CN212766733U - 降低转动惯量的多旋翼无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种降低转动惯量的多旋翼无人机包括机身和动力组件，动力组件包括机臂、电机和螺旋桨，电机和螺旋桨分别设置在机臂上，电机驱动螺旋桨转动，机臂的固定端设置在机身上，电机位于机臂的固定端与螺旋桨之间，电机靠近机身设置，采用以上结构，由于电机的设置位置朝向机身靠近，使得电机设置在机身上的转动点与螺旋桨之间，回转物体的质点可位于电机与螺旋桨之间，回转物体的质点靠近机身移动，质点与转动点之间的垂直距离r变小，根据J＝mr2，r的变小使得J变小，根据转矩F＝JV，在无人机转动的过程中，转矩F保持不变，转动惯量J变小，使得角加速度变大，从而提高无人机调整姿态的灵活度，增强无人机的抗风能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机领域，具体是涉及一种降低转动惯量的多旋翼无人机。
背景技术
多旋翼无人机的移动飞行原理为:无人机上的机臂、螺旋桨与其连接的电机组成动力组件，机臂为螺旋桨与电机的安装载体，通过控制各电机的转速，从而各电机产生不同大小的上升力，使得无人机出现倾斜，动力组件也偏离竖直方向，该倾斜的驱动力分解出其他方向的分力，实现无人机朝向各方向的飞行。
无人机的飞行方向及动作的变化通过改变无人机的姿态的变化实现，无人机姿态的改变原理为无人机自身绕转动点转动。现有的无人机中，动力组件设置在机臂的自由端，使得机臂的自由端上的受力较大，在无人机发生姿态变化过程中，动力组件的该种设置结构使得无人机出现较大的转动惯量，影响无人机1的灵活度的同时，无人机的抗风能力差。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种增加无人机灵活性的降低转动惯量的多旋翼无人机。
为了实现上述的主要目的，本实用新型提供的降低转动惯量的多旋翼无人机包括机身和动力组件，动力组件包括机臂、电机和螺旋桨，电机和螺旋桨分别设置在机臂上，电机驱动螺旋桨转动，机臂的固定端设置在机身上，电机位于机臂的固定端与螺旋桨之间，电机靠近机身设置。
由上述方案可见，由于电机的设置位置朝向机身靠近，使得电机设置在机身上的转动点与螺旋桨之间，在无人机绕转动点转动的过程中，由于电机与螺旋桨依然设置在机臂上，使机臂上的回转物体的质量m不变，但是由于电机朝向机身靠近，使回转物体的质点可位于电机与螺旋桨之间，回转物体的质点靠近机身移动，从而质点与转动点之间的垂直距离r变小，根据J＝mr2，r的变小使得转动惯量J变小，从而降低无人机转动的转动惯量，根据转矩F＝JV，在无人机转动的过程中，转矩F保持不变，转动惯量J变小，使得角加速度V变大，从而提高无人机调整姿态的灵活度，增强无人机的抗风能力。
进一步的方案是，电机与机身在机臂固定端处的边缘间隙配合；螺旋桨位于机臂的自由端处。
可见，电机尽可能靠近机身设置，从而进一步缩短转动点与回转物体的质点之间的垂直距离。
进一步的方案是，机身上形成有转动点，在同一机臂上，转动点与螺旋桨的距离大于转动点与电机的距离。
进一步的方案是，进一步的方案是，机身呈类长方形，转动点为机身的重心。
进一步的方案是，在同一机臂上，螺旋桨与电机通过传动带连接，螺旋桨与电机设置在机臂的第一侧上，传动带位于机臂的第二侧上，机臂的第一侧与机臂的第二侧背离设置。
可见，电机与螺旋桨位于机臂的同一侧上，使得机臂上部件的设置结构简单，通过传动带传动效果佳，并且电机与螺旋桨位于机臂远离地面的一侧上，减少机臂朝向地面的一侧上部件的设置，使得无人机停靠地面时，无人机更稳定。
进一步的方案是，电机的驱动轴与螺旋桨的转轴平行
进一步的方案是，多旋翼无人机为四旋翼无人机，所述四旋翼无人机包括第一机臂、第二机臂、第三机臂和第四机臂，所第一机臂、第二机臂位于机身的第一侧，第三机臂和第四机臂位于机身的第二侧，机身的第一侧与机身的第二侧沿机身的纵向中心线对称设置，四个电机均靠近机身设置。
附图说明
图1是本实用新型降低转动惯量的多旋翼无人机实施例的立体图。
