多旋翼飞行器及多旋翼飞行器的控制方法

文档序号:1509744 发布日期:2020-02-07 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 多旋翼飞行器及多旋翼飞行器的控制方法 (Multi-rotor aircraft and control method thereof ) 是由 李阳 陶冶 于 2018-08-17 设计创作,主要内容包括:一种多旋翼飞行器(100)及多旋翼飞行器(100)的控制方法。多旋翼飞行器(100)包括机身(10)、第一旋翼(20)及第二旋翼(30)。机身(10)包括相背的第一侧(11)及第二侧(12)。第一旋翼(20)连接在机身(10)的第一侧(11),第二旋翼连接在机身(10)的第二侧(12)。第二旋翼(30)的扭矩系数不同于第一旋翼(20)的扭矩系数。多旋翼飞行器(100)朝第二侧(12)指向第一侧(11)的方向飞行或朝第一侧(11)指向第二侧(12)的方向飞行时,第一旋翼(20)以第一转速转动,第二旋翼(30)以第二转速转动,第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值。(A multi-rotor aircraft (100) and a method of controlling a multi-rotor aircraft (100). A multi-rotor aircraft (100) includes a fuselage (10), a first rotor (20), and a second rotor (30). The body (10) comprises a first side (11) and a second side (12) which are opposite. The first rotor (20) is connected to a first side (11) of the fuselage (10) and the second rotor is connected to a second side (12) of the fuselage (10). The second rotor (30) has a torque coefficient different from the torque coefficient of the first rotor (20). When the multi-rotor aircraft (100) flies in the direction of the second side (12) towards the first side (11) or in the direction of the first side (11) towards the second side (12), the first rotor (20) rotates at a first rotation speed, the second rotor (30) rotates at a second rotation speed, and the absolute value of the difference between the first rotation speed and the second rotation speed is smaller than a preset value.)

多旋翼飞行器及多旋翼飞行器的控制方法

技术领域

本发明涉及飞行器领域,特别涉及一种多旋翼飞行器及多旋翼飞行器的控制方法。

背景技术

普通的飞行器采用等尺寸、等翼形的多旋翼飞行系统,悬停时各旋翼激振频率基本相同,但是为了实现各向飞行,提供水平分力矩,各旋翼电机的转速必须有所差异,导致了各旋翼激振频率的改变。对于整个多旋翼飞行器而言,飞行时激振的频段较悬停大幅增宽,且该频段的宽度随电机转速差的增大而变宽,使得激振频率与多旋翼飞行器的固有频率耦合的机率增大,引发了额外的振动问题。振动会使得多旋翼飞行器上的成像装置的成像质量较差。

发明内容

本发明实施方式提供一种多旋翼飞行器及多旋翼飞行器的控制方法。

本发明实施方式的多旋翼飞行器包括机身、第一旋翼及第二旋翼。所述机身包括相背的第一侧及第二侧。第一旋翼连接在所述机身的所述第一侧,第二旋翼连接在所述机身的所述第二侧。所述第二旋翼的扭矩系数不同于所述第一旋翼的扭矩系数。所述多旋翼飞行器朝所述第二侧指向所述第一侧的方向飞行或朝所述第一侧指向所述第二侧的方向飞行时,所述第一旋翼以第一转速转动,所述第二旋翼以第二转速转动,所述第一转速与所述第二转速的差值的绝对值小于预定值。

本发明实施方式的多旋翼飞行器采用扭矩系数不同的第一旋翼和第二旋翼,使得多旋翼飞行器在定向飞行时,第一旋翼以第一转速转动,第二旋翼以第二转速转动,并且第一转速与第二转速的差值的绝对值较小,激振力频带较窄,从而减小了机身与第一旋翼或第二旋翼共振的可能性,提高了搭载在机身上的成像装置的成像质量。

本发明实施方式的控制方法可用于多旋翼飞行器。多旋翼飞行器包括机身、第一旋翼及第二旋翼。所述机身包括相背的第一侧及第二侧。第一旋翼连接在所述机身的所述第一侧,第二旋翼连接在所述机身的所述第二侧。所述第二旋翼的扭矩系数不同于所述第一旋翼的扭矩系数。所述多旋翼飞行器朝所述第二侧指向所述第一侧的方向飞行或朝所述第一侧指向所述第二侧的方向飞行时,所述控制方法包括:控制所述第一旋翼以第一转速转动;控制所述第二旋翼以第二转速转动,其中,所述第一转速与所述第二转速的差值的绝对值小于预定值。

本发明实施方式的多旋翼飞行器的控制方法中,多旋翼飞行器的第一旋翼和第二旋翼扭矩系数不同,在多旋翼飞行器定向飞行时,控制第一旋翼以第一转速转动,控制第二旋翼以第二转速转动,并且第一转速与第二转速的差值的绝对值较小,激振力频带较窄,从而减小了机身与第一旋翼或第二旋翼共振的可能性,提高了搭载在机身上的成像装置的成像质量。

本发明另一实施方式的多旋翼飞行器包括机身、第一旋翼、第二旋翼及飞行控制系统。所述机身包括相背的第一侧及第二侧。第一旋翼连接在所述机身的所述第一侧,第二旋翼连接在所述机身的所述第二侧。所述第二旋翼的扭矩系数不同于所述第一旋翼的扭矩系数。所述多旋翼飞行器朝所述第二侧指向所述第一侧的方向飞行或朝所述第一侧指向所述第二侧的方向飞行时,所述飞行控制系统用于:控制所述第一旋翼以第一转速转动;控制所述第二旋翼以第二转速转动,其中,所述第一转速与所述第二转速的差值的绝对值小于预定值。

本发明实施方式的多旋翼飞行器中,第一旋翼和第二旋翼扭矩系数不同,在多旋翼飞行器定向飞行时,飞行控制系统控制第一旋翼以第一转速转动,控制第二旋翼以第二转速转动,并且第一转速与第二转速的差值的绝对值较小,激振力频带较窄,从而减小了机身与第一旋翼或第二旋翼共振的可能性,提高了搭载在机身上的成像装置的成像质量。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本发明实施方式的多旋翼飞行器的结构示意图;

图2是本发明实施方式的多旋翼飞行器在定向飞行时的侧视示意图;

图3是现有技术中的多旋翼飞行器在定向飞行时激振力频带的示意图;

图4是本发明实施方式的多旋翼飞行器在定向飞行时激振力频带的示意图;

图5是本发明实施方式的多旋翼飞行器在悬停时的侧视示意图;

图6是本发明实施方式的多旋翼飞行器的控制方法的流程示意图;

图7是本发明实施方式的多旋翼飞行器的控制方法的流程示意图;

图8是本发明实施方式的多旋翼飞行器的控制方法的流程示意图;和

图9是本发明实施方式的包括飞行控制系统的多旋翼飞行器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中,相同或类似的标号自始至终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方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的实施方式的描述中,需要理解的是,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。在本发明的实施方式的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“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,也可以是电连接或可以相互通讯;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。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的实施方式中的具体含义。

请参阅图1,本发明实施方式的多旋翼飞行器100包括机身10、第一旋翼20及第二旋翼30。机身10包括相背的第一侧11及第二侧12。第一旋翼20连接在机身10的第一侧11。第二旋翼30连接在机身10的第二侧12。第二旋翼30的扭矩系数不同于第一旋翼20的扭矩系数。多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。

