CN211055389U - 适用于多轴无人机的悬挂式货舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于多轴无人机的悬挂式货舱，可挂载到多轴无人机的机架下方，用于装载货物。悬挂式货舱包括货舱主体、固定翼机翼、倾转舵机、第一连接构件、固定杆机构、第二连接构件以及电池仓。货舱主体是流线型外壳；固定翼机翼安装方向与多轴无人机的前进方向一致；倾转舵机安装于货舱主体的上表面中心，倾转方向与多轴无人机的前进与后退方向一致；第一连接构件，用以适配连接到多轴无人机的下方；固定杆机构包括倒三角形固定杆结构以及铰链；倒三角形固定杆结构顶部的横杆上设置有第二连接构件，藉由所述第二连接构件将倒三角结构的顶部的横杆连接到所述多轴无人机的一组或多组与其前进方向所在直线成轴对称的机臂末端。

Description

适用于多轴无人机的悬挂式货舱

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体而言涉及一种适用于多轴无人机的悬挂式货舱。

背景技术

无人机技术对于传统物流业而言将会是一次重大的革新，传统的物流业依赖人工，派送货物的效率较低，而相比之下，无人机具有的高速、灵活与成本低廉的特性，如果被应用于物流行业，将是一次重大的飞跃。

然而，对于目前的无人机技术而言，续航问题一直是一个亟待解决的难题。通常情况下，一架电动货运无人机的续航时间难以超过30分钟，而燃油无人机价格昂贵且噪音巨大，难以投入市场。对于传统的多轴无人机的续航问题，目前的结构改进方式主要有两种：其一是倾转旋翼无人机或垂直起降固定翼。这类无人机虽然航程较长，但可操控性较差、废重较大且安全性较低。因为倾转舵机或是垂直起降动力系统重量较大，加之无人机本身的结构沉重，产生了大量废重，难以运输大量货物；且运用于自重较大的货运无人机时，往往会因为使用大推力螺旋桨而极大增加倾转舵机的负载。其次，舵机的响应速度并不快，往往会让无人机的可操控性大打折扣。最后，无人机巨大的机翼结构与无法侧向倾转的舵机会使稳定悬停变得极为困难，因此并不适用于物流；其二是尾座式无人机。这种飞行器的最大缺点依旧是难以稳定悬停，这难以胜任要求精准的物流行业，且在空中飞行时，仅能保持固定翼飞机的飞行模式，大大降低了可操控性。

而悬停稳定的多轴无人机则是续航时间短，效率较低，而其余的倾转旋翼无人机、尾座式无人机或垂直起降固定翼飞机设计虽然保证了较长的航程，但可操控性较差、废重较大且安全性较低。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种适用于多轴无人机的悬挂式货舱，可通过倾转舵机与两侧的铰链结构与多轴无人机连接，可在无人机的飞行过程中始终保持水平，货舱部分可在飞行的过程中产生部分升力，以减少无人机的输出功率。

为达成上述目的，本实用新型提出一种适用于多轴无人机的悬挂式货舱，包括：

货舱主体，被设置成具有流线型外壳，其内部形成有用于装载货物的腔体；

位于货舱主体两侧的固定翼机翼，安装方向与多轴无人机的前进方向一致，两个机翼之间通过一加强杆从货舱主体上部贯穿并固定于所述货舱主体上；

倾转舵机，安装于货舱主体的上表面中心，其倾转方向与多轴无人机的前进与后退方向一致；

第一连接构件，安装于所述倾转舵机上，该第一连接构件被设置成用以适配连接到多轴无人机的下方使得倾转舵机通过该第一连接构件连接到所述多轴无人机底部的机架中心处；

固定杆机构，分别设置在两个固定翼机翼上，每个固定杆机构包括倒三角形固定杆结构以及铰链，铰链的一端安装于固定翼机翼的翼面中部，其另一端铰接倒三角形结构的底部交点；

其中，倒三角形固定杆结构顶部的横杆上设置有第二连接构件，藉由所述第二连接构件将倒三角结构的顶部的横杆连接到所述多轴无人机的一组或多组与其前进方向所在直线成轴对称的机臂末端。

