专利名称：纵列涵道式无人飞行器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无人飞行器。
背景技术：
中国专利申请号200720066489.8公开了一种"无人驾驶遥控碟形飞行器"，包括螺旋桨，在所述的螺旋桨的下端中心处连接有曲轴，在螺旋桨的上端中心处连接有螺旋桨压盘，所述的曲轴与星形曲轴箱连接，在所述的星形曲轴箱上呈星形分布有汽油机缸体，在所述汽油机缸体的上端设置有点火系统。在星形曲轴箱下端，由外到内依次同轴安装有外叶片转向套、水平转向控制总成和空心曲轴摩擦轮，且成相互滑动。中国专利申请号200720063076.4公开了 "一种低空飞行机器人的自主飞行控制器"，涉及到一种可以自主飞行的飞行器。其包括一模型直升机，所述的低空飞行机器人的自主飞行控制器还包括一用于控制模型直升机动作的飞控控制器、 一无线电网络通讯装置、 一地面监控计算机和一工程作业任务装置。
目前实际运用领域中使用最广泛的无人飞行器要属无人直升机了 ，其先进的超视距自主飞控技术使该机既能完成有人直升机的部分任务使命，又具有有人直升机无法比拟的"低成本、零伤亡"特点，可广泛应用于海事监控、森林防火、巡逻、航拍、无人侦察等民用市场。伴随相关技术和工艺的成熟，无人直升机的成本越来越低，而性能却在不断提高。然而，在实际运用环节，并没有出现无人直升机的广泛使用。在很多我们看到的新闻报道中，在许多紧要时刻，并没有出无人直升机的身影，很多本来是简单的操作，变成生命冒险，几米的距离导致生死两别，致使很多宝贵的生命遗憾的失去了。回顾分析当时的情况，不难发现，在这么多需要直升机出现的危机时刻，却没有无人直升机出现。为什么不推广使用(价格相对有人直升机十分便宜)无人直升机呢？思考其原因，申请人认为存在以下因素1、学习和掌握困难一目前的传统无人直升机操作十分困难，学习和练习的过程十分漫长，学习过程中经常出现摔机，导致学习成本很高，特别是时间成本。此外，对于操作人员的手脑协调能力也有较高要求，相当比例的人是很难学会的。2、实际操作不容易一即使经过漫长的学习时间，对无人直升机操作已经掌握了，在实际工作飞行中，由于无人直升机的特有结构，遇到气候和环境因素复杂的情况，也十分容易出现失误，导致无人直升机损坏。由于无人直升机的专门结构，导致一旦出现失误基本上都是严重损害机器，损失直升机搭载的设备，所以由于之后的修理周期比较漫长，费用也十分昂贵。这无疑是很影响工作的，况且动用无人直升机的时候， 一般是比较紧急的场合，机器损害还将导致整体任务受影响。3、维护保养问题一由于无人直升机的特有结构比较复杂，实现飞行控制所需要的机械部件很多，而且每个部件都有交高的强度与精密都要求。在飞行一段时间，很多部件经历了高速，高温运行后必然存在维护保养问题。面对这么复杂的机器，这么高的性能要求， 一般的使用者自身是很难解决这些问题的。发明内容
本实用新型的目的旨在克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、容易操控、故障率极低，同时维护和保养相对很简单的纵列涵道式无人飞行器。
本实用新型所述的纵列涵道式无人飞行器由主螺旋桨、辅助螺旋桨、发动机仓、控制电路仓以及机身和短翼构成，机身设有四个上下通透的涵道，主螺旋桨为两个，分别与各自的传动/减速箱的动力输出转轴连接，并分别置于主螺旋桨涵道中；传动/减速箱的箱体外壳与机身以及发动机仓的外壳是连接为一体的，内部空腔联通，在内部空腔中，发动机的动力输出轴与主螺旋桨通过减速箱的齿轮相互连接，使发动机输出的动力传递到主螺旋桨上；辅助螺旋桨为两个，分别置于辅助螺旋桨涵道中，并分别安装在各自的驱动马达的输出轴上，驱动马达垂直轴向固定在转轴上，转轴两端通过轴承与辅助螺旋桨涵道的内壁相连接，转轴的其中一端穿过辅助螺旋桨涵道的内壁与舵机连接；舵机为两个，分别置于驱动马达旁的机身中；控制电路置于机身中部的控制电路仓中，控制电路与固定连接在机身下方的发动机仓中的发动机油门控制电路由电缆相联接，驱动马达、舵机通过电缆连接到控制电路仓中的控制电路上，短翼固定于机身尾部，机身外部为硬质材料，内部为低密度填充物。
