[实用新型]一种非平面式三旋翼飞行器

说明书

本实用新型涉及一种一种非平面式三旋翼飞行器，包括机体、弹性支架、三根支撑臂和三个旋翼电机组件，其特征在于：所述弹性支架设置在机体底部；所述三根支撑臂一端固定设置在机体上，另一端设置有旋翼电机组件，支撑臂之间夹角均为120°；所述旋翼电机组件可以在支撑臂垂直平面内旋转倾斜。通过调整三个可独立倾斜旋翼的倾转角度，可以对飞行器的姿态控制和位置控制进行优化，进而提高旋翼产生的升力和能源利用率，实现了升力矢量技术六自由度控制，具有最高水平的灵活性，可操作性和最低功率要求，实现了扭矩和力的完全控制。

技术领域

本实用新型涉及一种非平面式三旋翼飞行器。

背景技术

多旋翼微型飞行器（MAV）近年来变得非常流行，显着降低的成本、尺寸和重量提高了其可用性。近几十年来，由于无人机的广泛应用和巨大的潜力，无人机在研究中越来越受到重视，在尺寸方面的效率，自主性，有效载荷能力和可操作性等因素，提出了各种常规和非常规的无人机系统的结构设计和配置。 垂直起飞和着陆（VTOL）三旋翼结构飞行器就是一种吸引人们日益关注的设计。在转子发生故障的情况下，一个没有倾斜的六角形飞行器将会看到其性能下降，这是由于姿态控制器不能抑制某些方向的扰动扭矩。三旋翼无人机与四旋翼无人机的尺寸和功率要求相比效率更高，然而，它们在控制和稳定性方面更具挑战性。但是三旋翼无人机体积更小，复杂度更低，成本更低，并且由于电机数量减少而具有更长的飞行时间从而更便宜，更灵活。传统的平面式旋翼飞行器只能产生一个可调的升力以及三个姿态控制力矩，使其本质上是一种欠驱动系统。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种非平面式三旋翼飞行器的控制方法

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种非平面式三旋翼飞行器，包括机体、弹性支架、三根支撑臂和三个旋翼电机组件，其特征在于：所述弹性支架设置在机体底部；所述三根支撑臂一端固定设置在机体上，另一端设置有旋翼电机组件，支撑臂之间夹角均为120°；所述旋翼电机组件可以在支撑臂垂直平面内旋转倾斜。

进一步的，所述旋翼电机组件通过三连通式连接锁与支撑杆连接。

进一步的，所述旋翼电机组件通过松开连接锁的两个螺丝进行绕支撑臂垂直平面内90°顺时针或逆时针旋转，从而形成不同的非平面式三旋翼结构。

进一步的，所述旋翼电机组件包括无刷直流马达和固定螺距旋翼。

进一步的，所述机体内部还设置有控制系统和电池组。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

（1）本非平面式三旋翼飞行器的成本低，具有全新的旋翼单元结构布局，控制简单，可以克服传统平面多旋翼飞行器的欠驱动性，使姿态转动和平动运动完全解耦，实现了飞行姿态的独立控制。

（2）该三旋翼飞行器通过简化支撑臂和转子的位置，优化质心位置，使飞行器更加稳定，旋翼无人机体积更小，复杂度更低，成本更低，并三旋翼无人机与四旋翼无人机的尺寸和功率要求相比，电机数量减少而具有更长的飞行时间从而更便宜，更灵活，效率更高。

（3）本非平面式三旋翼飞行器通过调整三个可独立倾斜旋翼的倾转角度，可以对飞行器的姿态控制和位置控制进行优化，进而提高旋翼产生的升力和能源利用率，实现了升力矢量技术六自由度控制，具有最高水平的灵活性，可操作性和最低功率要求，实现了扭矩和力的完全控制。

（4）每个旋翼由各自的电机直接驱动，消除了传动系统的效率损失。

（5）相比于传统平面式飞行器，该非平面式三旋翼布局可以在不倾斜机体的情况下，只需改变不同旋翼转速的大小，改变水平力和偏航力矩，使得装置和控制方法很大程度上得到简化，这种结构为飞行器提供了高水平的平移运动的可操作性和灵活性以及姿态控制。