本发明公开一种快速变向四旋翼无人机，涉及运输设备、航拍等民用领域，尤其涉及一种快速变向四旋翼无人机。
背景技术：
在地质勘探、救灾领域，四旋翼无人机能够帮助人们勘探地形，提高人们的工作效率。在交通运输领域，由于一些地区地形复杂，导致运输车辆无法进入，随着四旋翼无人机技术的发展，采用四旋翼无人机对特殊地区进行物资投送，用以缩短投送时间和投送成本是必然的趋势。现有的四旋翼无人机通过调节四个旋翼电机的转速来改变旋翼的转速实现升力的变化，从而控制无人机的姿态和位置。这种通过调节电机转速来控制无人机的姿态和位置的方法使得无人机变向速度较慢，且使得动力不稳定，变向时飞行姿态不稳定，故障率高，不易用于执行任务。
技术实现要素：
本发明的目的，采用一种电机驱动快速变向机构，驱动无人机姿态的变化，提高了无人机的变向速度，提高了变向的准确性及变向过程的动力的稳定性，提高了无人机的工作效率。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
本发明的快速变向四旋翼无人机，它包含无人机机身1、换向装置a2、换向装置b3、换向装置c4、换向装置d5五个部分；本发明的快速变向四旋翼无人机的四个换向装置的结构相同，因此在下面的结构描述中，仅描述其中一个换向装置；其特征在于：所述的换向装置a、换向装置b、换向装置c、换向装置d分别与无人机机身螺栓连接。
作为优选，所述的无人机机身由无人机支架、信号接收器、驱动控制器、电源组成，其中信号接收器、驱动控制器、电源与无人机支架螺钉连接。
作为优选，所述的换向装置a由旋翼电机支架、内框架电机转子铁芯、内框架电机转子、多对极磁钢a、多对极磁钢安装基座、旋翼电机、旋翼、内框架、多对极磁钢b、外框架电机转子、外框架电机转子铁芯、轴承a、内框架电机后端盖、内框架电机定子、内框架电机定子绕组、内框架角位移式磁电编码器、轴承b、内框架角位移式磁电编码器端盖、外框架、轴承c、外框架电机后端盖、外框架角位移式磁电编码器端盖、轴承d、外框架角位移式磁电编码器、外框架电机定子、外框架电机定子限高绕组、外框架电机定子绕组组成；其中内框架电机转子与内框架电机转子铁芯胶连接，内框架电机转子、多对极磁钢安装基座、旋翼电机与旋翼电机支架螺栓连接，多对极磁钢a与多对极磁钢安装基座胶接，旋翼与旋翼电机螺钉连接，内框架电机转子、内框架电机后端盖与轴承a轴承连接，多对极磁钢安装基座、内框架角位移式磁电编码器端盖与轴承b轴承连接，外框架电机转子、内框架电机后端盖、内框架角位移式磁电编码器端盖与内框架螺钉连接，多对极磁钢b、内框架电机定子与内框架胶接，外框架电机转子铁芯与外框架电机转子胶接，内框架电机定子绕组与内框架电机定子胶接，内框架角位移式磁电编码器与内框架角位移式磁电编码器端盖螺钉连接，外框架电机转子、外框架电机后端盖与轴承c轴承连接，内框架、外框架角位移式磁电编码器端盖与轴承d轴承连接，外框架电机后端盖、外框架角位移式磁电编码器端盖与外框架螺钉连接，外框架电机定子与外框架胶接，外框架角位移式磁电编码器与外框架角位移式磁电编码器端盖螺钉连接，外框架电机定子限高绕组、外框架电机定子绕组与外框架电机定子胶接，外框架与无人机支架螺栓连接。
本发明的有益效果是：
1.采用变向装置，增加了旋翼的自由度，使得旋翼的位姿可以改变，提高了无人机的变向的速度，使得工作效率提高。
2.采用变向装置，克服了一般四旋翼无人机变向时动力不稳定的状况，提高了无人机变向过程中的稳定性。
3.分别采用两个磁电式角位移传感器作为外框电机及内框电机的位置反馈，测量外框电机及内框电机转子的角位移，能够精确的控制当前旋翼的位姿变化。
附图说明
附图1：本发明的整体结构示意图；
附图2：本发明的无人机机身结构示意图；
附图3：本发明的变向装置局部结构示意图；
附图4：本发明的变向装置局部结构示意图；
附图5：本发明的变向装置局部结构示意图；
附图6：本发明的变向装置局部结构示意图；
附图7：本发明的变向装置局部结构示意图；
附图8：本发明的变向装置局部结构示意图；
附图9：本发明的变向装置局部结构示意图；
附图10：本发明的变向装置局部结构示意图；
附图11：本发明的变向装置局部结构示意图；
