本發(fā)明涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型輕量化六旋翼無人機。

背景技術(shù)：

“無人機”的全稱是“無人駕駛飛機”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，其具有機動靈活、反應快速、操作要求低等優(yōu)點。隨著人們對無人機的認識以及了解不斷深入，以及對其未來市場前景的看好，無人機成為了科研人員目前研發(fā)的一個重點方向。特別是在無人機上裝載多種類型的傳感器，例如攝像機等，可以實現(xiàn)視頻實時傳輸，高危地區(qū)探測功能，可以廣泛應用于航拍、植保、工業(yè)巡檢各個領(lǐng)域。

新型的鎂鋁合金材料(az31b)設計，其優(yōu)點是材料密度低，抗拉、壓強度以及抗扭強度比目前廣為使用的碳纖維材料高，而且此材料抗彎強度高(材料抗拉強度260mpa，拉伸屈服強度200mpa，楊氏模量0.48，泊松比0.307)，另外值得注意的是碳纖維材料是無法降解的材料，會對自然環(huán)境產(chǎn)生重大的影響，而az31b合金材料可以通過熔化的方式反復重新利用，從而減少了無人機制造上對環(huán)境的危害。

目前的無人機大多是基于直升機的飛行原理進行設計制造的，可以實現(xiàn)垂直升降和高空懸停，從而滿足航拍和監(jiān)控的需求，目前市面上最普遍的多是單軸單槳、單軸共槳以及多旋翼形式，由于當下已有的無人機在機體結(jié)構(gòu)的設計上存在一定的缺陷，例如對空氣動力學基本沒有深入應用，為了提升續(xù)航力在材料選用時大多以塑料為主，導致無人機飛行過程中抗風性能差、飛行阻力大以及電池容量的不足，有一些在選材時采用了碳管作為機臂的，安裝繁瑣需要專門的碳管夾，造成機體重量上升，因此目前市場上的無人機普遍一次飛行時間只有30分鐘以內(nèi)，同時常規(guī)的設計使得無人機內(nèi)部腔體利用率低，不利于后期的升級改造及設備拓展，這些問題都嚴重影響了未來無人機在生活中應用的前景。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種面向燃料電池驅(qū)動的新型輕量化六旋翼無人機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的是目前無人機結(jié)構(gòu)設計不合理、機體材料無法回收利用以及續(xù)航時間過短等技術(shù)問題

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種新型輕量化六旋翼無人機，包括機架、機臂、機臂連接組件、電池懸掛件、電池、飛行控制系統(tǒng)和減震基座，其中，

機架包括上板和下板，上板和下板均采用大小相同的正六邊形設計，上板和下板的外圍設有筋板，上板和下板內(nèi)側(cè)設有筋板，上板設有中部呈圓形，周圍呈陣列三角形的鏤空；下板設有中部呈圓形，周圍呈三角形的鏤空，四個減震基座安裝孔和四個電池懸掛件安裝孔；

機臂包括旋翼、電機、機臂，其中電機采用無刷電機，機臂設計為縱向弧形漸變，橫向錐形漸變，機臂中部采用鏤空陣列設計；

機臂連接組件包括連接電機和飛行控制系統(tǒng)的彈性導線，固定所述彈性導線的線夾；；

電池懸掛組件由專門設計的角鐵制成，采用防松螺母和機架的下板連接；

減震基座通過連接孔與機架的下板的減震基座安裝孔連接。

優(yōu)選地，機架的材料采用新型鎂鋁合金。

優(yōu)選地，下板的鏤空為非對稱鏤空。

優(yōu)選地，機臂的材料采用新型鎂鋁合金。

優(yōu)選地，機臂中部的鏤空陣列，形狀為三角形。

優(yōu)選地，機臂與機架的結(jié)合方式，采用螺栓連接。

優(yōu)選地，電池懸掛組件安裝孔的中心線不和機架中心線重合，偏差范圍為0～20mm。

優(yōu)選地，電池采用燃料電池。

優(yōu)選地，減震基座的連接孔設有空心橡膠。

本發(fā)明的有益效果是：

1.無人機機臂采用了縱向弧形漸變，橫向錐形漸變，并在機臂中部采取三角形的陣列鏤空的設計，有效的利用了新型鎂鋁合金材料(az13b)抗彎強度高的優(yōu)點，從而在不影響其強度的前提下大幅減少了機臂的重量。

2.其橫向漸寬的錐形設計使得無人機機臂在最大化減輕質(zhì)量的同時滿足了強度的要求，而且使得無人機在飛行以及起飛的時候機臂不易發(fā)生振動，有效避免了由于共振造成的對飛機的損壞。

3.機臂采用新型鎂鋁合金材料(az13b)使得其可以承受電機以及旋翼產(chǎn)生的更大的功率和升力，使得飛機動力更強，并且可以負載更重的貨物。

4.機臂通透的設計符合流體力學的原理，大幅度減少機臂的迎風面積，使得飛機上升的時候氣流可以更容易的從機臂中通過，大幅降低了阻力。

5.采用新型鎂鋁合金材料(az13b)制造的機架，采用正六邊形及鏤空設計，大大減少了機架的重量。

6.中部三角形鏤空的設計使得無人機在組裝調(diào)試的過程中，工作人員可以方便的對無人機的內(nèi)部飛控以及電源走線等進行調(diào)試安裝，大大減少了非一體式機體帶來的安裝不便等問題。

