本发明涉及飞行器领域，尤其涉及一种动力系统与控制系统分离式飞行器。
背景技术：
随着无人机技术的发展，其在农作物的药物以及液态化肥的喷洒中也得到了应用。在农药喷洒的过程中，国家标准对于单位植被面积的喷洒浓度有特殊规定，这就要求无人机在喷洒药物时飞行速度不能太快，在大规模喷洒时无人机要具备大载重以及长续航能力。
根据现有技术记载，应用于农药喷洒的无人机多为多旋翼无人机，但当采用电力驱动农用多旋翼无人机时，其有效载荷以及续航能力严重不足，当采用油动力驱动时，一般要采用变距螺旋桨调整无人机飞行状态，但变距螺旋桨的结构复杂、成本高，故障率高。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种动力系统与控制系统分离式飞行器，利用本发明的装置，将提供动力的动力系统与控制无人机飞行状态的控制系统进行分离，以简单结构实现农用无人机的大载重以及长续航，降低无人机成本以及故障率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种动力系统与控制系统分离式飞行器，包括：基架、水平横梁、油动力系统、油动力传动机构、螺旋桨、y向控制面板、x向控制面板、农药箱、农药输送导管以及农药喷射管道；所述基架支撑所述水平横梁，所述螺旋桨安装在所述水平横梁上；所述油动力系统包括储油箱与油动发动机，所述油动发动机通过所述油动力传送机构，带动所述螺旋桨旋转；所述y向控制面板与所述x向控制面板安装在所述螺旋桨下方。
在一种优选的实施方式中，所述水平横梁为y向水平横梁，若干个所述螺旋桨在所述y向水平横梁上呈一字型均匀分布，且若干个所述螺旋桨相对所述y向水平横梁的中点左右对称。
在一种优选的实施方式中，所述y向水平横梁下方设置有y向水平转轴，所述y向水平转均包括相互转动连接的正半段转轴与负半段转轴；所述正半段转轴与所述负半段转轴分别固定连接一块y向控制面板；所述正半段轴与所述负半段转轴受不同舵机驱动，进而带动各自连接的所述y向控制面板正、反向转动。
在一种优选的实施方式中，所述y向水平横梁、y向水平转轴、y向控制面板的中间部位均设置有折叠扣。
在一种优选的实施方式中，所述油动力传动机构包括转轴、主动轮、从动轮与传动带，所述油动发动机通过所述转轴带动所述主动轮、进而带动所述从动轮转动，所述主动轮与所述从动轮的中心分别设置有转动中心轴，所述转动中心轴与最邻近的所述螺旋桨的中心转轴之间套接有所述传动带；所述y向水平横梁的左右两侧中，同侧相邻所述螺旋桨的中心转轴之间套接有所述传动带。
在一种优选的实施方式中，所述油动力传动机构下方设置所述油动发动机，所述油动发动机下方设置x向储油箱底板，所述x向储油箱底板上沿中点左右对称设置有储油箱。
在一种优选的实施方式中，所述x向储油箱底板下方设置有两块处于同一直线的所述x向控制面板。
在一种优选的实施方式中，所述农药箱设置在所述y向水平横梁中间位置，所述农药喷射管道设置在无人机下方，所述农药输送管道沿无人机四周设置，连接所述农药箱与所述农药喷射管道，所述农药喷射管道下方设置有喷射开孔。
在一种优选的实施方式中，所述y向水平横梁下方为腔体结构，所述主动轮、从动轮以及所述传动带内置于所述腔体结构中。
在一种优选的实施方式中，无人机竖直悬停时，所述y向控制面板绕y轴同向转动实现整机绕y轴的转动平衡，所述y向控制面板异向转动实现整机绕z轴的转动平衡，所述x向控制面板绕x轴同向转动实现整机绕x轴的转动平衡；无人机沿x轴方向移动时，所述y向控制面板随所述y向水平转轴绕y轴大幅同向转动；无人机沿y轴方向移动时，所述x向控制面板绕x轴大幅同向转动；无人机在垂直起降时，通过加大或减小所述油动发动机的油门调节螺旋桨转速。
