无人机

摘要

本发明公开了一种无人机，所述无人机包括：机体，所述机体包括机身和储物装置；关于中轴线对称设置的至少两个前机臂，所述前机臂的一端与所述机身的前端相连且朝前延伸，所述前机臂的另一端上设有前电机以驱动所述无人机；关于中轴线对称设置的至少两个后机臂，所述后机臂的一端与所述机身的后端相连且朝后延伸，所述后机臂的另一端上设有后电机以驱动所述无人机；其中所述后机臂的及所述前机臂的朝向所述机身的延长线与所述中轴线的交叉区域位于所述无人机的升力中心前方，且所述前电机与所述后电机对所述无人机的合力的作用点为所述升力中心，所述无人机的重心邻近所述升力中心。本发明的无人机，控制难度低，且飞行平稳。

权利要求

1.一种无人机，其特征在于，包括：

机体，所述机体包括机身和设在所述机身的后方用于装载货物的储物装置；

关于所述机身前后方向的中轴线对称设置的至少两个前机臂，所述前机臂的一端与所述机身的前端相连且朝前延伸，所述前机臂的另一端上设有前电机以驱动所述无人机；

关于所述中轴线对称设置的至少两个后机臂，所述后机臂的一端与所述机身的后端相连且朝后延伸，所述后机臂的另一端上设有后电机以驱动所述无人机；其中所述后机臂的及所述前机臂的朝向所述机身的延长线与所述中轴线的交叉区域位于所述无人机的升力中心前方，且所述前电机与所述后电机对所述无人机的合力的作用点为所述升力中心，所述无人机的重心邻近所述升力中心。

2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述升力中心邻近所述储物装置的几何中心。

3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述无人机的重心、所述升力中心以及所述储物装置的几何中心重合。

4.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述前机臂和所述后机臂均为两个。

5.根据权利要求4所述的无人机，其特征在于，两个所述前机臂的夹角大于两个所述后机臂的夹角。

6.根据权利要求5所述的无人机，其特征在于，所述后机臂的长度大于所述前机臂的长度。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的无人机，其特征在于，两个所述前机臂的所述另一端与两个所述后机臂的所述另一端位于一个矩形的四个顶点上。

8.根据权利要求7所述的无人机，其特征在于，两个所述前机臂的所述另一端与两个所述后机臂的所述另一端位于一个正方形的四个顶点上。

9.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述后机臂构造为直线形或弧形。

10.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述机身的前端包括前置板，所述前置板上设有所述无人机的控制模块、检测模块和辅助装置；所述无人机的电池设在所述储物装置内。

说明书

无人机

技术领域

[0001] 本发明属于飞行器技术领域，具体而言，涉及一种无人机。

背景技术

[0002] 现有的无人机特别是多机臂农用无人机，其机臂的延长线的交叉位置与无人机的升力中心重合，无人机的零部件均安装在机身的上方或下方，且部分零部件在重力方向上
累叠安装，在无人机装载的货物卸掉时，无人机的重心会发生较大的变化，增大了无人机的
控制难度，存在改进空间。

发明内容

[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种便于操控的无人机。

[0004] 根据本发明实施例的无人机，包括：机体，所述机体包括机身和设在所述机身的后方用于装载货物的储物装置；关于所述机身前后方向的中轴线对称设置的至少两个前机
臂，所述前机臂的一端与所述机身的前端相连且朝前延伸，所述前机臂的另一端上设有前
电机以驱动所述无人机；关于所述中轴线对称设置的至少两个后机臂，所述后机臂的一端
与所述机身的后端相连且朝后延伸，所述后机臂的另一端上设有后电机以驱动所述无人
机；其中所述后机臂的及所述前机臂的朝向所述机身的延长线与所述中轴线的交叉区域位
于所述无人机的升力中心前方，且所述前电机与所述后电机对所述无人机的合力的作用点
为所述升力中心，所述无人机的重心邻近所述升力中心。

