[发明专利]一种适用于无人机的矢量推进加速装置及方法

说明书

本专利发明了一种适用于无人机的矢量推进加速装置及方法，包括两自由度转动平台，所述两自由度转动平台包括主支架和俯仰支架，发动机安装在俯仰支架上，所述俯仰支架上设有转动轴，所述主支架一侧设置主支架通孔，所述主支架另一侧设置电机槽，所述转动轴左端转动连接于所述主支架通孔内，俯仰支架可绕所述转动轴相对主支架自由旋转。所述无人机矢量推进加速装置可作为独立系统，能够显著提高无人机的飞行速度，通过灵活的连接件设计可简单地加装在无人机上，为无人机提供矢量推力，不需要对被改装无人机原有动力系统、原有气动布局和原有结构设计等进行变更。

技术领域

本发明涉及到飞行器改装技术领域，具体为一种适用于无人机的矢量推进加速装置及方法。

背景技术

无人机全称无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，其常见形式包括多旋翼、固定翼、旋翼与固定翼相结合等三种。现有的无人机飞行速度慢，为了提高无人机飞行速度，但是现有技术却无法对无人机进行改装，这是因为无人机改装需要进行包括：更换动力系统，提高发动机输出功率；改变无人机气动布局设计，减小无人机阻力；将无人机部件更换为轻质材料部件，降低无人机质量等，或者是上述改装途径的综合使用。由于无人机本身就是一个非常复杂的系统，其气动与推进、结构与材料、动力学与控制在总体设计上必须充分地考虑，现有技术无法进行合理的改装。这是由于传统技术而言，对无人机改装途径，往往是比较复杂的，甚至还涉及到飞行控制系统的修改，现有技术无法为无人机提供矢量推力，并且无法控制平台上发动机的推力大小和方向。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于无人机的矢量推进加速装置及方法。

所述装置通过灵活的连接件设计，能够便捷地安装在无人机上，提供稳定方向附加推力，从而有效提高无人机的飞行速度。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种适用于无人机的矢量推进加速装置，包括两自由度转动平台，所述两自由度转动平台包括主支架和俯仰支架，发动机安装在俯仰支架上，所述俯仰支架上设有转动轴，所述主支架一侧设置主支架通孔，所述主支架另一侧设置电机槽，所述转动轴左端转动连接于所述主支架通孔内，俯仰支架可绕所述转动轴相对主支架自由旋转；

所述主支架通孔内设有用于减少主支架通孔和转动轴之间摩擦阻力的轴承，所述轴承内表面与所述转动轴外表面相配合；

所述两自由度转动平台搭载电机Ⅰ和电机Ⅱ，所述电机Ⅱ的主体固定在所述主支架的所述电机槽上，所述电机Ⅱ的电机轴连接所述转动轴的右端，所述电机Ⅱ通过所述转动轴驱动所述俯仰支架旋转；

所述电机Ⅰ的主体固定在安装架上，所述电机Ⅰ的电机轴连接所述主支架顶部，所述电机Ⅰ驱动所述主支架转动。

进一步的，上述技术方案中，所述安装架内部设有控制板卡；所述控制板卡周围由减震材料包裹，所述发动机、所述电机Ⅰ和所述电机Ⅱ分别与所述控制板卡电连接。

进一步的，上述技术方案中，所述控制板卡内设置微控制单元，姿态角测量元件MPU和遥控器信号接收器；

用于对姿态角测量元件MPU中姿态数据进行处理的所述微控制单元，利用反馈控制发送指令给所述电机Ⅱ，自动消除因无人机俯仰运动而导致的平台俯仰角变化，即始终保持平台俯仰角度为零，使所述发动机推力保持在水平方向上；

所述遥控器信号接收器接收用户通过遥控器发出的控制指令信号传输给微控制单元。

进一步的，上述技术方案中，所述安装架两端设置安装架通孔，所述安装架通孔以螺钉或螺栓联结方法将装置固定在无人机表面。

一种适用于无人机的矢量推进加速方法，包括所述的适用于无人机的矢量推进加速装置，还包括以下步骤：