本發(fā)明涉及無人機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種涵道式無人機(jī)。

背景技術(shù)：

近年來，無人機(jī)由于它鮮明的技術(shù)特點(diǎn)在軍事和民用領(lǐng)域都獲得了越來越廣泛的應(yīng)用和飛速發(fā)展，尤其在農(nóng)業(yè)植保、軍事偵察、環(huán)境異常檢測、救災(zāi)搶險、電力巡檢、測繪與建模、航拍、娛樂等領(lǐng)域具有廣泛的需求，它代表著未來航空器的一個重要發(fā)展方向，特別是近五年來，涌現(xiàn)出了很多特色鮮明的小型多軸旋翼無人機(jī)。

近年來特別盛行的多旋翼無人機(jī)存在著較大的安全隱患，經(jīng)常有人因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或不熟練，被多旋翼無人機(jī)的螺旋槳打傷甚至致殘；同時螺旋槳的整套動力系統(tǒng)占用了多旋翼無人機(jī)大部分的空間，使得多旋翼無人機(jī)搭載平臺面積??；與此同時多旋翼無人機(jī)因其結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致它飛行的速度受到了一定限制。另外，旋翼式無人機(jī)受大風(fēng)等惡劣天氣的影響較大，消耗的電量更多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種涵道式無人機(jī)，飛行靈活、操作方便、續(xù)航時間長。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種涵道式無人機(jī)，所述無人機(jī)包括：

機(jī)身主體(9)、第一涵道(1)、第二涵道(2)、第三涵道(3)、第四涵道(4)、前起落架以及后起落架；

所述第一涵道(1)與所述機(jī)身主體(9)的第一側(cè)連接；

所述第二涵道(2)與所述機(jī)身主體(9)的第二側(cè)連接；

所述第三涵道(3)與所述機(jī)身主體(9)的第三側(cè)連接；

所述第四涵道(4)與所述機(jī)身主體(9)的第四側(cè)連接；其中，所述第一涵道(1)和所述第三涵道(3)相對于所述機(jī)身主體(9)對稱設(shè)置，所述第二涵道(2)和所述第四涵道(4)相對于所述機(jī)身主體(9)對稱設(shè)置；

所述前起落架設(shè)置在所述機(jī)身主體(9)的頭部下方，所述后起落架設(shè)置在所述機(jī)身主體(9)的尾部下方；

所述第一涵道(1)、所述第二涵道(2)、所述第三涵道(3)和所述第四涵道(4)的內(nèi)部均設(shè)置有槳葉以及帶動所述槳葉轉(zhuǎn)動的發(fā)動機(jī)。

在一個可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一涵道(1)通過第一涵道方向控制舵機(jī)(5)與所述機(jī)身主體(9)的第一側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

所述第二涵道(2)通過第二涵道方向控制舵機(jī)(6)與所述機(jī)身主體(9)的第二側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

所述第三涵道(3)通過第三涵道方向控制舵機(jī)(7)與所述機(jī)身主體(9)的第三側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

所述第四涵道(4)通過第四涵道方向控制舵機(jī)(8)與所述機(jī)身主體(9)的第四側(cè)轉(zhuǎn)動連接。

在一個可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一涵道方向控制舵機(jī)(5)通過第一舵盤與所述機(jī)身主體(9)的第一側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

所述第二涵道方向控制舵機(jī)(6)通過第二舵盤與所述機(jī)身主體(9)的第二側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

所述第三涵道方向控制舵機(jī)(7)通過第三舵盤與所述機(jī)身主體(9)的第三側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

所述第四涵道方向控制舵機(jī)(8)通過第四舵盤與所述機(jī)身主體(9)的第四側(cè)轉(zhuǎn)動連接。

在一個可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一涵道(1)、所述第二涵道(2)、所述第三涵道(3)和所述第四涵道(4)是相同的且涵道內(nèi)徑與涵道寬度的比值在1.4-1.6范圍內(nèi)，槳盤在距離涵道入口三分之一處，涵道出口直徑與涵道內(nèi)徑比在1.1-1.2范圍內(nèi)。

