一种复合材料多旋翼救援无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，更具体的说是涉及一种复合材料多旋翼救援无人机。

背景技术：

无人机，为无人驾驶飞行器或是遥控引导的交通工具，不论是未来还是在不同的商业以及民间的使用上正在市场上大行其道。不论是热影像或是摄影镜影像、包裹运送、农耕、农作物调查、电影拍摄之航空特技飞行、搜救任务、建筑工业、电缆线检查、水库、管线、野生动物计数、投递医疗设备到远方或是其他无法到达的地区、由动物保护团体所实施之非法盗猎行为之决定、牲畜监控、野火空照、管线安全、家庭安全、道路巡逻、反侵权行为、搜救行为、投放救生设备给多个游泳者、损坏评估、透过云层、雨、雾、以及白天或是黑夜状况的天气影像实时调查。

无人机同时也同于遥控感测工作。它们的遥控感测功能包括了多个电磁光谱传感器、珈玛传感器、生化传感器、化学传感器、光学传感器、红外线镜头以及合成孔径雷达。

为了能执行这些任务，无人机本身内部需完成一些内部的工作以及功能，例如是测试、数据运用以及沟通。而为了避免意外或是错失目标，无人机应具有下列的能力：

路径规划：在符合目的以及任务的限制前提下，例如是障碍或是油料需求，决定出一条最佳的路径以让交通器能依循。

轨迹产生：决定一最佳的控制策略来依循一定的路径或是由一地到另一地下接受指令。

轨迹管理：限制交通器在一轨迹的容许范围内所需要特定的控制策略。

任务配置以及时程安排：在时间以及设备限制条件下，于一群代理中决定出最佳的任务分配。

合作策略：形成一最佳的序列以及活动的空间分配，以能在任何给定任务的情形下，最大化成功机率。

在这些关于无人机应具有控制路径、轨迹、目标等能力的许多不同的任务意谓着在一个中等大小的国家内，同一时间会有成千台无人机同时的在空中运行，而这也意味着那些能力将面临着无人机交通的高度复杂性；因为它并不像汽车般的会依循着特定的道路，也不像飞机般的有着大片的范围可以提供交通的控制。无人机会在建筑物、树林、道路上空之间工作，以致于在同一时间中，许多的无人机会以相当近的距离而相互交错，以及和其他实体物之间作近距离的交错。

无疑地，这种繁忙的交通状况将会制造日渐危险的事故、意外的故障、丧失控制。这些问题都将会导致故障的无人机带着内部昂贵的包裹而摔落地面。它可能摔落在公路中，一棵树中、水中或是一个难以到达的地方。从而，有些人则会对携有昂贵包裹的故障无人机采取偷窃行为。

由于无人机技术正无限的发展中，目前在民用中最迫切的一种用途即是警察界了，但有关这主题可行的想法都只用在拍照，或是实时的交通影音，或是打击犯罪上。

很难在一台无人机旁再行派遗另一台无人机来保护它，但根据本发明之发明人最近的应用显示，迷你无人机本即不应该个别的到远地方，它们应是由无人机的航空运输机先行携带到地面上的一个特定的位置后，再行释放来递送包裹。在这种情形下，即可派遗一台救援无人机来跟随无人机的航空运输机，也因此，一旦有迷你无人机发生了故障，救援无人机则可针对故障的无人机执行所需的保卫、安全以及救援任务。

多旋翼无人机为无人机领域较为流行的一种形式，以四旋翼无人机为例，四旋翼工作原理为：四旋翼飞行器通过调节四个旋翼的升力，从而控制飞行器的姿态和位置，每个旋翼根据飞控信号的控制，需要在升力方面做出快速响应，实际使用中，电动四旋翼飞行器受制于电池技术等因素，在载重、航程、航时等方面受到较多的限制，难以满足无人机的某些使用要求。

因此，如何提供一种复合材料多旋翼救援无人机是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种复合材料多旋翼救援无人机，以解决无人机控制策略复杂，负载能力较差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合材料多旋翼救援无人机，包括：包括机身，旋翼，以及驱动所述旋翼的驱动装置，所述旋翼包括均布在所述机身四周的第一旋翼、第二旋翼、第三旋翼、第四旋翼、第五旋翼以及第六旋翼，所述第一旋翼、所述第二旋翼、所述第三旋翼、所述第四旋翼、所述第五旋翼以及所述第六旋翼之间连接有联动组件，以使六者能够同时转动。

优选的，所述联动组件包括横向贯穿所述机身的可转动的第一联动轴、第二联动轴和第三联动轴以及变速箱，所述第一旋翼和所述第二旋翼通过所述变速箱安装在所述第一联动轴的两端，所述第三旋翼和所述第四旋翼通过所述变速箱安装在所述第二联动轴的两端，所述第五旋翼和所述第六旋翼通过所述变速箱安装在所述第三联动轴的两端，所述第一联动轴、所述第二联动轴和/或所述第三联动轴与所述驱动装置连接。