图中，1-1无人机支架、1-2信号接收器、1-3驱动控制器、1-4电源、2-1旋翼电机支架、2-2内框架电机转子铁芯、2-3内框架电机转子、2-4多对极磁钢a、2-5多对极磁钢安装基座、2-6旋翼电机、2-7旋翼、2-8内框架、2-9多对极磁钢b、2-10外框架电机转子、2-11外框架电机转子铁芯、2-12轴承a、2-13内框架电机后端盖、2-14内框架电机定子、2-15内框架电机定子绕组、2-16内框架角位移式磁电编码器、2-17轴承b、2-18内框架角位移式磁电编码器端盖、2-19外框架、2-20轴承c、2-21外框架电机后端盖、2-22外框架角位移式磁电编码器端盖、2-23轴承d、2-24外框架角位移式磁电编码器、2-25外框架电机定子、2-26外框架电机定子限高绕组、2-27外框架电机定子绕组。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
本发明的结构组成如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11。
本发明的快速变向四旋翼无人机，它包含无人机机身1、换向装置a2、换向装置b3、换向装置c4、换向装置d5五个部分；本发明的快速变向四旋翼无人机的四个换向装置的结构相同，因此在下面的结构描述中，仅描述其中一个换向装置；其特征在于：所述的换向装置a2、换向装置b3、换向装置c4、换向装置d5分别与无人机机身1螺栓连接。
进一步的，所述的无人机机身1由无人机支架1-1、信号接收器1-2、驱动控制器1-3、电源1-4组成，其中信号接收器1-2、驱动控制器1-3、电源1-4与无人机支架1-1螺钉连接。
进一步的，所述的换向装置a2由旋翼电机支架2-1、内框架电机转子铁芯2-2、内框架电机转子2-3、多对极磁钢a2-4、多对极磁钢安装基座2-5、旋翼电机2-6、旋翼2-7、内框架2-8、多对极磁钢b2-9、外框架电机转子2-10、外框架电机转子铁芯2-11、轴承a2-12、内框架电机后端盖2-13、内框架电机定子2-14、内框架电机定子绕组2-15、内框架角位移式磁电编码器2-16、轴承b2-17、内框架角位移式磁电编码器端盖2-18、外框架2-19、轴承c2-20、外框架电机后端盖2-21、外框架角位移式磁电编码器端盖2-22、轴承d2-23、外框架角位移式磁电编码器2-24、外框架电机定子2-25、外框架电机定子限高绕组2-26、外框架电机定子绕组2-27组成；其中内框架电机转子2-3与内框架电机转子铁芯2-2胶连接，内框架电机转子2-3、多对极磁钢安装基座2-5、旋翼电机2-6与旋翼电机支架2-1螺栓连接，多对极磁钢a2-4与多对极磁钢安装基座2-5胶接，旋翼2-7与旋翼电机2-6螺钉连接，内框架电机转子2-3、内框架电机后端盖2-13与轴承a2-12轴承连接，多对极磁钢安装基座2-5、内框架角位移式磁电编码器端盖2-18与轴承b2-17轴承连接，外框架电机转子2-10、内框架电机后端盖2-13、内框架角位移式磁电编码器端盖2-18与内框架2-8螺钉连接，多对极磁钢b2-9、内框架电机定子2-14与内框架2-8胶接，外框架电机转子铁芯2-11与外框架电机转子2-10胶接，内框架电机定子绕组2-15与内框架电机定子2-14胶接，内框架角位移式磁电编码器2-16与内框架角位移式磁电编码器端盖2-18螺钉连接，外框架电机转子2-10、外框架电机后端盖2-21与轴承c2-20轴承连接，内框架2-8、外框架角位移式磁电编码器端盖2-22与轴承d2-23轴承连接，外框架电机后端盖2-21、外框架角位移式磁电编码器端盖2-22与外框架2-19螺钉连接，外框架电机定子2-25与外框架2-19胶接，外框架角位移式磁电编码器2-24与外框架角位移式磁电编码器端盖2-22螺钉连接，外框架电机定子限高绕组2-26、外框架电机定子绕组2-27与外框架电机定子2-25胶接，外框架2-19与无人机支架1-1螺栓连接。
其工作原理：本发明的换向装置a2、换向装置b3、换向装置c4、换向装置d5结构相同，以a2为例说明本发明的工作原理，当信号接收器（1-2）接收到指令时，将指令传达给驱动控制器（1-3），从而使得外框电机定子绕组（2-27）得电，驱动与内框架（2-8）连接的外框电机转子（2-10）转动，进而带动内框架（2-8）的转动；同时，当驱动控制器接收到信号时，使得内框架电机定子绕组（2-15）得电，驱动与旋翼电机支架（2-1）连接的内框架电机转子（2-3）转动，进而带动旋翼电机支架（2-1）和旋翼电机（2-6）的转动，最终使旋翼（2-7）位姿改变，完成变向；采用内框架磁电式角位移传感器（2-16）、外框架磁电式角位移传感器（2-24）分别采集内框架电机转子（2-3）及外框架电机转子（2-10）的角位移，能够精确控制旋翼的位姿。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。