7.機架外圍及內(nèi)部的筋板，承擔了無人機上升時由機臂加載在機體上的大扭矩，大大提高了無人機的安全性能。

8.機架下板非對稱的鏤空設計解決了機體安裝燃料電池后重心偏移的問題。

本發(fā)明中的無人機通過特殊鏤空設計的機臂以及機架，使得其重量相對于相同尺寸的無人機減輕了近30％，并且提高了整體飛機的強度特性，有效減少了無人機迎風面積。并且該無人機在進行轉(zhuǎn)彎，加速上升、下降等動作時比同尺寸的六旋翼飛行器響應更快；同時更多重量集中在飛行器主體上，使得飛行器質(zhì)心更加貼近機架，從而大幅提升無人機飛行穩(wěn)定性，及抗風、干擾的能力。而且新型的鎂鋁合金材料(az13bb)彈性相對于市面上碳纖維的材料彈性變形更小，這保證了位于無人機機架上的加速度計、陀螺儀等傳感器受電機振動的干擾最小，另外燃料電池無人機也大幅提高了無人機續(xù)航時間。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一個較佳實施例的整體圖；

圖2是本發(fā)明的一個較佳實施例的機臂的三維模型圖；

圖3是本發(fā)明的一個較佳實施例的機臂的有限分析圖；

圖4是本發(fā)明的一個較佳實施例的機架的三維模型圖；

圖5是本發(fā)明的一個較佳實施例的機架的下板平面設計圖；

其中：1.電機安裝孔，2.機架，3.機臂，4.機臂連接組件，5.飛行控制系統(tǒng)，6.電池懸掛件，21.上板，22.下板，23.安裝孔，24.內(nèi)部筋板，25.外圍筋板，26.電池懸掛件安裝孔，27.減震基座安裝孔，32.鏤空陣列，33.機臂連接孔。

具體實施方式

如圖1所示，種新型輕量化六旋翼無人機，包括機架2、機臂3、機臂連接組件4、飛行控制系統(tǒng)5、電池懸掛件6、電池和減震基座。其中機架2和機臂3由新型鎂鋁合金(az13b)制成，電機安裝在機臂3的遠端的電機安裝孔上1，機臂3和機架2通過二十四個3.5mm螺柱安裝孔23和對應的機臂連接孔33連接在一起，飛行控制系統(tǒng)5安裝在機架2中間位置，通過機臂連接件4與機臂3遠端安裝在電機安裝孔1上的電機相連，機臂連接件4包含了十二根電機和飛行控制系統(tǒng)5的彈性導線和六根彈性絕緣膠帶，彈性絕緣膠帶將彈性導線粘合在機臂3上，飛行控制系統(tǒng)5通過海綿膠粘合在減震基座上，減震基座安裝在機架2的下板22上的減震基座安裝孔27上，減震基座上的連接孔設有空心橡膠，與下板22連接后可以減少飛行控制系統(tǒng)5受到的震動和沖擊，這樣在無人機降落時，可以將撞擊帶來的緩沖大大削弱，從而對飛控內(nèi)部的靈敏電器元件起到了良好的保護作用。無人機機架2的下板22上設有四個電池懸掛件安裝孔26和專門設計的電池懸掛件6通過m5防松螺母相連接，專門設計的角鐵結(jié)構(gòu)將燃料電池緊固在無人機的機架2的下板22上。

如圖2，圖3所示，機臂采用新型鎂鋁合金材料(az13b)制造，設計基于流體力學和空氣動力學設計，縱向弧形漸變，橫向錐形漸變，機臂中部的鏤空陣列32設計，可以在不影響機臂強度的情況下大幅度減輕了機臂的重量以及迎風面積，電機安裝在機臂3遠端的電機安裝孔1上。

如圖4所示，機架上板和下板均采用新型鎂鋁合金材料(az13b)制造，設計有鏤空，可以大幅度減輕機架重量，此外在上板21和下板22上以及外圍均設有筋板，包括內(nèi)部筋板24和外圍筋板25，大大提高了無人機的整體安全性能。

如圖5所示，機架下板的設計為非對稱鏤空設計，同時設有四個電池懸掛件安裝孔26和四個減震基座安裝孔27，并且四個電池懸掛件安裝孔26的中心線與機架2的中心線不重合。

在本實施例中，機架2上板21中部圓形鏤空的直徑為10cm，飛行控制系統(tǒng)5的體積為8cm×5cm×2cm，下板22的電池懸掛件安裝孔26的中心線和機架2的中心線并不重合，有10毫米的偏差，這是因為燃料電池的質(zhì)心偏移所導致的，對角無刷電機安裝點位中心距離為152cm，每臺無刷電機上裝有旋翼，旋翼的直徑為50cm；六臺無刷電機與機臂3上方的電機驅(qū)動電路通過六組共12根不同方向排布的彈性導線連接，機臂3上方與彈性導線通過彈性絕緣膠帶連接，防止導線在無人機的高速飛行中松動。

以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。