CN218142105U - 多旋翼无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种多旋翼无人飞行器，所述多旋翼无人飞行器包括：中心体；机臂，机臂包括前机臂和后机臂，前机臂与中心体的前端部机械耦合，后机臂与中心体的后端部机械耦合；多个旋翼装置，分别安装在前机臂以及后机臂上，旋翼装置用于提供飞行动力；喷洒装置，位于后机臂上的旋翼装置的下方，其中，在多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，前机臂上的旋翼装置的底部高度，低于后机臂上的旋翼装置的底部高度；在多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，前机臂上的旋翼装置的底部高度，小于后机臂上的喷洒装置的底部高度。本申请实施例可以提高所述多旋翼无人飞行器的飞行质量和所述喷洒装置的喷洒质量。

Description

多旋翼无人飞行器

本申请是申请日为2021年11月15日，申请号为2021228255929，名称为“多旋翼无人飞行器”的申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及飞行器技术领域，特别涉及一种多旋翼无人飞行器。

背景技术

多旋翼无人飞行器为了便于携带、运输和存放，通常需要设计成可折叠的形式，即多旋翼无人飞行器的机臂可折叠。当机臂展开时，机臂上的旋翼装置可以用于提供飞行动力，当机臂折叠时，多旋翼无人飞行器的整体体积缩小。

然而，现有的技术中，多旋翼无人飞行器的机臂折叠后，为了避免机臂上的旋翼装置相互干涉，多旋翼无人飞行器的整体高度仍然较高。而且，在飞行状态下，后机臂上的旋翼装置和功能部件(例如喷洒装置)极易受到前机臂上的旋翼装置的来流影响，极大的影响了多旋翼无人飞行器的飞行质量 (例如气动效果)和功能部件的工作效果(例如喷洒装置的喷洒效果)。此外，由于现有技术中，前后旋翼装置载荷极不均衡，旋翼装置的控制难度和损坏成本均较高。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种多旋翼无人飞行器，以解决现有的技术中多旋翼无人飞行器的飞行质量(例如气动效果)和功能部件的工作效果受限的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例公开了一种多旋翼无人飞行器，所述多旋翼无人飞行器包括：

中心体；

机臂，所述机臂包括前机臂和后机臂，所述前机臂与所述中心体的前端部机械耦合，所述后机臂与所述中心体的后端部机械耦合；

多个旋翼装置，分别安装在所述前机臂以及所述后机臂上，所述旋翼装置用于提供飞行动力；

喷洒装置，位于所述后机臂上的所述旋翼装置的下方，

其中，在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的所述旋翼装置的底部高度，低于所述后机臂上的所述旋翼装置的底部高度；

在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的旋翼装置的底部高度，小于所述后机臂上的喷洒装置的底部高度。

本申请实施例中，由于在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的所述旋翼装置的底部高度，低于所述后机臂上的所述旋翼装置的底部高度，因此，所述前机臂上的旋翼装置的风流和所述后机臂上的旋翼装置的风流可以相互独立，互不影响，以提高所述多旋翼无人飞行器的飞行质量，例如气动效果。而且，还可以避免后机臂上的喷洒装置的喷幅受到前机臂上的旋翼装置的风流的影响，提高所述喷洒装置的喷洒质量。此外，由于在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的旋翼装置的底部高度，小于所述后机臂上的喷洒装置的底部高度。这样，前机臂上的旋翼装置的风流将位于所述喷洒装置的下方，避免前机臂上的旋翼装置的风流影响到所述喷洒装置的喷幅，从而，进一步提升所述喷洒装置的喷洒效果。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示意性地示出了本申请实施例所述的一种多旋翼无人飞行器处于展开状态的结构示意图；

图2示意性地示出了图1所示的多旋翼无人飞行器另一角度的结构示意图；

图3示意性地示出了图1所示的多旋翼无人飞行器的再一角度的结构示意图；

图4示意性地示出了本申请实施例所述的多旋翼无人飞行器处于折叠状态的结构示意图；

图5示意性地示出了图4所示的多旋翼无人飞行器另一角度的结构示意图；

图6示意性地示出了图4所示的多旋翼无人飞行器再一角度的结构示意图；

图7示意性地示出了现有的多旋翼无人飞行器的气流示意图；

图8示意性地示出了本申请实施例所述的多旋翼无人飞行器的气流示意图；

图9示意性地示出了本申请实施例所述的另一种多旋翼无人飞行器的结构示意图；

图10示意性地示出了本申请实施例所述的一种多旋翼无人飞行器的机臂和旋翼装置的结构示意图；

图11示意性地示出了本申请实施例所述的多旋翼无人飞行器处于无风悬停的情况下旋翼装置的摆放示意图；

图12示意性地示出了图2所示的多旋翼无人飞行器处于飞行状态的结构示意图；

图13示意性地示出了本申请的一种旋翼装置与机臂的结构示意图；

图14示意性地示出了本申请实施例的一种机臂与中心体的连接结构示意图；

图15示意性地示出了图14所示的机臂的转动过程示意图；

图16示意性地示出了本申请实施例所述的一种多旋翼无人飞行器的俯视结构示意图；

附图标记说明：10－中心体，101－横滚轴，102－航向轴，11－着陆架，12－机臂，13－旋翼装置，131－电机座，132－驱动机构，1321－第一电机，1322－第二电机，133－第上桨叶，134－下桨叶，14－喷洒装置，141－喷杆，15－视觉传感器，16－空间折叠轴，17－功能部件，A－第一水平面。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的实施例，所述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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本申请实施例提供了一种多旋翼无人飞行器，所述多旋翼无人飞行器可以为用于各种需要进行折叠的多旋翼无人飞行机，例如，农业植保无人机。测绘无人机等。本申请实施例中，仅以所述多旋翼无人飞行器为农业植保无人机为例进行说明。

