[发明专利]一种长轴型矢量多旋翼飞行器结构

说明书

本发明公开了一种长轴型矢量多旋翼飞行器结构，包括倾转电机1、降落管套2、灯带3、旋翼4、主升电机5、电机固定板6、降落碳管7、后倾转舵机结构8、电调9、主控板10、上层夹板11、主杆12、下层夹板13、斜三通14、夹板管夹15、斜脚架16、正三通17、落地碳杆18、舵机轴夹臂20、轴承21、舵机22、倾转碳杆23；本发明通过倾转机构的运动实现无人机的飞行模式的转变和动力装置的重新分布，避免了传统直线型多旋翼无人机需要姿态调整杆的结构冗余。

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，是一种基于自抗扰算法的长轴型矢量多旋翼飞行器。

背景技术

近年来，随着科学水平的不断提高，产业技术的不断变革，无人机逐渐由军用转为商用。市场上商用无人机不断涌现，展现着无人机在各种环境、不同场景下都有着不可小视的作用，无人机技术受到广泛认可。然而，现阶段的无人机在一些特殊场景下表现差强人意，存在诸多问题。

现阶段的商用飞行器主要包括多旋翼式无人机、固定式无人机、直升机、矢量旋翼式无人机。多旋翼无人机采用多电机驱动，虽然成本低廉，但是因体型较小、带载能力差或因体型较大、耗能巨大、续航时间短，受到了诸多限制。固定翼的飞行高度更高，滞空时间更长，但是因控制困难，需要飞手经过专门训练。同时，固定翼需要起飞和着陆的跑道，在实际应用场景中受到限制。直升机由于采用油动驱动，在一定程度上弥补前二者的缺陷，但其成本较高，后期维护价格高昂，对于飞手的整体素质要求更高。倾转翼飞行器结合了多旋翼飞行器和固定翼的诸多优点，具有垂直起降、空中悬停、高速巡检的能力，是近年来兴起的新机型，具有深远的研究意义和研究价值。

市场上无人机的倾转机构通常选用舵机作为执行机构，舵机系统存在超调易震荡、回中性能差、控制带延迟等问题，现阶段，自抗扰(ADRC)算法拥有收敛快、无超调，抗扰动能力强的优点，因此，自抗扰算法对于整个矢量旋翼飞行器系统的研究尤为关键。

发明内容

基于以上技术的不足，本文公开了一种长轴型矢量多旋翼飞行器，利用倾转式结构，有效结合了多旋翼可悬停和固定翼长续航的优点。机身主杆上的四个主升电机5能够提供主要飞行升力，确保其获得较大的带载能力。同时，机身前后搭载具有倾转结构的对桨倾转电机1，不但可以进一步的提升无人机的滞空时间，还可以通过舵机的倾转迅速调整飞行器的航向保证了飞行器的稳定性和灵活性。

本发明的技术方案包括：一种长轴型矢量多旋翼飞行器结构，包括倾转电机1、降落管套2、灯带3、旋翼4、主升电机5、电机固定板6、降落碳管7、电调9、主控板10、上层夹板11、主杆12、下层夹板13、斜三通14、夹板管夹15、斜脚架16、正三通17、落地碳杆18、舵机轴夹臂20、轴承21、舵机22、倾转碳杆23；飞行器通过夹板管夹15将上层夹板11和下层夹板13连接在一起，主杆12位于夹板管夹15中间；主升电机5通过电机固定板6均匀分布在主杆12上，为旋翼4提供动力；主控板10位于上层夹板11上侧正中间，两个电调9等间距分布在主控板10左右两边，为主升电机5和倾转电机1提供能源，灯带3紧靠主控板10左侧，为用户提供飞行器可视化状态信息；倾转动力系统位于上层夹板11和下层夹板13前后两侧，由倾转电机1、舵机轴夹臂20、轴承21、舵机22和倾转碳杆23组成，其中舵机22通过舵机轴夹臂20传输倾转动力给倾转碳杆23，倾转碳杆23通过轴承21分担径向力于上层夹板11和下层夹板13，倾转电机1位于倾转碳杆23末端，提供倾转动力；斜脚架16通过斜三通14连接下层夹板13，落地碳杆18和降落碳管7分别通过正三通17连接于斜脚架16末端，降落管套2嵌套于落地碳杆18前后两侧，为飞行器下降提供缓冲。

进一步，还包括动力单元，为一个24V的锂电池，经由一个分电板19，产生多路24V的直流电通过电调9给主升电机5和倾转电机1提供能源，并通过电源管理模块稳压到5V给主控板10供电，其中，主控板10上还搭载了ASM1117线性稳压芯片，把传递到主控板10的5V电降压到3.3V，以满足飞控板上其他传感器和主控芯片的供电需求。