異槳多軸飛行器結構的制作方法

本技術涉及飛行器動力配置技術領域，涉及一種異槳多軸飛行器結構，尤其涉及多旋翼植保無人飛行器機構。

背景技術：

多軸飛行器，即多旋翼無人機，設有多個螺旋槳，通過多個動力機構控制多個螺旋槳來實現飛行，廣泛用于航拍、監測、搜救、資源勘查、農業等各個領域，具有體積小、重量輕、費用低、操作靈活和安全性高等特點。

目前所有的多旋翼飛行器所使用的螺旋槳，同一機器上，高度、結構幾乎都是完全一致的，因此，各個螺旋槳之間所產生的向下氣流速度幾乎相當。對于植保類，用于對農作物進行噴灑的的無人機，由于是將水霧噴灑到作物上去，在噴灑過程中水霧很輕，會隨著螺旋槳所產生的氣流移動。根據螺旋槳片條理論又稱為渦流理論，由于螺旋槳在旋轉的過程中周邊會形成一個渦流，其相鄰的螺旋槳為相反方向旋轉，所產生的渦流也是相反的，這樣就會產生擾流問題，部分水霧會被上卷到飛行器上方，不利于向下穿透。

現有技術的植保無人機的噴頭通常都安裝在螺旋槳下方，如授權公告號為CN204527638U，專利名稱為《共軸反槳式多軸植保無人機》的專利，其噴頭安裝在機臂上，整體位于螺旋槳的下方，這樣，飛機在飛行的過程中，螺旋槳旋轉，由于螺旋槳的大小一樣，相鄰的螺旋槳為相反方向旋轉，產生的反向渦流會干擾噴頭向下噴灑液體下落的方向，不利于向下穿透。

技術實現要素：

針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供了一種異槳多軸植飛行器，在進行植保作業時，能夠減少螺旋槳相互之間的擾流，更利于霧滴向下運動。

為實現上述目的，本實用新型提供一種異槳多軸飛行器結構，包括機架、機臂、動力機構、螺旋槳和噴頭，所述機臂均勻對稱地固定在機架上，機臂的一端與機架連接，另一端上設置有動力機構，動力機構上設置有螺旋槳，所述螺旋槳固定在動力機構上，所述機臂設置有四個以上，并兩兩對稱，其中兩個對稱的機臂上的螺旋槳為小直徑和大螺距的小螺旋槳，其余機臂上的螺旋槳為大直徑小螺距的大螺旋槳，所述噴頭有兩個，分別安裝在所述小螺旋槳的中心正下方，所述機架上設置有飛行控制器，所述飛行控制器與動力機構電連接并控制各個動力機構的電壓的大小，所述與小螺旋槳連接的動力機構為高速動力，大螺旋槳連接的動力機構為低速動力。

其中，所述高速動力的轉速值為低速動力的轉速值的1.5-3倍。

其中，所述噴頭安裝于小螺旋槳的中心正下方，其間距為30cm以內。

其中，所述機架上還設置有藥箱，所述藥箱與各個噴頭連接，所述藥箱上設置有液位檢測裝置，所述液位檢測裝置與飛行控制器電連接。

其中，所述噴頭上還設置有噴水調節器，所述噴水調節器與飛行控制器電連接，由飛行控制器控制和調節噴頭的噴水模式和水量的大小。

本實用新型的一種異槳多軸飛行器結構，包括兩種類型的螺旋槳，所對應的動力轉速也有兩種類型，其具體原理是，位于噴頭上的對稱兩個動力機構為高速動力的動力機構，其搭配的螺旋槳尺寸為較小螺距較大的螺旋槳，其他軸的動力機構和螺旋槳為低速動力和小螺距的大尺寸螺旋槳，其優點是，高速動力所搭配的小尺寸大螺距螺旋槳，與低速動力搭配小螺距大尺寸螺旋槳，在相同推力的情況下，高速動力的動力轉速更快，所產生的氣流速度也明顯快于低速動力的動力所產生的氣流速度，同時螺旋槳尺寸縮小后拉開了與其他螺旋槳的間距，減少相互之間的擾流，更利于霧滴向下運動。這樣位于高速動力下方噴頭所噴出的霧滴在高速的氣流帶動下向下吹去，從而獲得更好的穿透力 。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的異槳多軸飛行器的立體結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例的異槳多軸飛行器的俯視結構示意圖。

