CN101811572A - 共轴反转双转子八旋翼飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明共轴反转双转子八旋翼飞行器涉及无人飞行器技术领域，该飞行器包括机体(1)、四根支撑臂(2)、四个双转子(3)、起落架(4)和电控系统(5)，四根支撑臂(2)连接在机体(1)的周边，四根支撑臂(2)的几何中心线在同一平面上，相邻的两根支撑臂(2)的几何中心线夹角为90度；四个双转子(3)分别设置在四根支撑臂(2)的端部，起落架(4)对称连接在机体(1)上，电控系统(5)设置在机体(1)内，控制并连接四个双转子(3)。本发明的飞行器具有高的升力/重量比和带载能力。
Description
技术领域
本发明属于无人飞行器技术领域，涉及一种新型结构的共轴反转双转子多旋翼飞行器。
背景技术
当前的大部分飞行器都是固定翼式飞行器，这种飞行器无法完成垂直起飞和降落，需要有专用的跑道或发射装置，其机动性能有限。有翼飞行器具有垂直起飞和降落功能，还能够在空中进行悬停，在军事侦察、反恐、公安、消防、森林巡查、核泄漏探测以及救灾等领域具有广泛的需求。特别是微小型旋翼飞行器，在军民两用方面具有十分广阔的应用前景，包括为野外作战提供复杂地形情况下的侦察及监视；通信中继；检测核污染或进行特殊环境下的检测；侦察建筑物内部情况；监视、监听、解救人质以及反恐怖行动等。在民用方面，微小型旋翼飞行器可用于搜索灾难幸存者、有毒气体或化学污染、建筑物监查评估、石油及电力管线巡查以及民用航空拍摄等多种应用场合。当前有翼飞行器主要有单旋翼(主旋翼+尾桨)直升机、双悬翼(共轴反转)直升机以及四旋翼飞行器三种结构形式，比如美国麦道公司的MH-16直升机、俄罗斯的卡-29直升机、德国Microdrone公司的四旋翼飞行器等。上述旋翼飞行器的升力和重量比较低，设计成微小型飞行器时带载能力很差，极大制约了其在各个领域的应用。
发明内容
本发明的目的是为解决现有的具有垂直起降和悬停功能的飞行器的升力/重量比低和小型化带载能力不足等问题，提出一种具有高带载能力的共轴反转双转子八旋翼飞行器。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
共轴反转双转子八旋翼飞行器，包括机体、四根支撑臂、四个双转子、起落架和电控系统，四根支撑臂连接在机体的周边，四根支撑臂的几何中心线在同一平面上，相邻的两根支撑臂的几何中心线夹角为90°；四个双转子分别设置在四根支撑臂的端部，起落架连接在机体上，电控系统设置在机体内，控制并连接四个双转子。
上述的双转子是由两个旋翼和直接驱动连接旋翼的电机或油机构成，每个双转子的两个旋翼转速相同且旋转方向相反，每个双转子的两个旋翼一个是正桨一个是反桨，每个双转子的两个旋翼旋转产生的升力方向都向上，电机或油机具有两个单独的输出轴分别连接每个双转子的两个旋翼。
每个双转子由电机或油机直接驱动，消除了传动系统的效率损失，提高了能量利用效率和飞行器的升力/重量比。每个双转子的两个旋翼转速相同且旋转方向相反，对机体产生的扭力大小相等但方向相反，因此对机体的和扭力矩为零，保证了机体姿态稳定。同时降低一个双转子两个旋翼的转速，飞行器沿着连接这个双转子的支撑臂几何中心线由机体指向转子的方向飞行，降低任一个双转子的转速，可以使飞行器完成前飞、倒飞、左飞和右飞。同时降低相邻两个双转子的各自的两个旋翼的转速时，飞行器可以沿着支撑臂几何中心线所在平面向任意方向飞行。四个双转子安装在四个支撑臂的端部且每个双转子的两个旋翼连接在电机的两端，提高了飞行器的空间利用率和能量利用率，因此本发明的飞行器具有高的升力/重量比和带载能力，在军用和民用上具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明共轴反转双转子八旋翼飞行器的结构示意图；
图2是本发明的双转子结构示意图。
图中，1、机体，2、支撑臂，3、双转子，4、起落架，5、电控系统，301、第一旋翼，302、第二旋翼，303、驱动机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的共轴反转双转子八旋翼飞行器，包括：机体1、连接在机体1周围上的四根支撑臂2、分别设置在各支撑臂2端部上的四个双转子3、连接在机体1上的起落架4和设置在机体1中的控制连接各转子的电控系统5，所述的四根支撑臂2的几何中心线在同一平面上，各相邻的两根支撑臂2的几何中心线夹角为90°。所述起落架4对称连接在机体1上，为飞行器提供支撑，保护飞行器起飞和降落时旋翼不碰撞地面。
如图2所示，上述的双转子3是由第一旋翼301、第二旋翼302和直接驱动连接第一旋翼301、第二旋翼302的驱动机构303构成，驱动机构303为电机或油机，第一旋翼301和第二旋翼302一个是正桨一个是反桨，第一旋翼301和第二旋翼302分别连接在驱动机构303的两个输出轴上。
如图1和图2所示，每个双转子3的第一旋翼301和第二旋翼302的旋转平面与四根支撑臂2的几何中心线所在平面平行。
Claims (4)
1.共轴反转双转子八旋翼飞行器，其特征在于，该飞行器包括机体(1)、四根支撑臂(2)、四个双转子(3)、起落架(4)和电控系统(5)，四根支撑臂(2)连接在机体(1)的周边，四根支撑臂(2)的几何中心线在同一平面上，相邻的两根支撑臂(2)的几何中心线夹角为90度；四个双转子(3)分别设置在四根支撑臂(2)的端部，起落架(4)对称连接在机体(1)上，电控系统(5)设置在机体(1)内，控制并连接四个双转子(3)。
2.如权利要求1所述的共轴反转双转子八旋翼飞行器，其特征在于，所述的双转子(3)由第一旋翼(301)、第二旋翼(302)和驱动机构(303)组成，第一旋翼(301)和第二旋翼(302)的转速相同且旋转方向相反，驱动机构(303)设有两个单独的输出轴，分别连接第一旋翼(301)和第二旋翼(302)。
3.如权利要求2所述的共轴反转双转子八旋翼飞行器，其特征在于，所述驱动机构(303)为电机或油机。
4.如权利要求1或2所述的共轴反转双转子八旋翼飞行器，其特征在于，所述第一旋翼(301)和第二旋翼(302)的旋转平面与所述四根支撑臂(2)的几何中心线所在平面平行。
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