CN105644776A - 多旋翼无人直升机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多旋翼无人直升机，包括机身、主旋翼和副旋翼***，所述机身，安装有用以控制所述直升机运行的飞行控制***；所述机身内还安装有供电***，所述供电***包括发动机、发电机和电池组，所述发动机驱动所述发电机，所述发电机为所述电池组提供电能；所述主旋翼，用于为所述直升机提供升力，竖直设置在所述机身的顶部，且所述主旋翼由发动机提供动力驱动；所述副旋翼***，用于改变所述直升机的飞行姿态，固定在所述机身的周侧，所述副旋翼***与电池组电连接，所述电池组给所述副旋翼***提供电能。本发明的有益效果为：其具有载重量大、续航时间长、副旋翼失效后仍可垂直着陆，不依赖过多的电子控制***，可靠性更高等特点。

Description

多旋翼无人直升机
技术领域
本发明属于无人直升机领域，具体涉及一种多旋翼无人直升机。
背景技术
现有无人直升机，多为电池驱动的旋翼提供升力和姿态控制，受到电池容量的限制，载重能力和续航能力十分有限，一般增加电池的情况下最大载重20公斤左右，续航时间为10分钟左右，且由于电池的原因，频繁飞行需要携带大量电池组，电池组充电时间太长。因此，电池驱动的无人机技术指标严重限制了其实用化推广。另一种直升机为单一油动常规布局的直升机，通过主旋翼的螺距而改变控制飞行姿态，但是，其响应性差，控制精度不高，可靠性差，结构复杂，故障率高，且过分依赖电子控制，电子器件发生故障极易坠机。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种多旋翼无人直升机，其具有载重量大、续航时间长、可靠性更高的特点。
本发明所采用的技术方案为：
一种多旋翼无人直升机，包括机身、主旋翼和副旋翼***，
所述机身，安装有用以控制所述直升机运行的飞行控制***；所述机身内还安装有供电***，所述供电***包括发动机、发电机和电池组，所述发动机驱动所述发电机，所述发电机为所述电池组提供电能；
所述主旋翼，用于为所述直升机提供升力，竖直设置在所述机身的顶部，且所述主旋翼由发动机提供动力驱动；
所述副旋翼***，用于改变所述直升机的飞行姿态，固定在所述机身的周侧，所述副旋翼***与电池组电连接，所述电池组给所述副旋翼***提供电能。
进一步的，所述主旋翼包括第一主旋翼和第二主旋翼，所述第一主旋翼与所述第二主旋翼共轴设置，且所述第一主旋翼和第二主旋翼的旋转方向相反。
进一步的，所述机身内还设置有至少一台燃油发动机，所述燃油发动机驱动所述发电机，且所述燃油发动机与所述第一主旋翼、第二主旋翼传动连接。
进一步的，所述副旋翼***包括多个副旋翼，所述副旋翼的数量为4个、6个或8个，所有的所述副旋翼以所述主旋翼为中心均匀分布在所述机身的周侧。
进一步的，当所述直升机飞行时，所述发电机为所述电池组充电。
本发明的有益效果为：发动机驱动共轴反转的主旋翼，主旋翼提供主要升力，周边4到8个副旋翼负责次要升力和姿态控制。由于主旋翼是定距不倾斜旋翼，其第一主旋翼和第二主旋翼正反对向旋转时，不产生任何偏转力矩，即使姿态控制的电动螺旋桨全部失效也能垂直平稳着陆，只是失去了平行移动能力。发动即为共轴反转主旋翼提供动力的同时，还驱动发电机持续为电池组充电，因此，可实现不用给电池充电和更换电池立即使用，无需担心电池没电而摔机。本发明的载重能力和续航时间大幅提高，轻松实现50至200公斤载荷，以及几小时甚至更长时间的续航能力。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图。
图中：1、机身；2、主旋翼；3、副旋翼***；4、发电机；5、电池组；6、飞行控制***；7；发动机。
具体实施方式