[0005] 根据本发明实施例的无人机，无人机装载的货物的对无人机的重心位置影响较小，有利于更平稳地控制无人机，无人机的控制难度低。

[0006] 另外，根据本发明上述实施例的无人机还可以具有如下附加的技术特征：

[0007] 优选地，所述升力中心邻近所述储物装置的几何中心。

[0008] 可选地，所述无人机的重心、所述升力中心以及所述储物装置的几何中心重合。

[0009] 优选地，所述前机臂和所述后机臂均为两个。

[0010] 进一步地，两个所述前机臂的夹角大于两个所述后机臂的夹角。

[0011] 进一步地，所述后机臂的长度大于所述前机臂的长度。

[0012] 进一步地，两个所述前机臂的所述另一端与两个所述后机臂的所述另一端位于一个矩形的四个顶点上。

[0013] 优选地，两个所述前机臂的所述另一端与两个所述后机臂的所述另一端位于一个正方形的四个顶点上。

[0014] 可选地，所述后机臂构造为直线形或弧形。

[0015] 可选地，所述机身的前端包括前置板，所述前置板上设有所述无人机的控制模块、检测模块和辅助装置；所述无人机的电池设在所述储物装置内。

附图说明

[0016] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0017] 图1是根据本发明实施例的无人机的结构示意图；

[0018] 图2是图1中D处的局部放大图。

[0019] 附图标记：

[0020] 无人机 100，

[0021] 机体 110，机身 111，前置板 1111，储物装置 112，

[0022] 前机臂 120，

[0023] 后机臂 130，

[0024] 前电机 142，后电机 143，

[0025] 第一交点 A，第二交点 B，升力中心 C，

[0026] 两个后机臂之间的夹角α，两个前机臂之间的夹角β。

具体实施方式

[0027] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0028] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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。

[0029] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

[0030] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0031] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0032] 如图1所述，本发明实施例的前后方向指无人机的飞行方向，且无人机朝前方飞行，无人机的尾部位于后方。

[0033] 下面参照图1-图2详细描述根据本发明实施例的无人机100，如图1和图2所示，无人机100包括机体110、前机臂120和后机臂130。

[0034] 其中，机体110包括机身111和储物装置112，储物装置112用于装载货物，且储物装置112设在机身111的后方。

[0035] 前机臂120至少为两个，前机臂120的一端与机身111的前端相连，前机臂120朝前延伸，且前机臂120关于平行于机身111前后方向的中轴线对称设置，前机臂120的另一端上
设有前电机142，前电机142用于驱动无人机100。

[0036] 后机臂130至少为两个，后机臂130的一端与机身111的后端相连，后机臂130朝后延伸，且后机臂130关于平行于机身111前后方向的中轴线对称设置，后机臂130的另一端上
设有后电机143，后电机143也用于驱动无人机100。

[0037] 前电机142与后电机143对无人机100的合力的作用点为无人机100的升力中心C，换言之，无人机100受到的驱动力(包括浮力)的合力的作用点为无人机100的升力中心C。

[0038] 如图1和图2所示，前机臂120的朝向机身111的延长线和后机臂130的朝向机身111的延长线与机身111的上述中轴线交叉于交叉区域，且交叉区域位于无人机100的升力中心
C的前方。

[0039] 换言之，如图1和图2所示，后机臂130的朝向机身111的延长线与机身111的上述中轴线交于第一交点A，前机臂120的朝向机身111的延长线与机身111的上述中轴线交于第二
交点B，图1中右后方向的后机臂130的朝向机身111的延长线与图1中左前方向的前机臂120
的朝向机身111的延长线近似重合在一起，图1中左后方向的后机臂130的朝向机身111的延
长线与图1中右前方向的前机臂120的朝向机身111的延长线近似重合在一起，后机臂130的
朝向机身111的延长线与前机臂120的朝向机身111的延长线大体交叉于第一交点A和第二
交点B的中点处，第一交点A和第二交点B的中点位于无人机100的升力中心C的前方。可选
地，第一交点A和第二交点B均位于无人机100的升力中心C前方。

[0040] 可以理解的是，后机臂130与机身111的连接处位于机体110的中部，相当于将后机臂130前移，前机臂120与机身111的连接处位于机体110的前部，前机臂120也朝前移。由此，
机体110的中部偏后的位置留有储物装置112的安装空间，无人机100的升力中心C位于机体
110的中部偏后的位置，也就是说，储物装置112内的货物的布置位置邻近无人机100的升力
中心C。无人机100的重心邻近升力中心C，有利于前电机142与后电机143驱动无人机100。