参照图1，示出了本申请实施例所述的一种多旋翼无人飞行器处于展开状态的结构示意图，参照图2，示出了图1所示的多旋翼无人飞行器另一角度的结构示意图，参照图3，示出了图1所示的多旋翼无人飞行器的再一角度的结构示意图，参照图4，示出了本申请实施例所述的多旋翼无人飞行器处于折叠状态的结构示意图，参照图5，示出了图4所示的多旋翼无人飞行器另一角度的结构示意图，参照图6，示出了图4所示的多旋翼无人飞行器再一角度的结构示意图。

具体的，如图1-2和图4-5所示，所述多旋翼无人飞行器可以包括：中心体10；着陆架11，位于中心体10的下方；两对机臂12，分别转动连接于中心体10，以实现机臂12的展开状态和折叠状态；多个旋翼装置13，分别安装在两对机臂12上，旋翼装置13可以用于提供飞行动力；其中，中心体10相对着陆架11的着陆平面倾斜设置；在所述展开状态，机臂12相对中心体10呈辐射状展开；在折叠状态，每对机臂12呈上下折叠状态，且连接于中心体10中较低一侧的机臂12位于下方，连接于中心体10中较高一侧的机臂12位于上方。

本申请实施例中，由于所述多旋翼无人飞行器的中心体10相对着陆架11 的着陆平面倾斜设置，在机臂12处于折叠状态的情况下，连接于中心体10中较低一侧的机臂12位于下方，连接于中心体10中较高一侧的机臂12位于上方，以实现机臂12的上下错层折叠，且可以避免折叠后的机臂12之间发生干涉。这样，就可以使得所述多旋翼无人飞行器折叠后的整体高度较低，体积较小，便于所述多旋翼无人飞行器的携带、运输以及存放。

本申请实施例还提供了另一种多旋翼无人飞行器，如图2所示，所述多旋翼无人飞行器包括：中心体10；机臂12，机臂12可以包括前机臂和后机臂，所述前机臂与中心体10的前端部机械耦合，所述后机臂与中心体10的后端部机械耦合；多个旋翼装置13，分别安装在所述前机臂以及所述后机臂上，旋翼装置13可以用于提供飞行动力；喷洒装置14，位于后机臂上的旋翼装置13的下方，其中，在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的旋翼装置13的底部高度，低于所述后机臂上的旋翼装置13的底部高度。

本申请实施例中，在所述多旋翼无人飞行器处于飞行状态下，由于所述前机臂上的旋翼装置13的底部高度，低于所述后机臂上的旋翼装置13的底部高度，因此，前后旋翼装置相应也可以存在高度差，实现错层设置。

如图7所示，现有的技术中，由于前旋翼装置和后旋翼装置的高度一致，因此，所述前旋翼装置产生的风流F1和所述后旋翼装置产生的风流F2会存在交叉区域F3，交叉区域F3往往会与喷洒装置14的喷洒区域S1存在交叠，影响到喷洒装置14的喷洒质量。如图8所示，本申请实施例所述的多旋翼无人飞行器中，由于所述前旋翼装置产生的风流F1和所述后旋翼装置产生的风流F2 可以相互独立，不存在交叉区域，所述前旋翼装置产生的风流F1与喷洒装置 14的喷洒区域S1与也不会交叠。因此，前机臂上的旋翼装置13的风流F1和后机臂上的旋翼装置13的风流F2可以相互独立，互不影响，以提高所述多旋翼无人飞行器的飞行质量，例如气动效果。而且，还可以避免后机臂上的喷洒装置14的喷幅受到前机臂上的旋翼装置13的风流的影响，提高所述喷洒装置 14的喷洒质量。

可选地，在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的旋翼装置13的底部高度，小于所述后机臂上的喷洒装置14的底部高度。这样，前机臂上的旋翼装置13的风流将位于所述喷洒装置14的下方，避免前机臂上的旋翼装置13的风流影响到所述喷洒装置14的喷幅，从而，进一步提升所述喷洒装置14的喷洒效果。

需要说明的是，本申请实施例中，所述高度具体可以为所述多旋翼无人飞行器放置于水平平面时，从着陆架11的着陆平面至所述多旋翼无人飞行器的顶部的竖直高度。

在具体的应用中，所述前机臂可以转动连接于中心体10的前端部，所述后机臂可以转动连接于中心体10的后端部，以实现所述机臂的展开状态和折叠状态。

本申请实施例中，如图9所示，中心体10具体包括机框，所述机框可以设有容纳部，所述容纳部可以用于收容所述多旋翼无人飞行器的功能部件17，功能部件17能够可拆卸地插入所述容纳部内。示例的，功能部件17可以包括但不局限于电池、水箱中的至少一种。

具体的，所述机框可以作为所述多旋翼无人飞行器的结构主体，用于支撑机臂12、机身等结构件，以及水箱、电池等功能部件。所述机框的结构可以根据实际情况进行设定。例如，在本申请实施例中，如图1所示，在所述多旋翼无人飞行器包括4个机臂12和4个旋翼装置13的情况下，所述机框可以为矩形机框，机臂12则可以安装至所述矩形机框的边角位置。

