技术领域
[0001] 本实用新型涉及无人机领域，具体为一种专用于防气流扰动、抗抖动的共轴无人机。
背景技术
[0002] 目前，大多共轴
直升机，也称为共轴反桨直升机，就是双层桨叶共用一个
传动轴，但转动方向相反，不仅平衡掉了单向转动偏转
力矩，而且第一层为第二层提供了“预压缩”，第二级就有更大的“进/排气量”和“气流
密度”，虽然达不到2倍的效果，但改善也是明显的。
发明人在研究过程中发现，传统的共轴直升机至少存在以下缺点：提升速度较慢；使用效果较差；共用一个传动轴
能量损耗大。
[0003] 实际应用的共轴旋翼直升飞机的上层旋翼和下层旋翼通常各为两片，最多也只能设为三片。由于旋翼数量受限，妨碍了直升飞机的升力提高，也制约了共轴旋翼反向旋转直升飞机进一步大型化的可能。同时，由于旋翼数量受限，为保证升力，就只能增长旋翼臂展，由此又导致在进行大机动飞行时，上层旋翼与下层旋翼容易相碰，发生飞行事故。而且，因
转轴长、旋翼长，控制装置复杂引起的结构重量增加也抵消了共轴旋翼反向旋转直升机的优势。
[0004] 通常，旋翼无人机相对于固定翼无人机来说续航能力要弱些，因此也需要提升旋翼无人机的续航能力。实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是针对
现有技术存在的不足，提供一种带太阳能充电共轴无人机，包括
太阳能电池、共轴
电机、上旋翼、下旋翼、工作部、增稳旋翼和
载荷部；所述太阳能电池安装在工作部和载荷部壳体上；
[0006] 所述共轴电机固定在工作部，且共轴电机通过第一转轴固定连接上旋翼和第二转轴固定连接下旋翼；所述工作部通过固定轴与载荷部固定连接，所述固定轴固定设置有空
心轴电机，所述空心轴电机固定连接增稳旋翼。上旋翼与下旋翼之间距离很近，在做高机动时，下旋翼会往上翘，在无人机中段设置增稳旋翼，增稳旋翼承担更多的负荷，因此无人机在高机动时更加平稳，机动性能得到大大提升。上旋翼在转动时产生的气流对下旋翼形成“预压缩”，下旋翼的进气量和气密度更大，很大程度上改善了下旋翼的工作性能。同理，在一定程度上改善了增稳旋翼的工作性能，因此，在本实用新型的结构设计上，无人机的高机动性能非常优越，不会造成“甩尾”、翻转等情况。
[0007] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0008] 所述上旋翼、下旋翼与增稳旋翼其中之一与另两个转向相反。可以通过调控上旋翼、下旋翼与增稳旋翼的转速和根据其旋翼
叶片的长度来平衡各自的偏转
扭矩，偏转扭矩为0或者在非常小的范围内，无人机的航向是稳定的，在动态间调控上旋翼、下旋翼与增稳旋翼各自的扭矩大小，进而可以使得飞机在
稳定性与灵活性取得最佳平衡点。
[0009] 所述上旋翼、下旋翼与增稳旋翼的叶片可以根据其旋转方向变化在一定范围内变化其倾斜
角度，这样可以确保上旋翼、下旋翼与增稳旋翼在不同的转向时都能产生向上的拉力。
[0010] 所述工作部底部设置有固定
底板；所述工作部设置有第一
舵机和第二舵机；所述第一舵机固定安装在底座上，所述底座上固定设置有第一
支撑架，所述第一支撑架安装有
云台，所述第二舵机固定安装在云台上；所述第一舵机上设置有第一偏心轴，所述第一偏心轴与云台通过第一
连杆活动连接；所述云台固定设置有第二支撑架，所述第二支撑架活动安装有固定套，所述共轴电机固定在内固定套；所述第二舵机上设置有第二偏心轴，所述第二偏心轴与固定套通过第二连杆活动连接；
[0011] 所述第一舵机控制云台的角度变化，所述第二舵机控制共轴电机的角度变化；
[0012] 所述第一偏心轴与第二偏心轴成垂直设置；因此第一舵机控制共轴电机的横向钟摆运动，则第二舵机控制共轴电机的纵向钟摆运动，进而控制上旋翼与下旋翼的角度的变化，从而控制无人机的方向。更为重要的，无人机遇到空气扰流或做高机动动作时，能很好的平衡
机体。
[0013] 所述固定底板与底座通过第三支撑架固定连接且固定底板与底座之间形成空间，所述空间内安装有控
制模块和电源；所述电源为共轴电机、第一舵机、第二舵机、空心轴电机和
控制模块提供
电能；所述控制模块与共轴电机、第一舵机、第二舵机和空心轴电机电数据连接。因此，控制模块即可控制无人机的运行。
[0014] 所述上旋翼、下旋翼和增稳旋翼可以上下折叠且其中任一旋翼折叠所需要之力大于无人机重力与最大速度所受阻力之和。防止因机械故障或
