CN208715474U - 一种多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无人机技术领域，公开了一种多旋翼无人机，包括机身、供电组件、机臂和旋翼组件。其中，供电组件安装于机身上，包括发动机、由发动机驱动的发电机、存储发电机产生的电能的电池模块，机臂一端连接于机身，旋翼组件安装于机臂的另一端，包括上旋翼、驱动上旋翼的上驱动电机、下旋翼和驱动下旋翼的下驱动电机，上驱动电机和下驱动电机均由电池模块供电，上旋翼和下旋翼中至少一个设置有变距系统。本实用新型中，通过发动机带动发电机发电，经电池模块存储后，供各个机臂上的上驱动电机、下驱动电机以及其它电器元件使用，简化了传动设计，提高了设备的载重能力，增加了可靠性并节约了成本。

Description

一种多旋翼无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多旋翼无人机。

背景技术

随着无人机技术的发展，其在航拍、检测、维稳、侦查、救援、植保等方面体现出了不可或缺的作用，无论是民用还是军用领域都占据了极其重要的地位。近些年来，多旋翼无人机逐渐成为了无人机领域的发展主流，市场出现了各种款式、功能的多旋翼无人机。

现有的油动直驱的多旋翼无人机(指一个发动机对应一个旋翼的机型，旋翼为固定桨距，通过发动机转速控制飞行方向)，由于发动机的响应速度比电动机的响应速度较慢，因而其操控性、稳定性和抗风性等方面都要比电动多旋翼无人机较差。此外，发动机要根据飞行需求经常变换输出转速，影响发动机的使用寿命，并且单一发动机只驱动一副旋翼，多个发动机的组合使其可靠性进一步降低。

现有的油动变距多旋翼无人机(指用一个发动机通过传动系统带动多个旋翼工作)，由于需要有复杂的传动机构，所以其结构重量大，设计复杂，操控不灵活，成本较高，尤其是载重飞行时,其性能下降严重，续航时间短。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多旋翼无人机，动力强、载重高、续航时间长。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多旋翼无人机，包括：

机身；

供电组件，安装于所述机身上，包括发动机、由所述发动机驱动的发电机、存储所述发电机产生的电能的电池模块；

机臂，一端连接于所述机身；

旋翼组件，安装于所述机臂的另一端，包括上旋翼、驱动所述上旋翼的上驱动电机、下旋翼和驱动所述下旋翼的下驱动电机，所述上驱动电机和所述下驱动电机均由所述电池模块供电，所述上旋翼和所述下旋翼中至少一个设置有变距系统。

作为优选，所述上驱动电机为变转速电机，所述下驱动电机为定转速电机，所述下旋翼设置有变距系统。

作为优选，所述上驱动电机和所述下驱动电机夹设于所述上旋翼和所述下旋翼之间。

作为优选，所述变距系统包括：

舵机，夹设于所述上驱动电机和所述下驱动电机之间；

变距定环，设置于所述上驱动电机和所述下驱动电机之间，通过传动杆连接于所述舵机的输出端；

变距动环，设置于所述下旋翼的下方，分别通过变距杆连接于所述下旋翼的各个旋桨；

变距轴，所述下驱动电机的输出轴为空心轴，所述变距轴穿设于所述空心轴中，一端连接于所述变距定环，另一端连接于所述变距动环。

作为优选，所述上驱动电机为定转速电机，所述下驱动电机为变转速电机，所述上旋翼设置有变距系统。

作为优选，所述上驱动电机和所述下驱动电机均为定转速电机，所述上旋翼和所述下旋翼均设置有变距系统。

作为优选，所述上旋翼和所述下旋翼的旋转方向相反。

作为优选，所述发动机为活塞发动机或涡轮轴发动机。

作为优选，所述发动机为活塞发动机时，所述发动机的机体连接有减振装置。

作为优选，所述发电机为直接连接于所述发动机输出轴的高速发电机。

本实用新型的有益效果：

通过发动机带动发电机发电，经电池模块存储后，供各个机臂上的上驱动电机、下驱动电机以及其它电器元件使用，相比电动无人机，增加了续航里程，相比油动无人机，增加了设备的可靠性，操控灵活，相比传统的混动无人机，增加了变距系统对无人机进行操控，从而可以迅速改变旋翼的桨距，减小了电动机的负荷，不仅提高了无人机的操纵性和抗风性，而且也提高了设备的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述的多旋翼无人机的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述的旋翼组件的结构示意图。

