[發(fā)明專利]一種基于模塊化組合涵道式旋翼無(wú)人機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711110910.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107963204B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)方義;戴維;李文衡;崔衛(wèi)民;郭英男;郭慶;李陶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C27/08
• 分類號(hào): B64C27/08
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于模塊化組合涵道式旋翼無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，可單架無(wú)人機(jī)進(jìn)行飛行，或兩架，或四架無(wú)人機(jī)組合飛行；組合連接方式為電磁連接。單架無(wú)人機(jī)由兩個(gè)中心位于同一豎直軸線上，旋轉(zhuǎn)方向相反的螺旋槳組成的共軸螺旋槳安裝在圓形涵道內(nèi)，共軸螺旋槳與電機(jī)輸出軸固連，兩個(gè)共軸螺旋槳組成無(wú)人機(jī)主旋翼，為無(wú)人機(jī)提供升力，并在無(wú)人機(jī)懸停時(shí)抵消扭矩。中心涵道外側(cè)璧上一側(cè)的三個(gè)機(jī)架端部分別有兩個(gè)電磁連接凹槽和一個(gè)電磁連接凸頭，另一側(cè)的兩個(gè)機(jī)架端部分別有電機(jī)與螺旋槳固連，兩個(gè)螺旋槳組成無(wú)人機(jī)副旋翼，通過(guò)改變兩個(gè)副旋翼的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和姿態(tài)控制力矩，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)飛行，垂直起降，空中懸停的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于模塊化組合涵道式旋翼無(wú)人機(jī)。

背景技術(shù)

目前多旋翼無(wú)人機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，多旋翼無(wú)人機(jī)具有垂直起降，空中懸停，起降靈活，不受場(chǎng)地限制的諸多優(yōu)點(diǎn)。但通常的旋翼無(wú)人機(jī)，產(chǎn)生升力較小，飛行效率較低。而涵道式無(wú)人機(jī)由于采用了共軸雙旋翼方式，減小了誘導(dǎo)阻力，提供了更大的升力。而多旋翼無(wú)人機(jī)的控制穩(wěn)定性較好，所以通過(guò)多旋翼與涵道式無(wú)人機(jī)組合的方式，可以產(chǎn)生更好的操控效果與更大的升力。

傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)在設(shè)計(jì)完成后，有效載荷基本已經(jīng)確定，無(wú)法完成更大的載重任務(wù)。且單一旋翼無(wú)人機(jī)載重量較小，旋翼無(wú)人機(jī)升力不足。而采用模塊化組合連接的方式能夠有效地提高無(wú)人機(jī)載重量，通過(guò)設(shè)計(jì)一架無(wú)人機(jī)，能完成多種組合的無(wú)人機(jī)的任務(wù)，減少了研制和制造無(wú)人機(jī)的成本費(fèi)用，而且更加便捷。同時(shí)，采用模塊化設(shè)計(jì)方案能有效提高無(wú)人機(jī)可靠性。

模塊化多用途涵道式旋翼無(wú)人機(jī)是一種大升力、涵道式、可垂直起降、空中懸停，且根據(jù)需求改變載重量的模塊化無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)。該類型涵道式旋翼無(wú)人機(jī)可單獨(dú)成型號(hào)飛行，也可以兩個(gè)相同涵道式旋翼無(wú)人機(jī)組合飛行，也可以是四個(gè)涵道式旋翼無(wú)人機(jī)模塊化組合飛行。單獨(dú)的每個(gè)涵道式旋翼無(wú)人機(jī)由圓形涵道，中間的共軸雙旋翼與驅(qū)動(dòng)電機(jī)和三個(gè)包含連接接頭的基座以及基座周圍的兩個(gè)含電機(jī)的副翼組成。與傳統(tǒng)的四旋翼無(wú)人機(jī)相比，同等功率消耗下，涵道式旋翼無(wú)人機(jī)能提供更大的升力，而且結(jié)構(gòu)緊湊，氣動(dòng)性能好，使用安全性高。而采用模塊化設(shè)計(jì)，使多個(gè)同類型的無(wú)人機(jī)通過(guò)電磁吸合方式連接組合，可完成更大的載重任務(wù)，具有更高的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種基于模塊化組合涵道式旋翼無(wú)人機(jī)，該無(wú)人機(jī)通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的載重任務(wù)要求來(lái)采用不同數(shù)量的涵道式旋翼無(wú)人機(jī)組合方式，減少設(shè)計(jì)制造流程；通過(guò)相同的無(wú)人機(jī)裝配組合，有效地提高無(wú)人機(jī)升力和載重量要求，同時(shí)提高了無(wú)人機(jī)的可靠性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:包括中心涵道、共軸螺旋槳、盤式電機(jī)、電磁連接凸頭、電磁連接凹槽、電機(jī)、螺旋槳，所述中心涵道為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，中心涵道內(nèi)環(huán)壁上周向均布有三個(gè)內(nèi)螺孔，用于固連安裝連桿，三個(gè)安裝連桿交匯于中心涵道豎直軸線上的圓環(huán)處，兩個(gè)盤式電機(jī)通過(guò)電機(jī)座上下固定在安裝連桿端部的圓環(huán)處，共軸螺旋槳與電機(jī)輸出軸固連，且兩個(gè)共軸螺旋槳為正反向設(shè)置，上部盤式電機(jī)驅(qū)動(dòng)上螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，下部盤式電機(jī)驅(qū)動(dòng)下螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)共軸螺旋槳中心位于同一豎直軸線上組成無(wú)人機(jī)主旋翼，為無(wú)人機(jī)提供升力，且在無(wú)人機(jī)懸停時(shí)抵消扭矩；所述中心涵道外側(cè)璧上沿周向固定有多個(gè)懸臂機(jī)架，機(jī)架中軸線與中心涵道內(nèi)安裝連桿軸線位于同一平面，中心涵道外側(cè)璧上一側(cè)的三個(gè)機(jī)架端部分別設(shè)有兩個(gè)電磁連接凹槽和一個(gè)電磁連接凸頭，其中端部固有電磁連接凸頭的機(jī)架位于兩個(gè)設(shè)有電磁連接凹槽的機(jī)架之間，中心涵道外側(cè)璧上另一側(cè)的兩個(gè)機(jī)架上分別安裝有電機(jī)與螺旋槳固連，兩個(gè)螺旋槳組成無(wú)人機(jī)副旋翼，通過(guò)改變兩個(gè)副旋翼的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和姿態(tài)控制力矩，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)飛行。

所述中心涵道外側(cè)璧上三個(gè)機(jī)架端部的電磁連接凹槽和電磁連接凸頭為兩個(gè)電磁連接凹槽與一個(gè)電磁連接凸頭組合，或兩個(gè)電磁連接凸頭與一個(gè)電磁連接凹槽組合。

所述安裝連桿橫截面為長(zhǎng)方形，安裝連桿一端為螺紋段與中心涵道內(nèi)環(huán)壁上周向螺孔配合安裝，另一端與中心涵道內(nèi)的圓環(huán)固連。

有益效果