變距系統(tǒng)改變主副旋翼總距使無人直升機(jī)升降、懸停，通過協(xié)同改變主旋翼和各副旋翼總距使無人直升機(jī)航向偏轉(zhuǎn)、前后或左右移動(dòng)。
[0030]在上述飛行過程中，當(dāng)確定主旋翼為A，副旋翼B、C、D、E方向分別為無人飛行器前、左、后、右四個(gè)方向方向時(shí)，副旋翼B、C、D、E與主旋翼A的槳型相反且轉(zhuǎn)向相反，通過協(xié)調(diào)主副旋翼的轉(zhuǎn)速和槳距，可以使主旋翼A產(chǎn)生的反扭矩與副旋翼B、C、D、E產(chǎn)生的反扭矩相互平衡。由于主旋翼A用于提供飛行時(shí)的主要升力，副旋翼B、C提供飛行時(shí)的輔助升力，通過飛行控制系統(tǒng)協(xié)同改變主旋翼A和副旋翼B、C、D、E的總距，使得在副旋翼B、D總距相同，副旋翼C、E總距相同，并且主副旋翼反扭矩平衡的情況下，改變無人飛行器的總升力，實(shí)現(xiàn)在機(jī)身平衡和航向不變的情況下垂直方向上的懸停和升降控制。
[0031]在姿態(tài)控制和軌跡控制過程中，保持主旋翼A和副旋翼C、E的總距不變，降低副旋翼B的總距，增大副旋翼D的總距，可以在保持升力平衡和航向扭矩平衡的情況下產(chǎn)生前俯力矩，無人飛行器前傾并向前飛行；反之降低副旋翼D的總距，增大副旋翼B的總距，可以在保持升力平衡和航向扭矩平衡的情況下產(chǎn)生后仰力矩，無人飛行器后仰并向后飛行。保持主旋翼A和副旋翼B、D的總距不變，降低副旋翼C的總距，增大副旋翼E的總距，可以在保持升力平衡和航向扭矩平衡的情況下產(chǎn)生左滾力矩，無人飛行器左滾轉(zhuǎn)并向左飛行；反之降低副旋翼E的總距，增大副旋翼C的總距，可以在保持升力平衡和航向扭矩平衡的情況下產(chǎn)生右滾力矩，無人飛行器右滾轉(zhuǎn)并向右飛行。增加副旋翼B、C、D、E的總距，降低主旋翼A的總距，可以在保持升力平衡的情況下，產(chǎn)生與中心旋翼A旋轉(zhuǎn)方向相同的偏航控制力矩；反之，降低副旋翼B、C、D、E的總距，增加主旋翼A的總距，可以在保持升力平衡的情況下，產(chǎn)生與中心旋翼A旋轉(zhuǎn)方向相反的偏航控制力矩；從而可以控制直升機(jī)的航向。
[0032]在無人飛行器飛行過程中，當(dāng)迎面風(fēng)和槳葉成90度夾角時(shí)速度為V+W，當(dāng)和槳葉成270度夾角時(shí)為V-W(V為槳葉圓周速度，W為風(fēng)速)。由此得知槳葉在旋轉(zhuǎn)一周的受力是不均勻的，這樣容易造成飛行不穩(wěn)定，為了解決這一技術(shù)問題，優(yōu)選地，主旋翼I的槳轂處和/或副旋翼2的槳轂處設(shè)有揮舞鉸。為了進(jìn)一步優(yōu)化揮舞鉸的調(diào)節(jié)作用，優(yōu)選主旋翼I的槳轂處和/或副旋翼2的槳轂處還設(shè)有與揮舞鉸相配合的阻尼器，阻尼器的兩端分別連接揮舞鉸和槳轂。采用這種結(jié)構(gòu)當(dāng)槳葉上升后，在揮舞鉸夾角的作用下迎角減小(螺距減小)，葉片升力開始降低，槳葉下降。反之，槳葉下降，迎角增加，升力上升，槳葉開始上升。
[0033]本實(shí)施方式中，為了優(yōu)化該無人飛行器的飛行安全性，防止主旋翼I和/或副旋翼2受損，優(yōu)選地，揮舞鉸與主旋翼I的槳葉和/或副旋翼2的槳葉之間設(shè)有擺振鉸。這樣，擺振鉸利用前行時(shí)阻力增加，使槳葉自然增加后掠角(即所謂“滯后”，因?yàn)闃~在旋轉(zhuǎn)方向上的角速度低于圓心的旋轉(zhuǎn)速度)，這也變相增加槳葉在氣流方向上剖面的長度，加強(qiáng)了減小迎角的作用；在后行時(shí)，阻力減小，阻尼器(相當(dāng)于彈簧)使槳葉恢復(fù)的正常位置。
[0034]另外，為便于分別控制主旋翼I和副旋翼2的旋轉(zhuǎn)速度，優(yōu)選地，傳動(dòng)系統(tǒng)包括主減速器、主減速器輸入軸、副減速器輸入軸和副減速器，傳動(dòng)系統(tǒng)依次通過主減速器輸入軸和主減速器能夠驅(qū)動(dòng)主旋翼I旋轉(zhuǎn)；并且，傳動(dòng)系統(tǒng)還依次通過副減速器輸入軸、副減速器能夠驅(qū)動(dòng)副旋翼2旋轉(zhuǎn)。
[0035]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0037]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有主副多旋翼結(jié)構(gòu)的無人飛行器，包括機(jī)身(3)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、N個(gè)副旋翼軸(5)和N個(gè)副旋翼(2)，所述動(dòng)力系統(tǒng)位于所述機(jī)身(3)內(nèi)，所述副旋翼軸(5)沿著周向間隔安裝于所述機(jī)身(3)的外壁上且所述N個(gè)副旋翼軸(5)位于同一水平面內(nèi)，所述副旋翼(2)安裝于所述副旋翼軸(5)的末端上，所述傳動(dòng