一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机

1.本发明涉及一种无人机，特别涉及一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机。

背景技术：

2.双旋翼无人机在续航能力上对比其他类型的多旋翼飞行器具有较大优势，因此在林农业等产业中具有广阔的应用前景。2021年国内的零零科技发布了全球首款“v型”双旋翼无人机v-copter falcon。不过当前在市场上能看到的包括v-copter falcon在内双旋翼无人机，均选择桨叶暴露在外的螺旋桨作为无人机的主要动力来源，这种方案能够提供的载荷有限同时也不适合和其他类型的移动机器人结合以构建复合型移动机器人，限制了双旋翼无人机在一些产业场景中的应用。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，该无人机旨在利用涵道风扇推力较大、桨叶内收的特点，解决目前已有基于外露螺旋桨类型的双旋翼无人机载荷不足以及不适合用于构建复合型移动机器人的问题，旨在为多种复合型机器人提供装备在尾部或背部的飞行模块支持。
4.为了解决上述问题，本发明提供一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，其采用的技术方案如下：
5.一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，包括主体躯干结构和单侧控制结构，所述主体躯干结构的两侧分别连接一个所述单侧控制结构，所述单侧控制结构包括内环结构、外环结构、第一舵机和第二舵机，所述内环结构通过第一转轴连接所述外环结构，所述第一舵机连接所述内环结构，所述内环结构内通过涵道风扇插槽设置有涵道风扇，所述第二舵机连接所述涵道风扇插槽，所述涵道风扇插槽通过第二转轴连接所述内环结构。
6.作为优选的技术方案，所述外环结构上设置第一舵机插槽，通过所述第一舵机插槽安装所述第一舵机。
7.作为优选的技术方案，所述内环结构上设置第二舵机插槽，通过所述第二舵机插槽安装所述第二舵机。
8.作为优选的技术方案，所述外环结构上设置第一轴承插槽以安装所述第一转轴。
9.作为优选的技术方案，所述内环结构上设置第二轴承插槽以安装所述第二转轴。
10.作为优选的技术方案，所述主体躯干结构包括底板和盖板，所述底板通过两个支撑柱连接所述盖板，各个支撑柱的一侧连接安装板，所述主体躯干结构通过所述安装板在其两侧分别连接一个所述单侧控制结构。
11.本发明的有益效果是：根据本发明实施例的一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，通过轴承和舵机的配合连接最内部的函道风扇插槽和内环结构，保障了涵道风扇可以在两个自由度进行转动，两侧控制结构进行配合，可以为无人机提供机体轴坐标系
下三轴的控制力矩。同时，内环结构为涵道风扇提供的一个转动自由度帮助我们在机体的其中一轴提供了冗余的控制力矩，以实现无人机位置控制和姿态控制的解耦。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
13.图1示出了根据本发明实施例的一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机的立体图；
14.图2示出了根据本发明实施例的一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机的单侧控制结构的立体图；
15.图3示出了根据本发明实施例的一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机的单侧控制结构的前视图；
16.图4示出了根据本发明实施例的一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机的单侧控制结构的左视图；
17.图5示出了根据本发明实施例的一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机的主体躯干结构的立体图。
18.图中，1为主体躯干结构，101为底板，102为盖板，103为支撑住，104为安装板，2为单侧控制结构，201为内环结构，202为外环结构，203为第一舵机，204为第二舵机，205为第一转轴，206为涵道风扇插槽，207为涵道风扇，208为第二转轴，209为第一舵机插槽，210为第二舵机插槽，211为第一轴承插槽，212为第二轴承插槽。
具体实施方式
19.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
23.本发明实施例提供一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机。如图1所示，是基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机的立体图。该基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机包括主体躯干结构1和单侧控制结构2，所述主体躯干结构1的两侧分别连接一个所述单侧控制结构2。并结合图2至图4，图3和图4中的标注示出了单侧控制结构2的具体设计尺寸(单位为mm)，上述尺寸仅仅只是示例，以利于本领域技术人员更好地理解本发明的结构原理，并非是对发明的限制，本发明在具体产品结构实现时，可以根据实际情况合理地设计尺寸，本发明实施例在此不作具体限制。所述单侧控制结构2包括内环结构201、外环结构202、第一舵机203和第二舵机204，所述内环结构201通过第一转轴205连接所述外环结构202，所述第一舵机203连接所述内环结构201，所述内环结构201内通过涵道风扇插槽206设置有涵道风扇207，所述第二舵机204连接所述涵道风扇插槽206，所述涵道风扇插槽206通过第二转轴208连接所述内环结构201。所述外环结构202上设置第一舵机插槽209，通过所述第一舵机插槽209安装所述第一舵机203。所述内环结构201上设置第二舵机插槽210，通过所述第二舵机插槽210安装所述第二舵机204。所述外环结构202上设置第一轴承插槽211以安装所述第一转轴205，所述内环结构201上设置第二轴承插槽212以安装所述第二转轴208。
24.本实施例在具体实施时，一方面，通过第一舵机203、第一转轴205的设计，使得在第一舵机203的驱动作用下，内环结构201可以相对外环结构202转动，此时设置在所述内环结构201内的所述涵道风扇207同时运动。另一方面，通过第二舵机204、第二转轴208的设计，使得在第二舵机204的驱动作用下，涵道风扇插槽206可以相对内环结构201转动，此时安装在所述涵道风扇插槽206内的所述涵道风扇207同时运动。
25.因此，本发明通过轴承和舵机的配合连接最内部的函道风扇插槽和内环结构，保障了涵道风扇可以在两个自由度进行转动，两侧控制结构进行配合，可以为无人机提供机体轴坐标系下三轴的控制力矩。同时，内环结构为涵道风扇提供的一个转动自由度帮助我们在机体的其中一轴提供了冗余的控制力矩，以实现无人机位置控制和姿态控制的解耦。
26.并且，无人机的整体结构保障了其可以安全便捷的作为尾部或背部飞行模块接入其他类型的移动机器人，提供飞行移动能力的支持。例如可以在一类足式爬壁机器人的底部接入本发明所设计的双旋翼尾座式无人机，对原有结构侵入较小的情况下可以快速为其提供飞行移动能力，帮助其更快到达指定位置进行作业。
27.在一个具体的实施方式中，如图5所示，所述主体躯干结构1包括底板101和盖板102，所述底板101通过两个支撑柱103连接所述盖板102，各个支撑柱103的一侧连接安装板104，所述主体躯干结构1通过所述安装板104在其两侧分别连接一个所述单侧控制结构2。其中，安装板104安装所述单侧控制结构2包括但不限于焊接和通过螺栓连接。
28.通过上述结构的设计下，在底板101和盖板102之间形成的空间可以作为电子元件布局空间，盖板102作为顶部电池放置盖板，盖板102可以如图5所示的布局来设计安装孔以及接线槽。同样的，底部101上也可以如图5所示的布局来设计安装孔以及接线槽。电子元件布局空间用于根据需要来对应布局电子元件，电子元件包括但不限于各类传感器、信号采集器、通信模块、处理器等等。各类传感器例如位置传感器、温度传感器等等。
29.以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有
等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

