一种新型无人机动力装置的制作方法

本发明涉及一种无人机动力装置及一种新型垂直起降无人机，属无人机动力领域。

背景技术：
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目前，消费级无人机市场需求很大，消费级无人机中以四轴无人机为主，四轴无人机采用直流无刷电动机带动螺旋桨旋转并通过四个桨的转速差来实现低速前飞、后飞、侧飞及空中悬停，但缺点是不能实现高速前飞，而且低速前飞时整机的空气动力学性能不够好，续航时间较短。因此，开发一种可垂直起降的具有良好空气动力学性能的可远距离飞行的无人机很有必要。

技术实现要素：
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本发明的目的在于应用一种新型无人机动力装置，使无人机可以垂直起降并具有良好的空气动力学外形。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案。

一种垂直起降无人机，包括：主机身(9)、新型无人机动力装置(8)、电源(10)、飞行控制系统(11)。主机身(9)内对称地开有四个放置新型无人机动力装置的内涵道。新型无人机动力装置(8)包括：圆环螺旋桨(6)、内侧轴承(1)、外侧轴承(4)、长方形永久磁铁、固定轴(2)、固定支架(7)。内侧轴承(1)通过粘接剂水平套在固定支架(7)的竖直放置的固定轴(2)中心处，圆环螺旋桨内环(3)通过粘接剂套在内侧轴承(1)外圈上，外侧轴承(4)内圈通过粘接剂套在圆环螺旋桨外环(5)上，主机身(9)内涵道边缘通过粘接剂套在外侧轴承(4)外圈上。

所述圆环螺旋桨(6)内部嵌有线圈绕组，所述圆环螺旋桨(6)采用玻璃钢材质。

所述固定支架(7)由固定托架和连接杆组成，水平放置的所述外侧轴承(4)外圈的上下两侧与竖直放置的固定轴(2)之间分别由连接杆连接所述长方形永久磁铁通过粘接剂固定在所述固定托架上。电源(10)的电源线经主机身(9)内部沿连接杆分别与内侧轴承(1)内圈连接，所述固定支架(7)分布在所述圆环螺旋桨(6)所在平面的上下两侧，所述圆环螺旋桨(6)的上下两侧的所述固定支架(7)的所述固定托架上粘接的所述长方形永久磁铁具有这样的特点：同一竖直平面内的所述固定支架(7)的固定托架上粘接的所述长方形永久磁铁的极性相反。

所述内侧轴承(1)为角接触式轴承，所用滚珠材质为石墨，所述内侧轴承(1)内圈由四块相同的相互绝缘的圆弧形铜质金属片与粘接剂粘接而成，所述内侧轴承(1)外圈由四块相同的相互绝缘的圆弧形铜质金属片与粘接剂粘接而成。

水平放置的所述内侧轴承(1)内圈的四块相同的相互绝缘的铜质金属片的下边缘处分别与电源(10)的电源线连接。

所述内侧轴承(1)外圈的四块相同的相互绝缘的铜质金属片分别与所述圆环螺旋桨(6)内部线圈绕组的端头连接。

所述内侧轴承(1)的保持架采用绝缘性的工程塑料。

所述飞行控制系统(11)包括：飞行控制器、电流调节器、电源控制开关。

所述飞行控制器为可编程逻辑控制器或单片机。

所述新型动力装置的圆环螺旋桨(6)的上下两侧覆盖有电磁屏蔽网，电磁屏蔽网的边缘固定在外侧轴承(4)外圈上。

附图说明：

图1为根据本发明的示例性具体实施方案的新型垂直起降无人机动力装置的结构示意图。

图2为根据本发明的示例性具体实施方案的新型垂直起降无人机动力装置的横截面图。

图3为根据本发明的示例性具体实施方案的新型垂直起降无人机的结构示意图。

应当了解，所附附图并非是一定比例的，其显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体预期应用和使用的环境确定。

具体实施方式：

下面将参考附图对本发明的示例性具体实施方案进行详细描述。

参照图1，一种垂直起降无人机，包括：主机身(9)、新型无人机动力装置(8)、电源(10)、飞行控制系统(11)。主机身(9)内对称地开有四个放置新型无人机动力装置的内涵道。新型无人机动力装置(8)包括：圆环螺旋桨(6)、内侧轴承(1)、外侧轴承(4)、长方形永久磁铁、固定轴(2)、固定支架(7)。内侧轴承(1)通过粘接剂水平套在固定支架的竖直放置的固定轴(2)中心处，圆环螺旋桨内环(3)通过粘接剂套在内侧轴承(1)外圈上，外侧轴承(4)内圈通过粘接剂套在圆环螺旋桨外环(5)上，主机身(9)内涵道边缘通过粘接剂套在外侧轴承(4)外圈上。

所述圆环螺旋桨(6)内部嵌有线圈绕组，所述圆环螺旋桨(6)采用玻璃钢材质。

所述固定支架(7)由固定托架和连接杆组成，水平放置的所述外侧轴承(4)外圈的上下两侧与竖直放置的固定轴(2)之间分别由连接杆连接所述长方形永久磁铁通过粘接剂固定在所述固定托架上。电源(10)的电源线经主机身(9)内部沿连接杆分别与内侧轴承(1)内圈连接，所述固定支架(7)分布在所述圆环螺旋桨(6)所在平面的上下两侧，所述圆环螺旋桨(6)的上下两侧的所述固定支架(7)的所述固定托架上粘接的所述长方形永久磁铁具有这样的特点：同一竖直平面内的所述固定支架(7)的固定托架上粘接的所述长方形永久磁铁的极性相反。