进一步的实施例中，所述流线型外壳采用上部凸起而下部平滑的结构布局。

进一步的实施例中，所述固定翼机翼为克拉克Y翼型。

进一步的实施例中，所述倾转舵机的下部还连接有舵机控制器，并与安装在所述多轴无人机上的陀螺仪模块连接，以使得所述倾转舵机依据所述多轴无人机的动作调整自身的倾转角度。

进一步的实施例中，所述固定杆机构被设置成与所述多轴无人机硬连接且飞行时随多轴无人机一同倾转，而位于所述铰链另一侧的固定翼机翼则不随无人机倾转，在飞行中始终保持水平。

进一步的实施例中，所述流线型外壳的腔体内还安装有电池仓，用于容纳电池组件，所述电池组件被设置成用以向倾转舵机和/或多轴无人机供电。

进一步的实施例中，所述加强杆为碳纤维加强杆。

进一步的实施例中，所述倒三角形固定杆结构由三条碳纤维或木质横杆连接而成，底部交点与所述铰链连接。

由以上技术方案可见，本实用新型的悬挂式货舱的有益效果在于：本实用新型针对目前货运无人机的效率较低、可操控性较差、废重较大的问题，针对多轴无人机设计一种悬挂式货舱，即可保证了较高的续航时间，又相较于同等重量下的其它无人机，大大增加了可操控性并减少了飞行废重；

本实用新型的悬挂式货舱，仅利用多轴无人机的倾转提供水平方向的动力，而不强行改变固定翼升力体的气动外形，同时采用升力体的货舱组件，可在飞行时产生升力，最大程度上保证了其气动布局的合理性；相较于传统的货运无人机，本实用新型大大降低了制造成本与制造难度，同时，不需要特定的动力系统，而基于现阶段技术成熟的多轴无人机制造悬挂货舱，也在极大地增强产品的兼容性的同时，减少了产品的使用风险；

其次，通过在两侧固定翼机翼中部各安装有铰链与固定杆，使货舱在能够自由倾转的同时与所述多轴无人机左右对称的部分机臂末端相连，以提高遭遇乱流时，无人机的姿态调整灵敏度。本实用新型的倒三角固定杆结构在一定程度上增加了常规多轴无人机飞控对于乱流干扰的反应灵敏度，从机翼的中部施加补正推力将会很好地避免因为机翼受力点过于靠近机架中心，以致飞控调节滞后所导致的剧烈摇晃甚至失控的危险情况。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型的适用于多轴无人机的悬挂式货舱的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是应为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1所示，根据本实用新型公开的实施例的适用于多轴无人机的悬挂式货舱，可挂载到多轴无人机的机架下方，用于装载货物。结合图1所示的悬挂式货舱包括货舱主体1、固定翼机翼2、倾转舵机3、第一连接构件4、固定杆机构5、第二连接构件6以及电池仓7。

电池仓7设置在流线型外壳的腔体内，电池仓7内设置有电池组件，尤其是可充电电池组件，用于向倾转舵机3以及无人机供电。

货舱主体1采用升力体结构，被设置成具有流线型外壳，其内部形成有用于装载货物的腔体。流线型外壳采用上部凸起而下部平滑的结构布局，如此可在飞行过程中产生部分升力。

固定翼机翼2，分布安装到货舱主体两侧位置，其安装方向与多轴无人机的前进方向一致。两个机翼之间通过一加强杆8从货舱主体上部贯穿并固定于货舱主体1上。加强杆8优选采用高强度轻质量的碳纤维加强杆，减轻货舱自重。

优选地，固定翼机翼为克拉克Y翼型，在飞行时能够产生部分升力。

倾转舵机3，安装于货舱主体的上表面中心，其倾转方向与多轴无人机的前进与后退方向一致。

结合图1，第一连接构件4，安装于倾转舵机3上，该第一连接构件4被设置成用以适配连接到多轴无人机的下方使得倾转舵机通过该第一连接构件连接到所述多轴无人机底部的机架中心处。优选地，倾转舵机4的下部还连接有舵机控制器，并与安装在多轴无人机上的陀螺仪模块连接，以使得所述倾转舵机依据所述多轴无人机的动作调整自身的倾转角度，以调整货舱保持水平。

