[發明專利]具有傾斜螺旋槳的無人機以及相關系統和方法

有效

• 申請號: 201680086962.0
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN109314452B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 瞿宗耀
• 申請（專利權）人: 深圳市大疆創新科技有限公司
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;B64C27/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 楊靜

本文公開了具有傾斜螺旋槳的無人機以及相關的系統和方法。代表性的無人機(UAV)設備包括機身(110)、由機身(110)承載的多個球形電機(120)、以及多個可旋轉的螺旋槳(163)，其中單獨螺旋槳(163)由相應的單獨球形電機(120)承載。球形電機(120)可包括相對于機身(110)由多個定子(122)支撐的球形或部分球形的轉子(126)。球形電機(120)可用于使螺旋槳軸傾斜而不使無人機的機身傾斜。

技術領域

本技術總體上涉及具有傾斜螺旋槳的無人機，以及相關的系統和方法。

背景技術

無人機(UAV)可以自主操作，或者在場外人工控制器的控制下操作。相應地，無人機可以進行各種各樣的任務，這些任務對載人飛行器的性能而言是危險的、昂貴的和/或其他令人反感的。代表性的任務包括作物監測、房地產攝像、建筑物和其他結構檢查、消防和安全任務、邊境巡邏和產品交付等。一個代表性任務包括通過無人機承載的相機或其他圖像傳感器獲取圖像。用無人機獲取這種圖像的挑戰在于，由于無人機是空中飛行的，因此至少在某些條件(包括無人機進行演習的條件)下可能難以穩定圖像。相應地，仍然需要改進的技術和系統用于控制無人機和無人機承載的有效載荷。

發明內容

提供以下的發明內容以方便讀者并顯示所公開的技術的幾個代表性實施例。

根據代表性實施例的無人機(UAV)設備包括機身、由機身承載的多個球形電機和多個可旋轉的螺旋槳，其中單獨螺旋槳由相應的單獨球形電機承載。在特定實施例中，單獨球形電機中的至少一個可以包括轉子和至少一個定子，其中轉子和至少一個定子中的至少一個可相對于另一個圍繞兩個或三個相交軸線旋轉。在特定實施例中，相交軸線可以是正交的。在任何前述實施例中，單獨球形電機可以包括轉子和三個定子，和/或可以包括超聲波球形電機。在任何前述實施例中，球形電機可以包括多個相對于機身具有固定位置的定子，和承載相應的單獨螺旋槳并可相對于多個定子旋轉的轉子。轉子可以包括具有軸線并且承載相應的單獨螺旋槳的螺旋槳軸，并且轉子圍繞軸線的旋轉使螺旋槳圍繞軸線旋轉。在任何前述實施例中，轉子可以承載具有螺旋槳軸的電動機，螺旋槳軸承載相應的單獨螺旋槳，其中電動機的啟動使螺旋槳軸和螺旋槳圍繞軸線旋轉。例如，電動機可以包括無刷直流電機。在另一代表性實施例中，轉子可以具有相對于機身的固定位置，并且定子可以承載單獨螺旋槳，并可作為一個單元相對于轉子旋轉。

在任何前述實施例中，機身可以包括中心部和至少三個從中心部向外定位的外部。例如，每個單獨外部可以承載單個螺旋槳，并且在特定實施例中，每個外部可以包括支臂，支臂的至少一部分與相鄰的支臂分離。在任何前述實施例中，設備還可以包括由機身承載的成像裝置。成像裝置可以包括相機，并且在特定實施例中，設備可以進一步包括連接在機身和成像裝置之間的云臺。

在任何前述實施例中，設備可以進一步包括由用于控制無人機的指令編程的控制器。例如，代表性指令在被執行時接收改變機身的行進方向的請求，并且響應于該請求，引導多個球形電機中的至少一個以使相應的單獨螺旋槳傾斜。在任何前述實施例中，指令在被執行時可以引導至少一個球形電機以使相應的單獨螺旋槳傾斜，而不引導機身傾斜。在特定實施例中，指令可引導第一螺旋槳在第一方向傾斜，并引導第二螺旋槳在與第一方向相反的第二方向傾斜。在又一些實施例中，指令在被執行時可引導至少一個球形電機以使對應的單獨螺旋槳傾斜，而不改變無人機承載的成像裝置的取向。在又一特定實施例中，指令可以引導至少一個球形電機傾斜而不導致成像裝置將機身成像(例如，捕捉圖像)。指令可引導至少一個球形電機使相應螺旋槳的推力軸線遠離機身向外傾斜，例如以避免或減小由螺旋槳驅動的空氣撞擊機體的程度。

在任何前述實施例中，控制器可以包括由機身承載并且具有第一無線通信裝置的第一控制器，并且設備可以進一步包括具有配置為與第一無線通信裝置無線通信的第二無線通信裝置的遠程第二控制器。

在其他實施例中，用于無人機的推進設備包括具有轉子和成形為與轉子旋轉接觸的多個定子的球形電機。軸由轉子或至少一個定子承載，并且螺旋槳由軸承載。轉子、定子和螺旋槳的布置可以具有任何上述配置。