本實用新型涉及無人機技術領域領域,具體而言,涉及單軸旋翼無人機。
背景技術:
目前得到廣泛應用的旋翼式無人機主要為四旋翼、六旋翼無人機。這類多旋翼無人機可靠性較高,能夠執(zhí)行多種任務。不過由于其具有多個旋翼軸,無人機的尺寸通常比較大,飛行時需要協(xié)調(diào)各個軸的轉速,給飛行控制帶來了困難?,F(xiàn)有的單軸旋翼無人機有的利用舵面控制無人機的俯仰、橫滾和偏航,在飛行靈活性和操縱性上不如多旋翼無人機。還有的單旋翼無人機在飛行過程中機身不停地旋轉,影響了正常的使用。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的主要目的在于提供單軸旋翼無人機,以解決現(xiàn)有技術中的無人機存在的靈活性和控制性與尺寸不相匹配的問題。
為了實現(xiàn)上述目的,提供了一種單軸旋翼無人機。該單軸旋翼無人機,包括機架、攝像頭以及設于機架內(nèi)的旋翼、驅動所述旋翼轉動的電機、為所述電機供電的蓄電裝置、控制所述電機的轉速的飛行控制器;還包括輻板,所述輻板的一端與所述機架連接,另一端與所述蓄電裝置連接,所述蓄電裝置可沿其與輻板的連接處轉動從而使所述蓄電裝置的軸線與輻板的垂線呈一定夾角;所述輻板內(nèi)設有電磁鐵;所述旋翼包括第一旋翼和第二旋翼,所述電機包括分別與所述第一旋翼和第二旋翼相匹配的第一電機和第二電機,所述飛行控制器包括分別控制所述第一電機和第二電機的轉速的第一控制器和第二控制器,所述第一控制器、第一電機、蓄電裝置、第二電機、第二控制器依次同軸串接從而使所述第一控制器、第一電機、第一旋翼位于所述輻板的上部和使所述第二控制器、第二電機、第二旋翼位于所述輻板的下部;所述第一旋翼采用非金屬材料,所述第二旋翼采用鐵基金屬材料;所述第一旋翼和第二旋翼的旋轉方向相反。
本實用新型的第一控制器、第一電機、蓄電裝置、第二電機、第二控制器依次同軸串接,即具有一個旋翼軸,利用同一旋翼軸上的兩幅旋翼,不僅能夠實現(xiàn)垂直起降和受控制的旋轉運動,而且由于該無人機僅具有一個旋翼軸和兩幅旋翼,因此結構簡單,整機體積小,重量輕;通過電磁鐵改變蓄電裝置軸線與輻板的夾角,即改變旋翼軸與輻板的夾角,可實現(xiàn)無人機的俯仰、滾轉運動,不僅進一步減小無人機的尺寸大小和整機重量,同時具有較好的飛行靈活性和操縱性能。
進一步地,所述蓄電裝置與所述輻板采用球窩關節(jié)結構連接。由此,不僅使結構更為緊湊,而且可以通過蓄電裝置的轉動更靈活?!扒蚋C關節(jié)”是標準的連接結構,工業(yè)上稱為關節(jié)軸承,是一種球面滑動軸承,其滑動接觸表面是一個內(nèi)球面和一個外球面,運動時可以在任意角度旋轉擺動。所述蓄電裝置可以直接采用具有外球面形狀的電池,也可以是由具有外球面形狀的外殼和普通電池組成。
進一步地,所述輻板為條形,且為至少兩條。由此,條形的輻板可以在起到連接旋翼軸和機架、容納電磁鐵的作用的前提下提供足夠多的氣流通道。
進一步地,所述輻板為四條且均勻分布。由此,不僅可以使整個單軸旋翼無人機在飛行過程中的結構更為穩(wěn)定,而且電磁鐵也呈均勻的分布,有利于更靈活地控制。
進一步地,還包括設于所述機架的上部和/或下部的攝像頭支架,所述攝像頭支架與攝像頭連接。由此,實現(xiàn)多種視角的航拍。
進一步地,所述攝像頭支架為弧形;所述機架與所述攝像頭支架的配合面上設有相互匹配的凸起和溝槽。由此,提籃式的攝像頭支架可以使攝像頭具有更好的拍攝視角。
進一步地,所述機架的與所述攝像頭支架相配合的端面上設有環(huán)狀的、橫截面為圓弧形的溝槽,所述溝槽上設有安裝缺口;所述攝像頭支架的與所述機架相配合的端面上設有與所述溝槽相匹配的球形凸起。由此,安裝缺口不僅便于攝像頭支架的安裝和拆卸,還可以用于放置攝像頭,便于放置;球形凸起和構成可以使攝像頭支架與機架軸線呈任意角度放置,更有利于拍攝。
進一步地,所述機架上設有與所述蓄電裝置導通的充電孔。由此,實現(xiàn)蓄電裝置的充電。
進一步地,所述電機為無刷電機。所述無刷電機優(yōu)選為外轉子無刷電機。由此,實現(xiàn)更為精確地控制旋翼的轉速。
可見,本實用新型的單軸旋翼無人機不僅結構簡單,整機體積小,重量輕,而且具有較好的飛行靈活性和操縱性能。
下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步的說明。本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本實用新型的實踐了解到。
附圖說明