为了减轻飞行器的重量，可以将机身的填充物部分去除，形成若干空腔2;为了着陆时承担飞行器重量，本实用新型还可设有支架12，支架12固定连接在机身1的下方。
本实用新型采用了四螺旋桨涵道式的设计，没有传统无人直升机的尾桨，从空气动力角度可以提升飞行器的效率，在相同的发动机功率下，可产生更大的提升力。相比较传统结构的无人直升机，本实用新型的发动机仓没有像传统结构的无人直升机那样安置在螺旋桨的正下方(气流通道上)，不存传统结构的无人直升机提升力的损失，所以本实用新型无人飞行器的提升效率又有所提升。
本实用新型无人飞行器只存在上升力调节，前后调节，平移或旋转等各自独立调节，且这些操作不会发生相互关联影响。传统无人直升机的操作项目就较多，而且需要组合操作来完成设定动作。本实用新型操作更为简单。本实用新型结构简单，故障率低，容易维护。虽然传统无人直升机的螺旋桨只有两个，本实用新型有四个，但是其操作和驱动的机械部件很少，而且位置基本固定，不承担很高的机械负荷。在传统无人直升机上必须的倾斜盘，拉竿，球头，多个轴承和传动带等部件这里都不需要，也不需要螺旋桨的桨叶控制，所以，本实用新型除汽油发动机之外的机械部件很容易就加工成免维护的永久性结构，免除经常打开保养的烦琐操作。
本实用新型无人飞行器除了可以单独使用外，也可以并联或串联使用，产生单个飞行器数倍或数十倍的提升力。载运较大质量物体的时候，不需要专门制造很昂贵的大型飞行器，只需要采用多飞行器的组合使用，就可以满足需要，之后又可以分解成单个飞行器单独使用。
图1为本实用新型主视剖视结构示意图。图2为本实用新型俯视结构示意图。图中
l-机身，2-空腔，3-控制电路仓，4-传动/减速箱，5-主螺旋桨，6-辅助螺旋桨，7-主螺旋桨涵道，8-辅助螺旋桨涵道，9-舵机，10-发动机仓，11-短翼12-支架，13-驱动马达，14-转轴。
具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型做进一步的描述，实施例不用于限制本实用新型。本实用新型所述的无人飞行器为四涵道结构，在纵轴方向上纵列四个通透的涵道7、 8，各安装有四个功能不同的螺旋桨，这些螺旋桨在螺旋桨涵道中旋转。四个螺旋桨中较大的两个主螺旋桨5旋转方向相反，其转速可变，转轴的轴线方向固定，始终固定在竖直向上方向，只输出连续可调的上升力，转速始终保持一致。外端两只小螺旋桨是辅助螺旋桨6，其转速可分别改变，使整个无人飞行器前后两端的提升力出现差别，控制无人飞行器几何中心纵轴可前后摆动，实现无人飞行器前后方向的控制；同时两只辅助螺旋桨旋转轴的轴线方向可分别改变，实现无人飞行器在水平面上进行左右平移或者旋转。
舵机9的输出轴转动时将带动转轴14，固定在转轴14上的驱动马达13会随同发生轴向转动，驱动马达13为辅助螺旋桨6提供旋转动力。由于采用马达产生动力，两个辅助螺旋桨各自的提升力在电路控制下是很容易实现精确控制和自动控制的，也就确保了对无人飞行器前进或后退的精确控制。同时对两个辅助螺旋桨进行控制还可以实现飞行器的精确旋停一自动精确地保持在一定的高度。
舵机9的作用是分别控制辅助螺旋桨6的矢量，从而实现飞行器平移和旋转。同样的，
5采用了电路控制，可以很容易实现精确平移或旋转控制和GPS自动飞行控制。
本实用新型无人飞行器的提升力来自发动机驱动的主螺旋桨5和电力驱动的辅助螺旋桨6，其中主螺旋桨输出约90%的提升力(力量较大，不方便精确的调节)，其中辅助螺旋桨输出约10%的提升力(力量较小，通过电路控制，可以进行精确的调节)。这样的设计既保证了无人飞行器有足够的承载能力，同时拥有精确的动力调节能力。