在一個可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一涵道(1)、所述第二涵道(2)、所述第三涵道(3)和所述第四涵道(4)是相同的且所述涵道內(nèi)徑與所述涵道寬度的比值是1.5，所述涵道出口直徑與所述涵道內(nèi)徑比是1.15。

在一個可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述無人機(jī)還包括：燃油發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)以及動力分配裝置；

所述燃油發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)分別與所述動力分配裝置相連；

所述動力分配裝置將所述燃油發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的動力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動所述槳葉的動力和驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)的動力。

在一個可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電池是可充電電池；

所述電池由無線充電裝置進(jìn)行充電；

或者，所述電池由發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流電經(jīng)整流濾波后進(jìn)行充電。

在一個可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述無線充電裝置包括：接收線圈和接收模塊電路；

所述接收線圈和接收模塊電路電性連接；

所述接收線圈，用于將感應(yīng)電磁場所產(chǎn)生的電流導(dǎo)入所述接收模塊電路；

所述接收模塊電路，用于在將所述電流調(diào)整為滿足所述電池充電需求的電流后，對所述電池進(jìn)行充電。

在一個可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述無人機(jī)還包括：控制器；

所述控制器與所述第一涵道(1)的第一涵道方向控制舵機(jī)以及第一發(fā)動機(jī)、所述第二涵道(2)的第二涵道方向控制舵機(jī)以及第二發(fā)動機(jī)、所述第三涵道(3)的第三涵道方向控制舵機(jī)以及第三發(fā)動機(jī)、所述第四涵道(4)的第四涵道方向控制舵機(jī)以及第四發(fā)動機(jī)、所述起落架轉(zhuǎn)向舵機(jī)均電連接；

所述控制器通過控制所述第一發(fā)動機(jī)、所述第二發(fā)動機(jī)、所述第三發(fā)動機(jī)和所述第四發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速以及所述第一涵道(1)、所述第二涵道(2)、所述第三涵道(3)和所述第四涵道(4)的方向?qū)o人機(jī)的飛行進(jìn)行控制。

在一個可選的實(shí)現(xiàn)方式中，所述無人機(jī)還包括電量檢測模塊和無線通信模塊；

所述電量檢測模塊分別與所述控制器和所述電池電性連接，所述無線通信模塊與所述控制器電性連接；

所述電量檢測模塊，用于將檢測到的所述電池的電量數(shù)據(jù)發(fā)送給所述控制器；

所述控制器，用于在根據(jù)確定所述電量檢測模塊發(fā)送的所述電量數(shù)據(jù)確定所述電池的電量少于預(yù)設(shè)值后，通過所述無線通信模塊向控制設(shè)備發(fā)送電量不足指令，所述電量不足指令指示無人機(jī)的電量少于所述預(yù)設(shè)值。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明實(shí)施例中的涵道式無人機(jī)包括四個位于該無人機(jī)不同側(cè)的涵道，由所述四個位于該無人機(jī)不同側(cè)的涵道為該無人機(jī)提供動力和進(jìn)行方向的調(diào)整，避免了外設(shè)的螺旋槳可能對人造成的傷害，也使得該無人機(jī)的飛行更加靈活，用戶的操作更加方便。該無人機(jī)采用油電混合動力或者配置無線充電裝置，增強(qiáng)了續(xù)航能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例涵道式無人機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例涵道式無人機(jī)動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例無線充電接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例接收模塊電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例涵道式無人機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部份實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參見圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種涵道式無人機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該無人機(jī)包括：機(jī)身主體(9)、第一涵道(1)、第二涵道(2)、第三涵道(3)、第四涵道(4)、前起落架以及后起落架；

上述第一涵道(1)與上述機(jī)身主體(9)的第一側(cè)連接；

上述第二涵道(2)與上述機(jī)身主體(9)的第二側(cè)連接；

上述第三涵道(3)與上述機(jī)身主體(9)的第三側(cè)連接；

上述第四涵道(4)與上述機(jī)身主體(9)的第四側(cè)連接；其中，上述第一涵道(1)和上述第三涵道(3)相對于上述機(jī)身主體(9)對稱設(shè)置，上述第二涵道(2)和上述第四涵道(4)相對于上述機(jī)身主體(9)對稱設(shè)置；