可选地，旋翼装置13为共轴双桨旋翼装置。由于共轴双桨旋翼装置可以极大的提高多旋翼无人飞行器的载荷。在旋翼装置13为共轴双桨旋翼装置的情况下，可以在不大幅增加所述多旋翼无人飞行器的尺寸的前提下，提高所述多旋翼无人飞行器的承载能力。例如，在所述多旋翼无人飞行器为农业植保无人机的情况下，采用所述双桨共轴旋翼装置13，可以极大地提高所述多旋翼无人飞行器的载药能力。或者，在所述多旋翼无人飞行器为物流无人机的情况下，采用所述双桨共轴旋翼装置13，可以极大地提高所述多旋翼无人飞行器的载货能力。

可选地，在一些实施例中，如图2和图8所示，所述共轴双桨旋翼装置具体可以包括：电机座131，电机座131与机臂12固定连接；安装在电机座131 上的驱动机构132，驱动机构132的顶部设置有上桨叶133，驱动机构132的底部设置有下桨叶134，上桨叶133的桨平面与下桨叶134的桨平面平行，上桨叶133与下桨叶134的转速相等且转向相反。

具体的，在所述共轴双桨旋翼装置的上桨叶133和下桨叶134的转向相反的情况下，上桨叶133和下桨叶134转动时的升力可以进行合成，进一步提升所述多旋翼无人飞行器的承载能力。而上桨叶133和下桨叶134的转速相等，则可以使得上桨叶133的下桨叶134的转动控制较为简单，从而，可以实现上桨叶133和下桨叶134的可靠控制。

示例的，同一共轴双桨旋翼装置中，上桨叶133可以顺时针转动，下桨叶 134可以逆时针转动，或者，上桨叶133可以逆时针转动，下桨叶134可以顺时针转动，本申请实施例对此不做限定。

可选地，如图4-5所示，在所述折叠状态下，位于上方的机臂12与位于下方的机臂12之间的间隙为第一间隙，所述第一间隙能够容纳位于下方的所述共轴双桨旋翼装置位于与其连接的机臂12上方的部分，以及位于上方的所述共轴双桨旋翼装置位于与其连接的机臂12下方的部分。这样，就可以避免在所述折叠状态下，位于下方的所述共轴双桨旋翼装置与位于上方的所述共轴双桨旋翼装置之间发生干涉而损坏，提高所述共轴双桨旋翼装置的使用寿命。

例如，在所述折叠状态下，若前机臂上连接的共轴双桨旋翼装置位于下方，后机臂上连接的共轴双桨旋翼装置位于上方，则所述第一间隙则需要能够容纳前机臂上连接的共轴双桨旋翼装置的上桨叶、第一电机1321以及电机座131 位于前机臂之上的部分，以及后机臂上连接的共轴双桨旋翼装置的下桨叶134、第二电机1322以及电机座131位于后机臂之下的部分。

参照图10，示出了本申请实施例所述的一种多旋翼无人飞行器的机臂和旋翼装置的结构示意图，参照图11，示出了本申请实施例所述的多旋翼无人飞行器处于无风悬停的情况下旋翼装置的摆放示意图。如图11所示，所述多旋翼无人飞行器处于无风悬停的情况下，上桨叶133的桨平面和下桨叶134的桨平面皆与第一水平面倾斜设置，以使上桨叶133和下桨叶134的拉力之和来提供所述多旋翼无人飞行器的至少部分偏航力，其中，所述第一水平面为与重力方向基本垂直的平面。

需要说明的是，本文中所述的偏航轴是定义在机体轴系的，在本申请中机体坐标系为一右手系，定义X轴为机体前后方向，从前指向后，Z轴为机体上下方向，从下指向上，Y轴为机体左右方向，具体指向依据XZ平面获得。本文中的多旋翼无人飞行器的偏航轴为机体坐标系中的Z轴，多旋翼无人飞行器的偏航轴的法平面为垂直于Z轴的XY平面，机体轴系与机身固联，不随飞行状态变化。在多旋翼无人飞行器处于无风悬停状态时，多旋翼无人飞行器的重力方向与多旋翼无人飞行器的偏航轴方向及机体坐标系中的Z轴方向重合，该 XY平面与水平面平行，即在多旋翼无人飞行器处于无风悬停状态时，多旋翼无人飞行器的偏航轴的法平面与水平面平行，在多旋翼无人飞行器处于巡航飞行状态时，多旋翼无人飞行器的偏航轴的法平面可相对水平面0具有倾角。可以理解，本文中所提及的多旋翼无人飞行器无风悬停状态可以大约相当于多旋翼无人飞行器在平地的起飞或降落状态。

如图11所示，在所述多旋翼无人飞行器处于无风悬停的情况下，上桨叶 133的桨平面和下桨叶134的桨平面与第一水平面A之间的倾斜夹角为θ。上桨叶133的转动可以产生垂直于上桨叶133的桨平面的拉力P1，下桨叶134的转动可以产生垂直于下桨叶134的桨平面的拉力P2。其中，拉力P1可以分解成垂直于第一水平面A的升力P11和平行于第一水平面A的偏航力P1yaw，拉力P2可以分解成垂直于第一水平面A的升力P21和平行于第一水平面A的偏航力P2yaw。

