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CN106697274A - 一种六旋翼无人机 - Google Patents

一种六旋翼无人机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种六旋翼无人机，属于飞行器技术领域，它包括流线型的机身，所述机身上固定安装有两个侧机臂和两个尾机臂，两个所述侧机臂均呈L形，每个所述侧机臂位于所述机身的机头位置的端部均安装有一前部电机，每个所述侧机臂位于所述机身的侧面位置均安装有一中部电机，每个所述尾机臂上均安装有一尾部电机，所述前部电机、中部电机和尾部电机上均安装有螺旋桨，所述机身的重心低于所述螺旋桨的平面；所述机身的机腹固定安装有挂载杆，所述挂载杆由所述机身的机头方向向所述机身的机尾方向延伸；所述机身上安装有动力源。本发明解决了传统飞行器挂载能力差的技术问题，广泛用于飞行器中。

Description

一种六旋翼无人机
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种六旋翼无人机。
背景技术
六旋翼无人机是一种具备垂直升降、悬停等灵活飞行性能优势的小型无人飞行器，在某些环境下有着比固定翼无人机更好的实用性。它通过六个圆周布置的电动机提供动力，通过改变旋翼转速来调整姿态，通过调整姿态进一步实现位置控制，具有悬停性能优异、移动灵活、机械结构紧凑、零部件可靠性高等优点，也因此在军事和民用领域都具有广阔的应用前景。
经过数年的发展，六旋翼无人机已经出现了多种形态，但是仍存在普遍的缺陷，如挂载能力偏弱，大多数六旋翼无人机只能携带3千克以内的任务载荷执行任务，且由于设计理念落后，挂载方式单一，对任务设备有着苛刻要求；另一方面，受制于锂电池的能量密度，无法实现长时间巡航，这也限制了六旋翼无人机的高效实用。
当前中小型无人机，多轴(尤以六轴典型)占据了绝大多数的应用市场，但是动力系统仍采用传统锂离子电池，锂电池的能量密度相比于新兴能源(如氢燃料电池)较低，近两年随着氢燃料电池、油电混合动力技术在汽车领域的大规模应用，这两种动力技术已经趋于成熟，但是受限于体积，并不能在现有多轴无人机上灵活改装，市场呼唤使用新兴动力技术无人机的到来。
因此，基于上述缺陷，在飞行器技术领域，对于六旋翼无人机仍存在研究和改进的需求，这也是目前飞行器技术领域中的一个研究热点和重点，更是本发明得以完成的出发点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种六旋翼无人机，用以解决传统飞行器挂载能力差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，提供一种六旋翼无人机，包括流线型的机身，所述机身上固定安装有两个侧机臂和两个尾机臂，两个所述侧机臂均呈L形，每个所述侧机臂位于所述机身的机头位置的端部均安装有一前部电机，每个所述侧机臂位于所述机身的侧面位置均安装有一中部电机，每个所述尾机臂上均安装有一尾部电机，所述前部电机、中部电机和尾部电机上均安装有螺旋桨，所述机身的重心低于所述螺旋桨的平面；所述机身的机腹固定安装有挂载杆，所述挂载杆由所述机身的机头方向向所述机身的机尾方向延伸；所述机身上安装有动力源，所述动力源分别连接所述前部电机、中部电机和尾部电机。
作为一种优选技术方案，所述前部电机、中部电机和尾部电机成环形阵列布置，且所述前部电机、中部电机和尾部电机的安装平面与所述机身的水平面之间设有3度夹角。
作为一种优选技术方案，所述侧机臂相对于所述机身的水平面具有8度的上翘倾角。
作为一种优选技术方案，所述侧机臂与机身连接处具有3度的后掠角。
作为一种优选技术方案，所述尾机臂相对于所述机身的水平面具有8度的上翘倾角。
作为一种优选技术方案，所述机身的机头位置和所述机身的机尾位置均安装有GPS模块。
作为一种优选技术方案，所述机身上安装有起落架，所述起落架安装于所述机身的机腹位置。