具体地,本发明实施方式的多旋翼飞行器100可以为四旋翼飞行器、六旋翼飞行器、八旋翼飞行器等,在此不做限定。请结合图1及图2,本实施例的多旋翼飞行器100以四旋翼飞行器为例,其可以搭载有成像装置200。成像装置200用于在多旋翼飞行器100飞行或悬停时进行拍照或者摄影。成像装置200可以安装在云台300上,云台300与机身10固定连接。云台300能够为成像装置200提供合适的拍摄角度。在多旋翼飞行器100的机身10振动较大时,成像装置200振动也较大,成像装置200的成像质量较差。尤其是对于高倍光学变焦镜头而言,机身10的轻微振动都会引起拍摄画面的大幅抖动,影响镜头拍摄的质量。

第一旋翼20及第二旋翼30均可以通过机臂50连接在机身10上。第二旋翼30的扭矩系数不同于第一旋翼20的扭矩系数。其中,扭矩系数是指旋翼与空气相互作用的大小。旋翼的扭矩系数越小表示旋翼与空气相互作用越小。例如,第一旋翼20的扭矩系数比第二旋翼30的扭矩系数小,表明第一旋翼20与空气的相互作用小于第二旋翼30与空气的相互作用。

多旋翼飞行器100还包括设置在机臂50上的驱动组件(图未示)。驱动组件用于对第一旋翼20和第二旋翼30施加激振力以驱动第一旋翼20和第二旋翼30转动。驱动组件包括多个驱动电机。多个驱动电机分别与第一旋翼20和第二旋翼30固定连接。在驱动电机的驱动下,第一旋翼20以一定的转速转动,第二旋翼30以一定的转速转动。本实施例中,在多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。在多旋翼飞行器100朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。第一旋翼20的桨频、第二旋翼30的桨频分别与对应的驱动电机的激振力频率相等。驱动电机的转速越大,对应旋翼的转速越大,旋翼的桨频越大。

由于多旋翼飞行器100需要有水平分力矩的作用才能定向飞行。请结合图3,在现有技术的多旋翼飞行器中,由于多个旋翼的扭矩系数都相等,因此在多旋翼飞行器飞行时,例如前飞时,位于机头侧的旋翼的转速与位于机尾侧的旋翼的转速的差值的绝对值很大,位于机头侧的旋翼的桨频与位于机尾侧的旋翼的桨频之间的频带较宽,导致激振力频带与机身固有频率耦合的机率较大,机身与旋翼发生共振的机率较大。因此,在本实施例中,第二旋翼30的扭矩系数与第一旋翼20的扭矩系数不同,例如第二旋翼30的扭矩系数大于第一旋翼20的扭矩系数或第二旋翼30的扭矩系数小于第一旋翼20的扭矩系数。请一并参阅图2和图4,在多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向(如图2所示的X方向)飞行时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N,因此第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄,而且预定值越小,两个桨频之间的频带越窄。此时,激振力频带与机身10固有频率耦合的机率较小,机身10与旋翼发生共振的机率较小。在本实施例中,预定值N可以根据多旋翼飞行器100的旋翼的参数条件调整,例如预定值N可以小于或等于50、100、150转/分钟(Revolutions Per Minute,RPM)等,则第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为[0,N]中的任意一个数值。例如当N=50转/分钟时,第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为0、10、30、45、48、50转/分钟等任意一个数值。再例如当N=100转/分钟时,第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为0、30、50、70、90、95转/分钟等任意一个数值。又例如当N=150转/分钟时,第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为0、25、50、100、120、140转/分钟等任意一个数值。如此,多旋翼飞行器100在第一旋翼20和第二旋翼30以相近或相同的转速、且朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时振动较小,成像装置200的成像质量较高。优选地,所述预定值N接近零。可以理解的是,所述预定值N也可以根据实际需求而设置,如小于或等于20转/秒、小于或等于30转/秒等,并不限于本实施例。

请继续参阅图1,在本实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数大于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11为机身10的机头侧,第二侧12为机身10的机尾侧,则多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于前飞状态(图2所示),此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于所述预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时(图5所示),第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与所述第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100前飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小,从而减小了机身10与旋翼发生共振而导致图像效果不佳的机率。

在其他实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数小于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11为机身10的机头侧,第二侧12为机身10的机尾侧,则多旋翼飞行器100朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于后飞状态。此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时,第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与所述第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100后飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小。

在其他实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数大于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11也可以为机身10的左侧,第二侧12为机身10的右侧,则多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于左飞状态。此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时,第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与所述第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100左飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小。

在其他实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数小于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11为机身10的左侧,第二侧12为机身10的右侧,则多旋翼飞行器100朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于右飞状态。此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时,第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100右飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小。

当然,多旋翼飞行器100的第一侧11及第二侧12除了为机身10固定的某一侧,在多旋翼飞行器100飞行过程中,第一侧11及第二侧12还可以根据多旋翼飞行器100的飞行状态进行变换。例如,多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态;多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,然后再改变为其他的飞行状态。无论哪一种飞行状态的变换,第一旋翼10和第二旋翼20也发生改变,对应的,原先的第一旋翼10的扭矩系数和第二旋翼20的扭矩系数也都发生改变。

多旋翼飞行器100可以由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞。现以多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞为例进行详细的说明。在初始时刻,第一侧11为机身10的机头侧,第二侧12为机身10的机尾侧,多旋翼飞行器100前飞。位于机尾侧的旋翼的扭矩系数K1大于位于机头侧的旋翼的扭矩系数K2。此时,第一旋翼20以前飞的第一转速转动,第二旋翼30以前飞的第二转速转动,而且前飞的第一转速与前飞的第二转速的差值的绝对值小于预定值N。因此,在多旋翼飞行器100前飞时,第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄。当多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞时,第一旋翼20由原先位于机头侧的旋翼改变为位于机身左侧的旋翼,第二旋翼30由原先位于机尾侧的旋翼改变为位于机身右侧的旋翼,而且位于机身右侧的旋翼的扭矩系数K3变为大于位于机身左侧的旋翼的扭矩系数K4。此时,第一旋翼20以左飞的第一转速转动,第二旋翼30以左飞的第二转速转动,且左飞的第一转速与左飞的第二转速的差值的绝对值小于预定值N。因此,在多旋翼飞行器100左飞时,第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带仍较窄。如此,通过改变第一侧11和第二侧12的旋翼的扭矩系数,多旋翼飞行器100在前飞和左飞时均能保证第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄,使得机身10与旋翼发生共振的机率均较小,成像装置200的成像质量均较高。在一个例子中,前飞的第一转速大小可以等于左飞的第一转速大小,前飞的第二转速大小可以等于左飞的第二转速大小。另外,其他的多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态的实施例,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为右飞、多旋翼飞行器100由前飞改变为后飞、多旋翼飞行器100由左飞改变为右飞等,均可以参照上述前飞改变为左飞的实施例操作,在此不再赘述。

多旋翼飞行器100可以由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,然后再改变为其他的飞行状态,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞,然后再由左飞改变为后飞。现以多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞,然后再由左飞改变为后飞为例进行详细的说明。其中,多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞可以参照上述的实施例操作,在此不作更多的叙述。当多旋翼飞行器100已经由前飞改变为左飞,需要再由左飞改变为后飞时,第一旋翼20由原先位于机身左侧的旋翼改变为位于机头侧的旋翼,第二旋翼30由原先位于机身右侧的旋翼改变为位于机尾侧的旋翼,而且位于机头侧的旋翼的扭矩系数K5变为大于位于机尾侧的旋翼的扭矩系数K6。此时,第一旋翼20以后飞的第一转速转动,第二旋翼30以后飞的第二转速转动,且后飞的第一转速与后飞的第二转速的差值的绝对值小于预定值N。因此,在多旋翼飞行器100后飞时,第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带仍较窄。如此,通过改变第一侧11和第二侧12的旋翼的扭矩系数,多旋翼飞行器100在前飞、左飞和后飞时均能保证第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄,使得机身10与旋翼发生共振的机率均较小,成像装置200的成像质量均较高。另外,其他的多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,然后再改变为其他的飞行状态的实施例,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为右飞、然后再改变为后飞,多旋翼飞行器100由前飞改变为后飞、然后再改变为左飞,多旋翼飞行器100由左飞改变为右飞、然后再改变为前飞等,均可以参照上述前飞改变为左飞、然后再由左飞改变为后飞的实施例操作,在此不再赘述。

