[发明专利]一种非平面布局方式机臂机构、多旋翼无人机及控制方法

说明书

本发明公开了一种非平面布局方式机臂机构、多旋翼无人机及控制方法。第一方面，一种非平面布局方式的机臂机构，包括用于安装在无人机机体上的机臂组件，所述机臂组件包括在机体上从上至下依次设置的第一机臂组和第二机臂组，第一机臂组与第二机臂组交错设置，第一机臂组包括上机臂，第二机臂组包括下机臂，上机臂远离机体的一端顶面均设有上桨叶，下机臂远离机体的一端底面均设有下桨叶，上桨叶与下桨叶的旋转方向相反。第二方面，一种多旋翼无人机，包括机体，所述机体上设有上述的一种非平面布局方式的机臂机构，第一机臂组设于机体侧面临近顶端处，第二机臂组设于机体侧面临近底端处。本发明飞行时稳定性好，抗风能力强，可持续飞行时间长。

技术领域

本发明涉及航空航天飞行器技术领域，具体涉及一种非平面布局方式机臂机构、多旋翼无人机及控制方法。

背景技术

目前，无人机的应用领域越来越广，市场需求开发也越来越多。消防、救援、应急、勘测、航拍、农业等方面都有使用。

无人机包括多旋翼无人机，现有的多旋翼无人机一种是在同一个机臂的正反面均设置螺旋桨，这种设置的无人机由于设置的螺旋桨较多，飞行时耗能较大，无人机的飞行时间较短；另一种无人机在减小螺旋桨的设置的前提下为了避免螺旋桨之间相互碰撞，采用在同一高度上的不同机臂的正反面交替设置螺旋桨，这种设计方式的螺旋桨上下间距过小，无人机稳定性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非平面布局方式机臂机构、多旋翼无人机及控制方法，本发明采用了立体布局方式的机臂机构，使无人机飞行时的稳定性好，同时可以最大减小无人机的外观尺寸，受到的风阻小，抗风能力强，基于减重与减小接触面积两个方面上提升了无人机的飞行时间。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

第一方面，一种非平面布局方式的机臂机构，包括用于安装在无人机机体上的机臂组件，所述机臂组件包括在机体上从上至下依次设置的第一机臂组和第二机臂组，第一机臂组与第二机臂组在机体的俯视视角上交错设置，第一机臂组包括上机臂，第二机臂组包括下机臂，上机臂远离机体的一端顶面均设有上桨叶，下机臂远离机体的一端底面均设有下桨叶，上桨叶与下桨叶的旋转方向相反，任意一个下机臂在机体的俯视视角上位于两个相邻上机臂之间。其作用为，通过将上桨叶设置在位于上侧的上机臂的顶面，将下桨叶设置在位于下侧的下机臂的底面，能够尽量扩大上桨叶与下桨叶的间距，减小上桨叶运转时产生的气流与下桨叶运转时产生的气流之间的相互影响，能够有效地提升无人机在飞行时的稳定性；在同一机臂上仅设置一个螺旋桨，有效地减小了无人机的整体重量，同时通过第一机臂组与第二机臂组交错设置，避免了相邻的上桨叶和下桨叶在运转时产生碰撞，可缩短机臂的长度从而达到减小无人机外观尺寸的效果，能够有效地提升无人机的飞行时间。

进一步的，所述上机臂和下机臂均为直机臂。其作用为，采用直机臂加工简单，承载力好，空间占用小。

进一步的，所述上机臂远离机体的一端顶面设有正装电机，正装电机的输出端与上桨叶相连接，下机臂远离机体的一端底面设有反装电机，反装电机的输出端与下桨叶相连接。其作用为，通过设置在机臂尾端的电机来驱动螺旋桨进行旋转，通过正装电机与反装电机分别安装在不同机臂相反的两面，进一步扩大了上桨叶与下桨叶之间的间距。

进一步的，所述上桨叶所在平面与下桨叶所在平面之间的距离大于正装电机顶部与上机臂底面的距离和反装电机底部与下机臂顶面的距离之和。其作用为，进一步限制上桨叶与下桨叶之间的最小距离。

进一步的，所述上机臂的个数与下机臂的个数相同，第一机臂组内设有至少三个上机臂，第二机臂组内设有至少三个下机臂。其作用为，使无人机受设于上机臂上的上桨叶运转时产生的总升力与设于下机臂上的下桨叶运转时产生的总升力相同，增强无人机飞行的稳定性。