[0041] 将空载的无人机100定义为常量重量模块，将无人机100装载的货物定义为变量重量模块，常量重量模块的重心邻近无人机100的升力中心C，变量重量模块的重心也邻近无
人机100的升力中心C，装载货物的无人机100在将货物卸载后，无人机100的重心位置变化
较小。

[0042] 根据本发明实施例的无人机100，通过使无人机100的前机臂120与后机臂130前移，可以降低无人机100内装载的货物(变量重量模块)对无人机100的重心位置的影响，便
于更平稳地控制无人机100，降低无人机100的控制难度。

[0043] 可选地，前电机142与后电机143可以为相同型号的电机以减少无人机100的零部件种类，简化无人机100的生产流程，降低无人机100的生产成本。

[0044] 可选地，如图1和图2所示，无人机100的机身111上可以设有多个镂空结构，以降低无人机100的重量，有助于实现无人机100的轻量化。

[0045] 在本发明的一些优选实施例中，如图1所述，无人机100的升力中心C可以邻近储物装置112的几何中心。

[0046] 可以理解的是，储物装置112内装载的货物(变量重量模块)的重心邻近储物装置112的几何中心，特别是对于液体或粉末类的货物，其重心与储物装置112的几何中心大体
重合。将储物装置112的几何中心设在与无人机100的升力中心C邻近的位置，有利于减轻货
物对无人机100的重心的影响，便于在无人机100的重量处于动态(例如，逐渐卸掉货物)时
更好地操控无人机100。

[0047] 优选地，无人机100的重心、无人机100的升力中心C以及储物装置112的几何中心可以重合。换言之，无人机100的常量重量模块的重心、升力中心C以及变量重量模块的重心
可以重合，以降低变量重量模块对无人机100的重心的影响。

[0048] 在本发明的一个具体示例中，机身111的前端可以包括前置板1111，前置板1111上可以设有无人机100的控制模块、检测模块和辅助装置，无人机100的电池可以设在储物装
置112内。

[0049] 可以理解的是，无人机100的常量重量模块可以包括机体110、前机臂120、后机臂130、控制模块、检测模块、辅助装置以及电池，通过将重量较轻的控制模块、检测模块、辅助
装置设在机体110的前端，将重量较大的电池设在机身111的后端，可以使无人机100的常量
重量模块的重心落在机体110的中部偏后的位置，有利于无人机100的平衡以及变量重量模
块的布置，且常量重量模块与变量重量模块可以在前后方向平铺布置，有利于在重力方向
上使无人机100的重心维持在机身111附近，避免无人机100的重心在重力方向上上升或下
降，且变量重量模块的布置位置无遮挡，有利于变量重量模块的装载和卸载。

[0050] 可选地，至少部分电池可以设在储物装置112的后端，换言之，至少部分电池可以设在变量重量模块的后方，以在卸掉货物(变量重量模块)时，减轻无人机100的重心受到的
影响，无人机100的控制更简易。

[0051] 在一些可选的实施例中，前机臂120可以为两个，后机臂130可以为四个，四个后机臂130可以两两对称设在中轴线的两侧。在另一些可选的实施例中，前机臂120可以为四个，
后机臂130可以为四个，四个前机臂120可以两两对称设在中轴线的两侧，四个后机臂130可
以两两对称设在中轴线的两侧。当然，前机臂120与后机臂130的数量不限于此。

[0052] 优选地，如图1所示，前机臂120可以为两个，两个前机臂120可以对称设在中轴线的两侧，后机臂130可以为两个，两个后机臂130可以对称设在中轴线的两侧。由此可以为无
人机100提供充足的驱动力，且无人机100的结构简单。

[0053] 如图1-图2所示，由于两个后机臂130关于中轴线对称设置，两个后机臂130的朝向机身111的延长线与中轴线交于同一点——第一交点A，两个前机臂120的朝向机身111的延
长线的交点为第二交点B，第二交点B可以位于无人机100的升力中心C与第一交点A之间。