構成本實用新型的一部分的附圖用來輔助對本實用新型的理解,附圖中所提供的內(nèi)容及其在本實用新型中有關的說明可用于解釋本實用新型,但不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
圖1為本實用新型的單軸旋翼無人機的西南等軸測圖。
圖2為圖1所示的單軸旋翼無人機的俯視圖。
圖3為圖1所示的單軸旋翼無人機的剖視圖。
圖4為本實用新型的單軸旋翼無人機的另一種西南等軸測圖。
圖5為圖4所示的單軸旋翼無人機的剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型進行清楚、完整的說明。本領域普通技術人員在基于這些說明的情況下將能夠實現(xiàn)本實用新型。在結合附圖對本實用新型進行說明前,需要特別指出的是:
(1)本實用新型中在包括下述說明在內(nèi)的各部分中所提供的技術方案和技術特征,在不沖突的情況下,這些技術方案和技術特征可以相互組合。
(2)下述說明中涉及到的本實用新型的實施例通常僅是本實用新型一部分的實施例,而不是全部的實施例。因此,基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都應當屬于本實用新型保護的范圍。
(3)關于對本實用新型中術語的說明。本實用新型的說明書和權利要求書及有關的部分中的術語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別容易引起混同的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。此外,術語“包括”和“具有”以及它們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含。
圖1-5為本實用新型的單軸旋翼無人機的示意圖。如圖1-5所示的單軸旋翼無人機,包括機架1、攝像頭10以及設于機架1內(nèi)的旋翼、驅動所述旋翼轉動的電機、為所述電機供電的蓄電裝置4、控制所述電機的轉速的飛行控制器,所述機架1上設有與蓄電裝置4導通的充電孔,所述電機為外轉子無刷電機。
還包括輻板8,所述輻板8的一端與所述機架1連接,另一端與所述蓄電裝置4采用球窩關節(jié)7結構連接,從而可通過蓄電裝置4的轉動來使所述蓄電裝置4的軸線與輻板8的垂線呈一定夾角;所述輻板8內(nèi)設有電磁鐵;所述輻板8為條形,所述輻板8為四條且均勻分布。
所述旋翼包括第一旋翼31和第二旋翼32,所述電機包括第一電機21和第二電機22,所述飛行控制器包括第一控制器61和第二控制器62,所述第一旋翼31與第一電機21的外壁連接,所述第一控制器61控制所述第一電機21的轉動,所述第一電機21的轉動帶動第一旋翼31的轉動;所述第二旋翼32與第二電機22的外壁連接,所述第二控制器62控制所述第二電機22的轉動,所述第二電機22的轉動帶動第二旋翼32的轉動;所述第一控制器61、第一電機21、蓄電裝置4、第二電機22、第二控制器62依次同軸串接從而使所述第一控制器61、第一電機21、第一旋翼31位于所述輻板8的上部和使所述第二控制器62、第二電機22、第二旋翼32位于所述輻板8的下部;所述第一旋翼31采用非金屬材料,所述第二旋翼32采用鐵基金屬材料;所述第一旋翼31和第二旋翼32的旋轉方向相反。
還包括攝像頭10和設于所述機架1的上部端面和下部端面上的攝像頭支架9,所述攝像頭支架9為弧形,所述攝像頭10與所述攝像頭支架9的中部連接,所述機架1的與所述攝像頭支架9相配合的端面上設有環(huán)狀的、橫截面為圓弧形的溝槽11,所述溝槽11上設有安裝缺口110;所述攝像頭支架9的與所述機架1相配合的端面上設有與所述溝槽11相匹配的球形凸起;安裝時,先后將攝像頭支架9的兩個球形凸起從安裝缺口110處插入溝槽11即可。如圖4、5所示,當需要拍攝時,朝機架1軸向轉動所述攝像頭支架9即可將攝像頭10調(diào)節(jié)到所需位置;如圖1-3所示,當不需要使用時,朝機架1軸向轉動所述攝像頭支架9即可,通過水平轉動攝像頭支架9即可使所述攝像頭支架9水平放置時使所述攝像頭10與所述安裝缺口110相匹配。
所述單軸旋翼無人機通過控制第一電機21和第二電機22之間的轉速差實現(xiàn)無人機的偏航,通過控制電磁鐵的磁力和控制不同位置的電磁鐵吸引第二旋翼32來控制旋翼軸的傾角實現(xiàn)無人機的俯仰、滾轉(如圖4所示);本實用新型具有與多旋翼無人機接近的飛行靈活性和操縱性能,且結構簡單緊湊,體積小質(zhì)量輕,減少了電機的數(shù)量,簡化了飛行控制過程。通過提籃式攝像頭支架9搭載攝像頭10,可以提供多角度的航拍畫面和立體影像。此外,所述單軸旋翼無人機外形美觀時尚,且能夠降低無人機在飛行過程中的阻力。