图中：

1、机身；

2、供电组件；21、发动机；22、发电机；23、电池模块；24、电源管理系统；

3、机臂；

4、旋翼组件；41、上旋翼；42、上驱动电机；43、下旋翼；44、下驱动电机；45、变距系统；451、舵机；452、变距定环；453、变距动环；454、变距轴；

5、飞控系统。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种多旋翼无人机，包括机身1、供电组件2、机臂3和旋翼组件4。其中，供电组件2安装于机身1上，包括发动机21、由发动机21驱动的发电机22、存储发电机22产生的电能的电池模块23，机臂3一端连接于机身1，旋翼组件4安装于机臂3的另一端，包括上旋翼41、驱动上旋翼41的上驱动电机42、下旋翼43和驱动下旋翼43的下驱动电机44，上驱动电机42和下驱动电机44均由电池模块23供电，上旋翼41和下旋翼43中至少一个设置有变距系统45。

本实用新型中，通过发动机21带动发电机22发电，经电池模块23存储后，供各个机臂3上的上驱动电机42、下驱动电机44以及其它电器元件使用，相比电动无人机，增加了续航里程，相比油动无人机，增加了设备的可靠性，操控灵活，相比传统的混动无人机，增加了变距系统45对无人机进行操控，能够有效减小旋翼的直径，整体上简化了传动设计，提高了设备的载重能力，增加了可靠性并节约了成本。

本实用新型的多旋翼无人机中，供电组件2还包括电源管理系统24，该电源管理系统24与电池模块23相连，对电池模块23的输出功率等进行调节和控制，整体的供电组件2安装于机身1的内部，除此之外其还可以安装在机身1上部或下部。

本实用新型的多旋翼无人机还包括对无人机进行姿态控制的飞控系统5和给发动机21提供油料的油箱，该油箱安装于机身1的内部。

本实施例所提供的多旋翼无人机为四轴八桨结构，即其有四个机臂3、八个旋翼，除此之外其还可以是三轴六桨或六轴十二桨等结构。

在本实施例中，上驱动电机42为变转速电机，即本领域常规的转速可调的直流电机，下驱动电机44为定转速电机，即本领域常规的转速额定的直流电机，下旋翼43设置有变距系统45。上述设置，使得上旋翼41为固定桨矩，无需进行桨距的控制，通过变转速电机的驱动，在飞行时只变转速，不变桨距，下旋翼43配合设置变距系统45，桨距可调节，通过定转速电机的驱动在飞行时只变桨距，不变转动。旋翼系统除上述设置外还可以是上驱动电机42为定转速电机，下驱动电机44为变转速电机，上旋翼41设置有变距系统45的配置方式，或者上驱动电机42和下驱动电机44均为定转速电机，上旋翼41和下旋翼43均设置有变距系统45的配置方式。

上述设置，使得本实用新型的多旋翼无人机有着两种操控模式。一种为，各个机臂3上的上旋翼41没有转速差，共同增加或减小转速，只在无人机升降，或者因为燃油等的消耗导致无人机在飞行过程中重量产生变化时进行操作，无人机的俯仰横滚通过各机臂3上的下旋翼43变桨距来进行操控。另一种为，上下旋翼43共同进行无人机的操纵，由于变距系统45提供了一部分操纵力矩，故上旋翼41只需在一个比较小的转速变化范围以内变化，即可操控无人机完成机动动作，这样可以有效的减小因为旋翼转动惯量过大，导致旋翼无法快速的变化转速的影响。

在传统的无人机当中，当机体载重量较大时，要提供足够的升力，需要旋翼直径较大，重量较重，这时旋翼的转动惯量较大，传统的电动机变转速不能让旋翼迅速的改变到无人机所需要的转速上，这时无人机的操纵困难，抗风性能极差，但是在本实用新型中，采用变桨距的方式可以迅速改变旋翼的桨距，减小了电动机的负荷，提高了设备的安全性和可靠性。

