[發明專利]一種噴氣式無人機及其控制方法

有效

• 申請號: 202110653168.2
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113306702B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 周振華;周民瑞;唐驛宇;戴志輝;劉彥瑩;江偉
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B64C15/02
• 分類號: B64C15/02;G05D1/10
• 代理公司: 長沙惟盛赟鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 43228
• 代理人: 滕澧陽

本發明提供一種噴氣式無人機及其控制方法，包括機身和設置在機身側面可轉動的機臂，機身上設置有空氣動力模塊，空氣動力模塊包括：空氣動力源和動力臂單元，動力臂單元包括：噴氣懸管，其設置在機臂上且一端連接空氣動力源，轉向組件，其設置在機臂上并連接噴氣懸管；轉向組件包括：旋轉機構Y,其設置在機臂中部并與噴氣懸管連接，控制噴氣懸管上升下落；旋轉機構X，其設置在機臂遠離機身的一端并與噴氣懸管連接，控制噴氣懸管轉動。本發明提高了無人機的靈活性和魯棒性，能夠實現基于機身傾斜的懸停功能和基于機身水平的平移功能，擁有更強的適應復雜、狹窄空間的能力，能夠更靈活地完成勘測救援等任務。

技術領域

本發明具體涉及一種噴氣式無人機，本發明還具體涉及一種噴氣式無人機的控制方法。

背景技術

四旋翼飛行器飛行時其槳葉轉速極高，一旦故障發生飛行器失控將會對使用者造成不同程度的危險。同時槳葉高轉速時，其產生的噪聲極大，給環境造成噪聲污染。另外，傳統四旋翼飛行器當機身傾斜時無法實現懸停，但是在某些特殊情況和地形飛行器機身傾斜保持懸停的功能顯得尤其重要。例如，在狹窄的地形根具地形空間大小更換飛行器不太現實，飛行器進行救援勘測任務時，機身傾斜能保證飛行器適應更復雜的地形，在這種飛行模式下保持懸停對完成救援任務是至關重要的。

對比文件1：中國發明專利公開說明書CN112298609A，公開日20210202，公開了一種噴氣式火星探測無人機，包括機體、電源模塊、控制模塊、氣動模塊以及傳感器模塊；所述氣動模塊包括氣體噴射裝置、正常供氣裝置和應急供氣裝置，正常供氣裝置在正常飛行中為氣體噴射裝置提供噴射用氣體，應急供氣裝置在正常供氣裝置中的氣體不足時，為氣體噴射裝置提供噴射用氣體。

對比文件2：中國實用新型專利公開說明書CN208165247U，公開日20181130，公開了一種基于噴氣技術轉彎的無人機，包括機體、壓縮機和四個通氣管，所述機體的中部開設有安裝腔，所述壓縮機安裝于所述安裝腔內，四個所述通氣管沿所述機體的周向均勻分布且兩兩相對設置，各所述通氣管的進氣口均與所述壓縮機的出氣口相通，且各所述通氣管的側部設有若干個出氣嘴。

但是對比文件1和2依然難以解決無人機無法在機身傾斜時懸停的問題，因此需要一種噴氣式無人機及其控制方法來解決這一問題。

發明內容

本發明提供一種噴氣式無人機及其控制方法，具有在機身傾斜時保持懸停的特點，以及出色的安全性、環保性和適應復雜地形的能力。從而彌補了現有技術中的不足。

一種噴氣式無人機，包括機身和設置在機身側面可轉動的機臂，所述機身上設置有空氣動力模塊，所述空氣動力模塊包括：空氣動力源和動力臂單元，所述機身由上下碳纖維板組成，中間由螺柱將上下碳纖維板連接，機身上端與空氣動力源連接，機身下端與機載電源連接；機臂安裝于機身上下矩形碳纖維板中間，并且與螺柱連接固緊；著陸支架連接在機臂的下端；

所述動力臂單元包括：

噴氣懸管，其設置在機臂上且一端連接空氣動力源，

轉向組件，其設置在機臂上并連接噴氣懸管；

所述轉向組件包括：

旋轉機構Y,其設置在機臂中部并與噴氣懸管連接，控制噴氣懸管上升下落；

旋轉機構X，其設置在機臂遠離機身的一端并與噴氣懸管連接，控制噴氣懸管轉動。

本發明通過對噴氣懸管的氣流流量、旋轉機構Y和旋轉機構X的控制來完成對無人機的姿態、高度、速度等控制。這樣的結構提高了無人機的靈活性和魯棒性，能夠實現傳統四旋翼飛行器不具有的飛行模式，例如基于機身傾斜的懸停功能和基于機身水平的平移功能，使本發明的無人機擁有更強的適應復雜、狹窄空間的能力，能夠更靈活地完成勘測救援等任務。

本發明通過控制噴氣懸管上旋轉機構Y的轉動角度可實現間接升力控制，可以有效的避免因為噴氣懸管流量無法控制而造成飛行器失控。