[實用新型]一種升力槳與姿態控制槳分離布局的電動多翼無人機動力結構

有效

• 申請號: 201621184232.8
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN206307268U
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 劉森磊
• 申請（專利權）人: 劉森磊;劉欣
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64C27/14
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司11100
• 代理人: 滿靖

技術領域

本實用新型涉及一種升力槳與姿態控制槳分離布局的電動多翼無人機動力結構，屬于無人機技術領域。

背景技術

現有電動多翼無人機的動力結構由若干個功能、結構、外形尺寸和規格完全相同的動力單元組成，這些動力單元均勻對稱分散式地布置在機身周邊。每個動力單元由電機和螺旋漿組成，各動力單元自身同時兼具產生升力和控制飛行姿態的兩大功能。因此，規格和參數的同一性以及功能兼顧性是現有電動多翼無人機的動力單元必須具備的基本技術特性。

然而從大量試驗和實際使用情況看來，這種動力單元的結構與功能模式會導致驅動螺旋漿的電機無法長時間地工作在高效率區段內，電機需要消耗很大的電能才能獲取維持電動多翼無人機飛行所需的升力。

目前，由于電動多翼無人機受到自身飛行器重量的嚴格限制，機載電池的容量十分有限，所以現有電動多翼無人機的飛行時間都很短，一般在15分鐘～30分鐘以內，這給無人機的各種專業應用帶來了極大的不便。由此可見，飛行時間過短已成為制約電動多翼無人機發展的重大技術瓶頸。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種升力槳與姿態控制槳分離布局的電動多翼無人機動力結構，此動力結構突破了現有電動多翼無人機的動力結構布局，將電動多翼無人機所需的動力結構分解成功能分離、獨立控制的升力槳與姿態控制槳，大大降低了電動多翼無人機的電能消耗，使電動多翼無人機在不衰減飛行能力和不增加電池容量的條件下可實現大幅度延長續航時間的目的，是對電動多翼無人機動力結構的一次重大變革。

為了實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

一種升力槳與姿態控制槳分離布局的電動多翼無人機動力結構，其特征在于：它包括在電動多翼無人機垂直升降和各種姿態的飛行過程中提供升力以及保持機身平穩的兩個升力槳組，兩個升力槳組上下同軸設置并安裝在機身的中心軸線上，升力槳組的外周均布有在空中飛行過程中對電動多翼無人機的飛行姿態進行控制的至少四個姿態控制槳組，其中：兩個升力槳組之間的轉速相同、旋轉方向相反，以互相抵消自旋力矩；相鄰兩個姿態控制槳組之間的旋轉方向相反。

本實用新型的優點是：

本實用新型將電動多翼無人機所需的動力結構分解成功能分離、獨立控制的升力槳與姿態控制槳，改變了現有電動多翼無人機的動力結構布局，大大降低了電動多翼無人機的電能消耗，在不衰減飛行能力和不增加電池容量的條件下，實現了大幅延長續航時間的目的。

1、升力槳處于機身中心的集中式結構設計徹底改變了電動多翼無人機原有的動力分布，為優化升力電機的工作狀態創造了所需的基本條件。經過大量試驗證實，本實用新型中的兩個升力漿組所產生的總升力不低于現有電動多翼無人機上分散式布置的多個動力單元所產生的升力總合。

2、由于承擔產生升力功能的升力槳和升力電機設置在電動多翼無人機的機身中心軸位置，因此它們具有較大的安裝空間，這樣，升力槳就可以采用大直徑螺旋漿葉來實現，升力電機就可以采用大扭力低轉速電機來實現，并且低KV值的大扭力電機、大直徑螺旋漿葉等具有的高效能特性可被充分利用，從而使本實用新型可具有很高的工作效率。

3、姿態控制漿不再承擔升力功能，因此其可采用小直徑螺旋漿葉來實現，其使用的姿態控制電機可采用小功率電機，并且姿態控制槳和姿態控制電機的數量可大大地減少。另外，姿態控制電機在飛行過程中處于間歇工作狀態，可使能耗進一步降低。

4、與現有電動多翼無人機相比，在產生相同升力的前提下，本實用新型動力結構所消耗的電量明顯降低，升力電機可較多地工作在高效率區段，從而用較少的能耗便可獲得較大的升力，以實現在不衰減飛行能力和不增加電池容量(不增加電能供應)的條件下大幅延長飛行時間的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型電動多翼無人機動力結構的主視示意圖。

圖2是圖1的俯視示意圖。

圖3是驅動控制系統的組成示意圖。

圖4是升力槳組的一實施例示意圖。

圖5是圖4的仰視示意圖。

圖6是升力槳組的另一實施例示意圖。

圖7是圖6的仰視示意圖。

具體實施方式