主要元件說明：

1、機架 2、機臂

3、動力機構 4、噴頭

5、小螺旋槳 6、大螺旋槳

7、藥箱。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型提供公開了一種異槳多軸飛行器結構，需要提出的是，本實用新型下列實施例中所描述的動力機構為無刷電機，無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品，電機的KV值即電機的空載轉速，意思為輸出電壓增加1伏特，無刷電機空轉轉速增加的轉速值。從這個定義來看，我們能知道，無刷電機電壓的輸入與電機空轉轉速是遵循嚴格的線性比例關系的。電機的KV值越高，提供出來的扭力就越小，KV值的大小與槳的大小也有著密切的關系。但本實用新型不局限于使用無刷電機作為動力結構，還可以使用燃油動力機構或者其他類型的動力機構，只要動力機構能夠驅動飛行器并達到設定的參數即可，其工作原理與無刷電機的類似，故不再贅述。

本實用新型公開了一種異槳多軸植保無人機，包括機架1、機臂2、動力機構3、螺旋槳和噴頭4，機臂2均勻對稱地固定在機架1上，機臂2的一端與機架1連接，另一端上設置有動力機構3，動力機構3上設置有螺旋槳，螺旋槳固定在動力機構3上，螺旋槳設置有四個以上，并兩兩對稱，其中兩個對稱的螺旋槳為小直徑大螺距的小螺旋槳5，其余的為大直徑小螺距的大螺旋槳6，小螺旋槳5的尺寸較大螺旋槳6的尺寸小，噴頭4有兩個，分別安裝在小螺旋槳5的下方，機架1上設置有飛行控制器（圖未示），飛行控制器與動力機構3電連接并控制各個動力機構3的大小，與小螺旋槳5連接的動力機構3的KV值較大螺旋槳6上的動力機構3的KV值大，一般情況下，高速動力的轉速值為低速動力的轉速值的1.5-3倍，以保證對螺旋槳產生氣流對噴頭噴出水方向控制的可控性，在本實施例中，優先考慮使用2倍低速動力轉速的高速動力機構。

其具體原理是，位于噴頭4上的對稱兩個動力機構3為高速動力的電機，即KV值較大，其搭配的螺旋槳為較大螺距較小尺寸的小螺旋槳，其他機臂2的動力機構3為小螺距的大尺寸的大螺旋槳，搭配低速動力，其優點是，高KV值所搭配的小螺旋槳，與低速動力搭配大螺旋槳，在電壓值相同的情況下，高KV值動力機構3的動力轉速更快，所產生的氣流速度也明顯快于低KV值動力機構3的動力所產生的氣流速度，同時螺旋槳尺寸縮小后拉開了與其他螺旋槳的間距，減少相互之間的擾流，更利于霧滴向下運動。這樣位于高速動力下方噴頭4所噴出的霧滴在高速的氣流帶動下向下吹去，從而獲得更好的穿透力。

具體地，當無人機上升時，每個螺旋槳獲得的推力是一樣，根據推力的公示：T=Ctρn2D4 ，其中，Ct—拉力系數，ρ—空氣密度，n—螺旋槳轉速，D—螺旋槳直徑，可知，螺旋槳轉速與螺旋槳直徑，即螺旋槳的長有關，即N1/N2=D2/D1,且關系為反比的關系。

基于以上原理，以八軸無人機為例，螺旋槳設置有八個，在本實施例中，其中兩個對稱的小螺旋槳5采用槳葉長度為20英寸，螺距為12.0英寸的2012槳，其余六個大螺旋槳6采用槳葉長度為30英寸，螺距為8.0英寸的3080槳，現有技術的機臂2上均采用3080槳，其每個大螺旋槳6與大螺旋槳6之間的距離L2為84mm，小螺旋槳5與大螺旋槳6之間的距離為L1為212mm,距離L1大于距離L2，以減少兩邊大的螺旋槳與小螺旋槳5轉動時產生的氣流對噴頭4噴出的水的影響。

