对等长度碳纤维管组成，设计成"折叠式"、"模块 化"的机架，便于运输。
[0030] 图3:装在大电机"21"、"22"上的大奖"11Z"、"11F"是一对，即一正一反(奖盘的直 径和奖距的变化规律一样），只要它们的转速一样，则反扭力通过"41"相互抵消，对整机的 效果，只有升力，我称运种结构为"共杆反奖"，弧形小奖"12Z"和"12F"装在小电机"23"和 "24"上，形成"共轴反浆V胖'垂直"牠'，尾舱"62"装在其后面。
[0031] 图4:从前视图来看，大奖"11Z"，小奖"12Z"，和大奖"11F"的奖叶就构成了一个"弧 面'。
[0032] =种情况，1、奖叶是弧形;2、奖叶与其转轴夹角小于90%3、旋翼转轴在空间相交 于一点；规定:上述=种情况，包含其中一种或者两种或者=种的，都称为"奖叶弧面分布"。 本实例已全包含。
[0033] 对较图1至图6,可W清楚地理解此四旋翼无人机的结构：一套"共杆反奖"和一套 "共轴反浆"，通过五个碳纤维管连接件"5"与屯根碳纤维管构成，大奖的奖叶与其转轴夹角 小于90°，且弧面分布，小奖成弧形。所W此无人机取名为"奖叶弧面分布四旋翼的农用无人 机"，事实上，其下洗气流的方向，就是弧面法线方向一一发散。它作为农业、林业的植保、施 月己(包括颗粒肥)的一个载体，根据用途不同，可W配备不同设施。
[0034] 大功率电机，通过齿轮减速，提高扭力，运样可W提高大奖的升力效率。 2、 无人机的受力分析和姿态阐述：
[0035] 从整体来看，此四旋翼无人机的动力是左右镜像对称，前后不对称，大奖"IIZ"和 "11F"产生的升力要比小奖"12Z"和"12F"产生的升力要大得多，因此前后力臂与前后升力 成反比，才能平衡，所W其重屯、只能靠前，即靠近"41"中部，所W把"21"、"22"叫做主动力电 机，"23"、"24"叫做平衡电机。螺旋奖旋转时，产生升力的同时也产生了反扭力，"11Z"和 "11F"是一对，且共杆反奖，只要它们的转速一样，则反扭力通过"41"相互抵消，对整机的效 果，只有升力。而机尾的共轴反浆"12Z"和"12F"，也是一对，转速一样，对整机的效果，只有 升力，不产生扭力。所W此种结构，非常容易平衡、稳靠。但一对反奖，只要有转速差，对整机 效果，就会产生扭力，运也是多旋翼无人机飞行姿态改变的驱动力。
[0036]顺时针方向旋转的螺旋奖，其反扭力使飞机向左转向，逆时针旋转的螺旋奖，其反 扭力使飞机向右转向。若此四旋翼无人机，已在空中悬停，若要向右转向，则只需"12Z"减 速，加速，前面"11Z"和"11F"转速不变，即可。若要向左转向，则只需"12Z"加速，"12F" 减速，前面"11Z"和"11F"转速不变，即可。若想向前，则只需两小奖"12Z"和"12F"同时加速， 而大奖"11Z"和"1矿同时减一点速，即可。若想向后飞行，则只需两小奖"12Z"和"12F"同时 减速，而大奖"11Z"和"11F"同时加一点速，即可。若想向右横滚，则左边大奖"11F"加速，右 边大奖"11Z"减速，则扭力差，使飞机向右转向，克服转向，贝腰求"12Z"加速，"12F"减速，再 配合尾舱叶上部往右偏，即可。若想向左横滚，则左边大奖"11F"减速，右边大奖"11Z"加速， 则扭力差，使飞机向左转向，克服转向，则要求"12Z"减速，"12F"加速，再配合尾舱上部往左 偏，即可。 3、作业效率的提高论证
