[发明专利]共轴双旋翼无人机

说明书

共轴双旋翼无人机，它包含机身、起落架、共轴双旋翼、双旋翼动力系统、并联操纵机构、机臂折叠动力系统和对接机构，双旋翼动力系统安装在并联操纵机构上，所述并联操纵机构安装在机身的上部，以控制双旋翼动力系统在空间的姿态，在机身的周向上均匀布置有多根定机臂，每根定机臂上可转动地设置有一根动机臂，机臂折叠动力系统布置在机身的下部，以控制所有动机臂同步朝向机身折叠，对接公头和对接母头交替设置在动机臂的末端，用于无人机之间的对接，起落架安装在定机臂的底部。本发明单个无人机结构紧凑，可对接组合成稳定性更高、载荷能力更强的空中作业平台，能应对更复杂的任务。

技术领域

本发明涉及一种无人机，尤其涉及一种共轴双旋翼无人机。

背景技术

无人机是一种无人驾驶的飞行器，可以通过远程操纵来实现某种特定功能的飞行器，多数情况下被用作数据采集的平台，若在无人机上搭载一些传感器就可以实现高质量、低成本和高效率的数据采集。其具有可持续续航、高飞行高度、可携带外接设备等一系列优势，目前应用于多个领域，并经过行业的不断发展已形成初步的产业链。

目前常见的无人机类型为单旋翼无人机、四旋翼无人机和共轴双旋翼无人机，传统共轴双旋翼飞行器的特点：采用两幅反向旋转的旋翼克服反扭矩，无尾桨，机身长度大大缩减，操纵机构是控制直升机飞行姿态的主要执行机构，其性能的优劣直接影响到无人机的飞行品质，通过上下两层旋翼变总距不一致、差动产生不平衡扭矩使无人机姿态和航向变化，但是结构复杂，飞行器控制难度大，受力不平衡，姿态响应速度较差，变体指的是通过改变飞行器的结构形状来提高其飞行性能，对于在飞行中通过变体来改变自身几何尺寸和响应性的旋翼无人机鲜有研究。无人机越来越多地被用作侦探、空中作业的创新工具，虽然目前有多种基于空气的作业方式可用，但它们都有一定的局限性。单个多旋翼无人机由于受到自身稳定性和载荷力量的限制，无法承担更大的空中作业任务。对接机构在航天领域发展较多，它需要实现航天器间的捕获、缓冲、形成刚性连接以及安全分离，一直是航天技术发展的重要标志。对接机构分为大型载人对接机构和非密封小型对接机构，小型对接机构多应用于空间碎片清理、在轨捕获等领域；大型对接机构一般有可供通过的密封通道，主要包括杆-锥式中心对接和异体同构周边式对接两种形式。

因此，需要一种既准确又快速地小型无人机，以应对更复杂的任务，势在必行。

发明内容

本发明为克服现有技术不足，提供一种共轴双旋翼无人机。该发明结构紧凑，可通过对接组合成稳定性更高、载荷能力更强的空中作业平台，以应对更复杂的任务。

共轴双旋翼无人机包含机身、起落架、共轴双旋翼和双旋翼动力系统，双旋翼动力系统的输出端连接共轴双旋翼的旋翼轴；还包含并联操纵机构、机臂折叠动力系统和对接机构，双旋翼动力系统安装在并联操纵机构上，所述并联操纵机构安装在机身的上部，以控制双旋翼动力系统在空间的姿态，在机身的周向上均匀布置有多根定机臂，每根定机臂上可转动地设置有一根动机臂，机臂折叠动力系统布置在机身的下部，以控制所有动机臂同步朝向机身折叠，对接机构包含可对接的对接公头和对接母头，对接公头和对接母头交替设置在动机臂的末端，用于无人机之间的对接，起落架安装在定机臂的底部。

本发明相比现有技术的有益效果是：

本发明的并联操纵机构相较于普通共轴无人机的角度调节机构，并联操纵机构具有静刚度大、动态响应迅速等优点，保证无人机飞行过程中姿态响应的快速性和稳定性；相较于普通的无人机变体动作，周向均布的多个动机臂由一套机臂折叠动力系统驱动，实现周向均布的动机臂同步旋转折叠，质量分布均匀，具有重量低、响应同步等优点；对接机构采用机械方式的刚性对接，具有对接简单、对接刚度大、稳定性好等优点。理论上没有无人机对接数量限制，可无线扩展。对于一个无人机而言，排布方式上采用对接公头和对接母头交替分布的方式(周向方向交替设置)，用于两个无人机对接或多个无人机对接，对接机构结构紧凑性，对接方法可靠，方便快捷。

本发明结构紧凑，可通过对接组合成稳定性更高、载荷能力更强的空中作业平台，能应对更复杂的任务。