所述内侧轴承(1)为角接触式轴承，所用滚珠材质为石墨，所述内侧轴承(1)内圈由四块相同的相互绝缘的圆弧形铜质金属片与粘接剂粘接而成，所述内侧轴承(1)外圈由四块相同的相互绝缘的圆弧形铜质金属片与粘接剂粘接而成。

水平放置的所述内侧轴承(1)内圈的四块相同的相互绝缘的圆弧形铜质金属片的下边缘处分别与电源(10)的电源线连接。

所述内侧轴承(1)外圈的四块相同的相互绝缘的圆弧形铜质金属片分别与所述圆环螺旋桨(6)内部线圈绕组的端头连接。

所述内侧轴承(1)的保持架采用绝缘性的工程塑料。

所述飞行控制系统(11)包括：飞行控制器、电流调节器、电源控制开关。

所述飞行控制器为可编程逻辑控制器或单片机。

所述新型动力装置(8)的圆环螺旋桨(6)的上下两侧覆盖有电磁屏蔽网，电磁屏蔽网的边缘固定在外侧轴承(4)外圈上。

本发明的工作原理：参照图1，所述长方形永久磁铁分布在圆环螺旋桨(6)所在平面的上下两侧并在带环螺旋桨(6)平面产生复合磁场，在电源线通电的情况下，所述圆环螺旋桨(6)在所述内侧轴承(1)和所述外侧轴承(4)的约束下在所述圆环螺旋桨(6)所在平面的复合磁场中绕所述固定轴(2)稳定地旋转。参照图1，所述内侧轴承(1)内圈的左上方铜质金属片和右下方的铜质金属片分别通过电源线与电源(10)的正极连接，所述内侧轴承(1)内圈的左下方铜质金属片和右上方的铜质金属片分别通过电源线与电源(10)的负极连接，所述圆环螺旋桨(6)内嵌线圈绕组的实施方式参照图1，沿图中的水平方向和竖直方向，所述圆环螺旋桨(6)可分为四个网孔，每个网孔外侧边缘的所述圆环螺旋桨(6)桨叶和部分所述圆环螺旋桨内环(3)、外环(5)的内部分别嵌入等量适当匝数的线圈绕组，参照图1，所述圆环螺旋桨包括左上方、左下方、右上方、右下方四组线圈绕组。其中，图1中左下方和右下方的线圈绕组串联，且图1中左下方线圈绕组的端头和内侧轴承(4)外圈的左下方的铜质金属片连接，图1中右下方线圈绕组的端头和内侧轴承(1)外圈的右下方的铜质金属片连接，参照图1，所述圆环螺旋桨(6)的左下方线圈绕组的绕向为顺时针，所述圆环螺旋桨(6)的右下方线圈绕组的绕向为逆时针。图1中左上方和右上方的线圈绕组串联，且图1中左上方线圈绕组的端头和内侧轴承(1)外圈的左上方的铜质金属片连接，图1中右上方线圈绕组的端头和内侧轴承(1)外圈的右上方的铜质金属片连接，参照图1，所述圆环螺旋桨(6)的左上方线圈绕组的绕向为逆时针，所述圆环螺旋桨(6)的右上方线圈绕组的绕向为顺时针。所述内侧轴承(1)在电源线和线圈绕组之间起电动机中整流子的作用。通电后的与电源线通过所述内侧轴承(1)连接的所述圆环螺旋桨(6)内部的线圈绕组在所述圆环螺旋桨(6)所在平面的复合磁场中受到安培力作用，其中，所述圆环螺旋桨(6)的内环(3)、外环(5)内部的线圈绕组所受的安培力相互抵消，所述圆环螺旋桨(6)桨叶部分内部的线圈绕组受到的安培力沿所述圆环螺旋桨(6)的旋转方向一致朝向逆时针，所述圆环螺旋桨(6)在在所述内侧轴承(1)和所述外侧轴承(4)的约束下因内部的线圈绕组受安培力作用而逆时针旋转，所述内侧轴承(1)起到电动机中整流子的作用，因此所述圆环螺旋桨(6)的内部线圈绕组在定向逆时针旋转的的同时周期改变输入电流的流向，所述圆环螺旋桨(6)的内部线圈绕组在定向逆时针旋转的的同时因其位置改变而使所述圆环螺旋桨(6)的内部线圈绕组在复合磁场中的位置也周期性变化。因此，所述圆环螺旋桨(6)可以为垂直起降无人机提供稳定持久的动力。

飞行控制器通过控制电流调节器来控制所述垂直起降无人机的各个所述新型无人机动力装置(8)的所述圆环螺旋桨的转速和转速差，以实现垂直起降无人机的垂直起降和远距离飞行，所述垂直起降无人机远距离飞行时具有空气动力学性能好的优点。

以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本技术方案的保护范围。