【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机结构设计和运动控制，具体涉及一种弹载型共轴式无人机。
技术介绍
1、现有技术中，巡飞弹和末敏弹具有以下技术问题：
2、1)折叠弹翼问题：巡飞弹为了适应身管武器狭小空间发射要求，弹翼折叠安置。
3、2)发射过载及初速问题：由于身管尺寸以及初始飞行速度的限制，上述弹药、惯性测量单元以及机载设备均会受到上万g(g为9.8m/s2)的发射过载冲击，这种冲击会引起惯性测量单元的初始误差以及机载设备的损坏。
4、3)最小转弯半径限制问题：由于巡航速度的限制以及转弯过程中弹体姿态角的限制，上述巡飞弹存在转弯半径的限制，也无法实现悬停飞行功能。
5、4)障碍规避问题：在城区以及障碍物阻隔的区域，最小转弯半径引发上述巡飞弹难以在一定巡航速度下，规避特定空间规避障碍物。
6、5)作业半径受限问题：末敏弹子弹药在被抛射后只能在一定区域内进行特征对比，搜寻目标，容易发生无法检测到目标的自毁问题。
7、6)作用时间短问题：末敏弹采用抛射后子弹药无法长时间巡航。
8、基于此，专利技术人期望设计一款弹载型共轴式无人机，能够克服上述不足之处。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种弹载型共轴式无人机，解决传统巡飞弹末敏弹的部分缺陷，达到弹载发射后能够像巡飞弹一样长时间巡航，并且具有360°全向转弯的能力以及悬停飞行的能力，且能够抵抗发射时较大的过载。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果
3、本专利技术提供一种弹载型共轴式无人机，该弹载型共轴式无人机包括机身以及上下两个可折叠式机头；
4、所述机身包括无人机外壳、上物料仓、下物料仓和航电设备，所述航电设备安装在上物料仓、下物料仓围成的仓室内，所述上物料仓和下物料仓通过紧固件固定在无人机外壳上；
5、所述可折叠式机头包括动力设备、折叠构件、舵机、内固定座和外固定座，所述动力设备和舵机通过紧固件固定在折叠构件上，所述折叠构件和内固定座通过塞打螺丝及轴承相连接，所述内固定座和外固定座通过紧固件固定在无人机外壳上。
6、进一步地，上述弹载型共轴式无人机中，所述折叠构件与内固定座连接处安有轴承。
7、进一步地，上述弹载型共轴式无人机中，所述舵机的舵机臂嵌入内固定座的壁中。
8、进一步地，上述弹载型共轴式无人机中，所述舵机受电驱动转动舵机臂，由于舵机臂嵌入的内固定座及其固连的机身重量超过舵机能产生的拉力，所述折叠构件和舵机受反转用力影响绕轴承发生偏转。
9、进一步地，上述弹载型共轴式无人机中，所述无人机外壳、上物料仓和下物料仓均由轻质复合材料制成，满足弹载时炮射的强度需求。
10、进一步地，上述弹载型共轴式无人机中，所述内固定座、外固定座和折叠构件均由轻质复合材料制成，满足弹载时炮射的强度需求。
11、进一步地，上述弹载型共轴式无人机中，通过所述可折叠式机头将无人机结构收紧，提高无人机机体的结构强度，同时满足弹载的尺寸需求。
12、进一步地，上述弹载型共轴式无人机中，所述机身和可折叠式机头之间依靠内固定座和外固定座相连接，两个动力设备的旋翼呈对称分布，所述机身内部装载有飞行控制器、惯性导航系统、动力系统和伺服系统航电设备，从而保证整个全向共轴式无人机能够实现自主空中飞行。
13、进一步地，上述弹载型共轴式无人机中，所述折叠式机头能够通过折叠构件达到控制无人机姿态，上下两个旋翼之间的距离相比常规共轴式无人直升机有了较大的增加，减少了两个旋翼之间气动耦合的影响，在单个旋翼最大升力不变的情况下能够产生相对于机身重心更大的滚转或俯仰力矩，同时气动效率也显著提升。
14、进一步地，上述弹载型共轴式无人机中，所述弹载型共轴式无人机的俯仰姿态依靠上层可折叠式机头中的折叠构件及舵机控制；所述弹载型共轴式无人机的横滚姿态依靠下层可折叠式机头中的折叠构件及舵机控制。相较于常规的共轴式无人机，单个机头即可控制一个方向的姿态变化，相比于常规直升机至少需要四个舵机，减少了舵机的个数，实现其他直升机相同的姿态控制效果。
15、本专利技术的有益效果是：
16、1、本专利技术通过独特的折叠机构设计，从硬件上改变了共轴式无人机姿态控制方法，两个个舵机的折叠件代替三个舵机的倾斜盘实现旋翼系统的控制解耦；通过减少舵机数量缩减了硬件成本，同时该折叠机构的设计不同于以往的共轴式无人机的姿态控制原理，满足将无人机整体收紧使其满足常规无人机无法满足的作为弹载的机械构型，具有开创性的意义。
17、2、本专利技术设计的共轴式无人机作为弹药时具有无人直升机的运动特性，能够定点悬停，也能够自主飞行；同时能够借助火炮等发射平台，快速到达几公里甚至几十公里之外的目标区域，随后展开执行任务，兼具巡飞弹与末敏弹的优势。
18、3、本专利技术设计的共轴式无人机能够借助火炮等发射平台，获得1000m/s左右的初速度，升高到几千米高的预定空域后展开飞行，相比于大疆等常规无人机需要先在地面初始化后才能飞行至预定空域，具备从准备到到达的快速性；相比于常规无人机消耗大量电量才能到达指定区域，借助火炮初速就能够到达目标区域，本专利技术具备在目标区域更多的续航时间。
