多旋翼飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行器領(lǐng)域，尤其是涉及一種多旋翼飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行器(flight vehicle)是由人類(lèi)制造、能飛離地面、在空間飛行并由人來(lái)控制的飛行物。在現(xiàn)有的飛行物中，具有垂直起降和懸停能力的多旋翼飛行器具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，其與傳統(tǒng)的單旋翼直升機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、槳葉殺傷力小、操作安全的特點(diǎn)。不但在軍事領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用，也在空中攝影、農(nóng)業(yè)植保、電力巡線、交通巡視及災(zāi)害評(píng)估等多個(gè)民用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，多旋翼飛行器均采用電池供電的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于電池技術(shù)的瓶頸尚未突破，電池能量密度較低，因此多旋翼飛行器的載重和航行時(shí)間都十分有限，這極大限制了多旋翼飛行器的應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種多旋翼飛行器，通過(guò)采用油電混合動(dòng)力的動(dòng)力方案以解決現(xiàn)有的多旋翼飛行器載重和航行時(shí)間受限的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明提供一種多旋翼飛行器，包括:
[0006]主旋翼，其由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述主旋翼安裝在所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體的中心位置的下端或上端；以及
[0007]若干個(gè)副旋翼，所述副旋翼布置在所述機(jī)體的四周，所述副旋翼分別由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0008]該方案中，在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體的中心的下端或上端安裝有主旋翼，通過(guò)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主旋翼，提供飛行器的主要升力。同時(shí)，在機(jī)體的周?chē)惭b有若干個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的副旋翼，提供飛行器的姿態(tài)控制力矩和少部分升力，所有副旋翼對(duì)稱(chēng)分布于機(jī)體四周。在本方案中，飛行器的主要升力由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的主旋翼提供，可以大大提高飛行器的載重和航時(shí)，飛行器的姿態(tài)控制力矩直接由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的副旋翼提供，省去了傳統(tǒng)單旋翼直升機(jī)的變槳距機(jī)構(gòu)、槳盤(pán)傾斜器等復(fù)雜機(jī)構(gòu)，提高了可靠性、安全性和操作的便利性。另一方面，通過(guò)調(diào)節(jié)主旋翼轉(zhuǎn)速可對(duì)飛行器升力進(jìn)行粗調(diào)，通過(guò)調(diào)節(jié)副旋翼轉(zhuǎn)速可對(duì)飛行器進(jìn)行姿態(tài)控制并對(duì)升力進(jìn)行精調(diào)，升力的粗、細(xì)兩級(jí)調(diào)節(jié)機(jī)制既有利于提高燃油和電池的經(jīng)濟(jì)性，又有利于提尚控制精度。
[0009]上述方案中，根據(jù)需要，主旋翼可采用涵道式，以提高氣動(dòng)效率。也可采用共軸雙槳，進(jìn)一步增大升力，并相互抵消反扭力矩。當(dāng)飛行器的總升力變化較大時(shí)(載重變化、快速升降、姿態(tài)角變化較大時(shí))，才通過(guò)調(diào)整主旋翼的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，不需頻繁控制燃油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。同時(shí)，對(duì)于副旋翼，可選擇適當(dāng)槳距的螺旋槳和電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)提供的升力可在某一固定值附近調(diào)節(jié)，用于姿態(tài)控制，副旋翼的轉(zhuǎn)速變化較小，此時(shí)，需要合理選擇電動(dòng)機(jī)分擔(dān)的升力值，分擔(dān)的升力值較小時(shí)對(duì)降低電池電量消耗有利，分擔(dān)的升力值大對(duì)提高飛行器的姿態(tài)控制能力有利，以上措施可提高燃油和電池的經(jīng)濟(jì)性。
[0010]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述主旋翼安裝在所述機(jī)體的中心位置的下端，所述副旋翼所在的平面處于所述主旋翼所在的平面的上側(cè)。在本方案中，副旋翼的平面高出主旋翼的平面一定的高度，以提高姿態(tài)穩(wěn)定性。而且，主旋翼和副旋翼上下位安裝，避免主旋翼和副旋翼的互相干涉。
[0011]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述副旋翼的個(gè)數(shù)為4個(gè)，所述副旋翼以所述機(jī)體的中心兩兩對(duì)稱(chēng)分布。在本方案中，通過(guò)設(shè)置四個(gè)副旋翼，具體設(shè)計(jì)為前副旋翼、后副旋翼、左副旋翼和右副旋翼，當(dāng)前副旋翼和后副旋翼同時(shí)加速或減速時(shí)，可對(duì)飛行器的總升力進(jìn)行精調(diào)；當(dāng)前副旋翼和后副旋翼中一個(gè)加速、另一個(gè)減速時(shí)，可控制飛行器的俯仰姿態(tài)，同時(shí)改變總升力方向，從而改變飛行器的前進(jìn)或后退速度；當(dāng)右副旋翼和左副旋翼同時(shí)加速或減速時(shí)，可調(diào)節(jié)反扭力矩的大小(引起的總升力變化可通過(guò)前副旋翼和后副旋翼調(diào)整)，從而改變飛行器的偏航姿態(tài)；當(dāng)右副旋翼和左副旋翼中一個(gè)加速、另一個(gè)減速時(shí)，可控制飛行器的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)，同時(shí)改變總升力方向，從而改變飛行器的側(cè)向速度。
