[发明专利]四发双旋臂垂直起降无人机及其飞行控制方法

说明书

本发明适用于无人机控制技术领域，提供了一种四发双旋臂垂直起降无人机及其飞行控制方法，包括：左旋臂设置在主机翼的左前中部，与左旋臂驱动机构固定连接，与主机翼形成十字形交叉结构，在飞行过程中旋转90°；右旋臂设置在主机翼的右前中部，与右旋臂驱动机构固定连接，与主机翼形成十字形交叉结构，在飞行过程中旋转90°；一号动力总成和二号动力总成分别固定连接在左旋臂的左右两端部，三号动力总成和四号动力总成分别固定连接在右旋臂的左右两端部。本发明提供的无人机可以垂直起降，降低了对起飞或回收场地的要求，结构简单易于控制，四发双旋臂的结构设计，可以提高了整机的升阻比，使得本发明气动效率高、巡航时间长、巡航速度快。

技术领域

本发明属于无人机结构设计及无人机控制技术领域，尤其涉及一种四发双旋臂垂直起降无人机及其飞行控制方法。

背景技术

现在无人机在航空测绘、电力巡检、快递投送、防灾减灾、军事侦察等领域的应用越来越广泛，其中应用较广泛的机型包括：固定翼无人机、多轴旋翼无人机和固定翼-四旋翼复合无人机，但是这几类无人机在大大提高所应用行业作业效率的同时，却始终面临着一些难以解决的矛盾性问题：

固定翼无人机技术成熟、气动效率高、续航时间长、巡航速度快、单架次作业面积大，但固定翼无人机的传统起降方式对起飞或回收场地提出了较高的要求；

多轴旋翼无人机能够垂直起降，对起飞、回收场地要求低，但由于固有的空气动力效率问题，其续航时间短、巡航速度低的缺点难以克服，客观上制约了作业效率的提升；

固定翼-四旋翼复合无人机兼具多轴旋翼无人机能够垂直起降和固定翼无人机气动效率高的特点，近年来应用范围逐渐扩大。但其也有明显的不足：一是平飞时四旋翼组件不工作，成为死重，降低了无人机的负载能力，增大了全机的阻力，巡航速度和续航时间都有较大幅度的缩减；二是悬停时固定翼组件不工作，使得无人机的控制完全依靠旋翼，而主翼、尾翼等气动结构在外界干扰下易产生较大的气动力矩，易出现旋翼控制裕量不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种四发双旋臂垂直起降无人机及其飞行控制方法，其显著优势在于可以垂直起降、结构简单、巡航效率高、升阻比大。

为实现上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种四发双旋臂垂直起降无人机，当所述四发双旋臂垂直起降无人机为垂直起降模式时，其为以机身为对称轴的对称结构，包括：

机身垂直于地面；

主翼梁，与所述机身的中部连接；主机翼，与所述主翼梁连接，并通过所述主翼梁连接到所述机身的中部，形成中单翼结构；

左旋臂驱动机构与右旋臂驱动机构分别设置在所述主机翼的左右两侧内部，与所述主翼梁固定连接；左旋臂设置在所述主机翼的左前中部，与所述左旋臂驱动机构固定连接，且与所述主机翼形成十字形交叉结构，右旋臂设置在所述主机翼的右前中部，与所述右旋臂驱动机构固定连接，且与所述主机翼形成十字形交叉结构；一号动力总成和二号动力总成分别固定连接在所述左旋臂的左右两端部，三号动力总成和四号动力总成分别固定连接在所述右旋臂的左右两端部；左内襟副翼和左外襟副翼分别连接在所述主机翼的左后缘的内外两侧，右内襟副翼和右外襟副翼分别连接在所述主机翼的右后缘的内外两侧；

固定尾翼，在所述机身的尾部固定连接；

左垂直尾翼和右垂直尾翼分别固定连接在所述固定尾翼的左右两端，形成“H”形尾翼结构，支撑立于地面上；左升降舵和右升降舵分别连接在所述固定尾翼的左后缘中部和右后缘中部。

作为本申请另一实施例，所述左旋臂驱动机构与所述右旋臂驱动机构通过螺栓分别固定连接所述主翼梁；

所述左旋臂通过螺栓与所述左旋臂驱动机构固定连接，在所述左旋臂驱动机构带动下转动90°；所述右旋臂通过螺栓与所述右旋臂驱动机构固定连接，在所述右旋臂驱动机构带动下转动90°；