[發明專利]一種升力和導航分控的4+4旋翼飛行器

無效

• 申請號: 201310239893.0
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103332292A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 昂海松;鄭祥明;陳美麗
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C27/14
• 分類號: B64C27/14;B64C17/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種升力和導航分控的4+4旋翼飛行器，屬于特種飛行器領域。

背景技術

目前的多旋翼小型無人飛行器有四螺旋槳或六螺旋槳小型無人飛行器，這類無人旋翼飛行器其4個（或6個）螺旋槳同時作為維持飛行器重量的升力和控制飛行器姿態與軌跡的裝置。由于這類旋翼飛行器沒有像飛機具有維持升力和滑翔作用的機翼，維持升力和操縱飛行器飛行由同樣的螺旋槳拉力來控制，因此會產生自動控制矛盾和耦合情況，而導致飛行不穩定，甚至會出現飛行器翻轉墜落。

因此，本發明提出一種新型設計，以解決上述存在的技術問題。

發明內容

本發明提供一種升力和導航分控的4+4旋翼飛行器，其既能保持穩定維持飛行器重量和升降，同時能與升力維持不沖突地控制飛行器飛行。

本發明采用如下技術方案：一種升力和導航分控的4+4旋翼飛行器，包括飛行器機體、升力動力組、控制動力組和航電系統，所述飛行器機體包括機身、八根撐桿、起落架和保護圈，所述八根撐桿包括四根短撐桿和四根長撐桿，所述升力動力組包括四個大無刷電動機和四個大螺旋槳，所述四個大無刷電動機分別安裝于四根短撐桿上，所述控制動力組包括四個小無刷電動機和四個小螺旋槳，所述四個小無刷電動機分別安裝于四根長撐桿上。?

所述航電系統包括電池組、與電池組相連的控制系統、與控制系統相連的四個大電子調速器和四個小電子調速器，所述四個大電子調速器輸出端分別連接四個大無刷電動機，所述四個小電子調速器輸出端分別連接四個小無刷電動機，四個大無刷電動機帶動四個大螺旋槳起升力作用，控制系統通過四個小無刷電動機帶動四個小螺旋槳以不同轉速起到飛行器姿態穩定和飛行控制作用。

本發明具有如下有益效果：

（1）本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器的升力控制與飛行器姿態及軌跡控制分開執行；

（2）本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器能有效解除飛行器自動控制飛行中升力控制與導航控制發生矛盾和耦合情況，既能保持穩定維持飛行器重量和升降，同時能與升力維持不沖突地自動控制飛行器飛行。

附圖說明

圖1為本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器總體圖。

圖2為本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器中撐桿與4+4旋翼布置圖。

圖3為本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器的航電系統布置圖。

圖4為本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器的航電系統與動力組框圖。

圖5為本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器的4+4旋翼轉動方向示意圖。

圖6為本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器的四個大無刷電動機升力與重力平衡原理圖。

圖7為本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器的控制對稱小無刷電動機實現前飛原理圖。

其中：

1-機身；2-大無刷電動機；3-小無刷電動機；4-大螺旋槳；5-小螺旋槳；6-起落架；7-撐桿；8-保護圈；9-控制系統；10-大電子調速器；11-小電子調速器；12-電池組。

具體實施方式

請參照圖1所示，本發明升力和導航分控的4+4旋翼飛行器包括飛行器機體、升力動力組、控制動力組和航電系統；所述飛行器機體包括機身1、八根撐桿7、起落架6和保護圈8，其中八根撐桿7包括四根短撐桿和四根長撐桿。八根撐桿7固連于飛行器中心正方形盒體機身1上,?保護圈8連接于長撐桿端處,?起落架6連接于機身1下部兩側。為了保證盡可能減輕機體重量和保證承載的結構強度，機身、撐桿和起落架的用碳纖維復合材料制成，保護圈是用凱芙拉樹脂復合材料制成空心管狀。

請參照圖1并結合圖2所示，升力動力組包括四個大無刷電動機2和四個大螺旋槳4，四個大無刷電動機2分別安裝于四根短撐桿端，位于以飛行器中心為形心的小正方形四個頂點；；控制動力組包括四個小無刷電動機3和四個小螺旋槳5，四個小無刷電動機3分別安裝于四根長撐桿外端；位于以飛行器中心為形心的大正方形四個頂點，以長撐桿為力臂，具有較大的控制力矩；四個大無刷電動機小正方形與四個小無刷電動機大正方形位置為轉動45°角。