优选的，所述第一联动轴、所述第二联动轴和所述第三联动轴平行。

优选的，所述变速箱包括套设在所述第一联动轴、所述第二联动轴或所述第三联动轴上的第一锥齿轮，和与所述第一锥齿轮啮合传动的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述旋翼共轴以同时转动。

优选的，所述第一联动轴与所述驱动装置连接，所述第一联动轴、所述第二联动轴和所述第三联动轴之间连接有能够使二者联动的传动轴。

优选的，所述第一联动轴连接有第一减速箱，所述第二联动轴连接有第二减速箱，所述第三联动轴连接有第三减速箱，所述传动轴连接在所述第一减速箱、所述第二减速箱和所述第三减速箱之间，所述第一减速箱与所述驱动装置的驱动轴连接。

优选的，所述机体由复合材料板和管组成，所述复合材料板通过十字结构将所述机体与多个所述旋翼连接。所述复位材料采用碳纤维复合材料制造。结构简单，重量轻盈。

优选的，多个所述旋翼还包括：电子调速器、电机和垫片，所述电子调速器固定于所述第一联动轴、所述第二联动轴或所述第三联动轴上，所述电机和所述垫片均位于所述旋翼和相应联动轴之间。

优选的，所述旋翼连接有变距机构。

优选的，所述驱动装置为燃油发动机。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种复合材料多旋翼救援无人机，具有以下有益效果：

（1）、由于驱动旋翼旋转的驱动装置只有一个，并且旋翼之间能够联动，使得驱动装置可以同时控制多个旋翼，简化了控制策略，此外，由于驱动装置的数量仅为一个，可以减轻无人机的机体本身的重量，从而能够提高其装载其他设备的能力；

（2）采用电子调速器，起飞后能自动锁定速度，需要变速时再解锁，实现自动控制；

（3）、机身采用复合材料管和板，结构轻盈；

（4）、能够实现对事故或灾情现场搬运伤员至医院。

本发明的主要目的是提供一种救援无人机，以营救发生故障并跌落地面的无人机，无人机通常携带有价值的包裹，而这些包裹在装载着货物的无人机落在地面时，那些有价值的包裹在被破坏或是损坏之前都必须取回。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图。

图2附图为本发明提供的变速箱处的结构示意图。

图3附图为本发明提供的联动轴与旋翼的分解示意图。

其中，附图标记说明如下：

110为安装板，120为支架；

200为旋翼，201为第一旋翼，202为第二旋翼，203为第三旋翼，204为第四旋翼，205为第五旋翼，206为第六旋翼；

300为驱动装置，310为驱动轴；

410为第一联动轴，420为第二联动轴，430为变速箱，440为传动轴，450为第三联动轴，431为第一锥齿轮，432为第二锥齿轮，433为外壳，460为电子调速器，470为垫片，480为电机；

510为第一减速箱，520为第二减速箱；

600为变距机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

一种复合材料多旋翼救援无人机，包括：包括机身，旋翼200，以及驱动旋翼200的驱动装置300，旋翼200包括均布在机身四周的第一旋翼201、第二旋翼202、第三旋翼203、第四旋翼204、第五旋翼205以及第六旋翼206，第一旋翼201、第二旋翼202、第三旋翼203、第四旋翼204、第五旋翼205以及第六旋翼206之间连接有联动组件，以使六者能够同时转动。这里，旋翼200的转动指的是螺旋桨的旋转。由于驱动旋翼旋转的驱动装置300仅有一个，并且旋翼200之间能够联动，使得驱动装置300可以同时控制多个旋翼200，不必如相关技术中需要考虑多个驱动装置300之间的耦合，从而简化了控制策略。此外，由于驱动装置300的数量为一个，可以减轻无人机的机体本身的重量，从而能够提高其装载其他设备的能力。

如图2所示，旋翼200连接有变距机构600。针对每个旋翼200，设计变距机构600，从而在每个旋翼200转速相同的情况下，通过总距调整，实现对每个旋翼200升力变化的快速响应。变距机构600为本领域内技术人员所熟知的结构，可以采用常用的设置形式，例如可以包括变距电机以及与变距电机输出端连接的拉杆组件，拉杆组件再与旋翼200连接，通过改变旋翼200的角度来调整旋翼200产生的升力。本公开对变距机构600的具体结构不做限制，只要能够实时调整旋翼200的升力即可。

为了进一步地优化上述技术方案，联动组件包括横向贯穿机身的可转动的第一联动轴410、第二联动轴420和第三联动轴450以及变速箱430，第一旋翼201和第二旋翼202通过变速箱430安装在第一联动轴410的两端，第三旋翼203和第四旋翼204通过变速箱430安装在第二联动轴420的两端，第五旋翼205和第六旋翼206通过变速箱430安装在第三联动轴450的两端，第一联动轴410、第二联动轴420和/或第三联动轴450与驱动装置300连接。即，驱动装置300输出动力，驱动第一联动轴410和第二联动轴420转动，并通过变速箱430将动力传递至旋翼200上。变速箱430的转速比可以根据实际机型结构而定，这里不做限制。其中，同一根联动轴上的变速箱430对称于机身布置，使得两侧的旋翼200动作同步，能够同时转动。

