一种高精度航向控制的多旋翼无人机的制作方法

专利2025-05-16  18


本发明涉及多旋翼无人机,具体为一种高精度航向控制的多旋翼无人机。


背景技术:

1、多旋翼无人机通过每个轴上的电动机转动,带动旋翼旋转,从而产生升推力。旋翼的总距固定,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,从而控制飞行器的运行轨迹。

2、现有的多旋翼无人机在飞行过程中,尤其是在复杂多变的飞行环境中,如强风、侧风等不利条件下,无人机往往会出现抖动、无法稳定悬停等问题,这不仅影响了无人机的飞行稳定性,还限制了其应用范围,同时,强风对电动旋翼的直接冲击也会增加飞行阻力,降低飞行效率与航向精度,给无人机的飞行控制带来挑战。


技术实现思路

1、本发明提供了一种高精度航向控制的多旋翼无人机,以解决上述的问题。

2、为解决上述问题的,本发明提供如下技术方案:一种高精度航向控制的多旋翼无人机,包括:机体,其外壁对称设有多个用于安装机翼的安装块,其上端面分别设置有无人机控制器和风向风力传感器,所述风向风力传感器与所述无人机控制器电连接;机翼,其包括与所述安装块连接的连接杆和安装在连接杆上端面的电动旋翼,所述电动旋翼安装在所述连接杆的上端面;调节组件,其包括左右对称设置且与所述无人机控制器电连接的平衡旋翼和安装在所述机体下端面的横杆,所述平衡旋翼与所述横杆滑动连接,用于在风力过大使得无人机产生抖动和无法维持悬停状态时,通过其产生反向风力调节无人机的飞行角度维持无人机的平衡;驱动组件,其设置于机体的底面并与所述调节组件传动连接与所述无人机控制电连接,其包括用于驱动所述平衡旋翼的水平调节件和轴向调节件,从而调节所述平衡旋翼的朝向,使无人机根据风向侧倾或产生剧烈晃动时,及时调节到合适的位置和角度,从而通过平衡旋翼产生平衡风力使无人机恢复稳定;风阻罩,安装在所述机翼的上端面并将所述机翼的螺旋桨包围,用于将吹向机翼的强风引导并使其沿所述机翼向下,减缓强风对所述电动旋翼的影响。

3、作为本发明的一种优选技术方案,所述横杆的上端面设有贯穿槽,所述贯穿槽的前后两臂对称设有向内凹进的凹槽,所述平衡旋翼的上端面设有滑块,所述滑块滑动连接在所述贯穿槽内,且所述滑块内设有驱动件,所述驱动件用于驱动所述滑块在所述贯穿槽内滑动。

4、作为本发明的一种优选技术方案,所述凹槽内的上下两壁设置有交错设置的齿条,所述驱动件包括双轴马达和与所述齿条啮合的第一齿轮,所述滑块内设有安装仓,所述双轴马达安装在所述安装仓内,所述双轴马达的输出端贯穿所述安装仓并伸入到所述凹槽内,所述第一齿轮安装在所述双轴马达的输出端并与所述齿条啮合,所述滑块的上端面对称设置有一体成型的l形板,所述滑块通过所述l形板与所述横杆的外壁滑动连接。

5、作为本发明的一种优选技术方案,所述水平调节件包括套筒、连接盘、安装柱、安装筒和第一电机,所述第一电机固定安装于所述机体的底面,且所述第一电机的输出轴朝下设置,所述套筒安装在所述机体的底面并套住所述第一电机,所述套筒内安装有轴承,所述安装筒安装在所述轴承内,所述连接盘固定安装在所述安装筒的外壁,所述安装柱对称安装在所述连接盘的底面,所述安装柱的左端面设有通孔,所述通孔内转动连接有转轴,所述转轴与所述横杆固定连接,所述转轴的另一端与所述轴向调节件连接,所述轴向调节件安装在所述安装筒内。

6、作为本发明的一种优选技术方案,所述轴向调节件包括安装板、连接件和第二电机,所述安装板安装在所述安装筒的内壁,所述连接件设置在所述安装板的右端面,且分别与对称设置的转轴连接,用于传输动力使左右对称的横杆同时转动调节,所述第二电机与所述连接件连接。

