宾夕法尼亚新型同轴无人机

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宾夕法尼亚工程师提出了一种新颖的螺旋桨架构，该架构允许单个电动机和转子通过调节施加到一个被动铰接，驱动不足的螺旋桨上的扭矩来表达这种控制。

通过嵌入在转子自身中的欠驱动机构，从单个螺旋桨和单个电动机获得推力，侧倾和俯仰角。这允许新型的常规能力的微型飞行器，其仅需要两个电动机即可进行实际控制。这与传统直升机的许多伺服器和联动装置或四旋翼飞机中的许多驱动马达形成对比。

传统的同轴直升机微型飞行器使用大型螺旋桨电动机和两个小型伺服电动机来控制推力，俯仰和侧倾力和力矩。类似地，四旋翼通过多个执行器的协调控制来产生这些必要的力和力矩。

适用于越来越小的微型飞行器的常规UAV格式带来了重大的设计挑战。斜盘控制的同轴直升机必须在质量，尺寸和成本预算中找到空间，以容纳四个执行器（两个大转子电机，两个斜盘伺服电机）和复杂的连杆组件。四旋翼必须类似地支撑四个电动机，并面临转子快速收缩的实际问题。新型转子系统在简化系统的同时还保留了循环控制的所有优点。

主电动机直接驱动螺旋桨毂，螺旋桨毂本身通过两个倾斜的铰链连接到螺旋桨叶片。铰链的几何形状将叶片超前和滞后振荡耦合到叶片螺距的变化。不仅仅以稳定的转矩驱动电动机，还增加了与转子旋转同相的正弦分量，以引起周期性的螺距变化。该控制信号的幅度和相位决定了电机响应的幅度和方向。

两电机同轴直升机的飞行测试表明，这种系统可以在实际的飞行系统中提供主动的稳定性和控制力。

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视频：https://www.bilibili.com/video/av81601957

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