图2是本实用新型降低转动惯量的多旋翼无人机实施例的结构示意图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
本实用新型的降低转动惯量的多旋翼无人机通过将驱动螺旋桨的电机朝向机身靠近，缩短机身上的转动点与转动质点之间的垂直距离，以降低转动惯量，从而提高无人机的角加速度，以提供多旋翼无人机调整姿态的灵活性。
参见图1，本实施例的降低转动惯量的多旋翼无人机为四旋翼无人机，四旋翼无人机包括机身1和动力组件2，动力组件2包括第一机臂21、第二机臂22、第三机臂23、第四机臂24、四个电机25和四个螺旋桨26，多个机臂的固定端设置在机身1上，机臂的轴向自由端从机身1朝外延伸，一个机臂上分别设置有一个电机25和一个螺旋桨 26。在本实施例中，当无人机水平放置时，第一机臂21与第二机臂 22位于多旋翼无人机的第一侧11，第三机臂23与第四机臂24位于多旋翼无人机的第二侧12，多旋翼无人机的第一侧11与第二侧12背离设置，多旋翼无人机的第一侧11与多旋翼无人机的第二侧12沿无人机的纵向中心线L对称设置，无人机的中心位于该纵向中心线L上。在多旋翼无人机飞行时，通过调整四个电机25的转动方向和转速来调整无人机的飞行姿态，从而改变无人机的飞行状态。
电机25驱动螺旋桨26转动，在本实施例中，螺旋桨26设置在机臂的轴向自由端上，电机25设置在机臂的固定端与螺旋桨26之间，四个电机24均靠近机身1设置。机身1上形成有转动点B，在同一机臂上，转动点B与螺旋桨26的转动轴的距离大于转动点B与电机25 的转动轴的距离。电机25与机身1的边缘的距离小于电机25与螺旋桨26的距离，使得电机25尽可能朝向机身1靠近，以缩短转动点B 与回转物体的质点A的垂直距离。
在本实施例中，机臂呈扁平状，多旋翼无人机水平放置时，机臂的第一侧背离地面，机臂的第二侧朝向地面。电机25和螺旋桨26设置在机臂的第一侧上。电机25和螺旋桨26可通过传动带3连接，电机25的转动轴和螺旋桨26的转动轴分别贯穿机臂21，电机25的转动轴和螺旋桨26的转动轴平行设置。电机25的转动轴与螺旋桨26的转动轴分别连接传动轮31，传动轮31上设置有多个凹槽，传动带3 上设置有齿部，传动带3与两个传动轮31连接，齿部与凹槽配合连接，两个传动轮31和传动带3设置在机臂21的第二侧上。电机25与螺旋桨26均设置机臂21的第一侧，使得朝向地面的机臂21的第二侧减少部件的设置，当无人机停放在地面上时更加稳定。
作为另一实施方式，电机25与螺旋桨26可通过传动齿轮组件连接。或者电机25与螺旋桨26分别位于机臂21的不同侧上，例如螺旋桨26设置在机臂21的第一侧上，电机25设置在机臂21的第二侧上，可通过传动带3或传动齿轮组件完成电机25与螺旋桨26之间的连接，此时传动带3或传动齿轮组件可位于机臂21的第一侧上。
作为另一实施方式，电机25与螺旋桨26位于机臂的同一侧上，电机25的转动轴上设置有T形齿轮，螺旋桨26的转动轴上设置有T 形齿轮，两个T形齿轮啮合，实现电机25与螺旋桨26的传动。
在本实施例中，机身1呈类长方体，机身1形状规则，当无人机发生转动时，机身1的重心即为转动点B。
参见图2，由于电机25的设置位置朝向机身1靠近，使得电机25 设置在转动点B与螺旋桨26之间，在无人机绕转动点B转动的过程中，由于电机25与螺旋桨26依然设置在机臂21上，使机臂21上的回转物体的质量m不变，但是由于电机25朝向机身1靠近，使回转物体的质点A位于电机25与螺旋桨26之间，回转物体的质点A靠近机身1 移动，从而质点A与转动点B之间的垂直距离r变小，根据J＝mr2，r 的变小使得J变小，从而降低无人机转动的转动惯量，根据转矩F＝JV，在无人机转动的过程中，转矩F保持不变，转动惯量J变小，使得角加速度V变大，从而提高无人机调整姿态的灵活度，增强无人机的抗风能力。
在本实施例中，第一机臂21、第二机臂22、第三机臂23和第四机臂24上电机与螺旋桨的设置结构相同。作为另一实施例，可选其中两个机臂上的电机25和螺旋桨26同时设置在机臂的轴向自由端，另两个机臂上的电机25与螺旋桨26分别位于机臂的不同位置上，也能实现降低无人机整体的转动惯量。