)系統(tǒng)敷設(shè)于所述副旋翼軸內(nèi)，并且所述傳動(dòng)系統(tǒng)一端與所述動(dòng)力系統(tǒng)相連而另一端與所述副旋翼(2)相連以能夠驅(qū)動(dòng)所述副旋翼(2)轉(zhuǎn)動(dòng)；其特征在于，還包括主旋翼(I)和主旋翼軸(4)，所述主旋翼軸(4)豎直安裝于所述機(jī)身(3)的頂部，所述主旋翼(I)安裝于所述主旋翼軸(4)頂部，并且所述主旋翼(I)與所述傳動(dòng)系統(tǒng)相連以使得所述主旋翼(I)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，N為不小于3的正整數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人飛行器，其特征在于，所述主旋翼(I)的槳葉與所述副旋翼(2)的槳葉的槳型相反。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人飛行器，其特征在于，所述主旋翼(I)的槳葉長度大于所述副旋翼(2)的槳葉長度。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的無人飛行器，其特征在于，所述無人飛行器還包括設(shè)置于所述主旋翼軸(4)上和副旋翼軸(5)上的總距變距系統(tǒng)，所述總距變距系統(tǒng)能夠協(xié)同改變所述主旋翼(I)和副旋翼(2)的總距。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人飛行器，其特征在于，在所述無人飛行器處于升降狀態(tài)下，所述副旋翼(2)以及主旋翼(I)均在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)并且旋轉(zhuǎn)方向相反。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人飛行器，其特征在于，所述主旋翼(I)的槳轂處和/或所述副旋翼(2)的槳轂處設(shè)有揮舞鉸。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人飛行器，其特征在于，所述主旋翼(I)的槳轂處和/或所述副旋翼(2)的槳轂處還設(shè)有與所述揮舞鉸相配合的阻尼器，所述阻尼器的兩端分別連接所述揮舞鉸和槳轂。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的無人飛行器，其特征在于，所述揮舞鉸與所述主旋翼(I)的槳葉和/或所述副旋翼(2)的槳葉之間設(shè)有擺振鉸。9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的無人飛行器，其特征在于，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括主減速器、主減速器輸入軸、副減速器輸入軸和副減速器，所述傳動(dòng)系統(tǒng)依次通過主減速器輸入軸和所述主減速器能夠驅(qū)動(dòng)所述主旋翼(I)旋轉(zhuǎn)；并且，所述傳動(dòng)系統(tǒng)還依次通過所述副減速器輸入軸、副減速器能夠驅(qū)動(dòng)所述副旋翼(2)旋轉(zhuǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有主副多旋翼結(jié)構(gòu)的無人飛行器，包括機(jī)身(3)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、N個(gè)副旋翼軸(5)和N個(gè)副旋翼(2)，動(dòng)力系統(tǒng)位于機(jī)身內(nèi)，副旋翼軸沿著周向間隔安裝于機(jī)身的外壁上且N個(gè)副旋翼軸位于同一水平面內(nèi)，副旋翼安裝于副旋翼軸的末端上，傳動(dòng)系統(tǒng)敷設(shè)于副旋翼軸內(nèi)，并且傳動(dòng)系統(tǒng)一端與動(dòng)力系統(tǒng)相連而另一端與副旋翼相連以能夠驅(qū)動(dòng)副旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)；還包括主旋翼(1)和主旋翼軸(4)，主旋翼軸豎直安裝于機(jī)身的頂部，主旋翼安裝于主旋翼軸頂部，并且主旋翼與傳動(dòng)系統(tǒng)相連以使得主旋翼能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，N為不小于3的正整數(shù)。該無人飛行器載荷大、航程長、升限高，并且姿態(tài)易于控制、懸停穩(wěn)定可靠。
【IPC分類】B64C27/08
【公開號(hào)】CN104973241
【申請?zhí)枴緾N201510398174
【發(fā)明人】劉楊, 丁毅, 謝曉虎
【申請人】蕪湖萬戶航空航天科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年7月8日