[发明专利]一种基于投射与多旋翼相结合的新型无人机及其姿态控制方法

权利要求书

1.一种基于投射与多旋翼相结合的新型无人机，其特征在于：包括可拆卸的外壳羽翼和基于结构总线设计的七个模组：展翼模组、电池模组、机架模组、飞行控制舱模组、伞降模组、监测探头模组和旋向旋翼模组；

所述机架模组为无人机其余模组提供安装结构基础和稳固条件，实现无人机其余模组之间的结构固连和信号交互；

所述展翼模组安装在机架模组后端，通过展翼模组的展开，实现无人机由投射飞行姿态向多旋翼飞行姿态切换；

所述飞行控制舱模组安装在机架模组前部，飞行控制舱模组内部带有PCB导向滑槽，用于安装、定位飞控模块；

所述旋向旋翼模组安装在展翼模组后端，实现在展翼模组展开、无人机进入多旋翼飞行姿态后，平衡多旋翼飞行过程中产生的轴向扭矩；

所述伞降模组安装在旋向旋翼模组后端，实现返航过程中的伞降减速过程；

所述监测探头模组安装在飞行控制舱模组前端，根据无人机的飞行任务，适配完成对应的飞行监测任务；

所述电池模组安装在机架模组内部，为整个无人机系统提供电能输出；

所述飞行控制舱模组、监测探头模组、展翼模组、旋向旋翼模组、伞降模组和电池模组内部功能完全封装且各个模组之间有统一的结构、信号接口；所述飞行控制舱模组能够分别与监测探头模组、展翼模组、旋向旋翼模组、伞降模组和电池模组同时进行信号通讯；

所述无人机的飞行阶段包括三个飞行阶段，第一飞行阶段为以投射飞行姿态飞行的飞行过程；第二飞行阶段为进行投射飞行姿态向多旋翼飞行姿态转换的飞行过程；第三飞行阶段为以多旋翼飞行姿态飞行的飞行过程；

在投射飞行姿态的第一飞行阶段，外壳羽翼尚未分离，展翼模组处于收拢状态；

在投射飞行姿态向多旋翼飞行姿态转换的第二飞行阶段，包括旋翼展开和旋翼驱动两个过程；

在多旋翼飞行姿态的第三飞行阶段，外壳羽翼分离脱离，展翼模组处于展开状态。

2.根据权利要求1所述一种基于投射与多旋翼相结合的新型无人机，其特征在于：所述展翼模组通过细丝螺纹安装在机架模组后端；所述展翼模组采用三旋翼同步连杆展开机构实现展翼功能：

所述三旋翼同步连杆展开机构包括滑座(12)、磁性挡块(11)、推杆(31)、平衡环(32)、旋翼支杆(22)、旋翼支杆铰座(14)、末端芯轴(29)、旋翼支杆末端套筒、电机安装托盘(28)、展翼弹簧(30)、旋翼驱动电机(25)、旋翼叶片(24)和限位卡盘(19)；

滑座(12)、磁性挡块(11)和平衡环(32)装配在末端芯轴(29)相应的定位轴颈上；推杆(31)、旋翼支杆铰座(14)和滑座(12)构成曲柄滑块机构，驱动旋翼支杆(22)完成展翼功能；

三旋翼结构由三组旋翼支杆(22)相对末端芯轴(29)中心轴线周向间隔120°均匀布置，三组旋翼支杆(22)一端分别对应安装在平衡环(32)上的三个旋翼支杆铰座(14)上，另一端连接电机安装托盘(28)，电机安装托盘(28)上安装有旋翼驱动电机(25)，旋翼驱动电机(25)上安装有旋翼叶片(24)；展翼弹簧(30)套在末端芯轴(29)上，且两端分别受平衡环(32)与滑座(12)约束；展翼开始前，展翼弹簧(30)和对应的弹性卡扣将展翼模组压力预紧，由弹性卡扣的松合完成对展翼弹簧(30)的压力释放，实现展翼触发；展翼弹簧(30)推动滑座(12)沿末端芯轴(29)滑动，通过推杆(31)拉动旋翼支杆末端套筒，从而驱动旋翼支杆(22)绕着旋翼支杆铰座(14)旋转，当旋翼支杆(22)到达限位卡盘(19)且滑座(12)与磁性挡块(11)接触时，完成展翼工作。

3.根据权利要求2所述一种基于投射与多旋翼相结合的新型无人机，其特征在于：所述三旋翼同步连杆展开机构中采用双弹簧实现阻尼抗扰；所述双弹簧由展翼弹簧(30)和软弹簧组成，其中软弹簧套在末端芯轴(29)上，且两端分别受平衡环(32)与旋向旋翼模组约束；展翼弹簧(30)的弹性系数大于软弹簧的弹性系数。