[发明专利]一种大小旋翼混合的电动多旋翼无人机

说明书

本发明公开了一种大小旋翼混合的电动多旋翼无人机,包括：机体、起落架、机臂及设置在机臂上的电机和旋翼、飞行控制系统。旋翼包括2或4个大旋翼与4个小旋翼。飞行控制系统同时控制2或4个大旋翼与4个小旋翼的旋转；2或4个大旋翼提供无人机的主要升力，四个小旋翼提供无人机的剩余升力以及负责无人机的姿态控制。本发明提出的大小旋翼混合的多旋翼无人机能够在增加载荷的同时增加飞行时间；可应用于农业植保、高层消防灭火、物流运输等领域。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种大小旋翼混合的电动多旋翼无人机。

背景技术

无人机是无人驾驶飞行器的统称，其安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备，可通过地面站终端或遥控器进行操作控制。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便等优点。可垂直起飞，可自动起降，可反复使用，已广泛应用于多种行业领域。

目前，对于主要用于喷洒作业的电动多旋翼无人机，为了增加负载能力和飞行时间，需要尺寸较大的旋翼以提供更大的升力。更大尺寸的旋翼需要更大功率、更大扭矩的电机驱动。其结果是随着旋翼尺寸的增加，电机功率成倍增加，相应的需要更大容量、重量更重的电池，导致了无人机自身重量的同步增加。这种动力系统的缺点是最终增加的负载能力或者飞行时间与总的代价不成比例，即随着功率的增加，越来越不经济，性价比越来越差。

如果不采用更大功率、更大扭矩的电机驱动，而是在全速度范围已经匹配好的电机与桨基础上，电机保持不变，桨尺寸增加，那么就会在最高转速时无法提供大桨所需要的大扭矩，因此会出现高速转动失速的危险情况，最终会导致炸机。在不失速的速度范围内，由于大旋翼的转动惯量大，会导致响应速度降低，姿态控制难度加大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有上述技术的不足，提供一种大小旋翼混合的电动多旋翼无人机，其能够在电机不变的情况下，大旋翼升力大响应慢与小旋翼响应快升力小互补，同时实现无人机的大载重与姿态的稳定控制。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种大小旋翼混合的多旋翼无人机，包括：起落架、机舱、机臂、飞行控制系统、大旋翼、小旋翼、动力电源、电调、电动机，所述大旋翼承担主要升力，所述小旋翼承担剩余升力；在姿态角的航向角控制中，由所述大旋翼与所述小旋翼共同完成，在姿态角的水平姿态角的俯仰角以及滚转角控制中，由所述小旋翼完成。

优选地，所述起落架与所述机舱下部固定连接；所述机臂呈十字架方式与所述机舱连接，所述小旋翼设置在每个所述机臂的远端部，所述大旋翼设置在所述机臂上靠近机舱的一侧。

优选地，所述电动机直连驱动所述大旋翼旋转。

优选地，其还包括减速器，所述电动机分别通过所述减速器驱动所述大旋翼。

优选地，所述电动机通过所述减速器连接所述大旋翼，所述减速器的减速比大致等于所述大旋翼与所述小旋翼的直径比的三分之五次方。

优选地，驱动所述大旋翼、所述小旋翼的电机都是同一型号。

优选地，所述减速器采用齿轮传动或者同步带传动方式实现。所述同步带方式的减速器结构包括驱动端的小齿轮，同步带，从动端的大齿轮(10-3)，从动端的大齿轮带动大旋翼。

优选地，所述无人机为八旋翼无人机，其包括四个大旋翼和四个小旋翼。四个大旋翼的旋转方向为：圆周上相邻的两个大旋翼旋转方向相反，相对的两个大旋翼旋转方向相同。

优选地，所述无人机为六旋翼无人机，其包括两个大旋翼和四个小旋翼，两个大旋翼旋转方向相反。