[发明专利]一种无人机及其十字盘机构和控制方法

权利要求书

1.一种无人机控制方法，其特征在于，所述无人机控制方法所适用的无人机包括无人机十字盘机构，所述无人机十字盘机构包括动力装置（1）、机架（4）、外环（202）、内环（201）、第一直线电机（301）、第二直线电机（302），其中：

所述动力装置（1）安装在所述内环（201）上，用于驱动无人机的旋翼转动；

所述外环（202）的一端通过第一铰接关节与所述机架（4）铰接，另一端通过第二铰接关节与所述机架（4）铰接，所述第一铰接关节的转动中心和所述第二铰接关节的转动中心连线构成第一轴线；

所述内环（201）套设在所述外环（202）内，所述内环（201）的一端通过第三铰接关节与所述外环（202）铰接，另一端通过第四铰接关节与所述外环（202）铰接，所述第三铰接关节的转动中心和所述第四铰接关节的转动中心连线构成第二轴线，所述第二轴线与所述第一轴线垂直；

所述第一直线电机（301）的动力输出端为第一推杆（312），所述第一推杆（312）的驱动端通过第一球铰关节连接所述内环（201）上的内环驱动连接点，所述内环驱动连接点位于所述第一轴线上且位于所述内环（201）上距离所述第二轴线最远的位置，所述第一直线电机（301）用于控制所述内环（201）绕所述第二轴线转动；

所述第二直线电机（302）的动力输出端为第二推杆（322），所述第二推杆（322）的驱动端通过第二球铰关节连接所述外环（202）上的外环驱动连接点，所述外环驱动连接点位于所述第二轴线上且位于所述外环（202）上距离所述第一轴线最远的位置，所述第二直线电机（302）用于控制所述外环（202）绕所述第一轴线转动；

所述第一球铰关节和所述第二球铰关节统称为球铰关节，所述内环驱动连接点和所述外环驱动连接点统称为驱动连接点，所述第一推杆（312）和所述第二推杆（322）统称为推杆；

所述球铰关节包括中间接头，以及设置在所述驱动连接点的第一定位孔和设置在所述推杆端部的第二定位孔，其中：所述中间接头为依次固连在一起的圆盘型连接部（501）、中间连接杆（502）和球型连接部（503）；所述圆盘型连接部（501）嵌套在所述第一定位孔内，且具有轴向活动间隙；所述球型连接部（503）嵌套在所述第二定位孔内；

所述第一直线电机（301）的机身底端通过第三球铰关节（311）与所述机架（4）连接，所述第二直线电机（302）的机身底端通过第四球铰关节（321）与所述机架（4）连接；

以所述第一轴线为X轴、所述第二轴线为Y轴、偏转前所述动力装置（1）的中心轴线为Z轴建立坐标系，所述X轴和所述Y轴构成的平面为初始平面，所述外环（202）和所述内环（201）的初始位置均位于初始平面内，所述初始平面与偏转前所述动力装置（1）的中心轴线垂直，所述无人机控制方法包括如下步骤：

当所述动力装置（1）的中心轴线需要偏转时，首先，确定偏转后，所述动力装置（1）的中心轴线拟达到的方向角ψ和所述动力装置（1）的中心轴线相对于初始平面的倾斜角θ₁，并沿所述第一轴线方向和所述第二轴线方向对θ₁进行分解，将其分解为所述内环（201）的倾斜角θ_x以及所述外环（202）的倾斜角θ_y，随后将θ_x和θ_y转化为所述第一直线电机（301）和所述第二直线电机（302）的行程指令：

所述第一直线电机（301）和第二直线电机（302）统称为直线电机；

所述第一轴线和所述第二轴线统称为中心转轴；

所述内环驱动连接点和所述外环驱动连接点统称为驱动连接点；

所述内环（201）和所述外环（202）统称为转动环，每个所述转动环的倾斜角β和所述直线电机的行程之间的关系通过如下公式获得：

其中，

l₁为所述直线电机的长度，由飞控系统控制，与所述直线电机的行程指令有关，

l₂为所述转动环上的驱动连接点到所述转动环的中心转轴的距离，

C为所述直线电机的中轴线所在的铅垂面与所述中心转轴的相交点，

M为所述直线电机在所述机架（4）上的铰接点；

θ为所述CM直线与所述初始平面之间的夹角。