技术特征：

1.一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，其特征在于，包括主体躯干结构和单侧控制结构，所述主体躯干结构的两侧分别连接一个所述单侧控制结构，所述单侧控制结构包括内环结构、外环结构、第一舵机和第二舵机，所述内环结构通过第一转轴连接所述外环结构，所述第一舵机连接所述内环结构，所述内环结构内通过涵道风扇插槽设置有涵道风扇，所述第二舵机连接所述涵道风扇插槽，所述涵道风扇插槽通过第二转轴连接所述内环结构。2.如权利要求1所述的基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，其特征在于，所述外环结构上设置第一舵机插槽，通过所述第一舵机插槽安装所述第一舵机。3.如权利要求1所述的基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，其特征在于，所述内环结构上设置第二舵机插槽，通过所述第二舵机插槽安装所述第二舵机。4.如权利要求1所述的基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，其特征在于，所述外环结构上设置第一轴承插槽以安装所述第一转轴。5.如权利要求1所述的基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，其特征在于，所述内环结构上设置第二轴承插槽以安装所述第二转轴。6.如权利要求1-5任一项所述的基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，其特征在于，所述主体躯干结构包括底板和盖板，所述底板通过两个支撑柱连接所述盖板，各个支撑柱的一侧连接安装板，所述主体躯干结构通过所述安装板在其两侧分别连接一个所述单侧控制结构。

技术总结

本发明提供一种基于电动涵道风扇的双旋翼尾座式无人机，包括主体躯干结构和单侧控制结构，所述主体躯干结构的两侧分别连接一个所述单侧控制结构，所述单侧控制结构包括内环结构、外环结构、第一舵机和第二舵机，所述内环结构通过第一转轴连接所述外环结构，所述第一舵机连接所述内环结构，所述内环结构内通过涵道风扇插槽设置有涵道风扇，所述第二舵机连接所述涵道风扇插槽，所述涵道风扇插槽通过第二转轴连接所述内环结构。通过轴承和舵机的配合连接最内部的函道风扇插槽和内环结构，保障了涵道风扇可以在两个自由度进行转动，两侧控制结构进行配合，可以为无人机提供机体轴坐标系下三轴的控制力矩。三轴的控制力矩。三轴的控制力矩。