飛行控制器控制每相鄰的兩個螺旋槳的旋轉方向相反，噴頭4安裝于小螺旋槳5的中心正下方，一般設置在小螺旋槳5底部的下方30cm以內，本實施例中，將噴頭4安裝在小螺旋槳5底部下方的20cm處，當無人機飛行時，螺旋槳產生的氣流能夠更好地往下吹向噴頭4，使噴頭4噴出的水霧獲得更好的穿透力。

在本實施例中，噴頭4噴出水是因為連接有藥箱7，而本實施例的藥箱7設置在機架1上，藥箱7與各個噴頭4連接，藥箱7上設置有液位檢測裝置（圖未示），液位檢測裝置與飛行控制器電連接，液位檢測裝置通電后自動實時檢測藥箱7內液體的高度，當液體的高度達到事先預定好的警戒值時，液位檢測裝置發送信息給飛行控制器，并由飛行控制器進行信息處理，飛行控制器與遠程客戶端無線通訊，通過遠程客戶端（圖未示）可以控制無人機飛往指定的地方加水。

在本實施例中，噴頭4上還設置有噴水調節器，噴水調節器與飛行控制器電連接，由飛行控制器控制和調節噴頭4的噴水模式和水量的大小，遠程客戶端可以通過監控飛行控制器的相關信息，從而控制噴頭4的噴水模式或者水量的大小，其中噴頭4的噴水模式包括水滴模式、霧狀模式、水流模式等等，其具體的結構通過噴頭4的具體結構來實行。

在本實施例中，本實用新型公開的異槳多軸植保無人機作業方法，包括以下步驟：

在四個以上的無人機的機臂2上安裝螺旋槳，其中噴頭4所在機臂2上分別安裝有直徑和螺距都較小的小螺旋槳5，其余位置的機臂2安裝大螺旋槳6；

將控制小螺旋槳5的動力機構替換成高KV值的高速動力，大螺旋槳6使用相對較低KV值的低速動力；

設置飛行控制器的參數，設置動力機構3的電壓值，飛行控制器的參數，包括飛行預定飛行的高度，飛行的行程，指定加水的地點，噴頭4的盤水模式，噴水水量，動力機構3的電壓值等，設置后后，無人機在飛行過程中自動執行相關指令，并將自身的相關參數通過飛行控制器回傳給遠程客戶端，飛機自身的相關參數，包括檢測到的液位信息，飛機的定位，飛行的高度，電池的電量值，當前的風速等相關信息。

在本實施例中，將螺旋槳設置有八個，其中兩個對稱的小螺旋槳5采用2012槳的，其余六個大螺旋槳6采用3080槳的，小螺旋槳5與大螺旋槳6之間的間距為212mm，大螺旋槳6與大螺旋槳6之間的間距為84mm。但是不局限于這一種類型，還可以根據植保的面積與需求，設置6個軸、12個軸、16個軸或者32個軸等，只要是4個軸以上的，都可以采用本實用新型的結構，在其中兩個對稱軸上設置較小的螺旋槳，且在該螺旋槳下設置噴頭4，且將噴頭4上方的動力機構3KV值提高兩倍，這樣既不會影響升力也不會增加額外的功率，只需要更換兩組動力與其配套的螺旋槳，其他幾乎不受任何影響。這樣該高速動力所搭配的小螺旋槳5動力所產生的氣流速度，明顯快于其他低速動力所產生的氣流速度。同時螺旋槳縮小后會拉開與周邊兩個螺旋槳的間距，減少相互之間的擾流，更利于霧滴向下運動。位于高速動力下方噴頭4所噴出的霧滴，在高速的氣流帶動下向下運動，從而獲得更好的穿透力 。

本實用新型的優勢在于：

1）操作簡單，改裝較小，只需要在現有技術的植保無人機上位于噴頭位置的動力機構換成大KV值的動力機構，并將動力機構上方的螺旋槳換成小尺寸的螺旋槳即可，其他不做任何改變，改裝量小，卻讓噴頭噴出的水獲得更好地穿透力，提高了噴灑的效率；

2）成本低，無需對整個無人機進行替換，只需要改變一下動力機構和對應的螺旋槳，使改裝成本大大降低，減小了使用成本，對于要進行植保的企業來說，使用起來更為經濟效益。

以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是本實用新型并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護范圍。