作为另一种优选技术方案，所述动力源包括设置于所述机身的机舱内的锂电池。
作为另一种优选技术方案，所述动力源包括设置于所述机身的机舱内的储氢气罐，所述挂载杆上挂装有连接所述储氢气罐的燃料电池反应电堆，所述燃料电池反应电堆分别与所述前部电机、中部电机和尾部电机连接。
作为另一种优选技术方案，所述动力源包括设置于所述机身的机舱内的油箱，所述挂载杆上挂装有连接所述油箱的油动发电机，所述油动发电机分别与所述前部电机、中部电机和尾部电机连接。
本发明具有如下优点：
(1)本发明机身的机腹固定安装有挂载杆，与传统的一个挂载点相比较，挂载杆的设置使得被挂物体在机身的延伸方向上具有足够的移动空间，因此可以通过调整被挂物体的位置，而改变机身重心的位置，不仅大大增加了挂载能力，而且还有利于调整平衡，使得本发明在飞行过程中更加平稳。
(2)由于电机的安装平面与机身的水平面之间设有3度夹角，不同于侧机臂和尾机臂的上翘角度，保证了稳定性的同时降低了效率损失。
(3)由于侧机臂与机身连接处具有3度的后掠角，平衡了两个中部电机的反扭矩，提高了飞行过程中的稳定性。
(4)由于机身的机头位置和机身的机尾位置均安装有GPS模块，取代了容易受到干扰的磁罗盘模块，使用前后GPS模块形成双差分定位，高精度高，实现对航向、姿态的精确测量。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
图2是本发明实施例一的悬停状态图。
图3是本发明实施例一的前行状态图。
图4是本发明实施例三的结构示意图。
图5是本发明实施例四的结构示意图。
图中：1、机身，101、机头，102、机尾，103、机腹，104、机舱，2、侧机臂，3、尾机臂，4、中部电机，5、前部电机，6、尾部电机，7、螺旋桨，8、挂载杆，9、起落架，10、GPS模块，11、储氢气罐，12、燃料电池反应电堆，13、油箱，14、油动发电机。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种六旋翼无人机，包括流线型的机身1，机身1上固定安装有两个侧机臂2和两个尾机臂3，两个侧机臂2均呈L形，每个侧机臂2位于机身1的机头101位置的端部均安装有一前部电机5，每个侧机臂2位于机身1的侧面位置均安装有一中部电机4，每个尾机臂3上均安装有一尾部电机6，前部电机5、中部电机4和尾部电机6上均安装有螺旋桨7，机身1的重心低于螺旋桨7的平面，从而获得更好的稳定性；机身1的机腹103固定安装有挂载杆8，挂载杆8有左右两根，两根挂载杆8均由三段直碳管连接而成的曲线碳管组成，挂载杆8由机身1的机头101方向向机身1的机尾102方向延伸，并与机身1的流线型一致，与传统的一个挂载点相比较，挂载杆8的设置使得被挂物体在机身1的延伸方向上具有足够的移动空间，因此可以通过调整被挂物体的位置，而改变机身1重心的位置，不仅大大增加了挂载能力，而且还有利于调整平衡，使得本发明在飞行过程中更加平稳；机身1上安装有动力源，动力源分别连接前部电机5、中部电机4和尾部电机6。
侧机臂2相对于机身1的水平面具有8度的上翘倾角，尾机臂3相对于机身1的水平面具有8度的上翘倾角。两前部电机5位于机身1的机头101方向位置，两尾部电机6位于机身1的机尾102方向位置，前部电机5、中部电机4和尾部电机6成环形阵列布置，相邻的两电机之间的夹角均为60度，且前部电机5、中部电机4和尾部电机6的安装平面与机身1的水平面之间设有3度夹角，不同于侧机臂2和尾机臂3的上翘角度，保证了稳定性的同时降低了效率损失。当无人机正常悬停或者放置时，机身1向前上翘8度，当无人机在向前巡航飞行时，机身1上翘角度变小，形成流线型，减少了前进飞行阻力，由于机身1曲线的合理设计，升力大，从而进一步提升飞行效率。
侧机臂2与机身1连接处具有3度的后掠角，该后掠角是为了平衡两个中部电机4的反扭矩，提高了飞行过程中的稳定性。
机身1的机头101位置和机身1的机尾102位置均安装有GPS模块10，使用前后GPS模块10形成双差分定位，精度高，实现对航向、姿态的测量，取代了容易受到干扰的磁罗盘模块。