如图11所示，在上桨叶133的桨平面和下桨叶134的桨平面平行，且上桨叶133与下桨叶134的转速相等且转向相反的情况下，所述多旋翼无人飞行器的偏航力Pyaw仅能由上桨叶133和下桨叶134转动产生的拉力分力来提供，即：

Pyaw＝P1yaw+P2yaw＝(P1+P2)*sin(θ)(公式一)

本申请实施例中，通过在所述多旋翼无人飞行器处于无风悬停的情况下，将上桨叶133的桨平面和下桨叶134的桨平面皆与第一水平面倾斜设置，可以实现上桨叶133和下桨叶134的拉力之和来提供所述多旋翼无人飞行器的至少部分偏航力，实现较好的偏航姿态控制性能。

在本申请的一种可选实施例中，驱动机构132具体可以包括：设置于电机座131顶部的第一电机1321以及设置于电机座131底部的第二电机1322；第一电机1321与上桨叶133连接，以驱动上桨叶133转动，第二电机1322与下桨叶134连接，以驱动下桨叶134转动。

在一些实施例中，由于采用独立的第一电机1321驱动上桨叶133转动，以及采用独立的第二电机1322驱动下桨叶134转动，第一电机1321和第二电机 1322的峰值扭力要求都可以较低。

在本申请的另一些可选实施例中，驱动机构132具体可以包括：第三电机以及连接在所述第三电机输出端的传动机构，所述传动机构上设置有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述第二输出端输出的转速相等且转向相反，所述第一输出端与上桨叶133连接，以驱动上桨叶133转动，所述第二输出端与下桨叶134转动，以驱动下桨叶134转动。

在一些实施例中，通过在所述第三电机的输出端连接传动机构，所述传动机构可以将所述第三电机输出的动力的一半进行反向，以在所述第一输出端和所述第二输出端输出转速相等且转向相反输出。通过将上桨叶133连接在所述第一输出端，并将下桨叶134连接在所述第二输出端，可以驱动上桨叶133和下桨叶134实现转速相等且转向相反的转动。这样，仅需一个电机即可驱动上桨叶133和下桨叶134同时转动，且转速相等转向相反。

具体的，所述传动机构可以有齿轮组构成，本申请实施例对于所述传动机构的具体形式可以不做限定。

本申请实施例中，在所述展开状态下，位于所述前机臂上的共轴双桨旋翼装置为前旋翼装置，位于所述后机臂上的旋翼装置13为后旋翼装置。如图2 所示，右边的机臂12为前机臂，左边的机臂12为后机臂，相应的，所述前机臂上的共轴双桨旋翼装置为前旋翼装置，所述后机臂上的共轴双桨旋翼装置为后旋翼装置。

参照图12，示出了图2所示的多旋翼无人飞行器处于飞行状态的结构示意图。如图12所示，在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时(图中箭头所示方向)，所述前旋翼装置(图中右侧的旋翼装置13)的电机座131的顶部朝向机头方向(图中的右侧)倾斜，所述后旋翼装置(图中左侧的旋翼装置13) 的电机座131的顶部朝向机尾方向(图中的左侧)倾斜。

如图12所示，在所述前旋翼装置和所述后旋翼装置的桨叶转速相同的情况下，所述前旋翼装置的桨叶转动产生的拉力P3与所述后旋翼装置的桨叶转动产生的拉力P4相等。其中，所述后旋翼装置的桨叶转动产生的拉力P4基本上为竖直向上的方向，所述前旋翼装置的桨叶转动产生的拉力P3可以分解成水平方向的P3f和竖直方向的P3u。由于P3＝P4，因此，P4>P3u，即所述后旋翼装置在竖直方向的升力P4大于所述前旋翼装置在竖直方向的分力P3u，且所述前旋翼装置在水平方向的分力P3f可以提供向前飞行的动力，以满足飞行工况。这样，通过将所述前旋翼装置的电机座131的顶部朝向机头方向倾斜，所述后旋翼装置的电机座131的顶部朝向机尾方向倾斜，可以使得所述多旋翼无人飞行器在满足飞行工况的同时，前后旋翼装置的桨叶转速可以基本相等，可以使得前后旋翼装置的载荷保持均衡，极大地降低旋翼装置13的控制难度以及降低后旋翼装置的损坏成本。在传统方案中，按照飞行条件，后桨叶的竖直拉力要大于前桨叶的竖直拉力，也就是说，后螺旋桨的转速要远大于前螺旋桨，才能保证飞行，这样使得传统方案中的前、后电机的载荷极不均衡。

可选地，所述前旋翼装置的电机座131的顶部朝向所述机头方向倾斜的角度为第一角度，所述后旋翼装置的电机座131的顶部朝向所述机尾方向倾斜的角度为第二角度，所述第一角度和所述第二角度相等，以进一步降低所述前后旋翼装置的桨叶转速的控制难度。

需要说明的是，在实际应用中，所述第一角度和所述第二角度也可以不相等。例如，所述第一角度可以大于所述第二角度，或者，所述第二角度可以大于所述第一角度。本申请实施例对于所述第一角度和所述第二角度的大小可以不做具体限定。

示例地，所述第一角度和所述第二角度皆为5～15度中的任一值，以使得所述前后旋翼装置的桨叶转速可以基本相同，而且，还可以使得所述多旋翼无人飞行器可以保持较好的飞行稳定性。

