[發明專利]多旋翼飛行器

有效

• 申請號: 201510201730.2
• 申請日: 2015-04-24
• 公開（公告）號: CN104743107B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 倪慧
• 申請（專利權）人: 北京雙飛偉業科技有限公司
• 主分類號: B64C27/12
• 分類號: B64C27/12;B64C27/82
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 畢強

技術領域

本發明涉及飛行器領域，尤其是涉及一種多旋翼飛行器。

背景技術

飛行器(flight vehicle)是由人類制造、能飛離地面、在空間飛行并由人來控制的飛行物。在現有的飛行物中，具有垂直起降和懸停能力的多旋翼飛行器具有非常廣泛的應用領域，其與傳統的單旋翼直升機相比，具有結構簡單、維護容易、槳葉殺傷力小、操作安全的特點。不但在軍事領域發揮著日益重要的作用，也在空中攝影、農業植保、電力巡線、交通巡視及災害評估等多個民用領域得到廣泛的應用。

目前，多旋翼飛行器均采用電池供電的電動機驅動，由于電池技術的瓶頸尚未突破，電池能量密度較低，因此多旋翼飛行器的載重和航行時間都十分有限，這極大限制了多旋翼飛行器的應用領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多旋翼飛行器，通過采用油電混合動力的動力方案以解決現有的多旋翼飛行器載重和航行時間受限的技術問題。

本發明提供一種多旋翼飛行器，包括：

主旋翼，其由燃油發動機驅動，所述主旋翼安裝在所述燃油發動機的機體的中心位置的下端或上端；以及

若干個副旋翼，所述副旋翼布置在所述機體的四周，所述副旋翼分別由電動機驅動。

該方案中，在燃油發動機的機體的中心的下端或上端安裝有主旋翼，通過燃油發動機驅動主旋翼，提供飛行器的主要升力。同時，在機體的周圍安裝有若干個電動機驅動的副旋翼，提供飛行器的姿態控制力矩和少部分升力，所有副旋翼對稱分布于機體四周。在本方案中，飛行器的主要升力由燃油發動機驅動的主旋翼提供，可以大大提高飛行器的載重和航時，飛行器的姿態控制力矩直接由電動機驅動的副旋翼提供，省去了傳統單旋翼直升機的變槳距機構、槳盤傾斜器等復雜機構，提高了可靠性、安全性和操作的便利性。另一方面，通過調節主旋翼轉速可對飛行器升力進行粗調，通過調節副旋翼轉速可對飛行器進行姿態控制并對升力進行精調，升力的粗、細兩級調節機制既有利于提高燃油和電池的經濟性，又有利于提高控制精度。

上述方案中，根據需要，主旋翼可采用涵道式，以提高氣動效率。也可采用共軸雙槳，進一步增大升力，并相互抵消反扭力矩。當飛行器的總升力變化較大時(載重變化、快速升降、姿態角變化較大時)，才通過調整主旋翼的轉速進行調節，不需頻繁控制燃油發動機轉速。同時，對于副旋翼，可選擇適當槳距的螺旋槳和電動機，電動機提供的升力可在某一固定值附近調節，用于姿態控制，副旋翼的轉速變化較小，此時，需要合理選擇電動機分擔的升力值，分擔的升力值較小時對降低電池電量消耗有利，分擔的升力值大對提高飛行器的姿態控制能力有利，以上措施可提高燃油和電池的經濟性。

優選地，上述技術方案中，所述主旋翼安裝在所述機體的中心位置的下端，所述副旋翼所在的平面處于所述主旋翼所在的平面的上側。在本方案中，副旋翼的平面高出主旋翼的平面一定的高度，以提高姿態穩定性。而且，主旋翼和副旋翼上下位安裝，避免主旋翼和副旋翼的互相干涉。

優選地，上述技術方案中，所述副旋翼的個數為4個，所述副旋翼以所述機體的中心兩兩對稱分布。在本方案中，通過設置四個副旋翼，具體設計為前副旋翼、后副旋翼、左副旋翼和右副旋翼，當前副旋翼和后副旋翼同時加速或減速時，可對飛行器的總升力進行精調；當前副旋翼和后副旋翼中一個加速、另一個減速時，可控制飛行器的俯仰姿態，同時改變總升力方向，從而改變飛行器的前進或后退速度；當右副旋翼和左副旋翼同時加速或減速時，可調節反扭力矩的大小(引起的總升力變化可通過前副旋翼和后副旋翼調整)，從而改變飛行器的偏航姿態；當右副旋翼和左副旋翼中一個加速、另一個減速時，可控制飛行器的滾轉姿態，同時改變總升力方向，從而改變飛行器的側向速度。

優選地，上述技術方案中，所述燃油發動機通過主旋轉軸直接驅動所述主旋翼旋轉。在本方案中，燃油發動機上直接安裝主旋轉軸，主旋翼由與其直接相連，這樣，燃油發動機可以直接驅動主旋翼工作，為飛行器提供主要升力，而且通過舵機控制發動機的風門大小來調節主旋翼的轉速，從而對飛行器的升力進行粗調。

優選地，上述技術方案中，所述副旋翼通過機臂安裝在所述機體的周圍。在本方案中，通過設置專門的副旋翼的安裝機臂，副旋翼的安裝牢靠，保障整機結構的可靠。