本发明的有益效果是：
本发明通过将动力系统与调整无人机飞行姿态的控制结构分离，采用油动力系统供能，实现无人机的大载重以及长续航，提高了了农业无人机的工作效率，同时设置x向控制面板与y向控制面板实现无人机飞行状态的调整，以简单结构降低无人机的成本以及故障率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明一个实施例的组成结构示意图；
图2是本发明图1实施例另一角度的组成结构示意图；
图3是本发明油动力传动机构的一个实施例的示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
图1是本发明一个实施例的组成结构示意图，参照图1，该动力系统与控制系统分离式飞行器包括：
基架1，y向水平横梁2，储油箱3，油动发动机4，油动力传动机构5，螺旋桨6，y向控制面板7，x向控制面板8，农药箱9，农药输送管道10，农药喷射管道11，y向水平转轴12，折叠扣13，x向储油箱底板14，环形涵道15，腔体结构16以及控制器17。
本发明中所提及的x轴、y轴以及z轴方向如图1中所示。
在本发明中，如图1所示，基架1支撑水平横梁，螺旋桨6安装在水平横梁上；油动力系统包括储油箱3与油动发动机4，油动发动机4通过油动力传动机构5带动螺旋桨6旋转，通过螺旋桨6的旋转实现无人机的垂直起降；y向控制面板7与x向控制面板8安装在螺旋桨6下方，y向控制面板7与x向控制面板8在舵机(图中未示出)的驱动作用下旋转，进而调整无人机的飞行姿态。
本发明通过将动力系统与调整无人机飞行姿态的控制系统分离，采用油动力系统供能，实现无人机的大载重以及长续航，提高了了农业无人机的工作效率，同时设置x向控制面板与y向控制面板，实现无人机飞行状态的调整，以简单结构降低无人机的成本以及故障率。
本实施例中，优选地，如图1所示，水平横梁为y向水平横梁2，若干个螺旋桨6在y向水平横梁2上呈一字型均匀分布，且若干个螺旋桨6相对y向水平横梁2的中点左右对称。优选地，设置有偶数个螺旋桨6(螺旋桨数量大于或等于2n，n取正整数)，y向水平横梁2的单侧设置有n个螺旋桨，且y向水平横梁上设置的螺旋桨6相对中点左右对称分布。此处选择一个特定方向设置一条水平横梁已能够满足农用无人机的喷洒需求，并且简化结构，减轻无人机机体重量；当然此处对水平横梁的分布与数量不作具体限制，只要能保证无人机机身基本的平衡稳定性即可。若干个螺旋桨6在y向水平横梁2上一字排列并且相对水平横梁2的中点左右对称分布，可以最大程度上保证机身平衡。本实施例中，螺旋桨6设置有4个，沿y向水平横梁2的中点左右对称地各分布有两个。
同时，优选地，在每个螺旋桨6的上方设置有环形涵道15，环形涵道15可以在螺旋桨6的转动过程中为无人机提升更大的升力。
本实施例中，优选地，y向水平横梁2下方设置有y向水平转轴12，y向水平转轴12包括转动连接的正半段转轴121与负半段转轴122，正半段转轴121固定连接一块y向控制面板7，负半段转轴122固定连接另一块y向控制面板7；正半段转轴121与负半段转轴122分别受不同舵机驱动，进而带动各自连接的y向控制板7正反转。
此处对y向控制板7的转动方式不作具体限制，只要能使y向控制板7通过转动调整无人机的飞行状态即可，此处采用转轴受舵机驱动带动控制板7转动的方式，结构简单。
此处，优选地，正半段转轴121、负半段转轴122各自与一块y向控制板7一体成型，结构的整体性提升。
本实施例中，优选地，y向水平横梁2、y向水平转轴12、y向控制面板7的中间部位均设置有折叠扣，使无人机在运输过程中可折叠收起，储运更为便利，在使用时再打开固定。
