飛行器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于飛行器領域，尤其涉及一種機架多軸飛行器。
【背景技術】
[0002]通常，驅(qū)動飛行器上升運動的力稱為拉力，驅(qū)使飛行器水平運動的力稱為推力?，F(xiàn)有的飛行器通常使用葉片式旋翼作為拉力旋翼為飛行器提供拉力。
[0003]飛行器的基本飛行動作有垂直升降運動、前后運動、側(cè)向運動、俯仰運動、橫滾運動、偏航運動。
[0004]參見圖1以四軸飛行器200為例，其四個電機呈十字狀地分布在水平面中相互垂直的X與Y軸上，并把X軸正方向視為機頭方向。電機I位于X軸正半軸，電機3位于X軸負半軸；電機2位于Y軸正半軸，電機4位于Y軸負半軸；Z軸豎直。
[0005]升降運動:四個電機同時提高轉(zhuǎn)速，四軸飛行器200獲得的拉力增加而沿Z軸正方向移動；四個電機同時降低轉(zhuǎn)速，四軸飛行器200獲得的拉力減少而沿Z軸負方向移動。
[0006]仰俯運動:電機I提速，電機3降速，四軸飛行器200繞Y軸轉(zhuǎn)動并抬起機頭而上仰，同時沿X軸負方向移動；反之，四軸飛行器200繞Y軸轉(zhuǎn)動并下探機頭而下俯，同時沿X軸正方向移動。
[0007]橫滾運動:電機4提速，電機2降速，四軸飛行器200繞X軸轉(zhuǎn)動而左傾，并沿Y軸負方向移動；反之，四軸飛行器200繞X軸轉(zhuǎn)動而右傾，并沿Y軸正方向移動。當電機4和電機2轉(zhuǎn)速差足夠大時，四軸飛行器200便會發(fā)生完整的橫向滾動，即橫滾運動。
[0008]偏航運動:旋翼5轉(zhuǎn)動過程中由于空氣阻力作用會形成與轉(zhuǎn)動方向相反的反扭矩。為了克服反扭矩影響，四個旋翼5的布置方式采用兩個正轉(zhuǎn)兩個反轉(zhuǎn)，且對置旋翼的轉(zhuǎn)向相同。每個旋翼5產(chǎn)生反扭矩的大小與旋翼5的轉(zhuǎn)速有關，旋翼5轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生的反扭矩越大。當四個旋翼5轉(zhuǎn)速相同時，四個旋翼5對四軸飛行器200產(chǎn)生的反扭矩相互抵消，四軸飛行器200相對Z軸不發(fā)生轉(zhuǎn)動；當四個旋翼的轉(zhuǎn)速不完全相同，反扭矩不能完全相互抵消時，反扭矩會引起四軸飛行器200相對Z軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)偏航運動。電機I和3轉(zhuǎn)速提高(正轉(zhuǎn))，電機2和4轉(zhuǎn)速降低(反轉(zhuǎn))，四軸飛行器200就會繞Z軸旋轉(zhuǎn)向右偏轉(zhuǎn)，即向右偏航。由于電機I和3轉(zhuǎn)速提高，電機2和4轉(zhuǎn)速降低，總體的拉力不變，所以四軸飛行器200不會上升或下降。
[0009]目前，飛行器均利用慣性測量模塊(IMU)控制飛行姿態(tài)。慣性測量模塊包括加速度計和陀螺儀，又稱慣性導航組合。參考空間直角坐標系，在x、Y、z軸方向上，分別布置一個陀螺儀，用于測量多軸飛行器在上述三個方向上的旋轉(zhuǎn)運動；在乂、￥、2軸方向上，分別布置一個加速度計，用于測量多軸飛行器在上述三個方向上平移運動的加速度。慣性測量模塊能夠檢測到飛行器前后俯仰、左右傾斜、偏航等姿態(tài)，并將相應的信號反饋給多軸飛行器的控制電路，多軸飛行器根據(jù)預設在控制電路中的存儲器中的姿態(tài)控制規(guī)則或遙控器輸入的控制信號控制電機轉(zhuǎn)速來調(diào)整飛行姿態(tài)。
[0010]如圖2所示，飛行器100是一種三軸飛行器。飛行器100具有機架110，機架110的機臂111的兩端分別設置一個電機112，電機112上設置一個旋翼113。機架110上還包括旋轉(zhuǎn)軸120，旋轉(zhuǎn)軸120的端部連接一個尾部電機121和尾部旋翼122。旋翼113和旋翼122的槳徑相同。旋轉(zhuǎn)軸120能夠轉(zhuǎn)動，從而帶動尾部旋翼122向旋轉(zhuǎn)軸120的兩側(cè)傾斜。飛行器100的兩個旋翼113為一對正反槳，即一對槳距角大小相同方向相反的旋翼，當兩個旋翼113轉(zhuǎn)速相同是，受到來自空氣的反扭矩相互抵消。旋翼122是一個正槳或反漿，因此，飛行器100不但需要通過調(diào)整旋翼122的轉(zhuǎn)速來控制飛行姿態(tài)，還需要控制旋翼122的傾斜角度來平衡旋翼122受到來自空氣的反扭矩。
[0011]由于飛行器100具有一個可以動態(tài)傾斜的旋翼122，因此其飛行動作較為靈活。正因為飛行器100的旋翼122需要動態(tài)傾斜地平衡旋翼122受到來自空氣的反扭矩，所以飛行器100的穩(wěn)定性較弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種飛行動作靈活穩(wěn)定性好的飛行器。