上述前起落架設(shè)置在上述機(jī)身主體(9)的頭部下方，上述后起落架設(shè)置在上述機(jī)身主體(9)的尾部下方；

上述第一涵道(1)、上述第二涵道(2)、上述第三涵道(3)和上述第四涵道(4)的內(nèi)部均設(shè)置有槳葉以及帶動上述槳葉轉(zhuǎn)動的發(fā)動機(jī)。

上述機(jī)身主體可以為不同的形狀，例如正方向、長方形、六邊形、圓形等。上述第一涵道(1)、上述第二涵道(2)、上述第三涵道(3)上述第四涵道(4)規(guī)格相同，可以認(rèn)為是相同的涵道。上述第一涵道、上述第二涵道、上述第三涵道、上述第四涵道為該無人機(jī)提供動力和控制該無人機(jī)的飛行。上述無人機(jī)可以使用燃油發(fā)送機(jī)為上述槳葉提供動力。上述前起落架和后起落架分別與相應(yīng)的轉(zhuǎn)向舵機(jī)相連，保證該無人機(jī)的正常起飛和降落。上述第一涵道、上述第二涵道、上述第三涵道、上述第四涵道均由該無人機(jī)的控制器統(tǒng)一控制，通過協(xié)調(diào)和控制上述各個涵道的槳葉的轉(zhuǎn)速以及通過控制上述各個舵機(jī)的轉(zhuǎn)動控制該無人機(jī)的飛行。

本發(fā)明實(shí)施例中，無人機(jī)有主涵道提供上升的主要動力，四個輔涵道控制該無人機(jī)的方向，飛行更加靈活。

本發(fā)明實(shí)施例在前實(shí)施例的基礎(chǔ)上，提供了無人機(jī)的涵道和舵機(jī)的連接方式，具體如下：上述第一涵道(1)通過第一涵道方向控制舵機(jī)(5)與上述機(jī)身主體(9)的第一側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

上述第二涵道(2)通過第二涵道方向控制舵機(jī)(6)與上述機(jī)身主體(9)的第二側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

上述第三涵道(3)通過第三涵道方向控制舵機(jī)(7)與上述機(jī)身主體(9)的第三側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

上述第四涵道(4)通過第四涵道方向控制舵機(jī)(8)與上述機(jī)身主體(9)的第四側(cè)轉(zhuǎn)動連接。

上述第一涵道方向控制舵機(jī)、上述第二涵道方向控制舵機(jī)、上述第三涵道方向控制舵機(jī)、上述第四涵道方向控制舵機(jī)分別通過轉(zhuǎn)軸與對應(yīng)的涵道相連。上述控制器通過控制上述各個方向控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動就能控制對應(yīng)的涵道的方向。例如將四個輔涵道的方向都轉(zhuǎn)至正前方，該無人機(jī)將以最大的速度向正前方飛行。

本發(fā)明實(shí)施例中，各個涵道可以方便的改變方向和角度，進(jìn)而方便的改變無人機(jī)的飛行狀態(tài)。

本發(fā)明實(shí)施例在前實(shí)施例的基礎(chǔ)上，提供了無人機(jī)的各個方向控制舵機(jī)與機(jī)身主體的連接方式，具體如下：

上述第一涵道方向控制舵機(jī)(5)通過第一舵盤與上述機(jī)身主體(9)的第一側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

上述第二涵道方向控制舵機(jī)(6)通過第二舵盤與上述機(jī)身主體(9)的第二側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

上述第三涵道方向控制舵機(jī)(7)通過第三舵盤與上述機(jī)身主體(9)的第三側(cè)轉(zhuǎn)動連接；

上述第四涵道方向控制舵機(jī)(8)通過第四舵盤與上述機(jī)身主體(9)的第四側(cè)轉(zhuǎn)動連接。

本發(fā)明實(shí)施例中，各個涵道通過對應(yīng)的舵盤與上述機(jī)身主體的相應(yīng)側(cè)轉(zhuǎn)動連接，使得上述各個涵道的可以改變更大的角度。

