无人机的制作方法

本实用新型涉及飞行设备领域，具体涉及一种无人机。

背景技术：

随着无人机市场发展，越来越多的无人机(例如工业级固定翼无人机或垂直起降固定翼无人机)应用到了植保、消防、测绘、物流等各个领域。然而现有技术的无人机的多个旋翼通常与机身平行设置，在使用旋翼调整航向时，由于风对垂直尾翼上施加的力会阻碍旋翼进行调整航向的力，使无人机的航向调整较为困难。

技术实现要素：

本申请提供一种无人机，以解决现有技术无人机的航向调整较为困难的问题。

一方面，本申请提供一种无人机，包括：机身、与所述机身连接的挂臂，及动力装置；

所述动力装置包括与所述挂臂连接的电机及与所述电机连接的旋翼；所述电机在竖直方向上与所述挂臂倾斜设置，且所述电机的倾斜方向垂直于所述机身的重心与所述电机之间的连接线。

在一些可能的实现方式中，所述动力装置还包括与所述挂臂连接的电机座，所述电机连接所述电机座。

在一些可能的实现方式中，所述电机座的厚度沿垂直于所述机身的重心与所述电机之间的连接线的方向逐渐降低。

在一些可能的实现方式中，所述动力装置的数量为偶数且对称分布于所述机身的两侧。

在一些可能的实现方式中，所述偶数个动力装置的位置沿所述机身的重心呈中心对称分布。

在一些可能的实现方式中，沿所述机身的重心中心对称的两个动力装置中的所述电机的倾斜方向相反。

在一些可能的实现方式中，所述动力装置的数量为四个。

在一些可能的实现方式中，所述挂臂的数量为两个，所述两个挂臂分别与所述机身的两个机翼连接。

在一些可能的实现方式中，所述两个挂臂平行设置。

在一些可能的实现方式中，所述电机与所述挂臂的倾斜角度为5°-20°。

本申请提供的无人机包括机身、与机身连接的挂臂，及动力装置，动力装置包括与挂臂连接的电机及与电机连接的旋翼，电机在竖直方向上与挂臂倾斜设置，且电机的倾斜方向垂直于机身的重心与电机之间的连接线。当电机驱动旋翼旋转时，旋翼会产生一个与挂臂倾斜的拉力，该拉力经过分解后会形成竖直方向上的升力和水平方向上的航向控制力，航向控制力可在水平方向上作用，且可使航向控制力矩最大化，以提高无人机的航向调整能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的无人机的示意图；

图2是本申请一实施例提供的无人机的俯视图；

图3是本申请一实施例提供的无人机的动力装置的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请的无人机可以为垂直起降固定翼无人机，即无人机不仅包括与挂臂连接的动力装置，还包括与机身连接的水平推进装置。无人机在垂直起飞状态时，动力装置开始工作(此时水平推进装置不工作)，为无人机提供竖直方向上的升力，无人机开始上升，当无人机上升到一定高度后，动力装置不工作，水平推进装置开始工作，为无人机提供水平方向上的推力，无人机开始平飞(即沿水平方向直线飞行)。当无人机在平飞时需要改变航向时，动力装置开始工作，可以为无人机提供水平方向上的航向控制力(由于动力装置与挂臂倾斜设置，动力装置工作时产生与挂臂倾斜的拉力经过分解后会形成水平方向上的航向控制力)，从而提高无人机的航向调整能力。

请参阅图1至图3，本申请实施例中提供一种无人机，包括：机身1、与机身1连接的挂臂2，及动力装置3，动力装置3包括与挂臂2连接的电机31及与电机31连接的旋翼32，电机31在竖直方向上与挂臂2倾斜设置，且电机31的倾斜方向垂直于机身1的重心与电机31之间的连接线。

需要说明的是，本申请的电机31在竖直方向上与挂臂2倾斜设置(即电机31的轴向方向(也就是电机轴)与挂臂2的延伸方向之间不是垂直的，而是具有一定的倾斜角度)，那么与电机31连接的旋翼32同样会与挂臂2倾斜设置，当电机31驱动旋翼32旋转时，旋翼32会产生一个与挂臂2倾斜的拉力f，该拉力f经过分解后会形成竖直方向上的升力f1和水平方向上的航向控制力f2，升力f1通过带动挂臂2从而带动机身1竖直上升至空中，还可以通过改变升力f1的大小实现机身1的上升、悬停和下落，航向控制力f2可在水平方向上作用，可便于无人机在水平运动的航向调整。相比于现有技术，本申请将电机31在竖直方向上与挂臂2倾斜设置，以增加水平方向上的航向控制力f2，从而增大无人机进行航向调整的力(现有技术无人机的多个旋翼32与机身1平行设置，通过多个旋翼32的反扭矩差(当电机31驱动旋翼32旋转时，旋翼32给空气扭矩，空气必然在同一时间以与扭矩大小相等、方向相反的反扭矩作用于旋翼32，反扭矩差为多个旋翼32的反扭矩之间的差值)来进行航向控制，本申请的航向控制力f2大于多个旋翼32的反扭矩差，并大于风对垂直尾翼上施加的力)，进而可以提高无人机的航向调整能力。