[0013]本發(fā)明提供的飛行器包括機架；第一機臂裝置，安裝在機架上；第二機臂裝置，安裝在機架上；旋翼動力裝置，安裝在第一機臂和第二機臂的外端；第一機臂裝置具有第一伸縮單元；第一機臂裝置通過第一轉(zhuǎn)軸安裝在機架上；第一旋轉(zhuǎn)動力單元，安裝在機架上，用于驅(qū)動第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
[0014]上述方案可見，第一機臂裝置不僅能可以繞機架轉(zhuǎn)動還能伸縮，在飛行器運行過程中，通過轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動對飛行器的飛行姿態(tài)進行調(diào)節(jié)，從而減少風阻；第一機臂裝置具有伸縮單元，實現(xiàn)第一機臂裝置的伸長或者縮短，當?shù)谝粰C臂裝置縮短時能夠減少第一機臂裝置的迎風面積，進一步減少風阻，并且有利于穿越狹小空間；當?shù)谝粰C臂裝置伸長時能夠增加機身的飛行穩(wěn)定性。
[0015]一個優(yōu)選的方案是，第一機臂裝置包括第一子機臂以及第二子機臂；第一子機臂和第二子機臂對稱地分布在第一轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)。
[0016]上述方案可見，對稱布置的方案使得第一旋轉(zhuǎn)動力單元消耗功率較小，且有利于飛行器上的控制程序的控制算法的簡化。
[0017]一個優(yōu)選的方案是，第二機臂裝置包括第三子機臂以及第四子機臂；第三子機臂和第四子機臂對稱地分布在第一轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)。
[0018]上述方案可見，會更有利于飛行器上的控制程序的控制算法的簡化。
[0019]進一步優(yōu)選的方案是，第二機臂具有伸縮單元。
[0020]上述方案可見，有利于飛行器整體在狹小空間的飛行。
[0021]進一步優(yōu)選的方案是，第二機臂通過第二轉(zhuǎn)軸安裝在機架上；第二旋轉(zhuǎn)動力單元，安裝在機架上，用于驅(qū)動第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
[0022]上述方案可見，進一步提高了飛行動作的靈活性。
[0023]—個優(yōu)選的方案是，飛行器還具有第一 T型三通，第一 T型三通包括第一橫管和第一縱管；第一子機臂的內(nèi)端和第二子機臂的內(nèi)端分別安裝在第一橫管的兩端；第一轉(zhuǎn)軸的一端安裝在第一縱管上。
[0024]上述方案可見，結構簡單，易于裝配和生產(chǎn)，制造成本低。
[0025]進一步優(yōu)選的方案是，飛行器還具有第二 T型三通，第二 T型三通包括第二橫管和第二縱管；第三子機臂的內(nèi)端和第四子機臂的內(nèi)端分別安裝在第二橫管的兩端；第二轉(zhuǎn)軸的一端安裝在第二縱管上。
[0026]上述方案可見，進一步簡化結構，便于裝配。
[0027]—個優(yōu)選的方案是，第一伸縮單元為絲桿傳動裝置，絲桿傳動裝置包括電機、絲桿和螺紋套筒，電機能夠驅(qū)動絲桿在螺紋套筒內(nèi)相對運動。
[0028]上述方案可見，結構簡單，安全性可靠性高。
[0029]進一步優(yōu)選的方案是，第一伸縮單元為絲桿傳動裝置，絲桿傳動裝置包括電機單元、絲桿和螺紋套筒，螺紋套筒固定在第一橫管內(nèi)；電機單元包括第一子電機和第二子電機；絲桿包括第一子絲桿和第二子絲桿；第一子機臂包括第一滑動圓筒、第一固定圓筒；第一子電機固定在第一滑動圓筒的外端，第一子絲桿的外端安裝在第一子電機的轉(zhuǎn)軸上，第一固定圓筒的內(nèi)端固定在第一橫管的一端，第一滑動圓筒的內(nèi)端可軸向滑動地安裝在第一固定圓筒的外端，第一子絲桿與螺紋套筒螺紋連接；第二子機臂包括第二滑動圓筒、第二固定圓筒；第二子電機固定在第二滑動圓筒的外端，第二子絲桿的外端安裝在第二子電機的轉(zhuǎn)軸上，第二固定圓筒的內(nèi)端固定在第二橫管的一端，第二滑動圓筒的內(nèi)端可軸向滑動地安裝在第二固定圓筒的外端，第二子絲桿與螺紋套筒螺紋連接。
[0030]上述方案可見，絲桿伸縮機構內(nèi)置在管體內(nèi)部，因而，不易受到外物阻塞、損壞風險降低，使用壽命長。
[0031]一個優(yōu)選的方案是，旋翼動力裝置具有旋翼和周向包圍旋翼的涵道。
[0032]上述方案可見，涵道可以提升拉力和保護旋翼。
【附圖說明】
[0033]圖1是現(xiàn)有的一種四軸飛行器的結構圖。
[0034]圖2是現(xiàn)有一種T形飛行器。
[0035]圖3是本發(fā)明的飛行器實施例的結構圖。
[0036]圖4是本發(fā)明的飛行器實施例的俯視圖。
[0037]圖5是本發(fā)明的飛行器實施例的主視圖。
[0038]圖6是圖6的局部剖視圖。
[0039]圖7是圖6中A區(qū)域的局部放大圖。
[0040]圖8是圖6中B區(qū)域的局部放大圖。
[0041]圖9是圖6中C區(qū)域的局部放大圖。
[0042]下面結合附圖對飛行器的實施例的實施方式進一步描述。
【具體實施方式】
[0043]如圖3、圖4和圖5所示，工字形狀的飛行器400具有機架450，機架450具有第一機臂裝置、第二機臂裝置、第一 T型三通470、第一轉(zhuǎn)軸4