本实用新型涉及飞行器技术领域，具体涉及一种高速多旋翼飞行器。
背景技术：
多旋翼飞行器是一种结构简单、操控灵活、飞行姿态稳定的飞行器。随着科技的发展，其不但在军事领域发挥着日益重要的作用，也在空中摄影、农业植保、电力巡线、交通巡视及灾害评估等多个民用领域得到广泛的应用。
目前，多旋翼飞行器多为传统形式结构，动力主要由电机带动桨叶产生，电机效率是提升多旋翼飞行器性能的一项关键指标。对于高速飞行的多旋翼飞行器，在空气流场中速度的提升与机身倾角的变化，下压力会逐渐变大而导致飞行器逐渐掉高。
为了实现多旋翼飞行器高速机动飞行，必定要提高飞行器电机的效率输出，从而其可以做额外的功去克服流场下压力来补偿升力损失，在同等条件下整机功耗曲线呈线性快速上升趋势，导致电机的效率随着速度的提升不断减小，降低整机能效比。同时，为满足多旋翼飞行器高速性与机动性，其空气流场也会导致其飞行姿态控制与飞行航时受到严重影响，无法满足飞行设计要求，如需保证飞行器飞行姿态稳定等。
技术实现要素：
本实用新型提供一种高速多旋翼飞行器，以解决现有技术中多旋翼飞行器在高速机动飞行时电机效率不断减小，导致整机能效比降低的问题。
本实用新型实施例提供一种高速多旋翼飞行器，包括机身，所述机身两侧分别对称设有机臂，其中所述机臂的一端与所述机身连接，所述机臂的另一端设有与所述机身平行的旋翼臂，所述旋翼臂的两端分别设有主旋翼；所述机臂上还分别设有副旋翼，所述副旋翼位于所述机身的横向轴线上。
作为本实用新型的优选方式，所述副旋翼通过旋翼支架向后倾斜设置在所述机臂上，从而使所述副旋翼的升力方向与飞行方向之间的夹角为钝角。
作为本实用新型的优选方式，所述副旋翼的升力方向与飞行方向之间的夹角为143°。
作为本实用新型的优选方式，所述副旋翼采用NACA66翼型。
作为本实用新型的优选方式，所述机身包括外壳以及设置在所述外壳内的机体，所述机体包括平行设置的上碳板和下碳板；所述机臂为可收缩式结构，其中所述机臂的一端在所述机臂处于收容状态时通过限位锁紧机构收缩于所述机体内部，且在所述机臂处于展开状态时通过所述限位锁紧机构固定于所述机体一侧。
作为本实用新型的优选方式，所述限位锁紧机构包括两个相对设置在所述上碳板和所述下碳板上的限位块，所述机臂的一端位于两个所述限位块以及所述上碳板、所述下碳板形成的区域内；所述限位块的两端分别设有锁紧件，所述机臂一端的上顶面和下顶面上还分别设有与所述锁紧件相配合的通槽，其中所述锁紧件包括丝杆、旋钮和螺母，所述丝杆的上端连接所述旋钮，所述丝杆的下端依次穿过所述上碳板、所述通槽以及所述下碳板，所述螺母连接在所述丝杆上并对所述机臂一端的上顶面进行固定。
作为本实用新型的优选方式，所述限位块为长方形框架结构，所述通槽的长度为所述限位块的长度的一半。
本实用新型提供的一种高速多旋翼飞行器，通过在机身两侧分别加装副旋翼，使多旋翼飞行器在高速机动飞行时通过副旋翼产生的升力对空气流场下压力进行升力补偿，在同等飞行状态下有效提高了电机的效率，减小了总功耗，从而增强了电池使用效率，节约了机载能源，提高了整机能效比。
同时，副旋翼的升力方向与多旋翼飞行器的飞行方向具有反向夹角，可使多旋翼飞行器具有更大的飞行倾角，有利于高速飞行，还使多旋翼飞行器在急刹时具有更好的稳定性，满足飞行设计要求。
此外，机臂采用可收缩式结构，其横向长度可以伸缩，并通过限位锁紧机构达到整机的快速收容与展开，不仅缩小了整机的体积，还缩短了整机的收容和展开时间。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种高速多旋翼飞行器的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种高速多旋翼飞行器的内部结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的限位锁紧机构的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的锁紧件的结构示意图。
其中，1、机身，2、机臂，3、旋翼臂，4、主旋翼，5、副旋翼，6、旋翼支架，7、上碳板，8、下碳板，9、限位块，10、锁紧件，11、通槽，12、丝杆，13、旋钮，14、螺母。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
参照图1和图2所示，本实用新型实施例公开了一种高速多旋翼飞行器，其包括机身1，机身1两侧分别对称设有机臂2，其中机臂2的一端与机身1连接，机臂2的另一端设有与机身1平行的旋翼臂3，旋翼臂3的两端分别设有主旋翼4；机臂2上还分别设有副旋翼5，副旋翼5位于机身1的横向轴线上。
多旋翼飞行器中，每个主旋翼及每个副旋翼下方均设置有一个电机，主旋翼和副旋翼均由电机驱动产生升力。同时，机身内设有电池，一般为大容量锂电池，再由电池对各个电机供电。
在多旋翼飞行器高速机动飞行时，其飞行姿态为大倾角前倾状态，动力输出分配为升力与向前牵引力，由于倾角加大，电机在相同效率输出状态下提供动力分配的升力部分将逐渐减小，在空气流场中速度的提升与机身倾角的变化，下压力会逐渐变大而导致多旋翼飞行器逐渐掉高。为维持飞行姿态与飞行高度，只能通过进一步提高电机效率输出来完成飞行姿态与高度稳定的要求。