[0012]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)主旋轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動(dòng)所述主旋翼旋轉(zhuǎn)。在本方案中，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)上直接安裝主旋轉(zhuǎn)軸，主旋翼由與其直接相連，這樣，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)主旋翼工作，為飛行器提供主要升力，而且通過(guò)舵機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)門(mén)大小來(lái)調(diào)節(jié)主旋翼的轉(zhuǎn)速，從而對(duì)飛行器的升力進(jìn)行粗調(diào)。
[0013]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述副旋翼通過(guò)機(jī)臂安裝在所述機(jī)體的周?chē)Ｔ诒痉桨钢?，通過(guò)設(shè)置專(zhuān)門(mén)的副旋翼的安裝機(jī)臂，副旋翼的安裝牢靠，保障整機(jī)結(jié)構(gòu)的可靠。
[0014]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述電動(dòng)機(jī)固定在所述機(jī)臂的端頭，所述電動(dòng)機(jī)通過(guò)副旋轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動(dòng)所述副旋翼旋轉(zhuǎn)。在本方案中，將電動(dòng)機(jī)直接固定在機(jī)臂的端頭，而且電動(dòng)機(jī)上直接安裝副旋轉(zhuǎn)軸，副旋轉(zhuǎn)軸直接與副旋翼連接，就可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)副旋翼旋轉(zhuǎn)，省去減速齒輪等機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，控制靈敏。而且電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，可以提高電動(dòng)機(jī)和螺旋漿的利用效率。
[0015]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述副旋翼所在的平面與所述機(jī)體所在的平面具有夾角。在本方案中，相對(duì)方向的副旋翼可以?xún)A斜設(shè)計(jì)，比如，左右方向上的副旋翼分別繞其中心連線轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度安裝(兩者轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小相等方向相反)時(shí)，其所在平面與機(jī)體所在平面成一個(gè)小的夾角，使產(chǎn)生的升力有一個(gè)小的分量，以抵消主旋翼產(chǎn)生的“反扭矩”，可以提高飛行器旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的響應(yīng)速度。在本方案中，需要合理選擇左右方向的副旋翼的傾斜安裝角度，當(dāng)兩者拉力的小分量形成的反扭力矩與主旋翼產(chǎn)生的反扭力矩平衡時(shí)，兩者升力分量之和應(yīng)與其分擔(dān)的升力相等。另外，根據(jù)需要，前后方向的副旋翼也可以?xún)A斜一定的角度安裝，以平衡自身槳葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反扭力矩，可以進(jìn)一步提高旋轉(zhuǎn)響應(yīng)速度。
[0016]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)輸油管由地面油泵設(shè)備供油，所述電動(dòng)機(jī)通過(guò)輸電線由地面電源供電。
[0017]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，沿所述機(jī)體的中心環(huán)形布置有油箱或容器。在本方案中，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供應(yīng)可以單獨(dú)設(shè)計(jì)油箱，而且油箱沿所述機(jī)體的中心環(huán)形布置，這樣可以減小燃油消耗對(duì)飛行器質(zhì)心位置的影響。另外，若飛行器的有效載荷為待噴灑的農(nóng)藥等液體載荷，則也可采用繞機(jī)體中心環(huán)形布置的容器，同樣可以減小液體消耗對(duì)飛行器質(zhì)心位置的影響。
[0018]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，該多旋翼飛行器還包括平衡翼，所述平衡翼所在的平面與所述主旋翼所在的平面垂直。本方案中，通過(guò)設(shè)置平衡翼即可通過(guò)平衡翼抵消主旋翼的反扭力矩，進(jìn)行偏航姿態(tài)的控制，進(jìn)而可以取消左右方向的副旋翼的傾斜安裝角。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多旋翼飛行器的主視圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的多旋翼飛行器的立體示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的多旋翼飛行器的又一立體示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的多旋翼飛行器的立體示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明又一實(shí)施例提供的多旋翼飛行器的立體示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明又一實(shí)施例提供的多旋翼飛行器的主視圖；
[0026]圖7為圖6所示的多旋翼飛行器的立體示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記:
[0028]1-機(jī)體；11-主旋翼； 12-副旋翼；
[0029]13-平衡翼；112-主旋轉(zhuǎn)軸；121-機(jī)臂；
[0030]122-電動(dòng)機(jī)；123-鋰電池盒；124-副旋轉(zhuǎn)軸；
[0031]101-油箱；102-容器；131-延長(zhǎng)臂；
[0032]132-平衡電動(dòng)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0035]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0036]實(shí)施例1
[0037]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多旋翼飛行器的主視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的多旋翼飛行器的立體示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的多旋翼飛行器的又一立體示意圖；如圖1-3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的多旋翼飛行器，包括主旋翼11以及若干個(gè)副旋翼12，其中主旋翼11由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)，主旋翼11安裝在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體I的中心位置的下端或上端。副旋翼12布置在機(jī)體I的四周，副旋