19、4、本专利技术设计的共轴式无人直升机，其两个旋翼之间的距离相比常规共轴式无人直升机有了较大的增加，在耗能相同的情况下能够产生相对于机身重心更大的滚转或俯仰力矩，更利于整个系统在飞行时候的能量节约，同时气动效率也显著提升。
20、5、本专利技术设计的共轴式无人直升机相比于其他旋翼巡飞弹需要占用机身内部空间放置多个机臂，机身内部的有限空间容积利用率更大，可以放置更多大体积的任务载荷。
21、6、本专利技术共轴式无人直升机的机身采用了类似木桶一样的内外箍圈结构，解决了因为旋翼对机身产生的反扭力矩造成的上下旋翼中心不对称问题，从而使飞行时结构更加稳定。
22、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
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1.一种弹载型共轴式无人机，其特征在于：该弹载型共轴式无人机包括机身以及上下两个可折叠式机头；
2.根据权利要求1所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于，所述折叠构件(2)与内固定座(4)连接处安有轴承。
3.根据权利要求2所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于，所述舵机(3)的舵机臂嵌入内固定座(4)的壁中。
4.根据权利要求3所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于，所述舵机(3)受电驱动转动舵机臂，由于舵机臂嵌入的内固定座(4)及其固连的机身重量超过舵机能产生的拉力，所述折叠构件(2)和舵机(3)受反转用力影响绕轴承发生偏转。
5.根据权利要求1所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于：所述无人机外壳(6)、上物料仓(7)和下物料仓(8)均由轻质复合材料制成，满足弹载时炮射的强度需求。
6.根据权利要求1所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于：所述内固定座(4)、外固定座(5)和折叠构件(2)均由轻质复合材料制成，满足弹载时炮射的强度需求。
7.根据权利要求1所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于：通过所述可折叠式机头
8.根据权利要求1所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于：所述机身和可折叠式机头之间依靠内固定座(4)和外固定座(5)相连接，两个动力设备(1)的旋翼呈对称分布，所述机身内部装载有飞行控制器、惯性导航系统、动力系统和伺服系统航电设备，从而保证整个全向共轴式无人机能够实现自主空中飞行。
9.根据权利要求8所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于：所述折叠式机头能够通过折叠构件(2)达到控制无人机姿态。
10.根据权利要求9所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于：所述弹载型共轴式无人机的俯仰姿态依靠上层可折叠式机头中的折叠构件(2)及舵机(3)控制；所述弹载型共轴式无人机的横滚姿态依靠下层可折叠式机头中的折叠构件(2)及舵机(3)控制。
...【技术特征摘要】
1.一种弹载型共轴式无人机，其特征在于：该弹载型共轴式无人机包括机身以及上下两个可折叠式机头；
2.根据权利要求1所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于，所述折叠构件(2)与内固定座(4)连接处安有轴承。
3.根据权利要求2所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于，所述舵机(3)的舵机臂嵌入内固定座(4)的壁中。
4.根据权利要求3所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于，所述舵机(3)受电驱动转动舵机臂，由于舵机臂嵌入的内固定座(4)及其固连的机身重量超过舵机能产生的拉力，所述折叠构件(2)和舵机(3)受反转用力影响绕轴承发生偏转。
5.根据权利要求1所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于：所述无人机外壳(6)、上物料仓(7)和下物料仓(8)均由轻质复合材料制成，满足弹载时炮射的强度需求。
6.根据权利要求1所述的弹载型共轴式无人机，其特征在于：所述内固定座(4)、外固定座(5)和折叠构件(2)均由轻质复...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈挚，林翔宇，
申请(专利权)人：南京橙光信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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