[0037]市面上现有的四旋翼植保机，大都是:直径、奖距相同的两对旋翼，平面均匀分布 在重屯、的周围（中屯、对称结构），对称旋翼臂上的两个旋翼，旋转方向相同。运种机型的旋翼 下面的最大下洗气流宽度，就是对称旋翼的两旋翼尖的最大距离，我们用"K"表示，由于空 气的粘性，下洗气流的外层会带旋更外层的空气，自己的流速减少，与更外层的空气一起往 下旋行一段距离，下洗气流中，外层W内的那层气流，会在下一点，与外层气流一样，做着同 样的消耗，所W下洗气流的水平横切面积越往下就越小，侧面看，就是一个倒锥形，若旋翼 离地不高，则下洗气流会从地面向外扩散，运样±也会被吹走。很多公司的植保机，喷幅是 运样测的，很不合理。若在农作物高于70cm的水稻、小麦之上3米喷洒作业，一般喷幅在K+2 米之内，运里的2米，就是下洗气流扰动周围气流的厚度。若在相同的总功率条件下，"奖叶 弧面分布四旋翼农用无人机"的电机功率分配就不一样，两大两小，奖也是一对大，一对小， 大的是共杆反奖，小的是共轴反浆。运样两个共杆反奖的奖尖距离就大于"K"，也就是说，运 种机型因大旋翼直径的原因，喷幅就要大于市面上中屯、对称结构的电动四旋翼植保机的喷 幅，
[0038] 再者，运奖叶弧形分布的四旋翼无人机，左右两端的奖叶与水平面的夹角为"b"， 见图4,取b=20°，飞机3米高，则无人机下洗气流，左右所覆盖的宽度增加为：2X3X 化n20° =2.18(米）同样，奖叶弧面分布四旋翼农用无人机的下洗气流也会扰动其外围的空 气，而增加喷幅的宽度。目前市面上，中屯、对称结构的电动四旋翼植保机的喷幅，没有超过5 米的，则取K=3。奖叶与水平面的夹角为20°，仅运一项，（2.18^5=0.436)，即效率增加了 43.6%。
[0039] 而升力损失为:2X(l-cos20° )=0.12,即能量需要增加12%，两者比:43.6%大于 12%，所W是提局了效率。
[0040] 更有益的是，下洗气流，面积增宽，流速减慢，保护了农作物。
[0041] 此四旋翼无人机重屯、靠前，便于装卸农用物资，如农药、肥料。
【主权项】
1. 桨叶弧面分布四旋翼的农用无人机，其结构特征是：由一套"共杆反桨"和一套"共轴 反浆"，经几根碳纤维管和几个具有紧固和快速拆卸功能的连接件，组成一个左右镜像对 称，前后不对称的四旋翼结构，"杆"与"轴"垂直。2. 根据权利要求1所述的桨叶弧面分布四旋翼的农用无人机，其特征是:三根碳纤维管 组成一个"倒立的等腰三角形"，等腰三角形的"底"是"共杆反桨"两个电机的载体，两根碳 纤维管和等腰三角形的"高"构成一个"直角三角形"，"直角长边"垂直等腰三角形的"底"， "斜边"连着等腰三角形的"顶"，这"直角长边"顶端是"共轴反衆"的载体，两根碳纤维护杆 对称地在"直角长边"的两边，并连着"直角长边"和等腰三角形的"底"，进行加固。3. 根据权利要求1所述的桨叶弧面分布四旋翼的农用无人机，其特征是："共杆反桨"中 的"桨"大于"共轴反衆"中的"桨"，即使用了大小不同的桨。4. 根据权利要求1所述的桨叶弧面分布四旋翼的农用无人机，其特征是："共杆反桨" 中，两"桨"的转轴与"杆"的中轴线成等腰三角形。5. 根据权利要求1所述的桨叶弧面分布四旋翼的农用无人机，其特征是："共杆反桨"和 "共轴反衆"中的"桨"具有下面所列两个特征之一:①，桨叶制作成弧形;②，桨叶与其转轴 的夹角小于90°。
【专利摘要】用一对大桨构建“共杆反桨”，两桨盘的转轴与杆，成一个等腰三角形，两桨盘的下表面处于一段弧线上，杆长大于桨盘的直径；用一对小桨构建“共轴反浆”，小桨做成弧形；“共杆反桨”和“共轴反浆”通过几根碳纤维管和连接固定件，构成一个左右镜像对称，前后不对称的四旋翼无人机结构,“杆”垂直“轴”。下洗气流的方向，就是弧面的外向法线方向。所以取名为：“桨叶弧面分布四旋翼的农用无人机”，这种结构相对于市面上的，“桨叶平面分布中心对称结构的四旋翼无人机”，有效地降低了，下洗气流的流速，增大了下洗气流的面积，保护了农作物，提高了作业效率。
【IPC分类】B64C27/08
【公开号】CN105438454
【申请号】CN201510652300
【发明人】张文星
【申请人】张文星
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月10日