在本实施例中,第一旋翼20的数量可以为多个,第二旋翼30的数量也为多个。如图1所示的实施例中,当多旋翼飞行器100为“X”字形四旋翼时,第一旋翼20为设置在机身10前端(机头侧)的两个旋翼,第二旋翼30为设置在机身10后端(机尾侧)的两个旋翼;或者,第二旋翼30为设置在机身10前端(机头侧)的两个旋翼,第一旋翼20为设置在机身10后端(机尾侧)的两个旋翼。再例如当本发明的多旋翼飞行器100为“十”字形四旋翼时,第一旋翼20为设置在机身10前端(机头侧)及左侧的两个旋翼,第二旋翼30为设置在机身10后端(机尾侧)及右侧的两个旋翼。当然,第一旋翼20及第二旋翼30的数量及安装方式不限于上述讨论,可以依据实际需求进行调整,在此不作限制。另外,当第一旋翼20的数量为多个,第二旋翼30的数量也为多个时,第一转速、第三转速都可以为多个第一旋翼20的平均转速,第二转速、第四转速都可以为多个第二旋翼30的平均转速。

在本实施例中,每个旋翼的扭矩系数均由旋翼的尺寸、旋翼的翼形参数等中的任意一个或多个参数决定,换言之,旋翼的尺寸、旋翼的翼形参数中的每一个均会对旋翼的扭矩系数产生影响。具体地,在其他参数条件相同的条件下,若第一旋翼20与第二旋翼30仅为尺寸不同,则第一旋翼20的扭矩系数与第二旋翼30扭矩系数也不同;或者,若第一旋翼20与第二旋翼30仅为翼形参数不同,则第一旋翼20的扭矩系数与第二旋翼30扭矩系数也不同;或者,若第一旋翼20与第二旋翼30的尺寸与翼形参数均不同,则第一旋翼20的扭矩系数与第二旋翼30扭矩系数也可能不同。如此,多旋翼飞行器100可以采用不同的旋翼的尺寸和/或翼形参数,来安装扭矩系数合适的第一旋翼20和第二旋翼30(例如,飞行器100通过采用不同的旋翼的尺寸和/或翼形参数,来实现第二旋翼30的扭矩系数不同于第一旋翼20的扭矩系数)。

在图1所示的实施例中,第一旋翼20与第二旋翼30的尺寸不同,其中,旋翼的尺寸包括旋翼的直径。旋翼的直径越大,旋翼的扭矩系数越大;旋翼的直径越小,旋翼的扭矩系数越小。第二旋翼30的直径大于第一旋翼20的直径,第二旋翼30与空气的相互作用大于第一旋翼20与空气的相互作用。因此,在多旋翼飞行器100朝直径大的旋翼指向直径小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。在其他实施例中,当第一侧指机身的左侧,第二侧指机身的右侧,第一旋翼为左侧的两个旋翼,第二旋翼为右侧的两个旋翼,第二旋翼的尺寸大于第一旋翼的尺寸,也可以实现第二旋翼的扭矩系数大于第一旋翼的扭矩系数,使得该飞行器在定向飞行(左飞)时,第一旋翼的第一转速与第二旋翼的第二转速的差值的绝对值较小,激振力频带较窄,从而减小了机身与第一旋翼或第二旋翼共振的可能性,提高了搭载在机身上的成像装置的成像质量。

在其他实施例中,第一旋翼20与第二旋翼30的翼形参数不同,其中,旋翼的翼形参数包括攻角、螺距、弦长中的一个或多个。第一旋翼20与第二旋翼30的翼形参数不同包括其中一个参数不同或多个参数不同。以攻角为例,旋翼的攻角越大,旋翼的迎风面积增大,与空气的相互作用越大,则旋翼的扭矩系数越大;旋翼的攻角越小,旋翼的迎风面积减小,与空气的相互作用越小,则旋翼的扭矩系数越小。在一个例子中,第二旋翼30的攻角大于第一旋翼20的攻角,第二旋翼30与空气的相互作用大于第一旋翼20与空气的相互作用。因此,在多旋翼飞行器100朝攻角大的旋翼指向攻角小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。再以螺距为例,旋翼的螺距越大,旋翼的扭矩系数越大;旋翼的螺距越小,旋翼的扭矩系数越小。在另一个例子中,第二旋翼30的螺距大于第一旋翼20的螺距。因此,在多旋翼飞行器100朝螺距大的旋翼指向螺距小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。又以弦长为例,旋翼的弦长越大,相同的直径下,旋翼的截面面积越大,与空气的相互作用越大,则旋翼的扭矩系数越大;旋翼的弦长越小,相同的直径下,旋翼的截面面积越小,与空气的相互作用越小,则旋翼的扭矩系数越小。在又一个例子中,第二旋翼30的弦长大于第一旋翼20的弦长。因此,在多旋翼飞行器100朝弦长大的旋翼指向弦长小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。

在本实施例中,旋翼的扭矩系数在出厂时就可以确定,也可以在使用过程中进一步调节。具体地,第一旋翼20的扭矩系数可调,或者第二旋翼30的扭矩系数可调,或者,第一旋翼20的扭矩系数和第二旋翼30的扭矩系数均可调。例如,在旋翼上设置旋翼变距装置,多旋翼飞行器100利用变距装置改变第一旋翼20或第二旋翼30的攻角,以改变第一旋翼20或第二旋翼30的螺距,就能调节第一旋翼20或第二旋翼30的扭矩系数。在前述实施例中,在多旋翼飞行器100改变飞行状态时,原先的第一旋翼10的扭矩系数和第二旋翼20的扭矩系数均可以通过变距装置进行改变。现以四旋翼飞行器由前飞改变为左飞为例,对如何调节旋翼的扭矩系数进行详细的说明。在四旋翼飞行器前飞时,位于机尾侧的两个旋翼(第二旋翼30)的扭矩系数为K1,位于机头侧的两个旋翼(第一旋翼20)的扭矩系数为K2,且K1大于K2。在四旋翼飞行器改变为左飞时,所有旋翼的螺距改变以使所有旋翼的扭矩系数发生改变。具体地,原先右边的第一旋翼20的螺距改变,扭矩系数变为K3,原先右边的第二旋翼30的螺距改变,扭矩系数变为K3;原来左边的第一旋翼20的螺距改变,扭矩系数变为K4,原来左边的第二旋翼30的螺距改变,扭矩系数变为K4。因此,位于机身右侧的两个旋翼的扭矩系数均为K3,位于机身左侧的两个旋翼的扭矩系数均为K4,且K3大于K4。在一个例子中,K1可以等于K3,K2可以等于K4,则原来左边的第一旋翼20的螺距可以保持不变,扭矩系数仍为K1,原先右边的第一旋翼20的螺距变大,扭矩系数变为K4。

综上,本发明实施方式的多旋翼飞行器100采用扭矩系数不同的第一旋翼20和第二旋翼30,使得多旋翼飞行器100在定向飞行时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,并且第一转速与第二转速的差值的绝对值较小,激振力频带较窄,从而减小了机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。