电动机出现故障时，在极端的情况下，可能只有一个旋翼能工作，而且是在失控或高速的环境中，确保无人机还能正常运行，不至于损毁。
[0015] 所述控制模块具有接收、存储、处理、传输发送数据功能。所述控制模块为高集成
电子模块，控制模块跟其他智能设备互动连接，通过其他的智能设备控制无人机的运行，完成一些任务。
[0016] 所述太阳能电池为
薄膜太阳能电池或柔性太阳能电池，所述太阳能电池安装在壳体外侧。
[0017] 所述工作部和载荷部的壳体呈圆柱形，所述壳体包括支柱层、固定层和
碳纤维层。所述工作部安装有
信号器，所述信号器穿过壳体；所述信号器与控制模块电数据连接。所述信号器具有接收和发送数据功能。
[0018] 所述支柱层、固定层为
树脂或
铝合金等轻质材料制成。主要减轻无人机的自身重量，同时加强了无人机壳体的强度。
碳纤维材质是
钢的强度5倍，
质量的6分之1，因此，所述壳体结构强度大大提升，而重量减轻。
[0019] 所述安装在工作部和载荷部上的太阳能电池
串联连接构成太阳能
电池组并通过
导线与电池连接，所述太阳能电池与电池
连接线路中设置有整流
电路、滤波电路、逆变调压电路。安装在工作部和载荷部的两个太阳能电池串联连接，这样能相应的提高太阳能电池组两端的
电压，对稳压要求降低；通过设计整流电路、滤波电路、逆变调压电能给电池提供稳定的充电
电流。这样，提升了无人机的续航能力。
[0020] 本实用新型中各
实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。
[0021] 本实用新型的有益效果，设置有三个旋翼，大大提升了无人机的负载能力，随着负载能力的提升，这样可以增加载荷部的功能，即无人机具有多种功能和作用。上旋翼在运转的时候产生气流，对下旋翼形成了稳定的快速、高气密度气流的“预压缩”层，使下旋翼的运转更加高效和平稳，同理，对增稳旋翼也是如此，因此，本实用新型的无人机具有高机动性和高稳定性。通过第一舵机与第二舵机联合控制共轴电机的角度从而控制无人机的方向，由于第一舵机与第二舵机的控制钟摆角度呈垂直方向，因此，无人机作出精细的方向操作。上旋翼、下旋翼和增稳旋翼可折叠的设计，大大缩小了无人机的存储空间。上旋翼、下旋翼和增稳旋翼其中之一与另两个的转向相反，在动态间调控上旋翼、下旋翼与增稳旋翼各自的扭矩大小，进而可以使得飞机在稳定性与灵活性取得最佳平衡点。旋翼的角度变化，可以控制旋翼在运转时所产生的推力的方向。在无人机上安装薄膜太阳能电池或柔性太阳能电池，提升了无人机的续航能力，而且安装薄膜太阳能电池或柔性太阳能电池质量很轻，对无人机的飞机耗能非常少。
附图说明
[0022] 图1是本实用新型一种实施例的局部剖示图。
[0023] 图2是本实用新型一种实施例的局部剖示图。
[0024] 图3是本实用新型一种实施例的工作部与上旋翼、下旋翼的结构示意图。
[0025] 图4是本实用新
型壳体的一种实施例结构图。
[0026] 图5是本实用新型壳体的一种实施例结构图。
[0027] 附图标记中：1、上旋翼；2、下旋翼；3、第一转轴；4、第二转轴；5、增稳旋翼；6、空心轴电机；7、固定轴；8、工作部；9、共轴电机；10、第一舵机；11、第一连杆；12、云台；13、第二舵机；14、第二连杆；15、第一偏心轴；16、第二偏心轴；17、第一支撑架；18、底座；19、第二支撑架；20、固定套；21、第三支撑架；22、空间；23、载荷部；24、底板；25、太阳能电池；26、壳体；2601、支柱层；2602、固定层；2603、碳纤维层；27信号器。
具体实施方式
[0028] 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，本领域普通技术人员在没有做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。
[0029] 如图1-5所示，本实施例的带太阳能充电共轴无人机，包括太阳能电池25、共轴电机9、上旋翼1、下旋翼2、工作部8、增稳旋翼5和载荷部23；太阳能电池25安装在工作部8和载荷部23壳体上。
