[发明专利]一种自动调整重心的旋翼式无人机以及调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及小型的无人飞行器，特别涉及一种自动调整重心的旋翼式无人机以及调整方法。

背景技术

目前，国内外小型无人机已广泛应用于民用和军事领域，如灾区灾情监测、电视台航拍、电力巡线、气象探测、目标侦查等。

小型无人机主要包括无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类，其中，旋翼式无人机因其具有构造简单，价格低廉而被广泛使用，更为重要的是它不需要发射系统，还能垂直起降，更能自由悬停，而且飞行灵活性好，可用各种速度、用各种飞行剖面的航路进行飞行。旋翼式无人机主要包括机体以及固定在机体上以驱动机体飞行的旋翼组件。

一般来说，为了机身平稳飞行，会将机身的重心设置在旋翼组件的中心轴上。但是由于制造误差以及因工作需要的改装，机身的重心会偏移。目前，一般都是通过测试出无人机的重心，然后通过手动调整的方式来调整重心。

例如公告号为CN2928183Y的专利文献公开了一种遥控直升机的重心调整结构，系使玩具遥控直升机具有可调整重心的功能；主要系：机身板设有前后的定位孔及调整孔，并设辅助板，辅助板可供放置电池或配重块，通过调整辅助板不同的倾斜角度，而得以改变设定直升机重心的不同位置，达到使直升机更佳的飞行平衡效果。

上述结构的飞行器通过在机身上固定平衡块的方式来调整重心，虽然可以一定程度上对机身的重心位置进行调整，但是由于没有配合测试飞行器的重心位置，仅凭飞行器的飞行状态和经验来调整，不仅操作麻烦，耗费时间，且调整精度低，误差大，适用范围小。

有研究者在飞行器上设置调整飞行器重心的装置，公告号为CN201168442Y的专利文献公开了一种便携式无人航拍专用直升机，该专利在直升机的中部设置一套带转向风轮的整机重心调整飞行机构，即通过整机重心调整飞行机构来调整飞行器重心向前或向后移动来使水平旋转的旋翼向前或向后改变角度，使飞行器向前或向后飞行。

上述装置的设计是为了实现飞行器飞行方向的变化，并没有对飞行器重心的位置进行精确的测试，测试精度不高，不能有效地保证飞行器平稳飞行，且调整机构需要多余的配重块，会增加飞行器的自重，降低飞行器的动力和灵活性。

发明内容

本发明提供了一种负载后自动调整重心的旋翼式无人机以及调整方法，不仅结构简单，还能解决现有技术中，不能精确测试无人机重心位置且会增加多余配重的问题。

一种自动调整重心的旋翼式无人机，包括带有旋翼组件的机体，所述机体底部设有支撑机体以测试机体重量和重心的检测装置以及与机体连接的平移机构，所述平移机构包括用于固定负载的移动输出端。

在起飞之前，上述无人机带有检测组件测试机体，可以时时检测无人机的重量和重心的变化，不要另外设置独立的测试设备，适合在野外等不具备测试器材的环境下使用；然后通过检测数据控制平移机构调整负载位置将装有负载的机身的重心调整到旋翼组件的中心轴上，从而保证本发明的旋翼式无人机在负载后可以自动平衡，与现有技术相比，不需要设置另外附加的平衡机构或者配重块，可以简化和减轻无人机的重量，同时实现无人机平稳起降、安全着陆，提高无人机的安全性。特别适用于经常需要在装载各类不同设备到不同部位同时又需要加装负载以适应不同工作内容的无人机，所述设备包括一些测试，摄录等装置，而负载则是需要通过无人机运送的货物，特别适用于旋翼组件为非共轴式多旋翼的无人机。

本发明中，所述机体的重心是指水平方向的重心。

为了提高检测的便捷度和准确性，优选的，所述测试装置包括四个垂直竖立于机体下方共同支撑机体以保持机体水平并同时测试支撑力的支撑组件，两两相对的支撑组件的连线垂直交叉，交点落在旋翼组件的中心轴上。上述结构有利于在水平面上建立以旋翼组件的中心轴为圆心的平面坐标系，并将各支撑组件的受力点设置在平面坐标系的坐标轴上，从而减少参数量，有效简化计算过程，提高计算精度。

优选的，所述支撑组件包括：插接配合的内套和外套，抵接在内套和外套之间的压缩弹簧以及弹簧压力检测模块，所述内套或者外套与机体固定连接。所述支撑组件结构简单，方便检测受力点的支撑力。上述装置结构简单，便于检测和收集数据用于计算。