请一并参阅图1和图6,本发明实施方式提供一种多旋翼飞行器100的控制方法。多旋翼飞行器100包括机身10、第一旋翼20及第二旋翼30。机身10包括相背的第一侧11及第二侧12。第一旋翼20连接在机身10的第一侧11。第二旋翼30连接在机身10的第二侧12。第二旋翼30的扭矩系数不同于第一旋翼20的扭矩系数。在多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,本发明实施方式的控制方法包括以下步骤:

S1,控制第一旋翼20以第一转速转动;

S2,控制第二旋翼30以第二转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。

具体地,本发明实施方式的多旋翼飞行器100可以为四旋翼飞行器、六旋翼飞行器、八旋翼飞行器等,在此不做限定。请结合图1及图2,本实施例的多旋翼飞行器100以四旋翼飞行器为例,其可以搭载有成像装置200。成像装置200用于在多旋翼飞行器100飞行或悬停时进行拍照或者摄影。成像装置200可以安装在云台300上,云台300与机身10固定连接。云台300能够为成像装置200提供合适的拍摄角度。在多旋翼飞行器100的机身10振动较大时,成像装置200振动也较大,成像装置200的成像质量较差。尤其是对于高倍光学变焦镜头而言,机身10的轻微振动都会引起拍摄画面的大幅抖动,影响镜头拍摄的质量。

第一旋翼20及第二旋翼30均可以通过机臂50连接在机身10上。第二旋翼30的扭矩系数不同于第一旋翼20的扭矩系数。其中,扭矩系数是指旋翼与空气相互作用的大小。旋翼的扭矩系数越小表示旋翼与空气相互作用越小。例如,第一旋翼20的扭矩系数比第二旋翼30的扭矩系数小,表明第一旋翼20与空气的相互作用小于第二旋翼30与空气的相互作用。

多旋翼飞行器100还包括设置在机臂50上的驱动组件(图未示)。驱动组件用于对第一旋翼20和第二旋翼30施加激振力以驱动第一旋翼20和第二旋翼30转动。驱动组件包括多个驱动电机。多个驱动电机分别与第一旋翼20和第二旋翼30固定连接。在驱动电机的驱动下,第一旋翼20以一定的转速转动,第二旋翼30以一定的转速转动。本实施例中,在多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。在多旋翼飞行器100朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。第一旋翼20的桨频、第二旋翼30的桨频分别与对应的驱动电机的激振力频率相等。驱动电机的转速越大,对应旋翼的转速越大,旋翼的桨频越大。

由于多旋翼飞行器100需要有水平分力矩的作用才能定向飞行。请结合图3,在现有技术的多旋翼飞行器中,由于多个旋翼的扭矩系数都相等,因此在多旋翼飞行器飞行时,例如前飞时,位于机头侧的旋翼的转速与位于机尾侧的旋翼的转速的差值的绝对值很大,位于机头侧的旋翼的桨频与位于机尾侧的旋翼的桨频之间的频带较宽,导致激振力频带与机身固有频率耦合的机率较大,机身与旋翼发生共振的机率较大。因此,在本实施例中,第二旋翼30的扭矩系数与第一旋翼20的扭矩系数不同,例如第二旋翼30的扭矩系数大于第一旋翼20的扭矩系数或第二旋翼30的扭矩系数小于第一旋翼20的扭矩系数。请一并参阅图2和图4,在多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向(如图2所示的X方向)飞行时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N,因此第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄,而且预定值越小,两个桨频之间的频带越窄。此时,激振力频带与机身10固有频率耦合的机率较小,机身10与旋翼发生共振的机率较小。在本实施例中,预定值N可以根据多旋翼飞行器100的旋翼的参数条件调整,例如预定值N可以小于或等于50、100、150转/分钟(Revolutions Per Minute,RPM)等,则第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为[0,N]中的任意一个数值。例如当N=50转/分钟时,第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为0、10、30、45、48、50转/分钟等任意一个数值。再例如当N=100转/分钟时,第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为0、30、50、70、90、95转/分钟等任意一个数值。又例如当N=150转/分钟时,第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为0、25、50、100、120、140转/分钟等任意一个数值。如此,多旋翼飞行器100在第一旋翼20和第二旋翼30以相近或相同的转速、且朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时振动较小,成像装置200的成像质量较高。优选地,所述预定值N接近零。可以理解的是,所述预定值N也可以根据实际需求而设置,如小于或等于20转/秒、小于或等于30转/秒等,并不限于本实施例。

请一并参阅图5和图7,在本实施例中,在多旋翼飞行器100悬停时,多旋翼飞行器100的控制方法还包括以下步骤:

S3,控制第一旋翼20以第三转速转动;

S4,控制第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。

由于第一旋翼20的扭矩系数小于第二旋翼30的扭矩系数,因此第一旋翼20与空气相互作用小于第二旋翼30与空气相互作用。在驱动电机的同样大小功率的驱动下,当第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,且第三转速大于第四转速时,才能保证第一旋翼20产生的拉力等于第二旋翼30产生的拉力,如此,机身10保持平衡,多旋翼飞行器100才能悬停。

请继续参阅图1,在本实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数大于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11为机身10的机头侧,第二侧12为机身10的机尾侧,则多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于前飞状态(图2所示),此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于所述预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时(图5所示),第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与所述第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100前飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小,从而减小了机身10与旋翼发生共振而导致图像效果不佳的机率。

在其他实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数小于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11为机身10的机头侧,第二侧12为机身10的机尾侧,则多旋翼飞行器100朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于后飞状态。此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时,第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100后飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小。

在其他实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数大于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11也可以为机身10的左侧,第二侧12为机身10的右侧,则多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于左飞状态。此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时,第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100左飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小。

在其他实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数小于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11为机身10的左侧,第二侧12为机身10的右侧,则多旋翼飞行器100朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于右飞状态。此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时,第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100右飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小。

当然,多旋翼飞行器100的第一侧11及第二侧12除了为机身10固定的某一侧,在多旋翼飞行器100飞行过程中,第一侧11及第二侧12还可以根据多旋翼飞行器100的飞行状态进行变换。例如,多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态;多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,然后再改变为其他的飞行状态。无论哪一种飞行状态的变换,第一旋翼10和第二旋翼20也发生改变,对应的,原先的第一旋翼10的扭矩系数和第二旋翼20的扭矩系数也都发生改变。

多旋翼飞行器100可以由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞。现以多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞为例进行详细的说明。在初始时刻,第一侧11为机身10的机头侧,第二侧12为机身10的机尾侧,多旋翼飞行器100前飞。位于机尾侧的旋翼的扭矩系数K1大于位于机头侧的旋翼的扭矩系数K2。此时,第一旋翼20以前飞的第一转速转动,第二旋翼30以前飞的第二转速转动,而且前飞的第一转速与前飞的第二转速的差值的绝对值小于预定值N。因此,在多旋翼飞行器100前飞时,第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄。当多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞时,第一旋翼20由原先位于机头侧的旋翼改变为位于机身左侧的旋翼,第二旋翼30由原先位于机尾侧的旋翼改变为位于机身右侧的旋翼,而且位于机身右侧的旋翼的扭矩系数K3变为大于位于机身左侧的旋翼的扭矩系数K4。此时,第一旋翼20以左飞的第一转速转动,第二旋翼30以左飞的第二转速转动,且左飞的第一转速与左飞的第二转速的差值的绝对值小于预定值N。因此,在多旋翼飞行器100左飞时,第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带仍较窄。如此,通过改变第一侧11和第二侧12的旋翼的扭矩系数,多旋翼飞行器100在前飞和左飞时均能保证第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄,使得机身10与旋翼发生共振的机率均较小,成像装置200的成像质量均较高。在一个例子中,前飞的第一转速大小可以等于左飞的第一转速大小,前飞的第二转速大小可以等于左飞的第二转速大小。另外,其他的多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态的实施例,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为右飞、多旋翼飞行器100由前飞改变为后飞、多旋翼飞行器100由左飞改变为右飞等,均可以参照上述前飞改变为左飞的实施例操作,在此不再赘述。