固定杆机构5，分别设置在两个固定翼机翼上。每个固定杆机构包括倒三角形固定杆结构51以及铰链52，铰链52的一端安装于固定翼机翼的翼面中部，其另一端铰接倒三角形结构的底部交点。

倒三角形固定杆结构顶部的横杆上设置有第二连接构件6，藉由第二连接构件6将倒三角结构的顶部的横杆连接到所述多轴无人机的一组或多组与其前进方向所在直线成轴对称的机臂末端。

如此，保证固定杆机构被设置成与所述多轴无人机硬连接且飞行时随多轴无人机一同倾转，而位于所述铰链另一侧的固定翼机翼则不随无人机倾转，在飞行中始终保持水平。

优选地，倒三角形固定杆结构由三条碳纤维或木质横杆连接而成，底部交点与所述铰链连接。

本实用新型的悬挂式货舱在使用过程中，可通过第一连接构件和固定杆机构的第二连接构件安装于多轴无人机下方，位于所述货舱主体上部的倾转舵机一端的连接构件可固定于所述多轴无人机的机架中心处，顶部的横杆上的连接构件与所述多轴无人机的机臂末端连接，即接近传统多轴无人机的电机安装处的位置上。所述连接构件不可活动。在飞行过程中，所述多轴无人机倾转以移动，此时，舵机控制本实用新型保持水平并产生升力以抵消部分自身重力，以减少所述多轴无人机的耗能。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种适用于多轴无人机的悬挂式货舱，其特征在于，包括：

货舱主体，被设置成具有流线型外壳，其内部形成有用于装载货物的腔体；

位于货舱主体两侧的固定翼机翼，安装方向与多轴无人机的前进方向一致，两个机翼之间通过一加强杆从货舱主体上部贯穿并固定于所述货舱主体上；

倾转舵机，安装于货舱主体的上表面中心，其倾转方向与多轴无人机的前进与后退方向一致；

第一连接构件，安装于所述倾转舵机上，该第一连接构件被设置成用以适配连接到多轴无人机的下方使得倾转舵机通过该第一连接构件连接到所述多轴无人机底部的机架中心处；

固定杆机构，分别设置在两个固定翼机翼上，每个固定杆机构包括倒三角形固定杆结构以及铰链，铰链的一端安装于固定翼机翼的翼面中部，其另一端铰接倒三角形结构的底部交点；

其中，倒三角形固定杆结构顶部的横杆上设置有第二连接构件，藉由所述第二连接构件将倒三角结构的顶部的横杆连接到所述多轴无人机的一组或多组与其前进方向所在直线成轴对称的机臂末端。

2.根据权利要求1所述的适用于多轴无人机的悬挂式货舱，其特征在于，所述流线型外壳采用上部凸起而下部平滑的结构布局。

3.根据权利要求1所述的适用于多轴无人机的悬挂式货舱，其特征在于，所述固定翼机翼为克拉克Y翼型。

4.根据权利要求1所述的适用于多轴无人机的悬挂式货舱，其特征在于，所述倾转舵机的下部还连接有舵机控制器，并与安装在所述多轴无人机上的陀螺仪模块连接，以使得所述倾转舵机依据所述多轴无人机的动作调整自身的倾转角度。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的适用于多轴无人机的悬挂式货舱，其特征在于，所述固定杆机构被设置成与所述多轴无人机硬连接且飞行时随多轴无人机一同倾转，而位于所述铰链另一侧的固定翼机翼则不随无人机倾转，在飞行中始终保持水平。

6.根据权利要求1所述的适用于多轴无人机的悬挂式货舱，其特征在于，所述流线型外壳的腔体内还安装有电池仓，用于容纳电池组件，所述电池组件被设置成用以向倾转舵机和/或多轴无人机供电。

7.根据权利要求1所述的适用于多轴无人机的悬挂式货舱，其特征在于，所述加强杆为碳纤维加强杆。

8.根据权利要求1所述的适用于多轴无人机的悬挂式货舱，其特征在于，所述倒三角形固定杆结构由三条碳纤维或木质横杆连接而成，底部交点与所述铰链连接。

Images