[发明专利]一种双旋翼无人机

摘要

一种双旋翼无人机，它基于四旋翼无人机飞控原理，通过设计单自由度自动倾斜器、半刚性旋翼和飞控系统，使双旋翼无人机飞行操纵得以实现。该无人机由机架、机身、动力舱、旋翼系统和旋翼系统支座组成。其中机身设有设备舱，内置航姿传感器组、PID控制器、锂电池和电调。机架将机身、动力舱和旋翼系统支座刚性固联。动力舱内设有无刷电机和舵机。舵机驱动拉杆操纵单自由度的自动倾斜器，控制旋翼周期变距，倾斜器角度由电位计测量以便精确控制。旋翼系统对称布置、位于同一水平面。旋翼旋向相反，安装在总距铰上，机械地限定仅能进行挥舞运动。该无人机简化了操纵机构，飞行品质好，对理论模型的精度要求低，具有很好的实用价值。

主权项

一种双旋翼无人机，包括飞行操纵系统、机架、机身、动力舱和旋翼系统；机身内设有航姿传感器组、PID控制器、锂电池和电调；机架将机身、动力舱和旋翼系统支座刚性固联；其特征在于：无人机为非共轴双旋翼，采用单自由度的倾斜器控制俯仰和航向，采用电机转速控制滚转和高度；如前所述的单自由度自动倾斜器，由控制系统驱动舵机操纵；其特征为：其定盘由铰链简支于旋翼系统支座上，仅能进行绕滚转轴平行线的角度变化；如前所述的单自由度自动倾斜器，其特征为：转动轴上设有电位计，由该电位计测量旋转角度并做闭环控制，以保证旋翼周期变距的精度；如前所述的双旋翼无人机，由对称布置的两组旋翼控制俯仰角度；其特征为：两侧舵机驱动倾斜器同向转动相同角度，获得俯仰操纵力矩；如前所述的双旋翼无人机，由对称布置的两组旋翼控制俯仰角度；其特征为：两侧舵机驱动倾斜器反向转动相同角度，由半刚性旋翼的挥舞运动产生径向分力，获得航向操纵力矩；如前所述的双旋翼无人机，由电机转速差控制滚转角度；其特征为：单侧电机转速增加，产生两侧升力差，获得滚转操纵力矩；如前所述的双旋翼无人机，由电机转速控制高度；其特征为：双侧电机转速等量增减，无人机高度增加或降低；如前所述的双旋翼无人机控制系统，其控制原理为航向、俯仰、滚转及高度四个独立PID控制器对指令系统发出的指令分别进行随动控制，再将每个执行机构控制量的线性叠加。