多旋翼飞行器100可以由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,然后再改变为其他的飞行状态,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞,然后再由左飞改变为后飞。现以多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞,然后再由左飞改变为后飞为例进行详细的说明。其中,多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞可以参照上述的实施例操作,在此不作更多的叙述。当多旋翼飞行器100已经由前飞改变为左飞,需要再由左飞改变为后飞时,第一旋翼20由原先位于机身左侧的旋翼改变为位于机头侧的旋翼,第二旋翼30由原先位于机身右侧的旋翼改变为位于机尾侧的旋翼,而且位于机头侧的旋翼的扭矩系数K5变为大于位于机尾侧的旋翼的扭矩系数K6。此时,第一旋翼20以后飞的第一转速转动,第二旋翼30以后飞的第二转速转动,且后飞的第一转速与后飞的第二转速的差值的绝对值小于预定值N。因此,在多旋翼飞行器100后飞时,第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带仍较窄。如此,通过改变第一侧11和第二侧12的旋翼的扭矩系数,多旋翼飞行器100在前飞、左飞和后飞时均能保证第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄,使得机身10与旋翼发生共振的机率均较小,成像装置200的成像质量均较高。另外,其他的多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,然后再改变为其他的飞行状态的实施例,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为右飞、然后再改变为后飞,多旋翼飞行器100由前飞改变为后飞、然后再改变为左飞,多旋翼飞行器100由左飞改变为右飞、然后再改变为前飞等,均可以参照上述前飞改变为左飞、然后再由左飞改变为后飞的实施例操作,在此不再赘述。

在本实施例中,第一旋翼20的数量可以为多个,第二旋翼30的数量也为多个。如图1所示的实施例中,当多旋翼飞行器100为“X”字形四旋翼时,第一旋翼20为设置在机身10前端(机头侧)的两个旋翼,第二旋翼30为设置在机身10后端(机尾侧)的两个旋翼;或者,第二旋翼30为设置在机身10前端(机头侧)的两个旋翼,第一旋翼20为设置在机身10后端(机尾侧)的两个旋翼。再例如当本发明的多旋翼飞行器100为“十”字形四旋翼时,第一旋翼20为设置在机身10前端(机头侧)及左侧的两个旋翼,第二旋翼30为设置在机身10后端(机尾侧)及右侧的两个旋翼。当然,第一旋翼20及第二旋翼30的数量及安装方式不限于上述讨论,可以依据实际需求进行调整,在此不作限制。另外,当第一旋翼20的数量为多个,第二旋翼30的数量也为多个时,第一转速、第三转速都可以为多个第一旋翼20的平均转速,第二转速、第四转速都可以为多个第二旋翼30的平均转速。

在本实施例中,每个旋翼的扭矩系数均由旋翼的尺寸、旋翼的翼形参数等中的任意一个或多个参数决定,换言之,旋翼的尺寸、旋翼的翼形参数中的每一个均会对旋翼的扭矩系数产生影响。具体地,在其他参数条件相同的条件下,若第一旋翼20与第二旋翼30仅为尺寸不同,则第一旋翼20的扭矩系数与第二旋翼30扭矩系数也不同;或者,若第一旋翼20与第二旋翼30仅为翼形参数不同,则第一旋翼20的扭矩系数与第二旋翼30扭矩系数也不同;或者,若第一旋翼20与第二旋翼30的尺寸与翼形参数均不同,则第一旋翼20的扭矩系数与第二旋翼30扭矩系数也可能不同。如此,多旋翼飞行器100可以采用不同的旋翼的尺寸和/或翼形参数,来安装扭矩系数合适的第一旋翼20和第二旋翼30(例如,飞行器100通过采用不同的旋翼的尺寸和/或翼形参数,来实现第二旋翼30的扭矩系数不同于第一旋翼20的扭矩系数)。

在图1所示的实施例中,第一旋翼20与第二旋翼30的尺寸不同,其中,旋翼的尺寸包括旋翼的直径。旋翼的直径越大,旋翼的扭矩系数越大;旋翼的直径越小,旋翼的扭矩系数越小。第二旋翼30的直径大于第一旋翼20的直径,第二旋翼30与空气的相互作用大于第一旋翼20与空气的相互作用。因此,在多旋翼飞行器100朝直径大的旋翼指向直径小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。在其他实施例中,当第一侧指机身的左侧,第二侧指机身的右侧,第一旋翼为左侧的两个旋翼,第二旋翼为右侧的两个旋翼,第二旋翼的尺寸大于第一旋翼的尺寸,也可以实现第二旋翼的扭矩系数大于第一旋翼的扭矩系数,使得该飞行器在定向飞行(左飞)时,第一旋翼的第一转速与第二旋翼的第二转速的差值的绝对值较小,激振力频带较窄,从而减小了机身与第一旋翼或第二旋翼共振的可能性,提高了搭载在机身上的成像装置的成像质量。

在其他实施例中,第一旋翼20与第二旋翼30的翼形参数不同,其中,旋翼的翼形参数包括攻角、螺距、弦长中的一个或多个。第一旋翼20与第二旋翼30的翼形参数不同包括其中一个参数不同或多个参数不同。以攻角为例,旋翼的攻角越大,旋翼的迎风面积增大,与空气的相互作用越大,则旋翼的扭矩系数越大;旋翼的攻角越小,旋翼的迎风面积减小,与空气的相互作用越小,则旋翼的扭矩系数越小。在一个例子中,第二旋翼30的攻角大于第一旋翼20的攻角,第二旋翼30与空气的相互作用大于第一旋翼20与空气的相互作用。因此,在多旋翼飞行器100朝攻角大的旋翼指向攻角小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。再以螺距为例,旋翼的螺距越大,旋翼的扭矩系数越大;旋翼的螺距越小,旋翼的扭矩系数越小。在另一个例子中,第二旋翼30的螺距大于第一旋翼20的螺距。因此,在多旋翼飞行器100朝螺距大的旋翼指向螺距小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。又以弦长为例,旋翼的弦长越大,相同的直径下,旋翼的截面面积越大,与空气的相互作用越大,则旋翼的扭矩系数越大;旋翼的弦长越小,相同的直径下,旋翼的截面面积越小,与空气的相互作用越小,则旋翼的扭矩系数越小。在又一个例子中,第二旋翼30的弦长大于第一旋翼20的弦长。因此,在多旋翼飞行器100朝弦长大的旋翼指向弦长小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。

在本实施例中,旋翼的扭矩系数在出厂时就可以确定,也可以在使用过程中进一步调节。具体地,第一旋翼20的扭矩系数可调,或者第二旋翼30的扭矩系数可调,或者,第一旋翼20的扭矩系数和第二旋翼30的扭矩系数均可调。例如,在旋翼上设置旋翼变距装置,多旋翼飞行器100利用变距装置改变第一旋翼20或第二旋翼30的攻角,以改变第一旋翼20或第二旋翼30的螺距,就能调节第一旋翼20或第二旋翼30的扭矩系数。在前述实施例中,在多旋翼飞行器100改变飞行状态时,原先的第一旋翼10的扭矩系数和第二旋翼20的扭矩系数均可以通过变距装置进行改变。现以四旋翼飞行器由前飞改变为左飞为例,对如何调节旋翼的扭矩系数进行详细的说明。在四旋翼飞行器前飞时,位于机尾侧的两个旋翼(第二旋翼30)的扭矩系数为K1,位于机头侧的两个旋翼(第一旋翼20)的扭矩系数为K2,且K1大于K2。在四旋翼飞行器改变为左飞时,所有旋翼的螺距改变以使所有旋翼的扭矩系数发生改变。具体地,原先右边的第一旋翼20的螺距改变,扭矩系数变为K3,原先右边的第二旋翼30的螺距改变,扭矩系数变为K3;原来左边的第一旋翼20的螺距改变,扭矩系数变为K4,原来左边的第二旋翼30的螺距改变,扭矩系数变为K4。因此,位于机身右侧的两个旋翼的扭矩系数均为K3,位于机身左侧的两个旋翼的扭矩系数均为K4,且K3大于K4。在一个例子中,K1可以等于K3,K2可以等于K4,则原来左边的第一旋翼20的螺距可以保持不变,扭矩系数仍为K1,原先右边的第一旋翼20的螺距变大,扭矩系数变为K4。