因此，为了实现多旋翼飞行器高速机动飞行，必定要提高电机的效率输出，从而其可以做额外的功去克服空气流场下压力来补偿升力损失，在同等条件下整机功耗曲线呈线性快速上升趋势，导致电机的效率随着速度的提升不断减小，降低整机能效比。
本实施例中，通过在机身两侧的机臂上分别加装副旋翼，使多旋翼飞行器在设定高速飞行状态下通过副旋翼的产生的升力对空气流场下压力进行升力补偿，在同等飞行状态下有效提高了电机的效率，减小了总功耗，从而增强了电池使用效率，节约了机载能源，提高了整机能效比。
在上述实施例的基础上，副旋翼5通过旋翼支架6向后倾斜设置在机臂2上，从而使副旋翼的升力方向与飞行方向之间的夹角为钝角。
需要理解的是，本实施例中所述的“向后”是相对于本实施例提供的高速多旋翼飞行器的飞行方向而言的。因此，将副旋翼向后倾斜设置在机臂上时，副旋翼的升力方向会与多旋翼飞行器的飞行方向存在一个夹角，且该夹角为钝角。
在多旋翼飞行器高速飞行时，其空气流场还会导致其飞行姿态的控制受到严重影响，稳定性较差，无法满足飞行设计要求。
本实施例中，多旋翼飞行器在向前飞行时，由于有副旋翼提供的升力，并且其升力方向与多旋翼飞行器的飞行方向之间的夹角为钝角，这样多旋翼飞行器在前进时可以有较大的飞行倾角，更有利于飞行器的高速飞行，并且由于有副旋翼的存在，在急刹时副旋翼还会提供反向升力，使其在急刹时有更好的稳定性，不宜倾覆，满足飞行设计要求。
优选地，副旋翼5的升力方向与飞行方向之间的夹角为143°。
设定为此夹角，即副旋翼的升力方向与多旋翼飞行器的飞行方向存在的夹角为143°时，更有利于提高多旋翼飞行器在高速飞行状态下的升力，同时会保持较为合适的升阻比，防止飞行阻力过大。
优选地，副旋翼5采用NACA66翼型。
副旋翼采用该翼型，可以有效提高副旋翼的升力系数，使副旋翼可以在较短时间内产生一定的升力来对空气流场下压力进行补偿，提高电机的效率。
在上述实施例的基础上，机身1包括外壳以及设置在外壳内的机体，机体包括平行设置的上碳板7和下碳板8；机臂2为可收缩式结构，其中机臂2的一端在机臂2处于收容状态时通过限位锁紧机构收缩于机体内部，且在机臂2处于展开状态时通过限位锁紧机构固定于机体一侧。
传统的折叠式机臂无法快速有效地进行收缩，也无法快速有效地展开，所耗时间较长。本实施例中，机臂采用可收缩式结构，其横向长度可以伸缩，并通过限位锁紧机构达到整机的快速收容与展开，不仅缩小了整机的体积，还缩短了整机的收容和展开时间。
进一步参照图3和图4所示，在上述实施例的基础上，限位锁紧机构包括两个相对设置在上碳板7和下碳板8上的限位块9，机臂2的一端位于两个限位块9以及上碳板7、下碳板8形成的区域内；限位块9的两端分别设有锁紧件10，机臂2一端的上顶面和下顶面上还分别设有与锁紧件10相配合的通槽11，其中锁紧件10包括丝杆12、旋钮13和螺母14，丝杆12的上端连接旋钮13，丝杆12的下端依次穿过上碳板7、通槽11以及下碳板8，螺母14连接在丝杆12上并对机臂2一端的上顶面进行固定。
本实施例中，机臂为中空结构，其横截面可以设置为矩形，同时机臂的厚度小于上碳板和下碳板之间的距离。机臂的一端位于两个限位块以及上碳板、下碳板形成的区域内，由于限位块的限制，机臂只能在限位块和上碳板、下碳板之间左右移动。
由于机臂上设有与锁紧件相配合的通槽，因此机臂的一端可以从机体的一侧移动到机体内部，利用锁紧件对机臂进行固定，从而缩小了多旋翼飞行器的横向长度，实现了多旋翼飞行器的收容。同时，机臂的一端也可以从机体内部移动到机体一侧，并利用锁紧件对机臂进行固定。
具体地，需要对机臂进行固定时，旋转旋钮，螺母带动机臂上下移动。当机臂的上顶面向上移动至与上碳板接触时，继续给予旋钮一定的预紧力，螺母与上碳板和机臂之间的压力相互增加，同时摩擦力也同比增加，进而可以保证机臂在展开或收容时不发生松动，达到固定机臂的目的。需要移动机臂时，逆向旋转旋钮即可。
本实施例中，机臂通过该种机械锁紧方式，结构简单，可靠性高，占空间小，实现了多旋翼飞行器的快速收容和展开功能。
优选地，限位块9为长方形框架结构，通槽11的长度为限位块9的长度的一半。
本实施例中，限位块的长度与机体的宽度是相同的。机臂向机体内部收缩时，为保证两侧的机臂收缩的长度是相同的，因此将各机臂上的通槽的长度设置为限位块的长度的一半时，机臂的一端沿着限位块从机体的一侧移动到机体内部时，由于通槽长度的限制，其正好处于限位块的中间位置，从而确保两侧的机臂收缩的长度是相同的，收缩的长度均为限位块的长度的一半，也即机身的宽度的一半。
此外，副旋翼通过旋翼支架设置在机臂上时，还需要确保旋翼支架未对通槽进行覆盖，否则会影响机臂的收缩功能。
本实用新型实施例公开了一种高速多旋翼飞行器，不仅有效提高了电机的效率，提高了整机能效比，还提高了飞行稳定性，同时其机臂可以收缩，有效缩小了整机体积以及收容和展开的时间，更加实用。
在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。