本發(fā)明實(shí)施例中，限制了上述第一涵道(1)、上述第二涵道(2)、上述第三涵道(3)和上述第四涵道(4)的規(guī)格，具體如下：上述第一涵道(1)、上述第二涵道(2)、上述第三涵道(3)和上述第四涵道(4)是相同的且涵道內(nèi)徑與涵道寬度的比值在1.4-1.6范圍內(nèi)，槳盤在距離涵道入口三分之一處，涵道出口直徑與涵道內(nèi)徑比在1.1-1.2范圍內(nèi)。

規(guī)格不同的涵道對無人機(jī)性能的影響很大，本實(shí)施中的涵道在相同的條件下可以為無人機(jī)提供更多的動力。舉例來說，當(dāng)上述涵道的涵道內(nèi)徑與涵道寬度的比值在1.4-1.6范圍內(nèi)可以為該無人機(jī)提供更多的上升力。當(dāng)上述涵道的涵道出口直徑與涵道內(nèi)徑比在1.1-1.2范圍內(nèi)，上述涵道的涵道升力更大。

本發(fā)明實(shí)施例中的涵道，可以無人機(jī)提供更多的動力。

本發(fā)明實(shí)施例中，提出了一種具體的涵道，具體如下：上述第一涵道(1)、上述第二涵道(2)、上述第三涵道(3)和上述第四涵道(4)是相同的且上述涵道內(nèi)徑與上述涵道寬度的比值是1.5，上述涵道出口直徑與上述涵道內(nèi)徑比是1.15。

經(jīng)過理論計算和實(shí)際實(shí)驗(yàn)，確定具備上述參數(shù)的涵道的性能更好。

本發(fā)明實(shí)施例中，提出了一種為槳葉提供動力的方法，具體如下：如圖2所示，上述無人機(jī)還包括：燃油發(fā)動機(jī)201、發(fā)電機(jī)203以及動力分配裝置202；

上述燃油發(fā)動機(jī)201、上述發(fā)電機(jī)203分別與上述動力分配裝置202相連；

上述動力分配裝置將上述燃油發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的動力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動上述槳葉的動力和驅(qū)動上述發(fā)電機(jī)的動力。

上述發(fā)電機(jī)帶動上述槳葉進(jìn)行轉(zhuǎn)動。上述動力分配裝置根據(jù)上述無人機(jī)的飛行狀況和上述電池的電量進(jìn)行動力的分配。上述發(fā)電機(jī)提供的電量可以對上述電池進(jìn)行充電。當(dāng)上述電池的電量充足時，將更多的動力分配給上述槳葉，當(dāng)上述電池的電量不足時，為上述槳葉提供更多的動力。

本發(fā)明實(shí)施例中，可以有效地減少更換電池和對上述電池進(jìn)行充電的次數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例中，上述電池是可充電電池；

上述電池由無線充電裝置進(jìn)行充電；

或者，上述電池由發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流電經(jīng)整流濾波后進(jìn)行充電。

采用充電電池可以減少更換電池帶來的不便。

本發(fā)明實(shí)施例中，可以由無線充電裝置為無人機(jī)進(jìn)行無線充電，如圖3所示，上述無線充電裝置包括：接收線圈301和接收模塊電路302；

上述接收線圈301和接收模塊電路302電性連接；

上述接收線圈301，用于將感應(yīng)電磁場所產(chǎn)生的電流導(dǎo)入上述接收模塊電路；

上述接收模塊電路302，用于在將上述電流調(diào)整為滿足上述電池充電需求的電流后，對上述電池進(jìn)行充電。

上述接收線圈可以感應(yīng)電磁場產(chǎn)生電流，并將產(chǎn)生的電流導(dǎo)入上述接收模塊電路。上述接收模塊電路將接收到的電路進(jìn)行處理后，對上述電池進(jìn)行充電。上述無線充電接受裝置支持電磁感應(yīng)式充電、磁場共振充電、無線電波式充電中的至少一種。舉例來說，上述無線充電接受裝置可以集成電磁感應(yīng)式充電和磁場共振充電兩種無線充電方式。兩種無線充電裝置可以分別占據(jù)上述無線充電接受裝置的一部分，上述無線充電接受裝置也可以集中支持多種無線充電方式。上述無線充電接受裝置可以根據(jù)無線充電裝置的充電方式選擇合適的無線充電方式。如圖4所示，上述接收模塊電路可以包括降壓電路401、整流電路402和充電控制電路403。上述接收線圈感應(yīng)電磁場產(chǎn)生電流后，由上述降壓電路401進(jìn)行降壓，并通過整流電路402進(jìn)行整流，最后由充電控制電路403對上述電池進(jìn)行充電。