7、作为本发明的一种优选技术方案,所述连接件包括安装座、第二齿轮、第三齿轮和连接轴,所述安装座安装在所述安装板的右端面,所述第二齿轮前后对称转动连接在所述安装座内,所述第三齿轮左右对称转动连接在所述安装座内,且所述第二齿轮与所述第三齿轮相互啮合,所述连接轴分别连接在对称所述第二齿轮外壁,所述转轴伸入到所述安装筒内与所述连接轴转动连接,所述第二电机与其中一个所述第三齿轮固定连接。

8、作为本发明的一种优选技术方案,所述风阻罩包括阻挡筒和筒形扇叶,所述阻挡筒内对称设有连接板,所述连接板与所述连接杆外壁固定连接,所述阻挡筒的外壁设有多个向下贯穿所述阻挡筒的导风槽,所述筒形扇叶转动连接在所述阻挡筒的外壁。

9、作为本发明的一种优选技术方案,所述筒形扇叶包括多个倾斜设置的叶片和上下对称设置的安装环,所述安装环转动连接在所述阻挡筒的外壁,所述叶片安装在上下对称设置的所述安装环之间。

10、作为本发明的一种优选技术方案,所述导风槽螺旋分布在所述阻挡筒外壁。

11、与现有技术相比,本发明提供了一种高精度航向控制的多旋翼无人机,具备以下有益效果:

12、1、该高精度航向控制的多旋翼无人机,通过设置风力风向风力传感器、调节组件、驱动组件和风阻罩,能够实时监测飞行环境中的风向与风力变化,为无人机的飞行控制提供精确的数据支持,当遭遇强风或风向突变导致无人机出现抖动、无法稳定悬停时,调节组件中的平衡旋翼能够迅速响应,根据无人机控制器的指令调整其朝向与风力输出,产生反向风力以抵消外部风力的影响,从而有效维持无人机的平衡状态,提升飞行稳定性,平衡旋翼灵活的调节机制,使得无人机在面对复杂多变的飞行环境时,能够迅速调整飞行姿态,有效应对强风、侧风等不利条件,增强了无人机的抗风能力和环境适应性,风阻罩进一步减少了强风对电动旋翼的直接冲击,通过引导气流沿机翼向下流动,有效降低了风阻,提高了无人机的飞行效率与航向精度。

13、2、通过本发明中的平衡旋翼通过滑块与横杆上的贯穿槽滑动连接,且滑块内设有驱动件,能够灵活调整平衡旋翼的位置和角度,当无人机遭遇强风或风向突变时,平衡旋翼能够迅速响应,通过产生反向风力抵消外部风力的影响,从而有效维持无人机的平衡状态,显著提升飞行稳定性滑块内的驱动件采用双轴马达和与齿条啮合的第一齿轮设计,实现了对滑块滑动的精确控制。

14、3、通过设置水平调节件和轴向调节件,使得平衡旋翼不仅可以在水平方向上灵活调节,还可以在轴向方向上实现精确调整,这种双轴调节机制使得无人机在飞行过程中能够根据风向和风力的变化,实时调整飞行姿态和航向,进一步提高了航向控制的精度和稳定性。

15、4、本发明的风阻罩设计通过阻挡筒和筒形扇叶,有效减少了强风对电动旋翼的直接冲击,阻挡筒作为主要的防风结构,能够吸收并分散部分风力,而筒形扇叶的转动则能够进一步引导气流,减少风阻和湍流对无人机的影响,从而显著提升无人机的飞行稳定性。



技术特征:

1.一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于:所述横杆(32)的上端面设有贯穿槽(321),所述贯穿槽(321)的前后两臂对称设有向内凹进的凹槽(322),所述平衡旋翼(31)的上端面设有滑块(311),所述滑块(311)滑动连接在所述贯穿槽(321)内,且所述滑块(311)内设有驱动件(33),所述驱动件(33)用于驱动所述滑块(311)在所述贯穿槽(321)内滑动。

3.根据权利要求2所述的一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于:所述凹槽(322)内的上下两壁设置有交错设置的齿条(323),所述驱动件(33)包括双轴马达(331)和与所述齿条(323)啮合的第一齿轮(332),所述滑块(311)内设有安装仓(313),所述双轴马达(331)安装在所述安装仓(313)内,所述双轴马达(331)的输出端贯穿所述安装仓(313)并伸入到所述凹槽(322)内,所述第一齿轮(332)安装在所述双轴马达(331)的输出端并与所述齿条(323)啮合,所述滑块(311)的上端面对称设置有一体成型的l形板(312),所述滑块(311)通过所述l形板(312)与所述横杆(32)的外壁滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于:所述水平调节件(41)包括套筒(411)、连接盘(412)、安装柱(413)、安装筒(414)和第一电机(415),所述第一电机(415)固定安装于所述机体(1)的底面,且所述第一电机(415)的输出轴朝下设置,所述套筒(411)安装在所述机体(1)的底面并套住所述第一电机(415),所述套筒(411)内安装有轴承(418),所述安装筒(414)安装在所述轴承(418)内,所述连接盘(412)固定安装在所述安装筒(414)的外壁,所述安装柱(413)对称安装在所述连接盘(412)的底面,所述安装柱(413)的左端面设有通孔(416),所述通孔(416)内转动连接有转轴(417),所述转轴(417)与所述横杆(32)固定连接,所述转轴(417)的另一端与所述轴向调节件(42)连接,所述轴向调节件(42)安装在所述安装筒(414)内。

