[实用新型]飞行器、具有全指向矢量推进系统的无人飞行器、其控制系统

说明书

本实用新型涉及飞行器、具有全指向矢量推进系统的无人飞行器、其控制系统及控制方法。本实用新型所述的飞行器包括：机身；推进装置，所述推进装置提供所述飞行器运动的推力；连接装置，所述连接装置连接所述机身与所述推进装置；所述连接装置与所述机身活动连接和/或所述连接装置与所述推进装置活动连接。本实用新型中的飞行器，推进装置相对于机身的方向可调整地设置，使得本实用新型可调整机身的朝向，并可使其在六个自由度内可自由运动。

技术领域

本实用新型涉及飞行器、具有全指向矢量推进系统的无人飞行器、其控制系统，尤其是涉及无人飞行器的推力及控制系统。

背景技术

传统多轴飞行器的推进单元在很大程度上限制了飞行器的机动性。在一个多轴飞行器上 (比如四轴旋翼机)，能控制的输出量只有推力的大小。推力方向都基本朝下，飞行器本身的机动，如滚转、俯仰、偏航、爬升以及下降都由推力的大小以及各推进单元之间的推力差来完成。正是这种推力方向控制上的缺失，导致了多轴飞行器实际只有四个可控自由度，分别是上下，滚转与左右的耦合，俯仰与前后的耦合，以及偏航。飞行器必须发生滚转来向侧方移动，也必须俯仰来控制前后的位移。所以传统飞行器的指向和机动力都受到了很大的限制。比如，由于丢失两个自由度，飞行器无法在不发生位移的情况下进行滚转或者俯仰动作，也无法保持滚转90度飞行。

飞行器在推进方向上的不自由，导致了很多需要高机动力的情况下无法顺利进行任务。比如飞行器的载荷视野不足。如果该载荷是一架航拍照相机的话，照相机设置在飞行器下方的话，其所能覆盖范围只有以飞行器为基准的下半球。如果相机装在飞行器上方的话，覆盖范围只有上半球。因为无论在哪面，另一半的视野半球会被机身本身所遮挡。如果飞行器不携带至少两个相机的话，就无法达到全方位的拍摄角度。

因为之前提到的耦合自由度，飞行器的速度与指向也会互相影响。在一个狭窄的环境内，如果需要飞行器进行不同角度的观察，甚至是要与环境互动的话，飞行器会不可避免的发生位移，从而导致与障碍物碰撞或者失去互动。多轴飞行器必须要力矩平衡。如果一个推进单元发生故障，且不能调整力矩的话，多轴飞行器将会进入力矩不平衡态而失去控制。在高温、多尘、多鸟或者更为复杂的空中环境里，飞行器很容易发生推进单元故障。因此，现有的飞行器的工作受到很大的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种机动性更好的飞行器。

为实现以上目的，通过以下技术方案实现：

飞行器，其特征在于，包括：

机身；

推进装置，所述推进装置提供所述飞行器运动的推力；

连接装置，所述连接装置连接所述机身与所述推进装置；

所述连接装置与所述机身活动连接和/或所述连接装置与所述推进装置活动连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述连接装置与所述机身两者可相对运动地连接和/或所述连接装置与所述推进装置两者可相对运动地连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述推进装置具有两个以上的自由度。

根据本实用新型的一个实施例，所述飞行器还包括固定装置，所述固定装置与所述连接装置连接；所述推进装置安装在所述固定装置上，所述推进装置数目为一个或两个以上。

根据本实用新型的一个实施例，所述固定装置具有两个以上的自由度。

根据本实用新型的一个实施例，所述固定装置包括第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和所述第二固定件可相对运动地连接；所述第一固定件和第二固定件两者之一与所述连接装置连接，另一个与所述推进装置连接。