偏转姿态的调节，此种方式中，第一偏转组件4和第二偏转组件5需要带动机臂6进行动作，从而第一偏转组件4和第二偏转组件5的驱动功耗较大，响应速度和调节精度都会受到一定的影响；第一偏转组件4和第二偏转组件5可具体设置在机臂6上，第一旋翼组件2与第一偏转组件4直接连接，第二旋翼组件3与第二偏转组件5直接连接，机臂6在整个飞行过程中保持静置不动，有利于提高飞行稳定性，第一偏转组件4和第二偏转组件5的驱动功耗低，能提高响应速度和调节精度。

所述机体1上设置有可拆卸的起落架7，起落架7与机体1通过快速耦合的连接件进行连接，方便快速装拆更换，起落架7具体设置在机体1的下部，可根据实际任务载荷的需要设计不同形式的起落架7，提供了多样化载荷的适应能力。

多旋翼飞行器的飞行运动姿态包括悬停、垂直升降、前后平飞、偏航、侧飞等，具体的运动控制方法如图9至图11所示，其中如图9所示的前后平飞的运动姿态，机体1保持恒定的水平姿态，第一偏转组件4带动第一旋翼组件2沿机体1前后方向进行倾转，使得第一旋翼组件2的旋翼转动平面倾斜于沿机体1前后方向的中轴线，并且是机体1左右两侧的第一旋翼组件2处于相同的偏转姿态，即机体1左右两侧的第一旋翼组件2相对于中轴线的倾斜状态一致，第一旋翼组件2所产生的动力F_拉垂直于其旋翼转动平面，根据受力分析，该动力F_拉可分为两个相互垂直方向上的分量，包括沿竖向的升力F_升和沿横向的偏移力F_偏移，而第二旋翼组件3由第二偏转组件5调节至呈水平姿态，即第二旋翼组件3的旋翼转动平面平行于水平方向，从而第二旋翼组件3仅产生沿竖向的副升力F_副升，升力F_升与副升力F_副升相协作克服飞行器的重力，使得飞行器处于悬空状态并保持高度，同时升力F_升与副升力F_副升相协作使得飞行器的机体1处于水平姿态，而偏移力F_偏移则驱使飞行器整体进行横向移动，实现飞行器的前后平飞，在前后平飞的过程中保持机体1处于水平姿态，减小迎风面积，减小飞行阻力，保证飞行器挂载的任务载荷在飞行过程中的姿态水平，从而提高任务载荷的作业精度。

如图10所示的偏航飞行的运动姿态，第二旋翼组件3呈水平姿态，即第二旋翼组件3的旋翼转动平面平行于水平方向，从而第二旋翼组件3仅产生沿竖向的副升力F副升，第二旋翼组件3自身旋转带来的反扭力矩形成飞行器本身固有的偏航力矩，第一偏转组件4带动第一旋翼组件2沿机体1前后方向进行倾转，使得第一旋翼组件2的旋翼转动平面倾斜于沿机体1前后方向的中轴线，并且是机体1左右两侧的第一旋翼组件2处于相反的偏转姿态，换言之，机体1左侧的第一旋翼组件2相对于中轴线的倾斜状态与机体1右侧的第一旋翼组件2相对于中轴线的倾斜状态相反，具体可以是，机体1左侧的第一旋翼组件2向机体1前侧倾转，而机体1右侧的第一旋翼组件2向机体1后侧倾转，第一旋翼组件2所产生的动力F_拉倾斜于水平方向，动力F_拉分为两个相互垂直方向上的分量，包括沿竖向的升力F_升和沿横向的偏移力F_偏移，机体1左侧的第一旋翼组件2的偏移力F_偏移朝向机体1前侧，而机体1右侧的第一旋翼组件2的偏移力F_偏移朝向机体1后侧，从而实现偏航飞行，并且在偏航飞行过程中保持机体1处于恒定的水平姿态，并且机体1左右两侧的第一旋翼组件2形成的差动所带来的力矩抵消飞行器本身固有的偏航力矩，保障飞行稳定性，同时在偏航飞行的控制中可通过控制第一旋翼组件2的偏转姿态角度的大小来控制偏航速度的大小。

如图11所示的侧飞的运动姿态，第二旋翼组件3由第二偏转组件5调节至倾斜于水平方向的倾转状态，即第二旋翼组件3的旋翼转动平面倾斜于水平方向，具体而言，第二旋翼组件3向机体1的左右侧方向进行倾转，从而第二旋翼组件3产生的动力倾斜于竖向，可分解两个分量，包括沿竖向的副升力F_副升和沿飞行左右横向的副偏移力F_副偏移，副升力F_副升用于克服飞行器的重力，而副偏移力F_副偏移则用于提供侧飞的动力，第一旋翼组件2进行协同倾转，具体的是，机体1左右两侧的第一旋翼组件2处于相反的偏转姿态，即机体1左侧的第一旋翼组件2相对于中轴线的倾斜状态与机体1右侧的第一旋翼组件2相对于中轴线的倾斜状态相反，第一旋翼组件2所产生的动力F_拉倾斜于水平方向，动力F_拉分为两个相互垂直方向上的分量，包括沿竖向的升力F_升和沿横向的偏移力F_偏移，机体1左侧的第一旋翼组件2的偏移力F_偏移朝向机体1前侧，而机体1右侧的第一旋翼组件2的偏移力F_偏移朝向机体1后侧，升力F_升与副升力F_副升相协作使得飞行器的机体1处于水平姿态，无需机体1在其左右方向上进行倾斜滚转来提供侧飞动力，减小迎风面积，减小飞行阻力，满足任务载荷设备对飞行姿态的要求。

