基于涵道的变距多旋翼无人机制造技术

本发明专利技术提供了一种基于涵道的变距多旋翼无人机，包括外壳和机架，所述的机架为表面为矩形结构，机架中心布置有飞控计算机，飞控计算机两侧沿机架分别依次分布有油箱、航空发动机和传动装置，每个传动装置分别连接有一对旋翼；所述的外壳中部为载荷区，外壳两端分别开有“8”字形涵道，四副旋翼两两一对布置于外壳两端的涵道内，同一端两个旋翼部分交叉，由传动装置保证其转速始终保持一致从而旋翼之间不会发生碰撞。本发明专利技术能够避免旋翼下洗流的不利影响，能大幅度提高旋翼效率，增大全机有效载荷，同时提高安全性。

Variable distance multi rotor unmanned aerial vehicle based on culvert

【技术实现步骤摘要】
基于涵道的变距多旋翼无人机
本专利技术涉及多旋翼无人机领域，具体是一种基于涵道的变距多旋翼无人机。
技术介绍
多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼的特殊的无人飞行器。现有的多旋翼无人机，通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力。通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而进行飞行控制。存在以下缺点：1）受制于电机，难以大型化发展，有效载荷低，续航时间短；2）经典的正方形旋翼布局导致有效载荷只能分布在旋翼下方，而旋翼的高速下洗流会产生不利影响；3）旋翼高速旋转，存在安全隐患，同时通过改变转速进行控制其机动性不足。随着各行业的发展需求，对无人机的需求有了很大提高，传统的电动四旋翼无人机已经不能满足市场需求，特别是短途航空运输和消防救援等特殊行业，需要一种大载重且安全可靠的无人机。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种基于涵道的变距多旋翼无人机，能够避免旋翼下洗流的不利影响，能大幅度提高旋翼效率，增大全机有效载荷，同时提高安全性。本专利技术包括外壳和机架，所述的机架为表面为矩形结构，机架中心布置有飞控计算机，飞控计算机两侧沿机架分别依次分布有油箱、航空发动机和传动装置，每个传动装置分别连接有一对旋翼；所述的外壳中部为载荷区，外壳两端分别开有“8”字形涵道，四副旋翼两两一对布置于外壳两端的涵道内，同一端两个旋翼部分交叉，由传动装置保证其转速始终保持一致从而旋翼之间不会发生碰撞。进一步改进，所述的每个旋翼均通过旋翼旋转轴与传动装置连接，旋翼旋转轴连接有变距操纵机构，变距操纵机构包括变距摇臂、变距拉杆、动环、定环、抗扭臂、舵机摇臂和舵机，其中旋翼旋转轴圆周上从上往下依次套有桨夹、动环和定环，旋翼固定在桨夹上，桨夹通过依次通过变距摇臂和变距拉杆连接到动环；定环通过抗扭臂与传动装置连接，定环通过舵机摇臂连接有舵机。进一步改进，所述的载荷区安装有红外探测器、担架、灭火弹发射器中的一种或几种。进一步改进，所述的机架底部安装有起落架。本专利技术有益效果在于：采用航空发动机作为动力装置，大尺寸的变距旋翼与之匹配，有效载荷较传统电动四旋翼大幅提高；非常规的旋翼布局，有效载荷区位于旋翼之间，避免旋翼下洗流的不利影响；旋翼交叉使得旋翼直径进一步加大的同时保证其外形尺寸得以减小，方便运输；涵道设计为‘8’字形与旋翼交叉相匹配，能大幅度提高旋翼效率，增大全机有效载荷，同时提高安全性。附图说明图1为涵道变距多旋翼无人机总体布局示意图。图2为涵道变距多旋翼无人机机架结构示意图。图3为涵道变距多旋翼无人机姿态控制示意图。图4为涵道旋翼剖面示意图。图5为交叉旋翼和“8”字形涵道示意图。图6为变距操纵机构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术结构如图1和图2所示，包括外壳1和机架8，机架8底部安装有起落架7。