[发明专利]一种自转四旋翼高速无人机及其控制方法

权利要求书

1.一种自转四旋翼高速无人机，其特征在于：包括机身(1)，机身(1)的头部和尾部分别设置有从机身(1)延伸而出的机臂，通过机臂安装有多个自转旋翼升力桨(3)，自转旋翼升力桨(3)提供机身(1)上升和下降的作用力；机身(1)的尾端设置有推力桨(5)，通过自转旋翼升力桨(3)调整机身(1)的姿态，使推力桨(5)产生推力的方向经过机身(1)的重心。

2.根据权利要求1所述的自转四旋翼高速无人机，其特征在于：机身(1)的头部和尾部分别固定有与机身(1)相垂直的机臂，机臂与机身(1)组成工字型结构，机臂在机身(1)的两侧关于机身(1)对称设置，机臂的端部安装自转旋翼升力桨(3)。

3.根据权利要求2所述的自转四旋翼高速无人机，其特征在于：机身(1)头部机臂两端的自转旋翼升力桨(3)的间距短于机身(1)尾部机臂两端的自转旋翼升力桨(3)的间距。

4.根据权利要求1或2所述的自转四旋翼高速无人机，其特征在于：机身(1)头部的自转旋翼升力桨(3)设置在机臂的下表面，尾部的自转旋翼升力桨(3)设置在机臂的上表面。

5.根据权利要求1所述的自转四旋翼高速无人机，其特征在于：所述的机身(1)采用碳纤维材料制成。

6.根据权利要求1所述的自转四旋翼高速无人机，其特征在于：所述的机臂采用能够进行折叠的杆件。

7.根据权利要求1所述的自转四旋翼高速无人机，其特征在于：所述的自转旋翼升力桨(3)以及推力桨(5)均通过无刷电机驱动，机身(1)上设有无刷电机的供电电源。

8.一种自转四旋翼高速无人机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

起飞阶段：

机身(1)尾端的推力桨不工作，通过机身(1)上的自转旋翼升力桨(3)驱动无人机垂直起飞；

向前飞行并加速阶段：

推力桨(5)推进无人机加速，根据飞行速度变化通过自转旋翼升力桨(3)控制无人机姿态；

定速巡航阶段：

机身(1)上的自转旋翼升力桨(3)进入自转状态，升力电机维持自转旋翼升力桨(3)保持当前转速，通过机身(1)尾端的推力桨(5)持续工作，保持无人机以恒定速度进行向前飞行；

减速阶段：

升力电机重新控制自转旋翼升力桨(3)的转速，推力电机控制推力桨(5)逐渐减速；

降落阶段：

升力电机控制自转旋翼升力桨(3)减速下降。

9.根据要求8所述自转四旋翼高速无人机的控制方法，其特征在于：

向前飞行并加速阶段具体的，首先控制系统控制无人机逐渐调整姿态，使机头上仰，达到自转仰角，然后进入加速保持阶段；加速保持阶段中，无人机保持机头上仰，自转旋翼升力桨(3)随着前进速度的增加自转力矩逐渐增大，升力电机功率逐渐减小。

10.根据要求8所述自转四旋翼高速无人机的控制方法，其特征在于：

定速巡航阶段具体的，无人机保持机头上仰，自转旋翼升力桨(3)处于自转状态，升力电机只提供维持转速的功率。