5.根据权利要求4所述的一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于:所述轴向调节件(42)包括安装板(421)、连接件(422)和第二电机(423),所述安装板(421)安装在所述安装筒(414)的内壁,所述连接件(422)设置在所述安装板(421)的右端面,且分别与对称设置的转轴(417)连接,用于传输动力使左右对称的横杆(32)同时转动调节,所述第二电机(423)与所述连接件(422)连接。

6.根据权利要求5所述的一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于:所述连接件(422)包括安装座(424)、第二齿轮(425)、第三齿轮(426)和连接轴(427),所述安装座(424)安装在所述安装板(421)的右端面,所述第二齿轮(425)前后对称转动连接在所述安装座(424)内,所述第三齿轮(426)左右对称转动连接在所述安装座(424)内,且所述第二齿轮(425)与所述第三齿轮(426)相互啮合,所述连接轴(427)分别连接在对称所述第二齿轮(425)外壁,所述转轴(417)伸入到所述安装筒(414)内与所述连接轴(427)转动连接,所述第二电机(423)与其中一个所述第三齿轮(426)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于:机体(1)外壁对称设有多个用于安装机翼(2)的安装块(11),其上端面分别设置有无人机控制器(12)和风向风力传感器(13),所述风向风力传感器(13)与所述无人机控制器(12)电连接,所述机翼(2)包括与所述安装块(11)连接的连接杆(21)和安装在连接杆(21)上端面的电动旋翼(22),所述电动旋翼(22)安装在所述连接杆(21)的上端面。

8.根据权利要求7所述的一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于:所述电动旋翼(22)的外壁设有风阻罩(5),所述风阻罩(5)安装在所述机翼(2)的上端面并将所述机翼(2)的螺旋桨包围,用于将吹向机翼(2)的强风引导并使其沿所述机翼(2)向下,减缓强风对所述电动旋翼(22)的影响,所述风阻罩(5)包括阻挡筒(51)和筒形扇叶(52),所述阻挡筒(51)内对称设有连接板(511),所述连接板(511)与所述连接杆(21)外壁固定连接,所述阻挡筒(51)的外壁设有多个向下贯穿所述阻挡筒(51)的导风槽(512),所述筒形扇叶(52)转动连接在所述阻挡筒(51)的外壁。

9.根据权利要求8所述的一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于:所述筒形扇叶(52)包括多个倾斜设置的叶片(522)和上下对称设置的安装环(521),所述安装环(521)转动连接在所述阻挡筒(51)的外壁,所述叶片(522)安装在上下对称设置的所述安装环(521)之间。

10.根据权利要求9所述的一种高精度航向控制的多旋翼无人机,其特征在于:所述导风槽(512)螺旋分布在所述阻挡筒(51)外壁。


技术总结
本发明公开了一种高精度航向控制的多旋翼无人机,涉及多旋翼无人机技术领域,该高精度航向控制的多旋翼无人机,包括:机体、安装块、无人机控制器和风向风力传感器;机翼包括连接杆和电动旋翼;调节组件包括平衡旋翼和横杆;驱动组件包括水平调节件、轴向调节件;风阻罩,用于将吹向机翼的强风引导并使其沿机翼向下,减缓强风对电动旋翼的影响,本发明能够实时监测飞行环境中的风向与风力变化,调节组件中的平衡旋翼能够迅速响应,根据无人机控制器的指令调整其朝向与风力输出,产生反向风力以抵消外部风力的影响,从而有效维持无人机的平衡状态,提升飞行稳定性,有效应对强风、侧风等不利条件,增强了无人机的航向精度。

技术研发人员:郭剑辉,裔萍,刘帆,徐如峰
受保护的技术使用者:江苏济邦智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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