机架8为表面为矩形结构，机架8中心布置有飞控计算机11，飞控计算机11两侧沿机架8分别依次分布有油箱10、航空发动机9和传动装置12，每个传动装置12分别连接有一对旋翼6；所述的外壳1中部为载荷区2，外壳1两端分别开有“8”字形涵道19（如图5所示），四副旋翼两两一对布置于外壳1两端的涵道19内，同一端两个旋翼6部分交叉，形成交叉旋翼桨盘重叠区18，由传动装置保证其转速始终保持一致从而旋翼之间不会发生碰撞。涵道变距多旋翼无人机姿态控制示意图如图3所示，两台发动机通过传动装置分别带动同一端的两个可变距旋翼转动，同时两台发动机的转速始终保持一致，A号旋翼和C号旋翼顺时针转动，B号旋翼和D号旋翼逆时针转动。悬停时，2台发动机到达额定转速，4副旋翼的总距保持一致；向前飞时，C号旋翼和D号旋翼增大总距；向左滚转时，B号旋翼和C号旋翼增大总距；向左偏航时，B号旋翼和D号旋翼增大总距;其他的姿态控制方式与此类似。如图4所示，旋翼绕旋翼旋转轴线17旋转，涵道内壁和旋翼之间有间隙15，涵道唇口14和扩张段16使得涵道具有增升作用。所述的每个旋翼6均通过旋翼旋转轴24与传动装置12连接，旋翼旋转轴24连接有变距操纵机构（如图6所示），变距操纵机构包括变距摇臂21、变距拉杆22、动环23、定环25、抗扭臂26、舵机摇臂27和舵机28，其中旋翼旋转轴24圆周上从上往下依次套有桨夹20、动环23和定环25，旋翼6固定在桨夹21上，桨夹20通过依次通过变距摇臂21和变距拉杆22连接到动环23；定环25通过抗扭臂26与传动装置12连接，定环25通过舵机摇臂27连接有舵机28。所述的载荷区2可以用来放置有效载荷，安装有红外探测器3、担架4、灭火弹发射器5中的一种或几种。用于短途航空运输，有效载荷可以是时令蔬菜或者冷链物流产品；用于消防救援，有效载荷可以是救援物资，还可以放置担架运送伤员。针对消防救援可以增加配件红外探测器和灭火弹发射机，更好的辅助消防搜救工作。本专利技术具体应用途径很多，以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于涵道的变距多旋翼无人机，包括外壳（1）和机架（8），其特征在于：所述的机架（8）为表面为矩形结构，机架（8）中心布置有飞控计算机（11），飞控计算机（11）两侧沿机架（8）分别依次分布有油箱（10）、航空发动机（9）和传动装置（12），每个传动装置（12）分别连接有一对旋翼（6）；所述的外壳（1）中部为载荷区（2），外壳（1）两端分别开有“8”字形涵道（19），四副旋翼两两一对布置于外壳（1）两端的涵道（19）内，同一端两个旋翼（6）部分交叉。

【技术特征摘要】
1.一种基于涵道的变距多旋翼无人机，包括外壳（1）和机架（8），其特征在于：所述的机架（8）为表面为矩形结构，机架（8）中心布置有飞控计算机（11），飞控计算机（11）两侧沿机架（8）分别依次分布有油箱（10）、航空发动机（9）和传动装置（12），每个传动装置（12）分别连接有一对旋翼（6）；所述的外壳（1）中部为载荷区（2），外壳（1）两端分别开有“8”字形涵道（19），四副旋翼两两一对布置于外壳（1）两端的涵道（19）内，同一端两个旋翼（6）部分交叉。2.根据权利要求1所述的基于涵道的变距多旋翼无人机，其特征在于：所述的每个旋翼（6）均通过旋翼旋转轴（24）与传动装置（12）连接，旋翼旋转轴（24）连接有变距操纵机构，变距操纵机构包括变距摇臂（21）...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松，严咸浩，杨静宇，李小光，尹建宏，刘思敏，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32