请参阅图1和图8,本发明实施方式的多旋翼飞行器100的控制方法还包括以下步骤:

S5,控制第一旋翼20的第三转速变为第一转速;

S6,控制第二旋翼30的第四转速变为第二转速,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,以使多旋翼飞行器100由悬停变为朝第二侧指向第一侧的方向飞行。

具体地,在多旋翼飞行器100悬停时,由于第三转速与第四转速的差值的绝对值较大,因此,需要调节第三转速和第四转速。通过控制与第一旋翼20连接的驱动电机的转速减小以减小第一旋翼20的转速、控制与第二旋翼30连接的驱动电机的转速增大以增大第二旋翼30的转速,第一旋翼20的第三转速变为第一转速,第二旋翼30第四转速变为第二转速,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于悬停时的第三转速与第四转速的差值的绝对值。另外,在悬停状态时,第一旋翼20的拉力与第二旋翼30的拉力相近。在调节第三转速和第四转速后,第一旋翼20的拉力减小,第二旋翼30的拉力增大,使得多旋翼飞行器100受到朝第二旋翼30指向第一旋翼20的水平分力矩的作用,因此多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行。如此,实现多旋翼飞行器100由悬停状态改为定向飞行状态。

进一步地,在第一转速与第二转速的差值的绝对值仍大于预定值时,继续控制与第一旋翼20连接的驱动电机的转速减小以减小第一旋翼20的转速、控制与第二旋翼30连接的驱动电机的转速增大以增大第二旋翼30的转速,直至第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值。本实施例中,可以将预定值设定为比较小的数值,以使多旋翼飞行器100在定向飞行时第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频相近,激振力频带较窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,优化成像装置200的拍摄质量。

综上,本发明实施方式的多旋翼飞行器100的控制方法中,多旋翼飞行器100的第一旋翼20和第二旋翼30扭矩系数不同,在多旋翼飞行器100定向飞行时,控制第一旋翼20以第一转速转动,控制第二旋翼30以第二转速转动,并且第一转速与第二转速的差值的绝对值较小,激振力频带较窄,从而减小了机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。

请一并参阅图6和图9,本发明实施方式还提供一种包括飞行控制系统40的多旋翼飞行器100。多旋翼飞行器100包括机身10、第一旋翼20、第二旋翼30及飞行控制系统40。机身10包括相背的第一侧11及第二侧12。第一旋翼20连接在机身10的第一侧11。第二旋翼30连接在机身10的第二侧12。第二旋翼30的扭矩系数不同于第一旋翼20的扭矩系数。在多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,飞行控制系统40用于:控制第一旋翼20以第一转速转动;控制第二旋翼30以第二转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。也即是说,飞行控制系统40可以用于实现步骤S1及S2。

具体地,本发明实施方式的多旋翼飞行器100可以为四旋翼飞行器、六旋翼飞行器、八旋翼飞行器等,在此不做限定。请结合图1及图2,本实施例的多旋翼飞行器100以四旋翼飞行器为例,其可以搭载有成像装置200。成像装置200用于在多旋翼飞行器100飞行或悬停时进行拍照或者摄影。成像装置200可以安装在云台300上,云台300与机身10固定连接。云台300能够为成像装置200提供合适的拍摄角度。在多旋翼飞行器100的机身10振动较大时,成像装置200振动也较大,成像装置200的成像质量较差。尤其是对于高倍光学变焦镜头而言,机身10的轻微振动都会引起拍摄画面的大幅抖动,影响镜头拍摄的质量。

第一旋翼20及第二旋翼30均可以通过机臂50连接在机身10上。第二旋翼30的扭矩系数不同于第一旋翼20的扭矩系数。其中,扭矩系数是指旋翼与空气相互作用的大小。旋翼的扭矩系数越小表示旋翼与空气相互作用越小。例如,第一旋翼20的扭矩系数比第二旋翼30的扭矩系数小,表明第一旋翼20与空气的相互作用小于第二旋翼30与空气的相互作用。

多旋翼飞行器100还包括设置在机臂50上的驱动组件(图未示)。驱动组件用于对第一旋翼20和第二旋翼30施加激振力以驱动第一旋翼20和第二旋翼30转动。驱动组件包括多个驱动电机。多个驱动电机分别与第一旋翼20和第二旋翼30固定连接。在驱动电机的驱动下,第一旋翼20以一定的转速转动,第二旋翼30以一定的转速转动。本实施例中,在多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。在多旋翼飞行器100朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。第一旋翼20的桨频、第二旋翼30的桨频分别与对应的驱动电机的激振力频率相等。驱动电机的转速越大,对应旋翼的转速越大,旋翼的桨频越大。

由于多旋翼飞行器100需要有水平分力矩的作用才能定向飞行。请结合图3,在现有技术的多旋翼飞行器中,由于多个旋翼的扭矩系数都相等,因此在多旋翼飞行器飞行时,例如前飞时,位于机头侧的旋翼的转速与位于机尾侧的旋翼的转速的差值的绝对值很大,位于机头侧的旋翼的桨频与位于机尾侧的旋翼的桨频之间的频带较宽,导致激振力频带与机身固有频率耦合的机率较大,机身与旋翼发生共振的机率较大。因此,在本实施例中,第二旋翼30的扭矩系数与第一旋翼20的扭矩系数不同,例如第二旋翼30的扭矩系数大于第一旋翼20的扭矩系数或第二旋翼30的扭矩系数小于第一旋翼20的扭矩系数。请一并参阅图2和图4,在多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向(如图2所示的X方向)飞行时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N,因此第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄,而且预定值越小,两个桨频之间的频带越窄。此时,激振力频带与机身10固有频率耦合的机率较小,机身10与旋翼发生共振的机率较小。在本实施例中,预定值N可以根据多旋翼飞行器100的旋翼的参数条件调整,例如预定值N可以小于或等于50、100、150转/分钟(Revolutions Per Minute,RPM)等,则第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为[0,N]中的任意一个数值。例如当N=50转/分钟时,第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为0、10、30、45、48、50转/分钟等任意一个数值。再例如当N=100转/分钟时,第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为0、30、50、70、90、95转/分钟等任意一个数值。又例如当N=150转/分钟时,第一转速和第二转速的差值的绝对值可以为0、25、50、100、120、140转/分钟等任意一个数值。如此,多旋翼飞行器100在第一旋翼20和第二旋翼30以相近或相同的转速、且朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时振动较小,成像装置200的成像质量较高。优选地,所述预定值N接近零。可以理解的是,所述预定值N也可以根据实际需求而设置,如小于或等于20转/秒、小于或等于30转/秒等,并不限于本实施例。

请一并参阅图7和图9,在本实施例中,在多旋翼飞行器100悬停时,多旋翼飞行器100的飞行控制系统40还用于:控制第一旋翼20以第三转速转动;控制第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。也即是说,飞行控制系统40还用于实施步骤S3及S4。