可选地，所述前旋翼装置和所述后旋翼装置均为共轴双桨旋翼装置，所述前旋翼装置以及所述后旋翼装置的上桨叶133的桨平面和下桨叶134的桨平面皆与电机座131的轴向基本垂直。这样，可以便于参照电机座131轴向将上桨叶133的桨平面和下桨叶134的桨平面设置成基本平行的状态，提高旋翼装置 13的装配效率。

可选地，所述前旋翼装置和所述后旋翼装置均为共轴双桨旋翼装置，所述前旋翼装置以及所述后旋翼装置的驱动机构132的转速相同，以使得所述前后旋翼装置的桨叶转速可以基本一致，降低所述前后旋翼装置的转动控制难度，提高所述前后旋翼装置的转动稳定性。

在一些实施例中，所述多旋翼无人飞行器的机头位置和飞行方向与图9中所示实施例中的多旋翼无人飞行器的机头位置和飞行方向(图9箭头所示)相反。在该实施例中，前机臂与机框10的较高部位连接，后机臂与机框10的较低部位连接，也就是说，机框10的较高部位为机头，较低部位为机尾。在该实施例中，所述多旋翼无人飞行器在飞行时，为了满足飞行条件，机头会向前倾，机尾会相对机头抬高，因此，机框10可以与水平面基本上平行，从而使得所述多旋翼无人飞行器的负载(例如货箱)保持平衡。例如，所述多旋翼无人飞行器为物流无人机。在飞行状态下，该物流无人机的负载保持平衡，有利于货物的运载。

参照图13，示出了本申请的一种旋翼装置与机臂的结构示意图，如图13 所示，所述前旋翼装置和所述后旋翼装置均为共轴双桨旋翼装置，所述前旋翼装置以及所述后旋翼装置的上桨叶133的桨尖与对应机臂12之间的距离，小于下桨叶134的桨尖对应机臂12之间的距离。

如图13所示，上桨叶133的桨尖与对应机臂12之间的距离为D1，下桨叶 134的桨尖与对应机臂12之间的距离为D2，D1小于D2。在实际应用中，在桨叶转动的过程中，桨叶会向上、向下都产生挥舞，而且，向上的挥舞量会大于向下的挥舞量。因此，通过将上桨叶133的桨尖与对应机臂12之间的距离为 D1设计得小于下桨叶134的桨尖与对应机臂12之间的距离为D2，可以避免下桨叶134的桨尖与对应机臂12发生碰撞导致损坏，提高所述桨叶和机臂12的使用安全。

在本申请的一些可选地实施例中，中心体10位于所述多旋翼无人飞行器的头部的前端部，低于中心体10位于所述多旋翼无人飞行器的尾部的后端部，以使得中心体10的前端部朝向倾斜。这样，在所述多旋翼无人飞行器处于飞行状态时，可以减小中心体10的风阻，增大中心体10的迎风面积，从而，有利于所述多旋翼无人飞行器的飞行气动效率的优化。

具体的，中心体10在所述多旋翼无人飞行器处于飞行状态时相对于水平面的倾斜角度，大于在所述多旋翼无人飞行器处于无风环境中悬停状态时相对于水平面的倾斜角度。这样，在所述多旋翼无人飞行器处于无风环境中悬停时，由于中心体10相对所述水平面的倾斜角度较小，可以便于功能部件可靠地放置于中心体10的容纳空间内。例如，在中心体10相对于水平面的倾斜角度较小的情况下，可以便于将水箱、电池等功能部件在中心体10的放置可靠性。

本申请实施例中，每对机臂12中，其中之一连接于中心体10的前端部，其中另一连接于中心体10的后端部；在所述折叠状态下，每对机臂12中，连接于中心体10的前端部的机臂12位于下方，连接于中心体10的后端部的机臂 12位于所述上方。

在实际应用中，每对机臂12中，连接于中心体10的前端部的为前机臂，连接于中心体10的后端部的为后机臂。由于中心体10的前端部的高度低于后端部的高度，因此，所述前机臂的高度相应也低于所述后机臂的高度。在所述折叠状态下，通过将所述前机臂折叠至所述后机臂的下方，可以使得前机臂和后机臂在翻转较小角度的情况下即可实现折叠，折叠效率较高，而且，折叠后所述多旋翼无人飞行器的整体高度较低。

本申请实施例中，在飞行状态时，所述多旋翼无人飞行器的重心相较于中心体10的后端部，更靠近中心体10的前端部。在实际应用中，由于所述中心体10的前端部的高度低于后端部的高度，在中心体10上连接有水箱的情况下，所述水箱内的液体在重力作用下将会往中心体10的前端部流动，以使所述多旋翼无人飞行器的重心更靠近中心体10的前端部。

本申请实施例还提供了另一种多旋翼无人飞行器，所述多旋翼无人飞行器包括：中心体10；前机臂，与中心体10的前端部机械耦合；后机臂，与中心体10的后端部机械耦合；多个旋翼装置13，分别安装在所述前机臂以及所述后机臂上，旋翼装置13可以用于提供飞行动力；其中，在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述多旋翼无人飞行器的重心沿机头方向前移，以使得安装在所述前机臂的旋翼装置13与安装在所述后机臂上的旋翼装置13的动力均衡。在传统方案中，由于在飞行状态下，无人飞行器的重心改变不明显，为了满足飞行条件，后桨叶的动力输出远大于前桨叶的动力输出，也就是说，后螺旋桨的转速要远大于前螺旋桨，才能保证飞行，这样使得传统方案中的前、后电机的载荷极不均衡，后电机容易过热，易损坏。

