[发明专利]一种基于模块化组合涵道式旋翼无人机

说明书

本发明公开了一种基于模块化组合涵道式旋翼无人机，无人机采用模块化设计，可单架无人机进行飞行，或两架，或四架无人机组合飞行；组合连接方式为电磁连接。单架无人机由两个中心位于同一竖直轴线上，旋转方向相反的螺旋桨组成的共轴螺旋桨安装在圆形涵道内，共轴螺旋桨与电机输出轴固连，两个共轴螺旋桨组成无人机主旋翼，为无人机提供升力，并在无人机悬停时抵消扭矩。中心涵道外侧璧上一侧的三个机架端部分别有两个电磁连接凹槽和一个电磁连接凸头，另一侧的两个机架端部分别有电机与螺旋桨固连，两个螺旋桨组成无人机副旋翼，通过改变两个副旋翼的旋转状态和姿态控制力矩，实现无人机机动飞行，垂直起降，空中悬停的功能。

技术领域

本发明涉及无人机设计领域，具体地说，涉及一种基于模块化组合涵道式旋翼无人机。

背景技术

目前多旋翼无人机在各个领域都有广泛的应用，多旋翼无人机具有垂直起降，空中悬停，起降灵活，不受场地限制的诸多优点。但通常的旋翼无人机，产生升力较小，飞行效率较低。而涵道式无人机由于采用了共轴双旋翼方式，减小了诱导阻力，提供了更大的升力。而多旋翼无人机的控制稳定性较好，所以通过多旋翼与涵道式无人机组合的方式，可以产生更好的操控效果与更大的升力。

传统的无人机在设计完成后，有效载荷基本已经确定，无法完成更大的载重任务。且单一旋翼无人机载重量较小，旋翼无人机升力不足。而采用模块化组合连接的方式能够有效地提高无人机载重量，通过设计一架无人机，能完成多种组合的无人机的任务，减少了研制和制造无人机的成本费用，而且更加便捷。同时，采用模块化设计方案能有效提高无人机可靠性。

模块化多用途涵道式旋翼无人机是一种大升力、涵道式、可垂直起降、空中悬停，且根据需求改变载重量的模块化无人机设计。该类型涵道式旋翼无人机可单独成型号飞行，也可以两个相同涵道式旋翼无人机组合飞行，也可以是四个涵道式旋翼无人机模块化组合飞行。单独的每个涵道式旋翼无人机由圆形涵道，中间的共轴双旋翼与驱动电机和三个包含连接接头的基座以及基座周围的两个含电机的副翼组成。与传统的四旋翼无人机相比，同等功率消耗下，涵道式旋翼无人机能提供更大的升力，而且结构紧凑，气动性能好，使用安全性高。而采用模块化设计，使多个同类型的无人机通过电磁吸合方式连接组合，可完成更大的载重任务，具有更高的可靠性。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种基于模块化组合涵道式旋翼无人机，该无人机通过模块化设计，根据不同的载重任务要求来采用不同数量的涵道式旋翼无人机组合方式，减少设计制造流程；通过相同的无人机装配组合，有效地提高无人机升力和载重量要求，同时提高了无人机的可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括中心涵道、共轴螺旋桨、盘式电机、电磁连接凸头、电磁连接凹槽、电机、螺旋桨，所述中心涵道为圆环形结构，中心涵道内环壁上周向均布有三个内螺孔，用于固连安装连杆，三个安装连杆交汇于中心涵道竖直轴线上的圆环处，两个盘式电机通过电机座上下固定在安装连杆端部的圆环处，共轴螺旋桨与电机输出轴固连，且两个共轴螺旋桨为正反向设置，上部盘式电机驱动上螺旋桨转动，下部盘式电机驱动下螺旋桨转动，两个共轴螺旋桨中心位于同一竖直轴线上组成无人机主旋翼，为无人机提供升力，且在无人机悬停时抵消扭矩；所述中心涵道外侧璧上沿周向固定有多个悬臂机架，机架中轴线与中心涵道内安装连杆轴线位于同一平面，中心涵道外侧璧上一侧的三个机架端部分别设有两个电磁连接凹槽和一个电磁连接凸头，其中端部固有电磁连接凸头的机架位于两个设有电磁连接凹槽的机架之间，中心涵道外侧璧上另一侧的两个机架上分别安装有电机与螺旋桨固连，两个螺旋桨组成无人机副旋翼，通过改变两个副旋翼的旋转状态和姿态控制力矩，实现无人机机动飞行。

所述中心涵道外侧璧上三个机架端部的电磁连接凹槽和电磁连接凸头为两个电磁连接凹槽与一个电磁连接凸头组合，或两个电磁连接凸头与一个电磁连接凹槽组合。

所述安装连杆横截面为长方形，安装连杆一端为螺纹段与中心涵道内环壁上周向螺孔配合安装，另一端与中心涵道内的圆环固连。

有益效果