[发明专利]一种高可靠性倾转旋翼无人飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多旋翼无人飞行器。特别是涉及一种高可靠性倾转旋翼无人飞行器。

背景技术

多旋翼飞行器，国外又称Multi-rotor，是一种具有多个螺旋桨的飞行器，与传统的直升机不同，多旋翼飞行器通过改变螺旋桨的速度来实现各种动作。

具有垂直起降和悬停能力的旋翼飞行器，较之传统单旋翼直升机，具有结构简单、维护容易，桨叶杀伤力小，操作安全的特点。不但在军事领域发挥着日益重要的作用，也在灾害救援、评估，危险环境调查，交通巡视及空中摄影等多个民用领域得到广泛的应用。

现有的多旋翼无人飞行器，在任一套动力装置出现故障的情况下，均将无法维持姿态稳定而坠毁，通过简单的概率计算可以得出，多旋翼飞行器系统的整体可靠性远低于固定翼飞行器及普通单旋翼飞行器，这极大的限制了多旋翼飞行器的应用领域。例如，在需要搭载昂贵设备的飞行任务中，尽管多旋翼飞行器有诸多优点，仍然被排除在选择范围外。

另一方面，目前多旋翼无人飞行器均为固定构型，飞行器面积大，不利于在狭小空间飞行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够大大提高多旋翼飞行器可靠性的高可靠性倾转旋翼无人飞行器。

本发明所采用的技术方案是：一种高可靠性倾转旋翼无人飞行器，包括有机架，所述的机架的中心设置有飞行控制系统，所述的机架是由三个相同的机臂对接组成的Y字型机架，每一个机臂的端部都设置一组与飞行控制系统电连接并能够旋转设定角度的电动动力单元。

所述的每一个机臂上还设置有在飞行器着地时具有缓冲作用的起落装置。

所述的电动动力单元包括有能够旋转的连接在机臂端部的电机座，固定在电机座上的永磁无刷直流电机和连接在永磁无刷直流电机输出轴上的旋翼，以及连接在电机座一侧用于驱动电机座以机臂为轴进行旋转的电机转向伺服器，所述的永磁无刷直流电机和电机转向伺服器的输入端电连接飞行控制系统的输出端。

所述旋翼的叶片为对称翼型或非对称翼型。

所述的机臂为中空结构，所述中空结构内置有飞行控制系统分别与电机转向私服器和电动动力单元中的永磁无刷直流电机之间的连接导线。

所述Y字型的机架的中心固定设置有中心板，所述的飞行控制系统固定设置在所述的中心板上。

所述的飞行控制系统包括有飞行控制单元，与飞行控制单元的信号输出端相连接的用于驱动电动动力单元中的永磁无刷直流电机的驱动单元，以及与所述的驱动单元相连用于提供电源的储能动力电池，所述的飞行控制单元的信号输出端还连接电动动力单元中的电机转向私服器。

所述的飞行控制单元包括有处理器，分别连接处理器的惯性测量模块和数据收发模块，所述处理器的输出信号分别连接驱动单元和电动动力单元中的电机转向私服器。

本发明的一种高可靠性倾转旋翼无人飞行器，通过对每个旋翼倾转角度的控制，在某一旋翼失效后具有保持姿态稳定的能力，飞行器构型可变，如从三旋翼水平构型可转换为双旋翼竖直构型，可以减小飞行器投影面积，更适合在有限空间里飞行。本发明具有如下有益效果：

1、大大提高了多旋翼飞行器可靠性，在有一组动力单元失效的情况下，通过伺服器转动剩余动力单元，切换飞行模式后仍可以稳定飞行器的姿态，保证飞行器能安全降落，从而保护了地面人员及机载设备；

2、当飞行器遇到狭小的空间需要穿过时，也可以切换为双动力单元飞行方式，从而拓展了多旋翼飞行器的使用范围。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明处于双电动动力单元构型时的示意图；

图3是本发明的飞行控制系统构成框图。

1：机架               11：机臂

12：电动动力单元      121：电机座

122：永磁无刷直流电机 123：旋翼

124：电机转向伺服器   2：飞行控制系统

21：飞行控制单元      22：驱动单元

23：储能动力电池      24：电机转向私服器

211：处理器           212：惯性测量模块

213：数据收发模块

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的一种高可靠性倾转旋翼无人飞行器做出详细说明。