[发明专利]一种垂直起降高速无人机及其控制方法

权利要求书

1.一种垂直起降高速无人机，其特征在于，包括机身（6）和位于所述机身（6）内部的安装架组，所述机身（6）内设置有一个主电机和四个副电机，所述主电机位于所述机身（6）内部的中心位置，四个所述副电机均位于所述机身（6）内且位于所述主电机的四周，所述主电机驱动五号主涵道涡扇（5）转动，所述副电机驱动副涵道涡扇转动，机身两侧形成有机翼；所述安装架组的制作材料为碳纤维，所述安装架组包括两个连接架，两个所述连接架结构相同且平行设置，两个所述连接架的中心转动连接有连接杆（9），所述连接杆（9）上连接有所述主电机和所述五号主涵道涡扇（5）；两个所述连接架的两端均设置有所述副电机和所述副涵道涡扇；所述副涵道涡扇包括一号副涵道涡扇（1）、二号副涵道涡扇（2）、三号副涵道涡扇（3）和四号副涵道涡扇（4），在无人机的速度和转向控制中，在垂直起飞时，所述五号主涵道涡扇（5）的转动方向与所述三号副涵道涡扇（3）相同，且所述主电机的喷口垂直向下；在水平飞行时，所述主电机的喷口朝向所述机身的后方；所述安装架组还包括固定架（10），两个所述连接架之间设置所述固定架（10），所述固定架（10）上设置有控制模块，所述控制模块内具有信号接收器和调速器（11），使得所述信号接收器和所述调速器（11）均设置在主电机和副电机之间，所述调速器（11）用于控制所述主电机和四个所述副电机的转动速度与转动方向，所述信号接收器被设置用于接收地面传送的信号；所述控制模块内还设置有驱动模式转换器，所述驱动模式转换器控制所述机身（6）的飞行状态在全驱动模式、主驱动模式、混合驱动模式三种飞行模式中进行转换；所述信号接收器、所述调速器（11）、所述驱动模式转换器之间信号连接；所述两个连接架为一号连接架（7）和二号连接架（8），所述一号连接架（7）的两端分别设置有所述一号副涵道涡扇（1）和所述二号副涵道涡扇（2），所述二号连接架（8）的两端分别设置有所述三号副涵道涡扇（3）和所述四号副涵道涡扇（4），所述二号副涵道涡扇（2）和所述四号副涵道涡扇（4）位于所述五号主涵道涡扇（5）的同一侧；

所述调速器（11）为两个，一个用于控制主电机转动速度与转动方向，另一个用于控制四个副电机的转动速度与转动方向，两个所述调速器（11）均与同一个信号接收器进行信号连接，使得整个无人机仅使用一个信号接收器对信号进行控制与传送，主电机和四个所述副电机收到的关于油门的响应一致，即主电机与四个副电机使用的是两种不同的路径进行控制，这样，两者彼此之间的响应一致，但同时也不互相干扰。

2.一种垂直起降高速无人机的控制方法，基于权利要求1所述的一种垂直起降高速无人机，其特征在于，该控制方法包括，

速度和转向控制：所述一号副涵道涡扇（1）和四号副涵道涡扇（4）的转动时间相同、所述三号副涵道涡扇（3）和二号副涵道涡扇（2）的转动时间相同，所述一号副涵道涡扇（1）和四号副涵道涡扇（4）的转动方向相同、所述二号副涵道涡扇（2）和三号副涵道涡扇（3）的转动方向相同，且所述一号副涵道涡扇（1）和二号副涵道涡扇（2）的转动方向相反；

信号控制：所述信号接收器接受到地面发送的信号，并将无线电信号转化分流为pwm信号与sbus信号输出，所述pwm信号控制所述主电机和所述调速器（11），所述sbus信号控制所述一号副涵道涡扇（1）、所述二号副涵道涡扇（2）、所述三号副涵道涡扇（3）、所述四号副涵道涡扇（4）；

飞行模式控制：飞行模式包括垂直起飞模式和固定翼模式；垂直起飞模式时，主电机接收到信号接收器发送的信号，其转动角度由0度变化为90度，所述机身（6）起飞时，四个所述副电机启动，为所述机身（6）提供竖直方向的升力，完成垂直起飞；当所述机身（6）达到一定高度时切换为固定翼模式，调节所述主电机的喷口方向逐渐由竖直方向转变为水平方向，所述机身（6）在水平方向的速度增加，当达到一定速度时四个所述副电机同时运行。

3.根据权利要求2所述的一种垂直起降高速无人机的控制方法，其特征在于，在所述信号控制中，所述pwm信号为8通的pwm信号，其中3通道的pwm信号被设置用于控制调速器（11）；所述sbus信号通过与F4飞行控制器连接控制所述一号副涵道涡扇（1）、所述二号副涵道涡扇（2）、所述三号副涵道涡扇（3）、所述四号副涵道涡扇（4）。