机身1上安装有起落架9，起落架9安装于机身1的机腹103位置，起飞降落时起支撑作用，其结构采用本领域常用的插拔结构，可以快速插拔，使用方便。
本发明还配备了应急降落伞，位于机身1的后舱，应急降落伞采用模块化设计，在使用非燃料电池动力系统时使用，直接插入使用，其具体结构和安装方式均较为常用，本领域技术人员可以借鉴现有技术，在此不再赘述。
实施例二
如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种六旋翼无人机，其结构与实施例一基本相同，其区别在于，动力源包括设置于机身1的机舱104内的锂电池，使用锂电池续航为传统技术，在此不再赘述。
实施例三
如图1、图2和图4所示，本发明提供了一种六旋翼无人机，其结构与实施例一基本相同，其区别在于，动力源包括设置于机身1的机舱104内的储氢气罐11，挂载杆8上挂装有连接储氢气罐11的燃料电池反应电堆12，通常燃料电池反应电堆12挂载于挂载杆8的尾部，燃料电池反应电堆12分别与前部电机5、中部电机4和尾部电机6连接，使用了新兴能源，进一步提高了巡航能力，其中，燃料电池反应电堆12在挂载杆8上的位置亦可根据任务挂载及重心要求灵活挂载。
实施例四
如图1、图2和图5所示，本发明提供了一种六旋翼无人机，其结构与实施例一基本相同，其区别在于，动力源包括设置于机身1的机舱104内的油箱13，挂载杆8上挂装有连接油箱13的油动发电机14，通常油动发电机14挂载于挂载杆8的尾部，油动发电机14分别与前部电机5、中部电机4和尾部电机6连接，使用了燃油动力，进一步提高了巡航能力，其中，油动发电机14在挂载杆8上的位置亦可根据任务挂载及重心要求灵活挂载。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种六旋翼无人机，包括流线型的机身，其特征在于，所述机身上固定安装有两个侧机臂和两个尾机臂，两个所述侧机臂均呈L形，每个所述侧机臂位于所述机身的机头位置的端部均安装有一前部电机，每个所述侧机臂位于所述机身的侧面位置均安装有一中部电机，每个所述尾机臂上均安装有一尾部电机，所述前部电机、中部电机和尾部电机上均安装有螺旋桨，所述机身的重心低于所述螺旋桨的平面；所述机身的机腹固定安装有挂载杆，所述挂载杆由所述机身的机头方向向所述机身的机尾方向延伸；所述机身上安装有动力源，所述动力源分别连接前部电机、中部电机和尾部电机。
2.如权利要求1所述的六旋翼无人机，其特征在于，所述前部电机、中部电机和尾部电机成环形阵列布置，且所述前部电机、中部电机和尾部电机的安装平面与所述机身的水平面之间设有3度夹角。
3.如权利要求1所述的六旋翼无人机，其特征在于，所述侧机臂相对于所述机身的水平面具有8度的上翘倾角。
4.如权利要求3所述的六旋翼无人机，其特征在于，所述侧机臂与机身连接处具有3度的后掠角。
5.如权利要求1所述的六旋翼无人机，其特征在于，所述尾机臂相对于所述机身的水平面具有8度的上翘倾角。
6.如权利要求1所述的六旋翼无人机，其特征在于，所述机身的机头位置和所述机身的机尾位置均安装有GPS模块。
7.如权利要求1所述的六旋翼无人机，其特征在于，所述机身上安装有起落架，所述起落架安装于所述机身的机腹位置。
8.如权利要求1至7任一项权利要求所述的六旋翼无人机，其特征在于，所述动力源包括设置于所述机身的机舱内的锂电池。
9.如权利要求1至7任一项权利要求所述的六旋翼无人机，其特征在于，所述动力源包括设置于所述机身的机舱内的储氢气罐，所述挂载杆上挂装有连接所述储氢气罐的燃料电池反应电堆，所述燃料电池反应电堆分别与所述前部电机、中部电机和尾部电机连接。
10.如权利要求1至7任一项权利要求所述的六旋翼无人机，其特征在于，所述动力源包括设置于所述机身的机舱内的油箱，所述挂载杆上挂装有连接所述油箱的油动发电机，所述油动发电机分别与所述前部电机、中部电机和尾部电机连接。
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