[發(fā)明專利]一種等力效分配的多旋翼大載重?zé)o人機在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010957872.2 | 申請日： | 2020-09-11 |
| 公開（公告）號： | CN112224395A | 公開（公告）日： | 2021-01-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 羅兵;王夢龍;張先敏;逯亮清 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京韋加智能科技股份有限公司 |
| 主分類號： | B64C27/08 | 分類號： | B64C27/08;B64C27/10;B64C27/12;B64D27/24;B64D31/00;B64D35/00;B64D35/02;B64D35/06 |
| 代理公司： | 北京卓澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11766 | 代理人： | 白海燕 |
| 地址： | 100086 北京市海淀*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 分配 多旋翼大 載重 無人機 | ||
本發(fā)明涉及一種等力效分配的多旋翼大載重?zé)o人機，包括：起落架(1)、載荷倉(2)、機臂(3)、飛行控制系統(tǒng)(4)、大旋翼(5)、小旋翼(6)、鋰電池(7)、電調(diào)(8)、電動機(9)，2組減速齒輪組(10)，大旋翼(5)與小旋翼(6)的力效工作點相同。本發(fā)明所無人機能夠增加載荷,同時增加航時，減小無人機的整體外形尺寸，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)航空、林業(yè)航空、物流運輸?shù)阮I(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種等力效分配的多旋翼大載重?zé)o人機。
背景技術(shù)
無人機是無人駕駛飛行器的統(tǒng)稱，其安裝有自動駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備，可通過地面站終端或遙控器進(jìn)行操作控制。與載人飛機相比，它具有體積小、造價低、使用方便等優(yōu)點。可垂直起飛，可自動起降，可反復(fù)使用，已廣泛應(yīng)用于多種行業(yè)領(lǐng)域。
目前，多旋翼電動無人機大多采用無刷電機直驅(qū)方式，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但是在面向大載荷時，其力效(拉力/功率)急劇降低，導(dǎo)致了飛行時間大幅度縮短?，F(xiàn)在農(nóng)業(yè)植保等諸多領(lǐng)域?qū)﹄妱佣嘈頍o人機提出了越來越高的要求：需要大的載荷、緊湊的整體尺寸、長的飛行時間。
現(xiàn)有技術(shù)中曾提出了一種電機通過減速器帶動大槳增加拉力的設(shè)計方法，本發(fā)明參考并引用上述現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)容。在設(shè)計大載荷無人機時，在保持力效不降低的前提情況下就需要大旋翼，大旋翼就意味著大尺寸，大尺寸的分開布局就自然與緊湊型設(shè)計自相矛盾。因此，在需要無人機結(jié)構(gòu)尺寸緊湊以方便運輸?shù)膱龊希龃髽叽缗c結(jié)構(gòu)緊湊的需求就成了一對天然的矛盾。而且，面向大載荷應(yīng)用背景，如大載荷的無人機，其一定有大的載荷倉，而大的載荷倉意味著大的藥箱尺寸以裝載更多的農(nóng)藥，或者大的貨倉以裝載更多的貨物，總之載荷倉的尺寸也會同步增加。當(dāng)載荷倉的尺寸增加時，旋翼產(chǎn)生的風(fēng)場就會有相當(dāng)一部分吹向了機身，構(gòu)成了內(nèi)力，消耗了功率。載荷倉的尺寸越大，功率消耗越明顯，將會大大縮短電動多旋翼的航時。
因此，面向大載荷應(yīng)用背景，所消耗的功率本來就大，降低功率的設(shè)計對于長航時至關(guān)重要。現(xiàn)有的技術(shù)都沒有針對這種大載荷無人機進(jìn)行功率最低的優(yōu)化設(shè)計，本領(lǐng)域中迫切需要提供一種能夠承受大的載荷，整體結(jié)構(gòu)緊湊，且具有長的飛行時間無人機。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的無人機未能解決在承受大載荷的情況下，無人機結(jié)構(gòu)緊湊且能夠增加航時的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種等力效分配的多旋翼無人機。
本發(fā)明的目的是提供一種等力效分配的多旋翼無人機，其在大載荷無人機載荷一定的情況下，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計以采用最小功率使無人機具有長的飛行時間。
本發(fā)明的又一目的是提供一種等力效分配的多旋翼無人機，其能夠承受大載荷，且結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。
本發(fā)明的又一目的是提供一種等力效分配的多旋翼無人機，其能夠承受大載荷，且能夠有效地控制飛行姿態(tài)。。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下。
一種等力效分配的多旋翼大載重?zé)o人機，包括：起落架(1)、載荷倉(2)、機臂(3)、飛行控制系統(tǒng)(4)、大旋翼(5)、小旋翼(6)、動力源(7)、電調(diào)(8)、電動機(9)，減速齒輪組(10)，其特征在于：
所述大旋翼包括旋轉(zhuǎn)方向相反的上螺旋槳和下螺旋槳，所述上螺旋槳和下螺旋槳位于同一豎直軸線上，所述軸線與所述無人機的幾何中心位置重合；
所述大旋翼和所述小旋翼采用等力效分配的方式向所述無人機提供拉力，保證大旋翼(5)與小旋翼(6)的力效工作點相同，即大旋翼分配的拉力與所消耗的功率比值大致等于小旋翼分配的拉力與所消耗的功率比值；
每個小旋翼分配的歸一化拉力為Fsmall/ΣF，每個大旋翼分配的歸一化拉力為Fbig/ΣF；其中，
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