本实施例中，如图3所示，优选地，油动力传动机构5包括转轴501、主动轮502、从动轮503与传动带504，油动发动机4转动，通过转轴501带动主动轮502转动，主动轮502与从动轮503啮合，从动轮503转动；主动轮502与从动轮503的中心分别设置有转动中心轴505，转动中心轴505与最邻近的螺旋桨6的中心转轴601之间套接有传动带504；y向水平横梁2的左右两侧中，同侧相邻螺旋桨6的中心转轴601之间套接有传动带504。
此处对油动力传动结构5的结构与方式不作具体限制，也可以通过链传动等方式进行传动。
本实施例中，优选地，油动力传动机构5下方设置油动发动机4，油动发动机4下方设置x向储油箱底板14，x向储油箱底板14上沿中点左右对称设置有储油箱3。如此可使油动发动机4与油动力传动机构5中的转轴501直接传动。储油箱3对称设置有利于保证无人机机身的平衡性。
本实施例中，优选地，x向储油箱底板14下方设置有两块处于同一直线的x向控制面板8，控制面板8受电机(图中未示出)驱动可绕x轴旋转，进而调整无人机的飞行状态。
本实施例中，y向控制面板7与x向控制面板8均位于螺旋桨6的正下方，螺旋桨6产生的气流无阻碍地直接穿过y向控制面板7与x向控制面板8，使无人机的控制面板在调控时效率更高也更加灵活。
本实施例中，优选地，农药箱9设置在y向水平横梁2的中间位置，农药喷射管道11设置在无人机下方，农药输送管道12沿无人机四周设置，连接农药箱9与农药喷射管道11；农药喷射管道11下方设置有喷射开孔。农药喷射管道11设置在无人机下方，可以使农药在自重以及螺旋桨6产生的向下气流的共同作用下，直接喷洒到农作物上；农药输送管道12沿无人机四周设置，而不是穿插的螺旋桨6与控制面板之间，可以避免对气流的干扰。
本实施例中，优选地，y向水平横梁2的下方为腔体结构16，主动轮502、从动轮503以及传动带504内置于腔体结构16中。腔体结构16对内部的主动轮502、从动轮503以及传动带504起到保护作用，防止上述传动部件长期在日晒雨淋的天气中工作，发生锈蚀与损坏。
本实施例中，无人机的飞行状态如下：
无人机在垂直起飞的过程中，油动发动机4发动，加大油动发动机4的油门，油动发动机4通过油动力传动机构5带动螺旋桨6转动，当螺旋桨6产生的升力大于无人机自重时，无人机垂直起飞；当无人机要垂直降落时，通过减小油动发动机4的油门，螺旋桨6的转速变慢，产生的升力减小，当升力逐渐小于自重时，无人机逐渐垂直降落；y向水平横梁2沿中点左右对称的螺旋桨6反向转动，以抵消无人机整机的旋转力矩。
当螺旋桨6产生的升力等于无人机自重时，无人机悬停，此时y向控制面板7绕y轴同步转动，实现整机绕y轴的转动平衡，y向控制面板7绕y轴异向转动实现整机绕z轴的转动平衡，x向控制面板8同向转动，实现整机绕x轴的转动平衡；整个平衡稳定过程通过控制器17调节，优选地，控制器17位于无人机重心位置。
无人机沿x轴正方向移动时，y向控制面板7随y向水平转轴12绕y轴大幅同向转动，转动方向为从y轴正方向看逆时针转动，此时无人机整体受到从y轴正方向看的顺时针扭矩，无人机产生倾斜，螺旋桨6产生的升力会在x轴正方向产生一个分力，带动无人机沿x轴正向移动；无人机沿x轴负方向运动同理。
无人机沿y轴正方向移动时，x向控制面板8绕x轴大幅同向转动；转动方向为从x轴正方向看逆时针转动，此时无人机整体受到从x轴正方向看的顺时针扭矩，无人机产生倾斜，螺旋桨6产生的升力会在y轴正方向产生一个分力，带动无人机沿y轴正向移动；无人机沿y轴负方向运动同理。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。