本发明提供了一种多旋翼无人直升机，包括机身1、主旋翼2和副旋翼***3，所述机身1内安装有供电***，所述供电***包括发动机7、发电机4和电池组5，所述发电机4与所述电池组5电连接；所述主旋翼2，用于为所述直升机提供升力，竖直设置在所述机身1的顶部，且所述主旋翼2由所述发动机驱动；所述副旋翼***3，用于改变所述直升机的飞行姿态，固定在所述机身1的周侧，所述电池组5与所述副旋翼***3电连接，并所述副旋翼***3提供动力；所述机身1内还安装有用以控制(具体为飞机的起飞、悬停、前进、降落及发电机和电池组的充电等动作)所述直升机运行的飞行控制***6。
做为本发明的一个实施方式，如图1所示，所述机身1内可设置有多台燃油发动机7，这些发动机7均能驱动所述发电机4发电，当直升机飞行时，发电机4利用所产生的电能为电池组5充电，因此，无需单独为电池组充电，也避免因电池组没电失去动力而导致的坠机事故。
所述主旋翼2包括第一主旋翼和第二主旋翼，所述第一主旋翼与所述第二主旋翼共轴设置。例如，第一主旋翼和第二主旋翼的转轴可以竖直套接在一起，并保持轴线在同一直线上，第一主旋翼和第二主旋翼直接安装在各自的转轴上，可通过快拆结构，实现第一主旋翼和第二主旋翼的安装和拆卸。根据不同海拔的需要，进行更换主旋翼，主旋翼通过不同的转速实现在各个高度飞行。因此，不倾斜结构，这使得结构大幅简化，极大地增加可靠性，几乎无需维护保养。
发动机7的输出轴上连接斜齿轮进行动力传输，同时所述第一主旋翼、第二主旋翼的转轴的末端均设有斜齿轮，通过齿轮啮合传动，第一主旋翼和第二主旋翼的转速相同，但旋转方向相反，从而实现主旋翼的共轴反转。因此，主旋翼正反对向旋转时扭力相互抵消，不产生任何偏转力矩，无需增设平衡桨，效率更高，并提供直升机飞行过程中的绝大部分升力。
所述副旋翼***3包括多个副旋翼，所述副旋翼的数量为4个、6个或8个，为了保持飞行的平稳，所有的所述副旋翼以所述主旋翼为中心均匀分布在所述机身的周侧。飞行控制***6可以驱动四个方向的副旋翼通过转速差调整机身平衡和倾斜，从而实现各个平行方向的运动。主旋翼下方安装有姿态调整舵面，在飞行控制器的控制下可以配合姿态控制副旋翼使用，也可以在副旋翼失效后应急使用。
本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多旋翼无人直升机，其特征在于：包括机身、主旋翼和副旋翼***，
所述机身，安装有用以控制所述直升机运行的飞行控制***；所述机身内还安装有供电***，所述供电***包括发动机、发电机和电池组，所述发动机驱动所述发电机，所述发电机为所述电池组提供电能；
所述主旋翼，用于为所述直升机提供升力，竖直设置在所述机身的顶部，且所述主旋翼由发动机提供动力驱动；
所述副旋翼***，用于改变所述直升机的飞行姿态，固定在所述机身的周侧，所述副旋翼***与电池组电连接，所述电池组给所述副旋翼***提供电能。
2.根据权利要求1所述的多旋翼无人直升机，其特征在于：所述主旋翼包括第一主旋翼和第二主旋翼，所述第一主旋翼与所述第二主旋翼共轴设置，且所述第一主旋翼和第二主旋翼的旋转方向相反。
3.根据权利要求2所述的多旋翼无人直升机，其特征在于：所述机身内设置有至少一台燃油发动机，所述燃油发动机驱动所述发电机，且所述燃油发动机与所述第一主旋翼、第二主旋翼传动连接。
4.根据权利要求1所述的多旋翼无人直升机，其特征在于：所述副旋翼***包括多个副旋翼，所述副旋翼的数量为4个、6个或8个，所有的所述副旋翼以所述主旋翼为中心均匀分布在所述机身的周侧。
5.根据权利要求1所述的多旋翼无人直升机，其特征在于：当所述直升机飞行时，所述发电机为所述电池组充电。
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