[发明专利]飞行器

说明书

本发明属于飞行器领域。本发明提供的飞行器包括机架；第一机臂装置安装在机架上；第二机臂装置安装在机架上；旋翼动力装置安装在第一机臂装置和第二机臂装置的外端；第一机臂具有第一伸缩单元；第一机臂装置通过第一转轴安装在机架上；第一旋转动力单元，安装在机架上，驱动第一转轴转动。机臂不仅能可以绕机架转动还能伸缩机架。在飞行器运行过程中，通过转轴的转动对飞行器的飞行姿态进行调节，从而减少风阻；机臂具有第一伸缩单元，实现机臂的伸长或者缩短，当机臂缩短时能够减少机臂的迎风面积，进一步减少风阻，并且有利于穿越狭小空间；当机臂伸长时能够增加机身的飞行稳定性。

技术领域

本发明属于飞行器领域，尤其涉及一种机架多轴飞行器。

背景技术

通常,驱动飞行器上升运动的力称为拉力，驱使飞行器水平运动的力称为推力。现有的飞行器通常使用叶片式旋翼作为拉力旋翼为飞行器提供拉力。

飞行器的基本飞行动作有垂直升降运动、前后运动、侧向运动、俯仰运动、横滚运动、偏航运动。

参见图1以四轴飞行器200为例，其四个电机呈十字状地分布在水平面中相互垂直的X与Y轴上，并把X轴正方向视为机头方向。电机1位于X轴正半轴，电机3位于X轴负半轴；电机2位于Y轴正半轴，电机4位于Y轴负半轴；Z轴竖直。

升降运动：四个电机同时提高转速，四轴飞行器200获得的拉力增加而沿Z轴正方向移动；四个电机同时降低转速，四轴飞行器200获得的拉力减少而沿Z轴负方向移动。

仰俯运动：电机1提速，电机3降速，四轴飞行器200绕Y轴转动并抬起机头而上仰，同时沿X轴负方向移动；反之，四轴飞行器200绕Y轴转动并下探机头而下俯，同时沿X轴正方向移动。

横滚运动：电机4提速，电机2降速，四轴飞行器200绕X轴转动而左倾，并沿Y轴负方向移动；反之，四轴飞行器200绕X轴转动而右倾，并沿Y轴正方向移动。当电机4和电机2转速差足够大时，四轴飞行器200便会发生完整的横向滚动，即横滚运动。

偏航运动：旋翼5转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩。为了克服反扭矩影响，四个旋翼5的布置方式采用两个正转两个反转，且对置旋翼的转向相同。每个旋翼5产生反扭矩的大小与旋翼5的转速有关，旋翼5转速越高，产生的反扭矩越大。当四个旋翼5转速相同时，四个旋翼5对四轴飞行器200产生的反扭矩相互抵消，四轴飞行器200相对Z轴不发生转动；当四个旋翼的转速不完全相同，反扭矩不能完全相互抵消时，反扭矩会引起四轴飞行器200相对Z轴转动，从而实现偏航运动。电机1和3转速提高（正转），电机2和4转速降低（反转），四轴飞行器200就会绕Z轴旋转向右偏转，即向右偏航。由于电机1和3转速提高，电机2和4转速降低，总体的拉力不变，所以四轴飞行器200不会上升或下降。

目前，飞行器均利用惯性测量模块（IMU）控制飞行姿态。惯性测量模块包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。参考空间直角坐标系，在X、Y、Z轴方向上，分别布置一个陀螺仪，用于测量多轴飞行器在上述三个方向上的旋转运动；在X、Y、Z轴方向上，分别布置一个加速度计，用于测量多轴飞行器在上述三个方向上平移运动的加速度。惯性测量模块能够检测到飞行器前后俯仰、左右倾斜、偏航等姿态，并将相应的信号反馈给多轴飞行器的控制电路，多轴飞行器根据预设在控制电路中的存储器中的姿态控制规则或遥控器输入的控制信号控制电机转速来调整飞行姿态。