具体的，上驱动电机42和下驱动电机44固定于一个固定座的上下两侧，夹设于上旋翼41和下旋翼43之间。

更为具体的变距系统45包括舵机451、变距定环452、变距动环453和变距轴454。其中，舵机451固定于固定座上，夹设于上驱动电机42和下驱动电机44之间，变距定环452设置于上驱动电机42和下驱动电机44之间，通过传动杆连接于舵机451的输出端，变距动环453设置于下旋翼43的下方，分别通过变距杆连接于下旋翼43的各个旋桨，下驱动电机44的输出轴为空心轴，变距轴454穿设于空心轴中，一端连接于变距定环452，另一端连接于变距动环453。变距系统45除采用上述旋转舵机进行操控外，也可以采用直线舵机进行操控。

上述变距系统45的设置采用内变距的方式，舵机451等部件均不安装于下驱动电机44的输出轴上，使得该输出轴上没有其它零件的干扰，有效的减小了飞行中带来的阻力，而且使得该输出轴的长度能够有效缩短，减小了整个多旋翼无人机的体积重量。

在本实施例中，上旋翼41和下旋翼43的旋转方向相反。上述设置，相比于单桨无人机，在有效减小旋翼直径从而缩小无人机体积的基础上，在飞行时通过两个旋翼反射旋转，能够减小由于旋翼旋转产生的反扭力矩，从而降低整个无人机的振动。

具体的，发动机21为活塞发动机或涡轮轴发动机。并且，当发动机21为活塞发动机时，由于其工作时振动较大，发动机21的机体连接有减振装置。

更为具体的，发电机22为直接连接于发动机21输出轴的高速发电机。在本实施例中，由于驱动电机驱动旋翼，并且发电机22产生的电能先由电池模块23储存再供驱动电机使用，因而为避免效率的浪费，无需对发动机21配备减速器等减速装置，能够采用高速发电机22与发动机21直接相连，使得发动机21带动发电机22满负荷发电。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多旋翼无人机，其特征在于，包括：

机身(1)；

供电组件(2)，安装于所述机身(1)上，包括发动机(21)、由所述发动机(21)驱动的发电机(22)、存储所述发电机(22)产生的电能的电池模块(23)；

机臂(3)，一端连接于所述机身(1)；

旋翼组件(4)，安装于所述机臂(3)的另一端，包括上旋翼(41)、驱动所述上旋翼(41)的上驱动电机(42)、下旋翼(43)和驱动所述下旋翼(43)的下驱动电机(44)，所述上驱动电机(42)和所述下驱动电机(44)均由所述电池模块(23)供电，所述上旋翼(41)和所述下旋翼(43)中至少一个设置有变距系统(45)。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述上驱动电机(42)为变转速电机，所述下驱动电机(44)为定转速电机，所述下旋翼(43)设置有变距系统(45)。

3.根据权利要求2所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述上驱动电机(42)和所述下驱动电机(44)夹设于所述上旋翼(41)和所述下旋翼(43)之间。

4.根据权利要求3所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述变距系统(45)包括：

舵机(451)，夹设于所述上驱动电机(42)和所述下驱动电机(44)之间；

变距定环(452)，设置于所述上驱动电机(42)和所述下驱动电机(44)之间，通过传动杆连接于所述舵机(451)的输出端；

变距动环(453)，设置于所述下旋翼(43)的下方，分别通过变距杆连接于所述下旋翼(43)的各个旋桨；

变距轴(454)，所述下驱动电机(44)的输出轴为空心轴，所述变距轴(454)穿设于所述空心轴中，一端连接于所述变距定环(452)，另一端连接于所述变距动环(453)。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述上驱动电机(42)为定转速电机，所述下驱动电机(44)为变转速电机，所述上旋翼(41)设置有变距系统(45)。

6.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述上驱动电机(42)和所述下驱动电机(44)均为定转速电机，所述上旋翼(41)和所述下旋翼(43)均设置有变距系统(45)。

7.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述上旋翼(41)和所述下旋翼(43)的旋转方向相反。

8.根据权利要求1-7任一所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述发动机(21)为活塞发动机或涡轮轴发动机。

9.根据权利要求8所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述发动机(21)为活塞发动机时，所述发动机(21)的机体连接有减振装置。

10.根据权利要求1-7任一所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述发电机(22)为直接连接于所述发动机(21)输出轴的高速发电机。