[0030] 共轴电机9固定在工作部8，且共轴电机9通过第一转轴3固定连接上旋翼1和第二转轴4固定连接下旋翼2；工作部8通过固定轴7与载荷部23固定连接，固定轴7固定设置有空心轴电机6，空心轴电机6固定连接增稳旋翼5。上旋翼1与下旋翼2之间距离很近，在做高机动时，下旋翼2会往上翘，在无人机中段设置增稳旋翼5，增稳旋翼5承担更多的负荷，因此无人机在高机动时更加平稳，机动性能得到大大提升。上旋翼1在转动时产生的气流对下旋翼2形成“预压缩”，下旋翼2的进气量和气密度更大，很大程度上改善了下旋翼2的工作性能。
同理，在一定程度上改善了增稳旋翼5的工作性能，因此，在本实用新型的结构设计上，无人机的高机动性能非常优越，不会造成“甩尾”、翻转等情况。
[0031] 上旋翼1、下旋翼2与增稳旋翼5其中之一与另两个转向相反。可以通过调控上旋翼1、下旋翼2与增稳旋翼5的转速和根据其旋翼叶片的长度来平衡各自的偏转扭矩，偏转扭矩为0或者在非常小的范围内，无人机的航向是稳定的，在动态间调控上旋翼1、下旋翼2增稳旋翼5各自的扭矩大小，进而可以使得飞机在稳定性与灵活性取得最佳平衡点。
[0032] 所述上旋翼1、下旋翼2与增稳旋翼5的叶片可以根据其旋转方向变化在一定范围内变化其倾斜角度，这样可以确保上旋翼1、下旋翼2与增稳旋翼5在不同的转向时都能产生向上的拉力。
[0033] 工作部8底部设置有固定底板24；工作部8设置有第一舵机10和第二舵机13；第一舵机10固定安装在底座18上，底座18上固定设置有第一支撑架17，第一支撑架17安装有云台12，第二舵机13固定安装在云台12上；第一舵机10上设置有第一偏心轴15，第一偏心轴15与云台12通过第一连杆11活动连接；云台12固定设置有第二支撑架19，第二支撑架19活动安装有固定套20，共轴电机9固定在内固定套20；第二舵机13上设置有第二偏心轴16，第二偏心轴16与固定套20通过第二连杆14活动连接；
[0034] 第一偏心轴15与第二偏心轴16成垂直设置；所述第一舵机10控制云台12的角度变化，所述第二舵机13控制共轴电机9的角度变化；
[0035] 所述第一偏心轴15与第二偏心轴16成垂直设置；因此第一舵机10控制共轴电机9的横向钟摆运动，则第二舵机13控制共轴电机9的纵向钟摆运动，进而控制上旋翼1与下旋翼2的角度的变化，从而控制无人机的方向。更为重要的，无人机遇到空气扰流或做高机动动作时，能很好的平衡机体。
[0036] 固定底板24与底座18通过第三支撑架21固定连接且固定底板24与底座18之间形成空间22，空间22内安装有控制模块和电源；
[0037] 电源为共轴电机9、第一舵机10、第二舵机13、空心轴电机6和控制模块提供电能；控制模块与共轴电机9、第一舵机10、第二舵机13和空心轴电机6电数据连接。
[0038] 上旋翼1、下旋翼2和增稳旋翼5可以上下折叠且其中任一旋翼折叠所需要之力大于无人机重力与最大速度所受阻力之和。
[0039] 控制模块具有接收、存储、处理、传输发送数据功能。
[0040] 工作部8和载荷部23的壳体26呈圆柱形，壳体26包括支柱层2601、固定层2602和碳纤维层2603。支柱层2601、固定层2602为树脂或
铝合金制成。主要减轻无人机的自身重量，同时加强了无人机壳体的强度。碳纤维材质是钢的强度5倍，质量的6分之1，因此，所述壳体结构强度大大提升，而重量减轻。载荷部23所安装拍摄镜头、雷达、激
光探测器、
超声波探测器或红外扫描器处留有空间，不受壳体26遮挡。碳纤维材料具有优良的
导电性，对
电磁波具有屏蔽作用。工作部8安装有信号器27，所述信号器27穿过壳体26；所述信号器27与控制模块电数据连接。信号器27具有接收和发送数据的功能，避免碳纤维层对控制模块的屏蔽，即无人机能正常接受指令及发送信息。
[0041] 太阳能电池25为薄膜太阳能电池或柔性太阳能电池，太阳能电池25安装在壳体26外侧。壳体26开有小孔，所述信号器27穿过壳体26小孔固定在壳体26上并用胶密封。
[0042] 安装在工作部8和载荷部23上的太阳能电池25串联连接构成太阳能电池组并通过导线与电池连接，太阳能电池与电池连接线路中设置有整流电路、滤波电路、逆变调压电路。安装在工作部和载荷部的两个太阳能电池串联连接，这样能相应的提高太阳能电池组两端的电压，对稳压要求降低；通过设计整流电路、滤波电路、逆变调压电能给电池提供稳定的充电电流，这样，提升了无人机的续航能力。
[0043] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附
权利要求及其等同物限定。