在具体的应用中，在所述多旋翼无人飞行器的重心更靠近中心体10的前端部的情况下，由于所述后旋翼装置的力臂比所述前旋翼装置的力臂大，会减轻所述后旋翼装置的动力需求，有利于所述多旋翼无人飞行器的气动效率优化。

如图5所示，在所述折叠状态下，机臂12相对着陆架11的着陆平面倾斜设置。通过将机臂12相对着陆架11的着陆平面倾斜设置，可以在中心体10 的前端部和后端部的高度差较小的情况下仍可将所述前机臂和后机臂上下错层折叠。这样，就可以使得中心体10的前端部和后端部之间的高度差较小，中心体10相对于着陆架11的着陆平面的倾斜角度较小，有利于提高所述多旋翼无人飞行器的整体结构稳定性。

本申请实施例中，在所述折叠状态下，所述前机臂以及所述后机臂与所述中心体10共同形成“Z”型。

如图5所示，在所述折叠状态下，每对机臂12中，所述前机臂、所述中心体10以及所述后机臂可以连接形成“Z”型，形成紧凑折叠状态，以进一步降低所述多旋翼无人飞行器折叠后的整体高度，便于所述多旋翼无人飞行器的携带、运输和存放。

本申请实施例中，每对机臂12包括位于所述多旋翼无人飞行器的机头部位的前机臂以及位于所述多旋翼无人飞行器的机头部位的后机臂，在所述展开状态下，所述前机臂和所述后机臂呈上下排布设置，以避免前机臂上的旋翼装置13的风流与后机臂上的旋翼装置13的风流相互影响，提高所述多旋翼无人飞行器的飞行质量。

可选地，在所述展开状态下，所述前机臂的高度为第一高度，所述后机臂的高度为第二高度，所述第一高度低于所述第二高度，以使得所述前机臂上的前旋翼装置的高度相应低于所述后机臂上的后旋翼装置的高度，实现所述前后旋翼装置的错层设置。这样，在所述多旋翼无人飞行器处于飞行状态时，可以减小所述前旋翼装置的风流对所述后旋翼装置的来流影响，增大了所述后旋翼装置的气动效率，从而，可以提升所述多旋翼无人飞行器的飞行质量。

本申请实施例中，在所述展开状态下，所述前机臂以及所述后机臂均向上抬起，以增大旋翼装置13距离地面的距离。在实际应用中，由于本申请实施例所述的多旋翼无人飞行器采用的是双桨共轴旋翼装置，旋翼装置13本身的距离较高，因此，在机臂12处于展开状态下，旋翼装置13的底部距离地面的距离较小。尤其对于高度较低的机臂12上的旋翼装置13来说，由于距离地面的距离较小，在所述多旋翼无人飞行器在不平整的地面起飞或者降落的情况下，旋翼装置13可能会打地，或者，在所述多旋翼无人飞行器起飞时，极易产生地面效应，影响所述多旋翼无人飞行器的气动效率。

在具体的应用中，所述展开状态下，通过将所述前机臂以及所述后机臂均向上抬起，可以增大旋翼装置13距离地面的距离，避免旋翼装置13打地，从而，提高所述多旋翼无人飞行器的气动效率和飞行安全。

在本申请的一些可选实施例中，所述前机臂与所述后机臂向上抬起的角度相同，以使得所述前机臂和所述后机臂在中心体10的连接结构可以共用，减少所述前机臂和所述后机臂的误装，从而，可以提高所述多旋翼无人飞行器的装配效率。

示例的，所述前机臂以及所述后机臂向上抬起的角度为5-10度，优选地为 6度，以加大所述前旋翼装置和后旋翼装置的离地高度。

需要说明的是，所述前机臂和所述后机臂向上抬起的角度还可以为5度、8 度或者10度等，而且，所述前机臂和所述后机臂向上抬起的角度还可以不同，本申请实施例对于所述前机臂和所述后机臂向上抬起的角度不做具体限定。

本申请实施例中，中心体10上设置有机臂连接结构，所述机臂连接结构连接于机臂12，以将机臂12转动连接于中心体10上；其中，所述机臂连接结构为空间折叠轴。

参照图14，示出了本申请实施例的一种机臂与中心体的连接结构示意图，参照图15，示出了图14所示的机臂的转动过程示意图。如图14所示，空间折叠轴16可以相对所述多旋翼无人飞行器的俯仰轴(垂直于纸面方向)、横滚轴 101以及航向轴102均倾斜设置，并且，所述空间折叠轴16相对于对应的机臂 12也可以倾斜设置。通过机臂12绕所述空间折叠轴16的旋转，可以实现机臂 12的展开、折叠以及上抬。

如图14所示，左侧的机臂12为后机臂，右侧的机臂12为前机臂。所述后机臂可以绕左侧的空间折叠轴16转动，当所述后机臂转动至A1所示的位置时，可以实现展开状态，当所述后机臂转动至A2所示的位置时，可以实现折叠状态。所述前机臂可以绕右侧的空间折叠轴16转动，当所述前机臂转动至B1所示的位置时，可以实现展开状态，当所述前机臂转动至B2所示的位置时，可以实现折叠状态。