此外，本申请的电机31的倾斜方向垂直于机身1的重心与电机31之间的连接线(可以是机身1的重心与电机31的重心之间的连接线，也可以是机身1的重心与电机31的电机轴之间的连接线)，可以使水平方向上的航向控制力f2垂直于连接线，此时航向控制力f2的力臂为)(如图2所示，d1为机身1的重心到挂臂2的最短直线距离，d2为机身1的重心到电机31所在面的最短直线距离，即航向控制力f2的力臂也就是连接线的长度)，航向控制力矩n2为航向控制力f2和力臂的乘积，以使航向控制力矩n2最大化(例如，假设第二种电机31设置方式为电机31的倾斜方向垂直于挂臂2，此时航向控制力f2的力臂为d2，那么本申请的航向控制力矩n2相对于第二种电机31设置方式的航向控制力矩n2增加了倍)，进而进一步提高无人机的航向调整能力。

在一些实施例中，请参阅图3，动力装置3还包括与挂臂2连接的电机座33，电机31连接电机座33，即本申请通过电机座33连接挂臂2与电机31，从而可以通过改动电机座33的结构来调整电机31与挂臂2的倾斜角度的大小，而不需要改动电机31的结构(电机座33的结构改动相比于电机31的结构改动更为简单，且改动成本低)，进而便于调整航向控制力f2的大小至实际需要的值。

进一步地，请参阅图1至图3，电机座33的厚度沿垂直于机身1的重心与电机31之间的连接线的方向逐渐降低，也就是使电机座33与电机31接触的表面为倾斜的，并且电机座33的表面的倾斜方向也是垂直于该连接线，从而使电机31的倾斜方向也垂直于该连接线。该电机座33的厚度(即电机31与挂臂2的倾斜角度)可根据实际需要的航向控制力f2的大小来对应设置。

具体的，电机座33的内部可以设置为中空结构，以便减轻无人机的整体重量。电机座33上可以设有多个安装孔，电机31的底部可以设置与多个安装孔对应的多个凸起，多个凸起可以安装于多个安装孔中，并且可以与多个安装孔过盈配合，从而使电机31紧固于电机座33上。当然，也可以采用其他连接方式连接电机31与电机座33，例如通过螺丝连接或者焊接等连接方式，本申请在此不做限制。

在一些实施例中，电机31与挂臂2的倾斜角度为5°-20°，可以保证拉力f分解后的升力f1不会出现太小而不能实现机身1的上升或悬停的情况，同时保证拉力f分解后的航向控制力f2足够大，能够使无人机调整航向。

在一些实施例中，请参阅图1和图2，动力装置3的数量为偶数且对称分布于机身1的两侧，在无人机悬停时便于掌握无人机的平衡，使无人机稳定悬停于空中。

进一步地，偶数个动力装置3的位置沿机身1的重心呈中心对称分布，从而可以在无人机悬停时进一步掌握无人机的平衡，使无人机稳定悬停于空中。

进一步地，请参阅图2，沿机身1的重心中心对称的两个动力装置3中的电机31的倾斜方向相反，倾斜方向相反的两个电机31带动旋翼32旋转时(此时，其他的动力装置3不工作)，两个旋翼32所产生的航向控制力f2可以使无人机以顺时针或逆时针方向进行转向，以提高无人机的航向调整能力。

具体的，动力装置3的数量可以为四个，以便于无人机悬停并且使无人机结构紧凑，当然，动力装置3的数量也可以为其他数量，例如六个，本申请在此不做限制。

进一步地，以四个动力装置3举例说明无人机的航向调整：请参阅图2，第一个动力装置3与第三个动力装置3沿机身1的重心中心对称，第一个动力装置3的电机31的倾斜方向朝图2所示的西北方向，第三个动力装置3的电机31的倾斜方向朝图2所示的东南方向，第二个动力装置3与第四个动力装置3沿机身1的重心中心对称，第二个动力装置3的电机31的倾斜方向朝图2所示的东北方向，第四个动力装置3的电机31的倾斜方向朝图2所示的西南方向。当第一个动力装置3与第三个动力装置3同时工作，而第二个动力装置3与第四个动力装置3不工作时，第一个动力装置3与第三个动力装置3所产生的航向控制力f2分别朝向西北方向和东南方向，从而使无人机以顺时针方向进行转向。当第二个动力装置3与第四个动力装置3同时工作，而第一个动力装置3与第三个动力装置3不工作时，第二个动力装置3与第四个动力装置3所产生的航向控制力f2分别朝向东北方向和西南方向，从而使无人机以逆时针方向进行转向。另外，当四个动力装置3同时工作时，四个动力装置3所产生的航向控制力f2可以相互抵消，从而使无人机航向稳定而不进行转向。

在一些实施例中，请参阅图1和图2，挂臂2的数量为两个，两个挂臂2分别与机身1的两个机翼11连接。该挂臂2的两端均延伸至机翼11的外部，以便多个动力装置3安装于挂臂2上。当然，挂臂2的数量也可以为四个，每两个挂臂2分别与机翼11的两端连接，则四个挂臂2分别与两个机翼11的两端连接，因此可以根据无人机实际情况具体设置挂臂2的数量，本申请在此不做限制。

进一步地，两个挂臂2平行设置，从而便于偶数个动力装置3对称分布于机身1的两侧。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

具体实施时，以上各个组件或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个组件或结构的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

以上对本实用新型实施例所提供的一种无人机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。