涵道式设计带来的安全性和提升效率(同样的发动机功率带来更大的提升力)。安全性方面…-所有的螺旋桨及部件都在机身1外部硬体结构件的保护之下，飞行器自身不容易在碰撞中损坏，其螺旋桨也不容易危害附近人员。动力效率提升…-涵道式设计从空气动力角度可以提升飞行器的效率，在相同的发动机功率下，可产生更大的提升力。
本实用新型无人飞行器的发动机仓(油箱也可放置在其中)、传动/减速箱等重量较大的部件全部安排在最下端位置，确保了无人飞行器有很强的自我平衡能力。在意外的因素下如果飞行器侧偏，由于重心低，其自身重力会马上校正偏差，使无人飞行器保持在稳定状态。
整体外型以及尾部短翼的抗风作用。任何在自然空域飞行的物体，都要受侧风影响，本实用新型无人飞行器也面临这样的问题。除了人为操作，消除侧风影响外，低重心结构也可以消除部分侧风影响。此外，整体外型以及尾部短翼也可以使无人飞行器在出现侧风时向迎风方向倾斜，使升力的矢量轴线倾斜，有部分升力用于抵消侧风影响，使飞行更加稳定。
权利要求1、一种纵列涵道式无人飞行器，其特征在于由主螺旋桨(5)、辅助螺旋桨(6)、发动机仓(10)、控制电路仓(3)以及机身(1)和短翼(11)构成，机身(1)设有四个上下通透的涵道(7)、(8)，主螺旋桨(5)为两个，分别与各自的传动/减速箱(4)的动力输出转轴连接，并分别置于主螺旋桨涵道(7)中；传动/减速箱(4)的箱体外壳与机身(1)以及发动机仓(10)的外壳是连接为一体的，内部空腔联通，在内部空腔中发动机的动力输出轴与主螺旋桨(5)通过减速箱的齿轮相互连接，使发动机输出的动力传递到主螺旋桨(5)上；辅助螺旋桨(6)为两个，分别置于辅助螺旋桨涵道(8)中，并分别安装在各自的驱动马达(13)的输出轴上，驱动马达(13)垂直轴向固定在转轴(14)上，转轴(14)两端通过轴承与辅助螺旋桨涵道(8)的内壁相连接，转轴(14)的其中一端穿过辅助螺旋桨涵道(8)的内壁与舵机(9)连接；舵机(9)为两个，分别置于驱动马达(13)旁的机身(1)中；控制电路置于机身(1)中部的控制电路仓(3)中，控制电路与固定连接在机身(1)下方的发动机仓(10)中的发动机油门控制电路由电缆相联接，驱动马达(13)、舵机(9)通过电缆连接到控制电路仓(3)中的控制电路上，短翼(11)固定于机身(1)尾部，机身(1)外部为硬质材料，内部为低密度填充物。
2、 如权利要求1所述的纵列涵道式无人飞行器，其特征在于机身(1)中有若干空腔(2)。
3、 如权利要求1所述的纵列涵道式无人飞行器，其特征在于设有支架(12)，支架(12) 固定连接在机身(1)的下方。
专利摘要本实用新型涉及一种无人飞行器。本实用新型由主螺旋桨(5)、辅助螺旋桨(6)、发动机仓(10)、控制电路仓(3)以及机身(1)和短翼(11)构成，在机身(1)上设有四个上下通透的涵道(7)、(8)，主螺旋桨(5)为两个，分别与各自的传动/减速箱(4)的动力输出转轴连接；传动/减速箱(4)的箱体外壳与机身(1)以及发动机仓(10)的外壳是连接为一体的，内部空腔联通；辅助螺旋桨(6)为两个，分别安装在各自的驱动马达(13)的输出轴上，驱动马达(13)垂直轴向固定在辅助螺旋桨涵道(8)中的转轴(14)上，转轴(14)两端通过轴承与辅助螺旋桨涵道(8)的内壁相连接，舵机(9)为两个，分别置于驱动马达(13)旁的机身(1)中；控制电路置于机身(1)中部的控制电路仓(3)中，短翼(11)固定于机身(1)尾部，机身(1)外部为硬质材料，内部为低密度填充物。本实用新型结构简单、容易操控、故障率极低，同时维护和保养相对简单。
文档编号B64C39/00GK201321159SQ20082008169
公开日2009年10月7日 申请日期2008年9月22日 优先权日2008年9月22日
发明者赵天安 申请人:赵天安