本申请实施例中，由于空间折叠轴16相对所述多旋翼无人飞行器的俯仰轴 (垂直于纸面方向)、横滚轴101、航向轴102以及对应的机臂12均倾斜设置，因此，在所述后机臂绕旋转轴16转动在展开状态与折叠状态之间切换时，所述后机臂的轨迹可以如图12所示的倾斜扇形区域所示。当所述后机臂转动至所述斜扇形区域的其中一个端点位置C1时，可以实现所述后机臂的展开并上抬，当所述后机臂转动至所述斜扇形区域的另一个端点位置C2时，可以实现所述后机臂的展开并上扬。在本申请的一些实施例中，所述多旋翼无人飞行器还可以包括喷洒装置14，喷洒装置14连接于中心体10的尾部的机臂12下方。由于中心体10尾部的后机臂的高度较中心体10头部的前机臂的高度要高，将喷洒装置14设置在所述后机臂的下方，不仅可以使得喷洒装置14距离地面的距离较高，避免喷洒装置14碰地，还可以避免后机臂上的喷洒装置14的喷幅受到前机臂上的旋翼装置13的风流的影响，提高喷洒装置14的喷洒质量。

在具体的应用中，喷洒装置14可以包括喷杆141，喷杆141与机臂12的轴向垂直；其中，在所述展开状态下，喷杆141的底部朝向远离中心体10的方向倾斜延伸，以形成外翻的结构。这样，不仅可以进一步提升喷杆141距离地面的高度，避免喷杆141碰地，而且，还可以避免喷杆141在喷洒的过程中打湿所述多旋翼无人飞行器的机身，提高所述多旋翼无人飞行器的使用安全。

参照图16，示出了本申请实施例所述的一种多旋翼无人飞行器的俯视结构示意图，如图16所示，中心体10的头部还设置有视觉传感器15；连接在中心体10的前端部的旋翼装置13之间的距离L1大于连接在中心体10的后端部的旋翼装置13之间的距离L2。

具体的，在所述多旋翼无人飞行器飞行过程中，视觉传感器15可以用于获取前进方向的视觉图像，以辅助所述多旋翼无人飞行器的飞行。示例的，视觉传感器15可以设置在中心体10的前端部，也可以设置在连接在中心体10前端部的机臂12上，本申请实施例对于视觉传感器15的具体位置可以不做限定。

本申请实施例中，由于连接在中心体10的前端部的旋翼装置13之间的距离L1大于连接在中心体10的后端部的旋翼装置13之间的距离L2，可以减小前旋翼装置对于视觉传感器15的遮挡，增大视觉传感器15的视场角，从而，可以增大视觉传感器15的拍摄范围。

在本申请的一些实施例中，每对机臂12包括位于所述多旋翼无人飞行器的机头部位的前机臂以及位于所述多旋翼无人飞行器的机尾部位的后机臂，两个所述前机臂之间的夹角大于两个所述后机臂之间的夹角，以进一步增大视觉传感器15的视场角，从而，可以增大视觉传感器15的拍摄范围。

如图16所示，多个旋翼装置13的旋转轴的连线可以为梯形，这样，以使得连接两个前旋翼装置之间的距离L1大于两个所述后旋翼装置之间的距离 L2，并使得两个所述前机臂之间的夹角大于两个所述后机臂之间的夹角，以增大视觉传感器15的视场角，从而，可以增大视觉传感器15的拍摄范围。

综上，本申请实施例所述的多旋翼无人飞行器至少可以包括以下优点：

本申请实施例中，由于在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的所述旋翼装置的底部高度，低于所述后机臂上的所述旋翼装置的底部高度，因此，所述前机臂上的旋翼装置的风流和所述后机臂上的旋翼装置的风流可以相互独立，互不影响，以提高所述多旋翼无人飞行器的飞行质量，例如气动效果。而且，还可以避免后机臂上的喷洒装置的喷幅受到前机臂上的旋翼装置的风流的影响，提高所述喷洒装置的喷洒质量。此外，由于在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的旋翼装置的底部高度，小于所述后机臂上的喷洒装置的底部高度。这样，前机臂上的旋翼装置的风流将位于所述喷洒装置的下方，避免前机臂上的旋翼装置的风流影响到所述喷洒装置的喷幅，从而，进一步提升所述喷洒装置的喷洒效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述多旋翼无人飞行器包括：

中心体；

机臂，所述机臂包括前机臂和后机臂，所述前机臂与所述中心体的前端部机械耦合，所述后机臂与所述中心体的后端部机械耦合；

多个旋翼装置，分别安装在所述前机臂以及所述后机臂上，所述旋翼装置用于提供飞行动力；

喷洒装置，位于所述后机臂上的所述旋翼装置的下方，

其中，在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的所述旋翼装置的底部高度，低于所述后机臂上的所述旋翼装置的底部高度；

在所述多旋翼无人飞行器朝向机头方向飞行时，所述前机臂上的旋翼装置的底部高度，小于所述后机臂上的喷洒装置的底部高度。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述旋翼装置为共轴双桨旋翼装置。

3.根据权利要求2所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述共轴双桨旋翼装置包括：

电机座，所述电机座与所述机臂固定连接；

安装在所述电机座上的驱动机构，所述驱动机构的顶部设置有上桨叶，所述驱动机构的底部设置有下桨叶，所述上桨叶的桨平面与所述下桨叶的桨平面平行，所述上桨叶与所述下桨叶的转速相等且转向相反。

