[發明專利]一種新型輕量化六旋翼無人機

在審

• 申請號: 201710408661.1
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107264767A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王昌浩;胡益愷;荊夢杰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B64C1/00
• 分類號: B64C1/00;B64C27/08
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，尤其涉及一種新型輕量化六旋翼無人機。

背景技術

“無人機”的全稱是“無人駕駛飛機”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，其具有機動靈活、反應快速、操作要求低等優點。隨著人們對無人機的認識以及了解不斷深入，以及對其未來市場前景的看好，無人機成為了科研人員目前研發的一個重點方向。特別是在無人機上裝載多種類型的傳感器，例如攝像機等，可以實現視頻實時傳輸，高危地區探測功能，可以廣泛應用于航拍、植保、工業巡檢各個領域。

新型的鎂鋁合金材料(AZ31B)設計，其優點是材料密度低，抗拉、壓強度以及抗扭強度比目前廣為使用的碳纖維材料高，而且此材料抗彎強度高(材料抗拉強度260MPA，拉伸屈服強度200MPA，楊氏模量0.48，泊松比0.307)，另外值得注意的是碳纖維材料是無法降解的材料，會對自然環境產生重大的影響，而AZ31B合金材料可以通過熔化的方式反復重新利用，從而減少了無人機制造上對環境的危害。

目前的無人機大多是基于直升機的飛行原理進行設計制造的，可以實現垂直升降和高空懸停，從而滿足航拍和監控的需求，目前市面上最普遍的多是單軸單槳、單軸共槳以及多旋翼形式，由于當下已有的無人機在機體結構的設計上存在一定的缺陷，例如對空氣動力學基本沒有深入應用，為了提升續航力在材料選用時大多以塑料為主，導致無人機飛行過程中抗風性能差、飛行阻力大以及電池容量的不足，有一些在選材時采用了碳管作為機臂的，安裝繁瑣需要專門的碳管夾，造成機體重量上升，因此目前市場上的無人機普遍一次飛行時間只有30分鐘以內，同時常規的設計使得無人機內部腔體利用率低，不利于后期的升級改造及設備拓展，這些問題都嚴重影響了未來無人機在生活中應用的前景。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種面向燃料電池驅動的新型輕量化六旋翼無人機。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的是目前無人機結構設計不合理、機體材料無法回收利用以及續航時間過短等技術問題

為實現上述目的，本發明提供了一種新型輕量化六旋翼無人機，包括機架、機臂、機臂連接組件、電池懸掛件、電池、飛行控制系統和減震基座，其中，

機架包括上板和下板，上板和下板均采用大小相同的正六邊形設計，上板和下板的外圍設有筋板，上板和下板內側設有筋板，上板設有中部呈圓形，周圍呈陣列三角形的鏤空；下板設有中部呈圓形，周圍呈三角形的鏤空，四個減震基座安裝孔和四個電池懸掛件安裝孔；

機臂包括旋翼、電機、機臂，其中電機采用無刷電機，機臂設計為縱向弧形漸變，橫向錐形漸變，機臂中部采用鏤空陣列設計；

機臂連接組件包括連接電機和飛行控制系統的彈性導線，固定所述彈性導線的線夾；；

電池懸掛組件由專門設計的角鐵制成，采用防松螺母和機架的下板連接；

減震基座通過連接孔與機架的下板的減震基座安裝孔連接。

優選地，機架的材料采用新型鎂鋁合金。

優選地，下板的鏤空為非對稱鏤空。

優選地，機臂的材料采用新型鎂鋁合金。

優選地，機臂中部的鏤空陣列，形狀為三角形。

優選地，機臂與機架的結合方式，采用螺栓連接。

優選地，電池懸掛組件安裝孔的中心線不和機架中心線重合，偏差范圍為0～20mm。

優選地，電池采用燃料電池。

優選地，減震基座的連接孔設有空心橡膠。

本發明的有益效果是：

1.無人機機臂采用了縱向弧形漸變，橫向錐形漸變，并在機臂中部采取三角形的陣列鏤空的設計，有效的利用了新型鎂鋁合金材料(AZ13B)抗彎強度高的優點，從而在不影響其強度的前提下大幅減少了機臂的重量。

2.其橫向漸寬的錐形設計使得無人機機臂在最大化減輕質量的同時滿足了強度的要求，而且使得無人機在飛行以及起飛的時候機臂不易發生振動，有效避免了由于共振造成的對飛機的損壞。

3.機臂采用新型鎂鋁合金材料(AZ13B)使得其可以承受電機以及旋翼產生的更大的功率和升力，使得飛機動力更強，并且可以負載更重的貨物。

4.機臂通透的設計符合流體力學的原理，大幅度減少機臂的迎風面積，使得飛機上升的時候氣流可以更容易的從機臂中通過，大幅降低了阻力。

5.采用新型鎂鋁合金材料(AZ13B)制造的機架，采用正六邊形及鏤空設計，大大減少了機架的重量。