实施例二

如图12所示，与实施例一的不同点在于，第一偏转组件4和第二偏转组件5还分别都包含有多个调节自由度，具体的，第一偏转组件4包括转动轴线倾斜或垂直于沿机体1前后方向的中轴线的第一转动调节自由度，还包括转动轴线平行于沿机体1前后方向的中轴线的第二转动调节自由度，第二偏转组件5包括转动轴线平行于沿机体1前后方向的中轴线的第三转动调节自由度，还包括转动轴线垂直于沿机体1前后方向的中轴线的第四转动调节自由度，采用多维度的调节方式，使得第一旋翼组件2和第二旋翼组件3分别都能更灵活多变的改变偏转姿态，确保飞行器能精确的实现各种飞行运动，同时保持在整个飞行过程中机体1都处于恒定的水平姿态，减小飞行阻力，保障任务载荷的姿态恒定，提高任务载荷的作业效果。

实施例三

如图13所示，与实施例一的不同点在于，第一旋翼组件2和第二旋翼组件3也可分别包含多个旋翼机构，整体满足三角形分布的布局结构即可，第一旋翼组件2和第二旋翼组件3具体可以分别是共轴式双旋翼机构，也可以是由间隔布置的多个旋翼机构构成。

实施例四

第二旋翼组件3的旋翼直径与第一旋翼组件2的旋翼直径也可不同，具体如图14所示，第一旋翼组件2的旋翼直径大于第二旋翼组件3的旋翼直径，机体1左右两侧的第一旋翼组件2为飞行器提供主要动力，第二旋翼组件3主要用于平衡机体1以及产生偏转气流，保持机体1能稳定的处于水平姿态，以使飞行器实现悬停、垂直升降、偏航等运动姿态，动作反应速度快，能灵活在各种运动姿态中进行切换，保障飞行器的机动性，例如在前后平飞时，第二旋翼组件的旋翼转动平面处于水平状态，第二旋翼组件仅产生沿竖向的升力，而第一旋翼组件的旋翼转动平面则倾斜于沿机体前后方向的中轴线，第一旋翼组件产生的推动力同时包括沿竖向的升力分量以及沿机体前后方向的偏移动力分量，第二旋翼组件产生的升力与第一旋翼组件产生的升力分量相匹配以在平飞过程中维持机体处于稳定的水平的姿态。

实施例五

如图15所示，起落架7可拆卸的连接在机臂6上，方便快速装拆更换，能够减小收纳占用空间，提高便携性，方便运输、存放，还可以是起落架7同时与机体1和机臂6连接，并且，起落架7与机体1和机臂6通过快速耦合的连接件进行连接。同样的能达到减小收纳占用空间、提高便携性的作用。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多旋翼飞行器，其特征在于，包括：

机体；

第一旋翼组件，所述机体的左右两侧分别设置有所述第一旋翼组件，并且机体左右两侧的第一旋翼组件以沿机体前后方向的中轴线对称设置；

第二旋翼组件，所述第二旋翼组件设置在机体上并且位于沿机体前后方向的中轴线上；

第一偏转组件和第二偏转组件，机体左右两侧的第一旋翼组件分别由不同的第一偏转组件进行单独驱动以调节第一旋翼组件的偏转姿态，所述第二旋翼组件由第二偏转组件驱动以调节第二旋翼组件的偏转姿态；

所述第一偏转组件包括转动轴线倾斜或垂直于沿机体前后方向的中轴线的第一转动调节自由度，所述第一偏转组件还包括转动轴线平行于沿机体前后方向的中轴线的第二转动调节自由度；所述第二偏转组件包括转动轴线平行于沿机体前后方向的中轴线的第三转动调节自由度，所述第二偏转组件包括转动轴线垂直于沿机体前后方向的中轴线的第四转动调节自由度；

第一旋翼组件和第二旋翼组件进行偏转以实现飞行器的各种运动姿态，在各种运动姿态中机体保持处于恒定的水平姿态。

2.根据权利要求1所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述第二旋翼组件的旋翼直径与第一旋翼组件的旋翼直径相同或不同。

3.根据权利要求1所述的多旋翼飞行器，其特征在于，机体左右两侧的第一旋翼组件与第二旋翼组件所组成的旋翼动力中心位于沿机体前后方向的中轴线上。

4.根据权利要求1所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述第二旋翼组件仅设置在机体的前侧或后侧。

5.根据权利要求4所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述机体左右两侧分别设置有一个所述第一旋翼组件，所述第一旋翼组件与第二偏转组件呈等腰三角形分布或等边三角形分布。

6.根据权利要求1至5任一项所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述第一旋翼组件和第二旋翼组件分别通过机臂与机体连接。

7.根据权利要求6所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述机臂为可拆卸结构或可折叠结构。

8.根据权利要求6所述的多旋翼飞行器，其特征在于，还包括起落架，所述起落架与所述机体和/或机臂可拆卸连接。

9.权利要求1至8任一项所述多旋翼飞行器的运动控制方法，其特征在于，包括：

机体左右两侧的第一旋翼组件分别被所述第一偏转组件调节至相同的偏转姿态以向前或向后平飞，在飞行运动过程中保持机体处于恒定的水平状态；

机体左右两侧的第一旋翼组件分别被所述第一偏转组件调节至相反的偏转姿态以偏航飞行，在飞行运动过程中保持机体处于恒定的水平状态；

机体左右两侧的第一旋翼组件分别被所述第一偏转组件调节至相反的俯仰姿态，并且第二偏转组件调节第二旋翼组件的偏转姿态以进行侧飞，在飞行运动过程中保持机体处于恒定的水平状态。