4.根据权利要求3所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述机臂具有折叠状态，在所述折叠状态下，位于上方的所述机臂与位于下方的所述机臂之间的间隙为第一间隙，所述第一间隙能够容纳位于下方的所述共轴双桨旋翼装置位于与其连接的所述机臂上方的部分，以及位于上方的所述共轴双桨旋翼装置位于与其连接的所述机臂下方的部分；

或者，在所述多旋翼无人飞行器处于无风悬停的情况下，所述上桨叶的桨平面和所述下桨叶的桨平面皆与第一水平面倾斜设置，以使所述上桨叶和所述下桨叶的拉力之和来提供所述多旋翼无人飞行器的至少部分偏航力，其中，所述第一水平面为与重力方向基本垂直的平面；

或者，所述驱动机构包括：设置于所述电机座顶部的第一电机以及设置于所述电机座底部的第二电机；所述第一电机与所述上桨叶连接，以驱动所述上桨叶转动，所述第二电机与所述下桨叶连接，以驱动所述下桨叶转动；

或者，所述驱动机构包括：第三电机以及连接在所述第三电机输出端的传动机构，所述传动机构上设置有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述第二输出端输出的转速相等且转向相反，所述第一输出端与所述上桨叶连接，以驱动所述上桨叶转动，所述第二输出端与所述下桨叶转动，以驱动所述下桨叶转动。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述机臂具有展开状态，在所述展开状态下，位于所述前机臂上的共轴双桨旋翼装置为前旋翼装置，位于所述后机臂上的旋翼装置为后旋翼装置；其中，

所述前旋翼装置的电机座的顶部朝向机头方向倾斜，所述后旋翼装置的电机座的顶部朝向机尾方向倾斜。

6.根据权利要求5所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述前旋翼装置的电机座的顶部朝向所述机头方向倾斜的角度为第一角度，所述后旋翼装置的电机座的顶部朝向所述机尾方向倾斜的角度为第二角度，所述第一角度和所述第二角度相等；

所述第一角度和所述第二角度皆为5～15度。

7.根据权利要求6所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述前旋翼装置和所述后旋翼装置均为共轴双桨旋翼装置，所述前旋翼装置以及所述后旋翼装置的上桨叶的桨平面和下桨叶的桨平面皆与所述电机座的轴向基本垂直；

和/或，所述前旋翼装置和所述后旋翼装置均为共轴双桨旋翼装置，所述前旋翼装置以及所述后旋翼装置的驱动机构的转速相同。

8.根据权利要求7所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述前旋翼装置和所述后旋翼装置均为共轴双桨旋翼装置，所述前旋翼装置以及所述后旋翼装置的上桨叶的桨尖与对应机臂之间的距离，小于所述下桨叶的桨尖对应机臂之间的距离。

9.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述中心体位于所述多旋翼无人飞行器的头部的前端部，低于所述中心体位于所述多旋翼无人飞行器的尾部的后端部；

所述中心体在所述多旋翼无人飞行器处于飞行状态时相对于水平面的倾斜角度，大于在所述多旋翼无人飞行器处于无风环境中悬停状态时相对于水平面的倾斜角度；

和/或，每对所述机臂中，其中之一连接于所述中心体的前端部，其中另一连接于所述中心体的后端部；

所述机臂具有折叠状态，在所述折叠状态下，每对所述机臂中，连接于所述中心体的前端部的机臂位于连接于所述中心体的后端部的机臂的下方；

和/或，在飞行状态时，所述多旋翼无人飞行器的重心相较于所述中心体的后端部，更靠近所述中心体的前端部；

和/或，在所述折叠状态下，所述机臂相对着陆架的着陆平面倾斜设置。

10.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述机臂具有折叠状态，在所述折叠状态下，所述前机臂以及所述后机臂与所述中心体共同形成“Z”型。

11.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述机臂具有展开状态，在所述展开状态下，所述前机臂和所述后机臂呈上下排布设置；

在所述展开状态下，所述前机臂的高度为第一高度，所述后机臂的高度为第二高度，所述第一高度低于所述第二高度；

和/或，在所述展开状态下，所述前机臂以及所述后机臂均向上抬起；

和/或，所述前机臂与所述后机臂向上抬起的角度相同；

和/或，所述前机臂以及所述后机臂向上抬起的角度为5－10度。

12.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述中心体上设置有机臂连接结构，所述机臂连接结构连接于所述机臂，以将所述机臂转动连接于所述中心体上；其中，

所述机臂连接结构为空间折叠轴。

13.根据权利要求1所述多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述多旋翼无人飞行器还包括喷洒装置，所述喷洒装置连接于所述后机臂下方，所述喷洒装置包括喷杆，所述喷杆与所述后机臂的轴向垂直；其中，

所述机臂具有展开状态，在所述展开状态下，所述喷杆自远离所述后机臂朝向所述中心体的外侧倾斜延伸。

14.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述中心体的头部还设置有视觉传感器；

连接在所述中心体的前端部的所述旋翼装置之间的距离大于连接在所述中心体的后端部的旋翼装置之间的距离。

15.根据权利要求14所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，两个所述前机臂之间的夹角大于两个所述后机臂之间的夹角。

16.根据权利要求15所述的多旋翼无人飞行器，其特征在于，所述多个旋翼装置的旋转轴的连线为梯形。

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