[发明专利]多轴错位布局的多旋翼飞行器

说明书

本发明公开了一种多轴错位布局的多旋翼飞行器，包括机架、多个上层动力源、多个下层动力源、多个上层桨叶和多个下层桨叶。多个上层桨叶间隔设置并通过多个上层动力源连接于机架的上方。多个下层桨叶间隔设置并通过多个下层动力源连接于机架的下方。沿着机架的投影方向，多个上层桨叶和多个下层桨叶交错设置。沿着机架的投影方向，多个上层桨叶的中心和多个下层桨叶的中心位于同一扁平的几何图形上。在相同载重能力下，该多旋翼飞行器能够明显减小飞行阻力和体积，并提高桨效。另外，该多旋翼飞行器也能够在对体积和重量影响较小的情况下，实现较高的载重需求，且多旋翼飞行器对运输设备的要求较低。

技术领域

本申请涉及多旋翼飞行器技术领域，特别涉及一种类内蛛网、结构紧凑型的多轴错位布局的多旋翼飞行器。

背景技术

现有技术中的多轴旋翼飞行器中较为常见的为4轴8桨和8轴8桨设计，根据不同的设计需求和布局情况有X型、H型、Y型等多种机架结构。

其中，4轴8桨的多旋翼飞行器为共轴设计，上层的4个桨叶对应的马达的动力轴和下层的4个桨叶对应的马达的动力轴一一对应共线，上下桨叶的桨距较小，上下桨叶在投影方向重叠，桨效较低。另外，这种多旋翼飞行器中，机架为悬臂结构，机身的刚度较差。

8轴8桨的多旋翼飞行器为非共轴设计，8个桨叶在同一平面间隔设置，飞行器的整体尺寸较大，飞行器的体积较大，重量较大，飞行阻力也较大。另外，与4轴8桨的多旋翼飞行器类似，这种多旋翼飞行器的机架也为悬臂结构，机身的刚度也较差。

对于载重要求较高的多旋翼飞行器，如10轴和12轴，现有技术中通常将桨叶等间距设置，并且沿着投影方向，各桨叶的中心位于同一圆上。如此设置，为了满足载重要求不断增加，通常会采用以下两种方式：(1)按比例放大飞行器，即增加力臂长度(连接桨叶和机架中心的臂)、放大轴距；(2)增加力臂的数量，即增加桨叶的数量，由于是等间距设置，为了使得桨叶之间不发生碰撞，则多旋翼飞行器的体积通常会比较大。上述两种方式，都会不可避免地造成飞行器的体积增大较多，重量增大也较多。

另外，在投影方向上，多个桨叶设置为位于同一圆上，当飞行器的体积越来越大使得使用惯用的运输设备不能运输时，飞行器的运输也会较为不便。

综上，现有技术中的多旋翼飞行器具有在相同载重能力下飞行阻力较大、体积较大、机身刚度较差、桨效较低的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中多旋翼飞行器具有在相同载重能力下飞行阻力较大、体积较大、桨效较低的缺陷，提供一种多轴错位布局的多旋翼飞行器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种多轴错位布局的多旋翼飞行器，包括机架、多个上层动力源和多个下层动力源，其特点在于，所述多旋翼飞行器还包括：

多个上层桨叶，多个所述上层桨叶间隔设置，并通过多个所述上层动力源连接于所述机架的上方；及

多个下层桨叶，多个所述下层桨叶间隔设置，并通过多个所述下层动力源连接于所述机架的下方；

其中，沿着所述机架的投影方向，多个所述上层桨叶和多个所述下层桨叶交错设置；

沿着所述机架的投影方向，多个所述上层桨叶的中心和多个所述下层桨叶的中心位于同一扁平的几何图形上。

在本方案中，上层桨叶和下层桨叶交错设置，使得上层桨叶和下层桨叶的桨距较大，上层动力源的中心轴线和下层动力源的中心轴线不共线或重合，在机架的投影方向上，上层桨叶和下层桨叶的重叠面积较少。相较于现有技术中的4轴8桨的共轴多旋翼飞行器，该多轴错位布局的多旋翼飞行器的上层桨叶和下层桨叶的垂直高度差较大，桨叶之间产生的相互扰动更小，桨效更高，相应所需的螺旋桨转速更低，噪声也更低。相较于现有技术中8轴8桨的多旋翼飞行器，该多轴错位布局的多旋翼飞行器的整体尺寸大幅度减小，机身重量、体积和飞行阻力也明显减小。