由于第一旋翼20的扭矩系数小于第二旋翼30的扭矩系数,因此第一旋翼20与空气相互作用小于第二旋翼30与空气相互作用。在驱动电机的同样大小功率的驱动下,当第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,且第三转速大于第四转速时,才能保证第一旋翼20产生的拉力等于第二旋翼30产生的拉力,如此,机身10保持平衡,多旋翼飞行器100才能悬停。

请继续参阅图9,在本实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数大于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11为机身10的机头侧,第二侧12为机身10的机尾侧,则多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于前飞状态(图2所示),此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于所述预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时(图5所示),第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与所述第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100前飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小,从而减小了机身10与旋翼发生共振而导致图像效果不佳的机率。

在其他实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数小于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11为机身10的机头侧,第二侧12为机身10的机尾侧,则多旋翼飞行器100朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于后飞状态。此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时,第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100后飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小。

在其他实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数大于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11也可以为机身10的左侧,第二侧12为机身10的右侧,则多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于左飞状态。此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时,第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100左飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小。

在其他实施例中,当第二旋翼30的扭矩系数小于第一旋翼20的扭矩系数时,第一侧11为机身10的左侧,第二侧12为机身10的右侧,则多旋翼飞行器100朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行表示多旋翼飞行器100处于右飞状态。此时,第一旋翼20以第一转速转动,第二旋翼30以第二转速转动,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值N。而在多旋翼飞行器100悬停时,第一旋翼20以第三转速转动,第二旋翼30以第四转速转动,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值。因此,在多旋翼飞行器100右飞时,由于第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,则第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带相较于悬停时更窄,机身10与旋翼发生共振的机率更小。

当然,多旋翼飞行器100的第一侧11及第二侧12除了为机身10固定的某一侧,在多旋翼飞行器100飞行过程中,第一侧11及第二侧12还可以根据多旋翼飞行器100的飞行状态进行变换。例如,多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态;多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,然后再改变为其他的飞行状态。无论哪一种飞行状态的变换,第一旋翼10和第二旋翼20也发生改变,对应的,原先的第一旋翼10的扭矩系数和第二旋翼20的扭矩系数也都发生改变。

多旋翼飞行器100可以由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞。现以多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞为例进行详细的说明。在初始时刻,第一侧11为机身10的机头侧,第二侧12为机身10的机尾侧,多旋翼飞行器100前飞。位于机尾侧的旋翼的扭矩系数K1大于位于机头侧的旋翼的扭矩系数K2。此时,第一旋翼20以前飞的第一转速转动,第二旋翼30以前飞的第二转速转动,而且前飞的第一转速与前飞的第二转速的差值的绝对值小于预定值N。因此,在多旋翼飞行器100前飞时,第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄。当多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞时,第一旋翼20由原先位于机头侧的旋翼改变为位于机身左侧的旋翼,第二旋翼30由原先位于机尾侧的旋翼改变为位于机身右侧的旋翼,而且位于机身右侧的旋翼的扭矩系数K3变为大于位于机身左侧的旋翼的扭矩系数K4。此时,第一旋翼20以左飞的第一转速转动,第二旋翼30以左飞的第二转速转动,且左飞的第一转速与左飞的第二转速的差值的绝对值小于预定值N。因此,在多旋翼飞行器100左飞时,第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带仍较窄。如此,通过改变第一侧11和第二侧12的旋翼的扭矩系数,多旋翼飞行器100在前飞和左飞时均能保证第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄,使得机身10与旋翼发生共振的机率均较小,成像装置200的成像质量均较高。在一个例子中,前飞的第一转速大小可以等于左飞的第一转速大小,前飞的第二转速大小可以等于左飞的第二转速大小。另外,其他的多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态的实施例,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为右飞、多旋翼飞行器100由前飞改变为后飞、多旋翼飞行器100由左飞改变为右飞等,均可以参照上述前飞改变为左飞的实施例操作,在此不再赘述。

多旋翼飞行器100可以由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,然后再改变为其他的飞行状态,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞,然后再由左飞改变为后飞。现以多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞,然后再由左飞改变为后飞为例进行详细的说明。其中,多旋翼飞行器100由前飞改变为左飞可以参照上述的实施例操作,在此不作更多的叙述。当多旋翼飞行器100已经由前飞改变为左飞,需要再由左飞改变为后飞时,第一旋翼20由原先位于机身左侧的旋翼改变为位于机头侧的旋翼,第二旋翼30由原先位于机身右侧的旋翼改变为位于机尾侧的旋翼,而且位于机头侧的旋翼的扭矩系数K5变为大于位于机尾侧的旋翼的扭矩系数K6。此时,第一旋翼20以后飞的第一转速转动,第二旋翼30以后飞的第二转速转动,且后飞的第一转速与后飞的第二转速的差值的绝对值小于预定值N。因此,在多旋翼飞行器100后飞时,第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带仍较窄。如此,通过改变第一侧11和第二侧12的旋翼的扭矩系数,多旋翼飞行器100在前飞、左飞和后飞时均能保证第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频之间的频带较窄,使得机身10与旋翼发生共振的机率均较小,成像装置200的成像质量均较高。另外,其他的多旋翼飞行器100由一种飞行状态改变为另一种飞行状态,然后再改变为其他的飞行状态的实施例,例如多旋翼飞行器100由前飞改变为右飞、然后再改变为后飞,多旋翼飞行器100由前飞改变为后飞、然后再改变为左飞,多旋翼飞行器100由左飞改变为右飞、然后再改变为前飞等,均可以参照上述前飞改变为左飞、然后再由左飞改变为后飞的实施例操作,在此不再赘述。

在本实施例中,第一旋翼20的数量可以为多个,第二旋翼30的数量也为多个。如图9所示的实施例中,当多旋翼飞行器100为“X”字形四旋翼时,第一旋翼20为设置在机身10前端(机头侧)的两个旋翼,第二旋翼30为设置在机身10后端(机尾侧)的两个旋翼;或者,第二旋翼30为设置在机身10前端(机头侧)的两个旋翼,第一旋翼20为设置在机身10后端(机尾侧)的两个旋翼。再例如当本发明的多旋翼飞行器100为“十”字形四旋翼时,第一旋翼20为设置在机身10前端(机头侧)及左侧的两个旋翼,第二旋翼30为设置在机身10后端(机尾侧)及右侧的两个旋翼。当然,第一旋翼20及第二旋翼30的数量及安装方式不限于上述讨论,可以依据实际需求进行调整,在此不作限制。另外,当第一旋翼20的数量为多个,第二旋翼30的数量也为多个时,第一转速、第三转速都可以为多个第一旋翼20的平均转速,第二转速、第四转速都可以为多个第二旋翼30的平均转速。

在本实施例中,每个旋翼的扭矩系数均由旋翼的尺寸、旋翼的翼形参数等中的任意一个或多个参数决定,换言之,旋翼的尺寸、旋翼的翼形参数中的每一个均会对旋翼的扭矩系数产生影响。具体地,在其他参数条件相同的条件下,若第一旋翼20与第二旋翼30仅为尺寸不同,则第一旋翼20的扭矩系数与第二旋翼30扭矩系数也不同;或者,若第一旋翼20与第二旋翼30仅为翼形参数不同,则第一旋翼20的扭矩系数与第二旋翼30扭矩系数也不同;或者,若第一旋翼20与第二旋翼30的尺寸与翼形参数均不同,则第一旋翼20的扭矩系数与第二旋翼30扭矩系数也可能不同。如此,多旋翼飞行器100可以采用不同的旋翼的尺寸和/或翼形参数,来安装扭矩系数合适的第一旋翼20和第二旋翼30(例如,飞行器100通过采用不同的旋翼的尺寸和/或翼形参数,来实现第二旋翼30的扭矩系数不同于第一旋翼20的扭矩系数)。

