[实用新型]一种升力桨与姿态控制桨分离布局的电动多翼无人机动力结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种升力桨与姿态控制桨分离布局的电动多翼无人机动力结构，属于无人机技术领域。

背景技术

现有电动多翼无人机的动力结构由若干个功能、结构、外形尺寸和规格完全相同的动力单元组成，这些动力单元均匀对称分散式地布置在机身周边。每个动力单元由电机和螺旋浆组成，各动力单元自身同时兼具产生升力和控制飞行姿态的两大功能。因此，规格和参数的同一性以及功能兼顾性是现有电动多翼无人机的动力单元必须具备的基本技术特性。

然而从大量试验和实际使用情况看来，这种动力单元的结构与功能模式会导致驱动螺旋浆的电机无法长时间地工作在高效率区段内，电机需要消耗很大的电能才能获取维持电动多翼无人机飞行所需的升力。

目前，由于电动多翼无人机受到自身飞行器重量的严格限制，机载电池的容量十分有限，所以现有电动多翼无人机的飞行时间都很短，一般在15分钟～30分钟以内，这给无人机的各种专业应用带来了极大的不便。由此可见，飞行时间过短已成为制约电动多翼无人机发展的重大技术瓶颈。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种升力桨与姿态控制桨分离布局的电动多翼无人机动力结构，此动力结构突破了现有电动多翼无人机的动力结构布局，将电动多翼无人机所需的动力结构分解成功能分离、独立控制的升力桨与姿态控制桨，大大降低了电动多翼无人机的电能消耗，使电动多翼无人机在不衰减飞行能力和不增加电池容量的条件下可实现大幅度延长续航时间的目的，是对电动多翼无人机动力结构的一次重大变革。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种升力桨与姿态控制桨分离布局的电动多翼无人机动力结构，其特征在于：它包括在电动多翼无人机垂直升降和各种姿态的飞行过程中提供升力以及保持机身平稳的两个升力桨组，两个升力桨组上下同轴设置并安装在机身的中心轴线上，升力桨组的外周均布有在空中飞行过程中对电动多翼无人机的飞行姿态进行控制的至少四个姿态控制桨组，其中：两个升力桨组之间的转速相同、旋转方向相反，以互相抵消自旋力矩；相邻两个姿态控制桨组之间的旋转方向相反。

本实用新型的优点是：

本实用新型将电动多翼无人机所需的动力结构分解成功能分离、独立控制的升力桨与姿态控制桨，改变了现有电动多翼无人机的动力结构布局，大大降低了电动多翼无人机的电能消耗，在不衰减飞行能力和不增加电池容量的条件下，实现了大幅延长续航时间的目的。

1、升力桨处于机身中心的集中式结构设计彻底改变了电动多翼无人机原有的动力分布，为优化升力电机的工作状态创造了所需的基本条件。经过大量试验证实，本实用新型中的两个升力浆组所产生的总升力不低于现有电动多翼无人机上分散式布置的多个动力单元所产生的升力总合。

2、由于承担产生升力功能的升力桨和升力电机设置在电动多翼无人机的机身中心轴位置，因此它们具有较大的安装空间，这样，升力桨就可以采用大直径螺旋浆叶来实现，升力电机就可以采用大扭力低转速电机来实现，并且低KV值的大扭力电机、大直径螺旋浆叶等具有的高效能特性可被充分利用，从而使本实用新型可具有很高的工作效率。

3、姿态控制浆不再承担升力功能，因此其可采用小直径螺旋浆叶来实现，其使用的姿态控制电机可采用小功率电机，并且姿态控制桨和姿态控制电机的数量可大大地减少。另外，姿态控制电机在飞行过程中处于间歇工作状态，可使能耗进一步降低。

4、与现有电动多翼无人机相比，在产生相同升力的前提下，本实用新型动力结构所消耗的电量明显降低，升力电机可较多地工作在高效率区段，从而用较少的能耗便可获得较大的升力，以实现在不衰减飞行能力和不增加电池容量(不增加电能供应)的条件下大幅延长飞行时间的目的。

附图说明

图1是本实用新型电动多翼无人机动力结构的主视示意图。

图2是图1的俯视示意图。

图3是驱动控制系统的组成示意图。

图4是升力桨组的一实施例示意图。

图5是图4的仰视示意图。

图6是升力桨组的另一实施例示意图。

图7是图6的仰视示意图。

具体实施方式