近年来无人机被大量应用于航拍、巡检等领域的工作,在这些应用领域里,多旋翼无人机占据主流地位,以至于很多人把无人机和多旋翼无人机划上等号。然而在面对狭小的复杂环境时主流的四旋翼无人机也存在续航小、载重能力差这些不可逾越的问题,新构型共轴双旋翼无人机,相比于四旋翼机型,能够更好的在狭小的复杂环境中执行任务

无人机经过数十年的发展已经广泛的应用于各行各业,市面上的无人机种类包括固定翼、多旋翼、直升机等。图1(左)所示为多旋翼无人机,其具有体积小、控制性能好等特点,合适用于航空摄影。它们可以轻松悬停和垂直起飞,但大多数多旋翼无人机器不具备执行长程飞行任务的能力[1]。图1(中)为固定翼无人机,它们和常规的飞机类似具有更快的速度,并且依靠独特的机翼设计能够大大提高效率,长时间在空中飞行。但是他们没有垂直起降与悬停的能力,在应用范围上捉襟见肘。图1-1(右)为无人直升机,能够垂直悬停和发射。它们适合携带更大的有效载荷,但也往往比其他飞机更大[2]。

图1 各类无人机

如图2为新构型的共轴双旋翼无人机。相比于上述各类无人机,在兼具其优点的同时又弥补了其各自的不足,具有旋翼无人机优势的同时,在载荷与续航方面大大领先于旋翼类无人机。其工作方式如图3所示,此为上旋翼,通过两个舵机配合连杆实现电机的前后左右移动,实现直升机俯仰与偏航运动。这样设计与传统的倾斜盘结构相比避免复杂的倾斜盘结构设计,提高安全性能的同时降低成本[3]。此外共轴无人机的一对旋翼采用对称布局,上下旋翼分别置于机体的两端。与传统的采用同侧布局的方式相比,减少了下旋翼受到上旋翼的气动干扰,能够在保证机体结构紧凑的同时提高旋翼的升力,进一步降低能耗。

图2 新构型的共轴双旋翼无人机

新构型的共轴无人直升机具有结构紧凑可操作性强、低成本易维护、能够适应复杂工作环境的特征。在这个无人机大量应用于给个领域的时代是一个极具潜力的设计,具有广阔的前景和创新价值。

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