[發明專利]一種艇翼多旋翼無人機

在審

• 申請號: 201610478903.X
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN107539471A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 王曉璐;華杰;韓非非;代君;趙輝;李德堅
• 申請（專利權）人: 鄭州航空工業管理學院
• 主分類號: B64C27/26
• 分類號: B64C27/26;B64D27/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無人機技術領域，涉及具有固定翼、多旋翼和飛艇有點的一種艇翼多旋翼無人機。

背景技術

多旋翼無人機是一種可以垂直起降的飛行器，其本身最大的特點是結構緊湊，相鄰旋翼產生的扭矩會相互抵消，所以不像直升機需要安裝反扭矩旋翼。多旋翼飛行器在上個世紀20年代就開始研制，但由于多旋翼飛行器是進不穩定的系統，需要增加控制系統，而當時電子科技技術和材料技術很弱，很少有人研究。隨著現代電子技術成熟，飛控算法編程研究的深入，多旋翼又重新回到大眾的視野中。多旋翼無人機具有體積小、控制方式簡單、結構簡單等優勢，迅速在航拍、測繪、農用植保等方向上大量應用。

但是多旋翼無人機動力方式是依靠螺旋槳的拉力提供的，其控制方式也是依靠改變螺旋槳拉力大小來改變運動姿態，效率低，而且其中一個槳葉損壞會造成墜機，造成設備損壞，也可能造成人員傷害。同時為了方便控制很難采用油動發動機，所以多旋翼無人機具有裝載量小，飛行時間小，抗風性能差等缺點。

飛艇是由動力推進的輕于空氣的航空器，也是浮空器的一種，是利用輕于空氣的氣體提供升力。由于飛艇與飛機相比飛行速度較低，起降場地簡單，不需要長距離跑道，與直升機相比，載重量大，定點時燃油消耗率極小。

雖然佟剛等人在專利號為CN105314105A的中國專利中公開了可收放機翼的復合式多旋翼飛行器和練彬等人在專利號為CN105173073A的中國專利中公開了一種復合升力垂直起降無人機都采用與固定翼相結合的方式改善多旋翼性能，但是機翼只能在飛行器水平飛行時有效果，所以不能增加載重。

發明內容

本項目的技術解決問題：本項目為了解決現有多旋翼無人機續航時間短、載荷小、飛行效率低等問題，設計了一種艇翼多旋翼無人機。

解決方案：1一種艇翼多旋翼無人機，其特征在于，包括艇囊、機翼、電動機、螺旋槳、機體、電池、連接桿件和飛控系統；所述的機翼安裝在機體中央規則結構盒中間下面部分，兩端與艇囊相連接；所述的機體包括起落架、中央規則結構盒和對稱的多軸桿件；所述的電機通過固定件安裝在多軸桿件一端，螺旋槳安裝在電機上；所述的飛控系統包括了GPS、陀螺儀、加速度計、磁力計、空壓計等，安放在機體中央規則結構盒上方的中間部分；所述的電池一般采用鋰電池，兩組鋰電池組分掛在艇囊的下方；所述的艇囊是旋轉體，其投影曲線由方程和組合而成，與機翼兩端通過柔性鋼絲線連接。

工作原理：通過鋰電池組供電，飛控系統控制多個電機，當螺旋槳達到一定的轉速后，飛行器離開地面；由于飛艇的浮力和電池重量相等，所以在多旋翼上升下降或者前后運動的過程中，通過機翼翼梢柔性鋼絲線帶著兩艇囊運動。

本發明與現有技術相比的優點：

1、使用雙艇囊減小了飛艇的體積；

2、只讓飛艇的浮力承擔電池的重量，從而使艇囊體積小，便于飛行、轉運等；

3、當無人機快速前進時，機翼部分同時提供升力，可以使多旋翼動力組降低轉速，從而進一步減小耗電量，提高續航時間；

4、機體下部可以根據不同任務，安放不同設備，如航拍設備、噴灑農藥設備等。

5、多旋翼在出現故障下由于有艇囊保護，不會對地面人員及設備造成傷害。

附圖說明

圖1為一種艇翼多旋翼無人機的軸式三維圖；

圖2為一種艇翼多旋翼無人機的主視圖。

具體實施方式

本實施包括艇囊1、機翼4、電動機3、螺旋槳2、機體5、電池6和內部飛控系統

下面結合附圖具體說明，附圖僅供于理解。

所述的機體1包括由碳纖維桿制成的起落架、由碳纖維板制成的中央規則結構盒和由碳纖維桿制成的對稱的多軸桿件。

所述的機翼4是采用平凸翼型，使用CAD繪制出零件圖，用激光雕刻機雕刻，兩端翼肋使用層板為材料，其余翼肋使用桐木，梁采用松木。蒙皮采用超輕熱縮膜。

所述的艇囊1是旋轉體，通過由方程和組合而成的投影曲線，使用三維軟件繪制艇囊，之后進行隔框建模，導入工程圖后使用CAD再使用激光雕刻機雕刻輕木制作成骨架。由于骨架僅維持形狀，所以盡量做到減重其厚度寬度可以適當減小。最后使用PVC艇膜撲在骨架密封。

所述的電機3通過固定件安裝在多軸桿件一端，螺旋槳2安裝在電機上；所述的飛控系統包括了GPS、陀螺儀、加速度計、磁力計、空壓計等，安放在機體中央規則結構盒上方的中間部分。

所述一種艇翼多旋翼無人機，兩個艇囊與機翼兩端通過柔性鋼絲線連接。電池一般采用鋰電池，兩組鋰電池組分掛在艇囊的下方，其電線通過連接線通往中央規則結構盒處給飛機供電。