本發(fā)明實(shí)施例中，提供了無人機(jī)的飛行控制方法，具體如下：上述無人機(jī)還包括：控制器；

上述控制器與上述第一涵道(1)的第一涵道方向控制舵機(jī)以及第一發(fā)動機(jī)、上述第二涵道(2)的第二涵道方向控制舵機(jī)以及第二發(fā)動機(jī)、上述第三涵道(3)的第三涵道方向控制舵機(jī)以及第三發(fā)動機(jī)、上述第四涵道(4)的第四涵道方向控制舵機(jī)以及第四發(fā)動機(jī)、上述起落架轉(zhuǎn)向舵機(jī)均電連接；

上述控制器通過控制上述第一發(fā)動機(jī)、上述第二發(fā)動機(jī)、上述第三發(fā)動機(jī)和上述第四發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速以及上述第一涵道(1)、上述第二涵道(2)、上述第三涵道(3)和上述第四涵道(4)的方向?qū)o人機(jī)的飛行進(jìn)行控制。

上述發(fā)送機(jī)設(shè)置在對應(yīng)的涵道內(nèi)部，帶動相應(yīng)的槳葉轉(zhuǎn)動。上述控制器通過控制上述各個舵機(jī)轉(zhuǎn)動的方向進(jìn)而改變對應(yīng)的各個涵道的方向，通過控制上述槳葉的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)各個力矩，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的飛行控制。

本發(fā)明實(shí)施例中，提供了檢測電池電量的方法，具體如下：如圖5所示，上述無人機(jī)還包括：電量檢測模塊502和無線通信模塊503；

上述電量檢測模塊502分別與上述控制器501和上述電池504電性連接，上述無線通信模塊503與上述控制器501電性連接；

上述電量檢測模塊502，用于將檢測到的上述電池504的電量數(shù)據(jù)發(fā)送給上述控制器；

上述控制器501，用于在根據(jù)上述電量檢測模塊502發(fā)送的上述電量數(shù)據(jù)確定上述電池504的電量少于預(yù)設(shè)值后，通過上述無線通信模塊503向控制設(shè)備發(fā)送電量不足指令，上述電量不足指令指示無人機(jī)的電量少于上述預(yù)設(shè)值。

例如該處理器可以以一定的時間周期通知上述電量檢測模塊檢測上述電池的剩余電量，并根據(jù)上述剩余電量是否少于預(yù)設(shè)值。上述控制設(shè)備可以是控制上述無人機(jī)的控制器，也可以是該無人機(jī)綁定的其它終端如手機(jī)、可穿戴設(shè)備等。舉例來說，當(dāng)上述處理器確定上述電池的電量不足時，通過上述無線通信模塊向用戶的手機(jī)發(fā)送報警信息，上述手機(jī)通過特定的應(yīng)用與該手機(jī)進(jìn)行綁定。

本發(fā)明實(shí)施例中，通過電量檢測模塊檢測電池的電量，并通過無線通信模塊發(fā)送給相應(yīng)的控制設(shè)備，可以提示用戶及時進(jìn)行充電。

本實(shí)施例中，上述無人機(jī)可以與終端設(shè)備具有綁定關(guān)系。上述終端設(shè)備例如手機(jī)、平板電腦、臺式電腦等可以通過特定的應(yīng)用與上述無人機(jī)進(jìn)行綁定，綁定后上述終端設(shè)備可以向上述無人機(jī)發(fā)送各種指令，如充電指令、上升指令、下降指令等。上升指令可以指示該無人機(jī)向上飛行。下降指令指示該無人機(jī)向下飛行。上述控制器可以控制該無線通訊模塊向上述終端設(shè)備發(fā)送上述無人機(jī)的剩余電量信息、高度信息和坐標(biāo)信息。上述終端設(shè)備可以通過服務(wù)器主動獲取該無人機(jī)的信息，也可以通過該服務(wù)器向該無人機(jī)發(fā)送相應(yīng)的指令。

以上僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明實(shí)施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。