[0054] 也就是说，上述三点的位置关系为：第一交点A可以位于最前方，且第一交点A与第二交点B可以均位于无人机100的升力中心C前方。由此，有助于在无人机100的升力中心C附
近空出大量的空间用于装载货物，使得货物的重心紧邻无人机100升力中心C，以减轻变量
重量模块对无人机100的重心的影响，无人机100的操作更简易。

[0055] 另一方面，通过设置上述结构，相当于在无人机100上增加了两个三角形结构(第一交点A与第二交点B为这两个三角形共有的顶点)，无人机100的结构更稳固。

[0056] 如图2所示，两个后机臂130之间的夹角为α，两个前机臂120之间的夹角为β，且α与β可以满足：α＜β。相较于两个前机臂120，两个后机臂130可以朝靠近中轴线的方向内收，由
此，可使无人机100的升力中心C后移。

[0057] 可选地，第一交点A可以与第二交点B邻近设置，换言之，第一交点A与第二交点B可以大体重合，由此可增大无人机100的中部和后部的空间。

[0058] 进一步地，如图1所示，后机臂130的长度可以大于前机臂120的长度。换言之，后机臂130的另一端(安装有后电机143的一端)到第一交点A的距离可以大于前机臂120的另一
端(安装有前电机142的一端)到第二交点B的距离。由于后机臂130和前机臂120与机身111
的连接处均相对前移，通过设置上述结构使得无人机100的平衡性更好，便于操控。

[0059] 在本发明的一些可选实施例中，如图1所示，后机臂130可以构造为直线形。

[0060] 在本发明的另一些可选实施例中，后机臂130可以构造为弧形。

[0061] 当然，后机臂130的形状不限于上述两种，比如，还可以为折线形。

[0062] 优选地，两个前机臂120的另一端(安装有前电机142的一端)与两个后机臂130的另一端(安装有后电机143的一端)可以位于一个矩形的四个顶点上。换言之，对于位于中轴
线同侧的前机臂120与后机臂130，安装在该前机臂120上的前电机142与安装在该后机臂
130上的后电机143的连线与上述中轴线平行。

[0063] 在本发明的一个具体示例中，如图1所示，两个前机臂120的另一端(安装有前电机142的一端)与两个后机臂130的另一端(安装有后电机143的一端)可以位于一个正方形的
四个顶点上。

[0064] 可以理解的是，无人机100在平稳状态下的升力中心C即为上述正方形的中心，且无人机100的常量重量模块以及变量重量模块的重心可以均位于上述正方形的中心附近，
由此，无人机100的结构简单，对称性及平衡性好，易于控制。

[0065] 根据本发明实施例的无人机100可以为农用无人机，相应地，无人机100装载的货物(变量重量模块)可以为农药，由于无人机100的常量重量模块以及变量重量模块为在前
后方向上平铺布置，农药的装载以及卸载都较为方便，在无人机100飞行过程中，农药可以
从储物装置112通过软管逐渐喷洒出去，在农药减少(变量重量模块的重量发生变化)的过
程中，无人机100的重心始终位于无人机100的升力中心C附近，由此，无人机100的控制较为
简易和平稳。

[0066] 综上所述，根据本发明实施例的无人机100，包括两个对称设置的前机臂120和两个对称设置的后机臂130，两个前机臂120的安装有前电机142的一端与两个后机臂130的安
装有后电机143的一端可以位于一个正方形的四个顶点上，通过前移后机臂130与机身111
的连接处，使第一交点A、第二交点B与无人机100的升力中心C在无人机100的前后方向上从
前到后顺次设置，并在无人机100的中部偏后的位置设置有储物装置112，使得无人机100的
常量重量模块的重心以及变量重量模块的重心均邻近于无人机100的升力中心C。由此，可
以减少变量重量模块对整个无人机100的重心的影响，以简化无人机100的控制，使无人机
100飞行得更平稳，且将无人机100的常量重量模块和变量重量模块平铺布置，可以防止无
人机100得重心在重力方向的升降，储物装置112无遮挡，便于变量重量模块的装载与卸载。

[0067] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。

[0068] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。