在图9所示的实施例中,第一旋翼20与第二旋翼30的尺寸不同,其中,旋翼的尺寸包括旋翼的直径。旋翼的直径越大,旋翼的扭矩系数越大;旋翼的直径越小,旋翼的扭矩系数越小。第二旋翼30的直径大于第一旋翼20的直径,第二旋翼30与空气的相互作用大于第一旋翼20与空气的相互作用。因此,在多旋翼飞行器100朝直径大的旋翼指向直径小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。在其他实施例中,当第一侧指机身的左侧,第二侧指机身的右侧,第一旋翼为左侧的两个旋翼,第二旋翼为右侧的两个旋翼,第二旋翼的尺寸大于第一旋翼的尺寸,也可以实现第二旋翼的扭矩系数大于第一旋翼的扭矩系数,使得该飞行器在定向飞行(左飞)时,第一旋翼的第一转速与第二旋翼的第二转速的差值的绝对值较小,激振力频带较窄,从而减小了机身与第一旋翼或第二旋翼共振的可能性,提高了搭载在机身上的成像装置的成像质量。

在其他实施例中,第一旋翼20与第二旋翼30的翼形参数不同,其中,旋翼的翼形参数包括攻角、螺距、弦长中的一个或多个。第一旋翼20与第二旋翼30的翼形参数不同包括其中一个参数不同或多个参数不同。以攻角为例,旋翼的攻角越大,旋翼的迎风面积增大,与空气的相互作用越大,则旋翼的扭矩系数越大;旋翼的攻角越小,旋翼的迎风面积减小,与空气的相互作用越小,则旋翼的扭矩系数越小。在一个例子中,第二旋翼30的攻角大于第一旋翼20的攻角,第二旋翼30与空气的相互作用大于第一旋翼20与空气的相互作用。因此,在多旋翼飞行器100朝攻角大的旋翼指向攻角小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。再以螺距为例,旋翼的螺距越大,旋翼的扭矩系数越大;旋翼的螺距越小,旋翼的扭矩系数越小。在另一个例子中,第二旋翼30的螺距大于第一旋翼20的螺距。因此,在多旋翼飞行器100朝螺距大的旋翼指向螺距小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。又以弦长为例,旋翼的弦长越大,相同的直径下,旋翼的截面面积越大,与空气的相互作用越大,则旋翼的扭矩系数越大;旋翼的弦长越小,相同的直径下,旋翼的截面面积越小,与空气的相互作用越小,则旋翼的扭矩系数越小。在又一个例子中,第二旋翼30的弦长大于第一旋翼20的弦长。因此,在多旋翼飞行器100朝弦长大的旋翼指向弦长小的旋翼的方向飞行,即多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行或朝第一侧11指向第二侧12的方向飞行时,多旋翼飞行器100的激振力频带相较于悬停时的激振力频带更窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。

在本实施例中,旋翼的扭矩系数在出厂时就可以确定,也可以在使用过程中进一步调节。具体地,第一旋翼20的扭矩系数可调,或者第二旋翼30的扭矩系数可调,或者,第一旋翼20的扭矩系数和第二旋翼30的扭矩系数均可调。例如,在旋翼上设置旋翼变距装置,多旋翼飞行器100利用变距装置改变第一旋翼20或第二旋翼30的攻角,以改变第一旋翼20或第二旋翼30的螺距,就能调节第一旋翼20或第二旋翼30的扭矩系数。在前述实施例中,在多旋翼飞行器100改变飞行状态时,原先的第一旋翼10的扭矩系数和第二旋翼20的扭矩系数均可以通过变距装置进行改变。现以四旋翼飞行器由前飞改变为左飞为例,对如何调节旋翼的扭矩系数进行详细的说明。在四旋翼飞行器前飞时,位于机尾侧的两个旋翼(第二旋翼30)的扭矩系数为K1,位于机头侧的两个旋翼(第一旋翼20)的扭矩系数为K2,且K1大于K2。在四旋翼飞行器改变为左飞时,所有旋翼的螺距改变以使所有旋翼的扭矩系数发生改变。具体地,原先右边的第一旋翼20的螺距改变,扭矩系数变为K3,原先右边的第二旋翼30的螺距改变,扭矩系数变为K3;原来左边的第一旋翼20的螺距改变,扭矩系数变为K4,原来左边的第二旋翼30的螺距改变,扭矩系数变为K4。因此,位于机身右侧的两个旋翼的扭矩系数均为K3,位于机身左侧的两个旋翼的扭矩系数均为K4,且K3大于K4。在一个例子中,K1可以等于K3,K2可以等于K4,则原来左边的第一旋翼20的螺距可以保持不变,扭矩系数仍为K1,原先右边的第一旋翼20的螺距变大,扭矩系数变为K4。

请一并参阅图8和图9,本发明实施方式的多旋翼飞行器100的飞行控制系统40还用于控制第一旋翼20的第三转速变为第一转速;控制第二旋翼30的第四转速变为第二转速,其中,第一转速与第二转速的差值的绝对值,小于第三转速与第四转速的差值的绝对值,以使多旋翼飞行器100由悬停变为朝第二侧指向第一侧的方向飞行。也即是说,飞行控制系统40可以用于实现步骤S5及S6。

具体地,飞行控制系统40先判断多旋翼飞行器100当前状态。在判断多旋翼飞行器100为悬停状态时,由于第三转速与第四转速的差值的绝对值较大,因此,飞行控制系统40需要调节第三转速和第四转速。飞行控制系统40控制与第一旋翼20连接的驱动电机的转速减小以减小第一旋翼20的转速、控制与第二旋翼30连接的驱动电机的转速增大以增大第二旋翼30的转速,从而使得第一旋翼20的第三转速变为第一转速,使得第二旋翼30第四转速变为第二转速,且第一转速与第二转速的差值的绝对值小于悬停时的第三转速与第四转速的差值的绝对值。另外,在悬停状态时,第一旋翼20的拉力与第二旋翼30的拉力相近。在飞行控制系统40调节第三转速和第四转速后,第一旋翼20的拉力减小,第二旋翼30的拉力增大,使得多旋翼飞行器100受到朝第二旋翼30指向第一旋翼20的水平分力矩的作用,因此多旋翼飞行器100朝第二侧12指向第一侧11的方向飞行。如此,实现多旋翼飞行器100由悬停状态改为定向飞行状态。

进一步地,飞行控制系统40再判断第一转速与第二转速的差值的绝对值是否小于预定值。如果第一转速与第二转速的差值的绝对值仍大于预定值,飞行控制系统40继续控制与第一旋翼20连接的驱动电机的转速减小以减小第一旋翼20的转速、控制与第二旋翼30连接的驱动电机的转速增大以增大第二旋翼30的转速,直至第一转速与第二转速的差值的绝对值小于预定值。本实施例中,可以将预定值设定为比较小的数值,以使多旋翼飞行器100在定向飞行时第一旋翼20的桨频与第二旋翼30的桨频相近,激振力频带较窄,减小机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,优化成像装置200的拍摄质量。

综上,本发明实施方式的多旋翼飞行器100中,第一旋翼20和第二旋翼30扭矩系数不同,在多旋翼飞行器100定向飞行时,飞行控制系统40控制第一旋翼20以第一转速转动,控制第二旋翼30以第二转速转动,并且第一转速与第二转速的差值的绝对值较小,激振力频带较窄,从而减小了机身10与第一旋翼20或第二旋翼30共振的可能性,提高了搭载在机身10上的成像装置200的成像质量。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式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方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(控制方法),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解,本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。此外,在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,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实施进行变化、修改、替换和变型。

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