[发明专利]基于变距桨的六自由度全控制八旋翼飞行器

权利要求书

1.一种基于变距桨的六自由度全控制八旋翼飞行器，其特征在于：

包括起落架、夹板、电机、舵机、四条水平杆、两对升降螺旋桨和两对变矩螺旋桨；

所述起落架固定在夹板下方，采用三脚架结构；水平杆贯穿固定在夹板上，水平杆两端通过桨叶固定结构连接有桨叶；

所述电机固定在水平杆两端，电机与桨叶固定结构连接，提供动力；

四条水平杆中，互相垂直的两条水平杆上设有两对升降螺旋桨；升降螺旋桨四个桨叶与夹板相同水平布置；另外两条水平杆上设有两对变矩螺旋桨，变矩螺旋桨上的四个桨叶与夹板呈垂直布置；变矩螺旋桨上设有舵机。

2.根据权利要求1所述的基于变距桨的六自由度全控制八旋翼飞行器，其特征在于：

变矩螺旋桨主要包括桨叶夹持结构、桨叶固定结构、桨叶连杆、十字夹板、U形连杆；

桨叶夹持结构是将桨叶通过螺栓固定两个夹板中间的结构，桨叶夹持结构通过一个水平轴与桨叶固定结构垂直相连，并且桨叶夹持结构可以绕水平轴旋转，

桨叶夹持结构与桨叶连杆固定连接，桨叶连杆为三段式摆臂，桨叶连杆与十字夹板轴接，在十字夹板上下位移的作用下带动桨叶连杆运动，从而带动桨叶夹持结构转动，使固定在桨叶夹持结构上的桨叶改变切角，从而改变桨距；

桨叶固定结构上下两端固设有垂直转轴，通过垂直转轴的旋转，带动桨叶固定结构和桨叶夹持结构以垂直转轴为中心旋转；垂直转轴与电机相连；

桨叶夹持结构穿过U形连杆的方形开口；

U形连杆顶端与十字夹板固定连接；U形连杆的上铜套与下铜套抵接；

桨叶固定结构上端的垂直转轴上连接有十字夹板；桨叶固定结构下端与上铜套与下铜套贯穿套接；桨叶固定结构的转轴与电机相连；下铜套的与舵机相连；

舵机连杆带动下铜套上下移动，下铜套通过上铜套带动U形连杆上下移动，实现十字夹板上下移动，十字夹板带动连杆拉动桨叶夹持结构改变桨叶的切角。

3.根据权利要求1所述的基于变距桨的六自由度全控制八旋翼飞行器，其特征在于：

两对升降螺旋桨的桨叶一正一反布置，可以通过电机的旋转方向及转速，产生相同或不同方向的扭矩，当产生相同方向扭矩时，飞行器可以在合扭矩的作用下改变其偏航角，当产生的扭矩方向相反时，合扭矩为零，飞行器不会改变偏航角；当同一杆上的两个电机转速不同时，飞行器会产生倾斜，改变俯仰和滚动角，通过两对升降螺旋桨的电机转速结合正反桨叶可以很好的控制飞行器的姿态。

4.根据权利要求1所述的基于变距桨的六自由度全控制八旋翼飞行器，其特征在于：

变距螺旋桨由舵机控制可以按要求改变桨距，不但可以改变螺旋桨产生的推力，同时还可以达到最高桨效，提高飞行器的性能和飞行时间；当飞行器在调整姿态的同时会产生水平方向的分力，从而会改变飞行器的位置，但是此时水平方向的电机配合变距桨可以产生一定的水平力抵消姿态调整时产生的水平分力；而当水平分力为零变距桨产生的水平力推动飞行器水平移动，当飞行器改变姿态产生水平分力，而变距桨产生的水平推力大于分力时，飞行器就可以保持此时的姿态做水平运动；进而达到姿态和位置的解耦控制。