[发明专利]空心环结构多旋翼无人机及其控制方法及其储运发装置

权利要求书

1.一种空心环结构多旋翼无人机，其特征在于：

包括空心环(26)、多个动力载荷组件、相机和边缘计算模块、飞控和导航模块(29)、卫星导航天线(27)；

所述多个动力载荷组件均匀设置在空心环(26)上；

所述相机和边缘计算模块与飞控和导航模块(29)对称设置在空心环(26)上且分别位于两个动力载荷组件之间；

所述卫星导航天线(27)设置在空心环(26)上。

2.根据权利要求1所述空心环结构多旋翼无人机，其特征在于：

所述动力载荷组件包括电机安装座(28)、设置在电机安装座(28)上方的飞行电机(20)、设置在飞行电机(20)上方的旋翼(21)、设置在电机安装座(28)下方的载荷(24)、设置在电机安装座(28)内的电池(25)；

所述电机安装座(28)与空心环(26)连接。

3.根据权利要求2所述空心环结构多旋翼无人机，其特征在于：

所述相机和边缘计算模块包括AI计算机(22)、云台(19)和导引相机(23)；

所述AI计算机(22)与空心环(26)连接，所述云台(19)设置在AI计算机(22)下方，所述导引相机(23)设置在云台(19)下方。

4.根据权利要求2或3所述空心环结构多旋翼无人机，其特征在于：

所述飞行电机(20)的轴线与动力载荷组件的垂直法线之间设置有拉力矢量侧向倾角α；所述α的取值范围为2-10°。

5.根据权利要求4所述空心环结构多旋翼无人机，其特征在于：

所述α的取值范围为3-5°。

6.根据权利要求4所述空心环结构多旋翼无人机，其特征在于：

所述电机安装座(28)与载荷(24)之间设置有载荷折叠结构；所述载荷折叠结构用于载荷相对于电机的空间状态切换；

所述空心环(26)为中空管结构；

所述卫星导航天线(27)为GNSS天线，数量为两个且对称分布在空心环(26)上；

所述旋翼(21)为一字型旋翼；

所述动力载荷组件的数量为四个，四个所述动力载荷组件的轴线下端向内倾斜并与空心环(26)中心法线汇聚于空心环(26)下方。

7.一种权利要求1至6之任一所述空心环结构多旋翼无人机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)地面站注入目标位置数据，利用卫星导航系统以及飞控和导航模块(29)将空心环结构多旋翼无人机导引到目标区域附近；

2)自动识别目标；

3)基于视觉导引技术和视觉伺服控制技术将空心环结构多旋翼无人机导引到目标上方；

4)以导引相机(23)所在位置为中心进行旋转控制，实现姿态调整，使空心环结构多旋翼无人机悬停于目标物上方，最终使空心环(26)套设在目标物上。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，步骤4)中，所述以导引相机(23)所在位置为中心进行旋转控制具体是按照三轴力矩和拉力到油门的控制分配关系进行控制：

其中：δ_t1,δ_t2,δ_t3,δ_t4为各飞行电机的油门指令；

L,M,N为三轴力矩；

T为拉力；

为油门拉力系数和扭矩系数；

r为环形结构半径；

G为重力。