为了进一步地优化上述技术方案，第一联动轴410、第二联动轴420和第三联动轴430平行。六个旋翼200可以位于一个矩形区域的四角，结构稳固。此外，这种结构还具有拆卸方便的优点，当需要更换旋翼200时，只需要将其从联动轴的端部拆卸即可，不影响机身其他结构。这种结构还具有拆卸方便的优点，当需要更换旋翼200时，只需要将其从联动轴的端部拆卸即可，不影响机身其他结构。

为了进一步地优化上述技术方案，变速箱430包括套设在第一联动轴410、第二联动轴420或第三联动轴450上的第一锥齿轮431，和与第一锥齿轮431啮合传动的第二锥齿轮432，第二锥齿轮432与旋翼200共轴以同时转动。第一锥齿轮431和第二锥齿轮432分别容纳在外壳433中以使结构紧凑。采用这种设置，不但可以改变动力传递的方向，同时齿轮变速箱具有结构紧凑，传动平稳，可靠性高的优点。

为了进一步地优化上述技术方案，第一联动轴410与驱动装置300连接，第一联动轴410、第二联动轴420和第三联动轴450之间连接有能够使二者联动的传动轴440。

为了进一步地优化上述技术方案，第一联动轴410连接有第一减速箱510，第二联动轴420连接有第二减速箱520，第三联动轴450连接有第三减速箱530；传动轴440连接在第一减速箱510、第二减速箱520和第三减速箱530之间，第一减速箱510与驱动装置300的驱动轴310连接。这样，从驱动装置300输出的动力传输至旋翼200，中间至少设有二级变速装置，可以实现较高的转速比。

此外，在上述的无人机中，六个旋翼的旋转方向可以通过各个锥齿轮间的配合关系进行调整，使得左前与右后旋翼旋转方向相同，右前与左后旋翼旋转方向相同，该两组旋翼转向相反，在四个旋翼升力相同时，实现整机扭矩的平衡。需要说明的是，这里的“左、右”是相对无人机的前行方向而言的，仅为说明位于对角线上的两个旋翼的旋向相同，且两条对角线上的旋翼旋向相反。

为了进一步地优化上述技术方案，机体由复合材料板和管组成，复合材料板通过十字结构将机体与多个旋翼200连接。机体为复合材料，结构非常轻盈。

为了进一步地优化上述技术方案，多个所述旋翼200还包括：电子调速器460、电机480和垫片470，电子调速器460固定于第一联动轴410、第二联动轴420或第三联动轴450上，电机480和垫片470均位于所述旋翼200和相应联动轴之间。电子调速器460起飞后自动锁定转速，需要时方可解锁，具有锁定模式和控制模式两种模式。根据接受的电信号，通过控制器和执行器来改变喷油泵供油量的大小。垫片470夹持于电机480和变速箱430之间，用于将电机480的转轴垂直于变速箱430。

电子调速器可以为单置式、双置式或全置式：

（1）单置式：单置式调速器又称恒调速器，只能控制柴油机的最高速度。这种调速器中调速弹簧的预紧力是固定不变的，只有当柴油机转速超过最高标定转速时，调速器才能起作用，故称恒速调速器。

（2）双置式：双置式调速器又称两极式调速器，用来控制柴油机的最高转速和最低稳定速度。

（3）全置式：全置式调速器可以控制柴油机在规定的转速范围内任意转速下运动。其工作原理与恒调速器的区别在于弹簧承盘做成活动的，因此弹簧的弹力不是固定值，而是由操纵杠杆控制，随操纵杠杆位置的变化，调速器弹簧的弹力也随之变化，故可以控制柴油机在任意转速下稳定工作。

为了进一步地优化上述技术方案，旋翼200连接有变距机构600。针对每个旋翼200，设计变距机构600，从而在每个旋翼200转速相同的情况下，通过总距调整，实现对每个旋翼200升力变化的快速响应。变距机构600为本领域内技术人员所熟知的结构，可以采用常用的设置形式，例如可以包括变距电机以及与变距电机输出端连接的拉杆组件，拉杆组件再与旋翼200连接，通过改变旋翼200的角度来调整旋翼200产生的升力。本公开对变距机构600的具体结构不做限制，只要能够实时调整旋翼200的升力即可。

为了进一步地优化上述技术方案，驱动装置300为燃油发动机。燃油发动机动力较足，可以同时稳定地为多个旋翼200提供动力。采用燃油发动机，驱动装置300的输出功率可以大幅度提高，使得无人机在航程及航时等方面都会有较大提高。

本发明公开的一种复合材料多旋翼救援无人机，具有以下特点：

（1）、由于驱动旋翼旋转的驱动装置只有一个，并且旋翼之间能够联动，使得驱动装置可以同时控制多个旋翼，简化了控制策略，此外，由于驱动装置的数量仅为一个，可以减轻无人机的机体本身的重量，从而能够提高其装载其他设备的能力；

（2）、采用电子调速器，起飞后能自动锁定速度，需要变速时再解锁，实现自动控制；

（3）、机身采用复合材料管和板，结构轻盈；

（4）、能够实现对事故或灾情现场搬运伤员至医院。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。