[发明专利]一种面向不平衡反转矩的三轴矢量无人飞行器

说明书

本发明公开了一种面向不平衡反转矩的三轴矢量无人飞行器，涉及无人飞行器技术领域，其包括无刷动力电机、电机座、机臂、飞行控制器、中心底板和三个螺旋桨，所述中心底板上固定有等夹角布置的三个机臂，其中两个机臂上通过电机座安装有无刷动力电机，另一个所述机臂上通过矢量电机座安装有无刷动力电机和舵机，螺旋桨由无刷动力电机驱动转动，矢量电机座上的无刷动力电机、舵机和螺旋桨形成矢量动力系统，飞行器的动力系统上综合了矢量两轴飞行器和四轴旋翼飞行器的优点，保证了良好的稳定性也兼顾了优异的灵活性，解决了奇数个动力电机在稳定飞行姿态中不平衡反转矩带来的机身自旋等问题。

技术领域

本发明涉及无人飞行器技术领域，具体是一种面向不平衡反转矩的三轴矢量无人飞行器。

背景技术

在大于80%的大载荷起飞条件下，常规固定翼飞行器的加速滑跑距离和减速降落距离动辄上百米才能达到要求，起降要求较高；多旋翼飞行器多指驱动动力数量大于等于四（多为偶数个）的飞行器，大载荷要求下续航不长，为解决大载荷要求下效率不高的问题，常见的多旋翼无人机多采用低转速大扭矩的电机并配合旋转半径较大的螺旋桨，此类解决方案会增大飞行器的安全半径。

矢量旋翼飞行器的动力输出方向可调整为竖直向下，对起飞和降落区域的要求较低，且矢量飞行器的体积更小，不依靠机翼产生升力；在高载荷、气流紊乱的空域，矢量飞行器有着更出色的稳定性表现；在飞行过程中，矢量飞行器的推力方向大多为垂直地面方向，其垂直效率较高；三轴矢量飞行器的动力系统上综合了矢量两轴飞行器和四轴旋翼飞行器的优点，既保证了良好的稳定性也兼顾了优异的灵活性，可解决奇数个动力输出反转矩不平衡的平稳性问题，同时优化了电机数量的配置和降低了无人飞行器的制造成本。因此，很有必要深入研究三轴矢量无人飞行器，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向不平衡反转矩的三轴矢量无人飞行器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种面向不平衡反转矩的三轴矢量无人飞行器，包括无刷动力电机、电机座、机臂、飞行控制器、中心底板和三个螺旋桨，所述中心底板上固定有等夹角布置的三个机臂，其中两个机臂上通过电机座安装有无刷动力电机，另一个所述机臂上通过矢量电机座安装有无刷动力电机和舵机，螺旋桨由无刷动力电机驱动转动，矢量电机座上的无刷动力电机、舵机和螺旋桨形成矢量动力系统，安装于所述矢量电机座上的无刷动力电机及螺旋桨由舵机驱动使其可在Z轴上发生角度偏转。

作为本发明再进一步的方案：所述矢量电机座上还安装有联轴器和转动轴，舵机通过联轴器和转动轴与安装在矢量电机座中的无刷动力电机连接，用于驱动无刷动力电机在Z轴上旋转。

作为本发明再进一步的方案：所述中心底板上还安装有与飞行控制器通讯的接收机、分电板、摄像机和图传模块。

作为本发明再进一步的方案：所述中心底板为等边三角形结构，中心底板上还安装有天线。

作为本发明再进一步的方案：采用PWM信号控制矢量动力系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在驱动方式上，仅使用三个无刷动力电机，采用不完全矢量驱动动力方式，综合了四轴和两轴的特点，飞行器前端两各无刷电机输出方向时刻与飞行器水平方向保持垂直，尾部则为矢量动力系统，其动力输出方向不与飞行器水平方向垂直，可产生水平分力抵消剩余反转矩，竖直分力与飞行器前端两电机共同维持飞行器水平姿态，抵消了使用三个无刷动力电机的反转矩，使本飞行器更加稳定、灵活，效率更高，并且平衡性更优，制作成本低。

附图说明

图1为一种面向不平衡反转矩的三轴矢量无人飞行器的结构示意图。

图2为一种面向不平衡反转矩的三轴矢量无人飞行器的正视图。

图3为一种面向不平衡反转矩的三轴矢量无人飞行器的俯视图。