最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.降低转动惯量的多旋翼无人机，其特征在于：包括机身和动力组件，所述动力组件包括机臂、电机和螺旋桨，所述电机和所述螺旋桨分别设置在所述机臂上，所述电机驱动所述螺旋桨转动，所述机臂的固定端设置在所述机身上，所述电机位于所述机臂的固定端与所述螺旋桨之间，所述电机靠近所述机身设置。
2.根据权利要求1所述的降低转动惯量的多旋翼无人机，其特征在于：
所述电机与所述机身在所述机臂固定端处的边缘间隙配合；所述螺旋桨位于所述机臂的自由端处。
3.根据权利要求1所述的降低转动惯量的多旋翼无人机，其特征在于：
所述机身上形成有转动点，在同一所述机臂上，所述转动点与所述螺旋桨的距离大于所述转动点与所述电机的距离。
4.根据权利要求3所述的降低转动惯量的多旋翼无人机，其特征在于：
所述机身呈类长方体，所述转动点为所述机身的重心。
5.根据权利要求1所述的降低转动惯量的多旋翼无人机，其特征在于：
所述螺旋桨与所述电机通过传动带连接，所述螺旋桨与所述电机设置在所述机臂的第一侧上，所述传动带位于所述机臂的第二侧上，所述机臂的第一侧与所述机臂的第二侧背离设置。
6.根据权利要求5所述的降低转动惯量的多旋翼无人机，其特征在于：
所述电机的驱动轴与所述螺旋桨的转轴平行。
7.根据权利要求1至6任一项所述的降低转动惯量的多旋翼无人机，其特征在于：
所述多旋翼无人机为四旋翼无人机，所述四旋翼无人机包括第一机臂、第二机臂、第三机臂和第四机臂，所述第一机臂、所述第二机臂位于所述机身的第一侧，所述第三机臂和所述第四机臂位于所述机身的第二侧，所述机身的第一侧与所述机身的第二侧沿所述机身的纵向中心线对称设置，所述第一机臂、所述第二机臂、所述第三机臂和所述第四机臂上分别设置有所述电机和所述螺旋桨，四个所述电机均靠近所述机身设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021608514.2U CN212766733U (zh) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | 降低转动惯量的多旋翼无人机 |
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| CN202021608514.2U CN212766733U (zh) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | 降低转动惯量的多旋翼无人机 |
Publications (1)
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| CN202021608514.2U Active CN212766733U (zh) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | 降低转动惯量的多旋翼无人机 |
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| CN (1) | CN212766733U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023182127A1 (ja) * | 2022-03-23 | 2023-09-28 | 株式会社石川エナジーリサーチ | 飛行装置 |
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2020
- 2020-08-05 CN CN202021608514.2U patent/CN212766733U/zh active Active
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| WO2023182127A1 (ja) * | 2022-03-23 | 2023-09-28 | 株式会社石川エナジーリサーチ | 飛行装置 |
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