本发明涉及飞行器领域，特别是一种可实现垂直定高飞行及水平定高飞行的飞行器。
背景技术
现有的飞行器基本上采用两种结构，一种是顶置螺旋桨来驱动飞行，属于垂直升降结构，还有一种依靠侧翼螺旋桨驱动飞行器滑行起飞，但每种飞行器仅限于一种起飞及降落模式；对于顶置螺旋桨飞行器来说可实现垂直方向的定高飞行，但是对于滑行模式起飞的飞行器，由于驱动螺旋桨的轴线处于水平放置，很难实现垂直定高飞行及水平定高飞行。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现垂直定高飞行及水平定高飞行的飞行器，通过合理的飞行器结构设计，以及安装传感器及配合控制器内置算法，可使得飞行器可实现多种模式的飞行。
为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的：本发明所述一种可实现垂直定高飞行及水平定高飞行的飞行器包括飞行器主体、副翼、侧翼、尾翼和马达；所述飞行器主体两侧对称的设置有机翼，副翼对称的设置于两侧机翼的后方，二者构成转动连接；飞行器主体下方对称的设置有副翼驱动装置，副翼驱动装置包括舵机，舵机内置驱动电机，驱动电机的动力输出端通过连杆结构与副翼构成传动连接，可驱动副翼在机翼后方转动；所述侧翼对称的设置于机翼的两侧边缘，侧翼下方设置有侧轮。
所述马达对称的设置于机翼的两侧前方，马达动力输出端设置螺旋叶片，马达为螺旋叶片转动提供动力。
所述飞行器主体的前端正下方设置有前轮，所述前轮通过起落架钢丝固定在飞行器主体上；所述起落架钢丝采用弹性钢丝，起落架钢丝的中间位置设置一个环形弹性缓冲圈。
所述侧翼可拆卸的固定连接于机翼的两侧边缘，侧翼后方呈v形，v形侧翼的两个端点处设置有侧翼避震海绵。
所述侧翼中部设置有卡槽，侧翼通过卡槽插接固定于机翼上。
所述副翼驱动装置包括舵机，舵机内置驱动电机，驱动电机的动力输出端固定连接有驱动齿轮组，驱动齿轮组上固定连接驱动摇臂，驱动摇臂的端部连接有驱动连杆，驱动摇臂与驱动连杆之间构成铰连接；所述驱动连杆的端部设置有卡接头，驱动连杆通过卡接头与角度调整底座构成铰连接；所述角度调整底座上固定连接有底部支撑板，底部支撑板的上端面中间位置处固定连接有齿条，齿条上设置有夹板，所述夹板中心设置通孔，通孔内置定位凸台，定位凸台可卡接于齿条的卡槽内固定；所述齿条穿过副翼上通孔，底部支撑板与夹板将副翼夹持固定；所述角度调整底座上设置若干调节孔。
所述尾翼可拆卸的固定连接在飞行器主体后方，尾翼向后方倾斜，在尾翼的后方顶角位置处设置有尾翼支撑凸台。
所述飞行器主体的前端正下方设置fpv图传摄像头；飞行器主体的中间位置处设置电池及传感器安装仓，控制器、电源及传感器设置于电池及传感器安装仓内。
所述控制器包括mcu、wifi模块、电源模块、接收机、电子调速器、dc-dc降压模块、2.4g高频模块及ldo稳压模块；所述ldo稳压模块可将输入电压转化为3.3v输出电压，为mcu、2.4g高频模块、螺旋叶片驱动装置及传感器供电；所述dc-dc降压模块将输入电压转化为5v输出电压，为舵机、wifi模块供电。
所述mcu通过2.4g高频模块接收操控指令，控制舵机输出角度、电子调速器输出转速，最终实现飞行器的前进、后退，左侧飞，右侧飞，左旋转，右旋转及定高飞行。
所述传感器包含角速度传感器、加速度传感器、气压传感器。
所述接收机可将飞行器电池电量发送给wifi模块，wifi模块将电量信息传输至手机终端，并通过app显示。
一种可实现垂直定高飞行及水平定高飞行的飞行器的控制方法，其主要是通过遥控器控制飞行器可实现垂直定高飞行、水平定高飞行和3d特技飞行；飞行器上设置的控制器接收遥控器指令后执行的垂直定高飞行命令包括解锁、怠速、起飞定高悬停、前进、后退、左右侧飞、左右旋转及降落；控制器还可接收遥控器给出的水平定高飞行的信号后，控制飞行器由垂直定高飞行模式一键切换为水平定高飞行模式，此模式包括左右侧飞、抬头爬升、低头俯冲、左右转向。
1）垂直定高飞行模式的控制方法为通过遥控器摇杆解锁，接收机接收指令传输给mcu,mcu默认当前姿态为垂直定高飞行模式，角速度传感器与加速度传感器锁定当前姿态轴向，mcu指令给电子调速器，电子调速器控制两侧马达开始运转怠速，遥控器油门摇杆大于50%飞行器开始爬升。飞行器飞行过程中，受外界或者自身偏差导致偏航，使飞行姿态发生改变，陀螺仪检测出飞行姿态变化，发出反向修复指令给mcu，mcu发出指令控制副翼驱动装置的4.3g舵机进行左右舵面差动，通过空气气流修复来自左右旋转和前后的偏移，mcu发出控制指令，通过马达差速来修复来自左右侧飞的偏移，mcu根据气压传感器提供的数据控制马达转速达到悬停。遥控器摇杆发出指令，接收机接收指令给mcu，mcu控制飞机的前后、左右旋转、左右侧飞及定高悬停，加速度传感器同时限定飞机飞行最大角度，前进角度限制35度内，后退角度限定20度，左右侧飞限定30度，左右旋转限定每秒不超过3圈，mcu通过气压传感器提供数据，限定飞行器每秒爬升不超过2米。
2）实现水平定高飞行模式的控制方法为遥控器姿态开关拨动到预设位置，发出相应姿态指令，接收机接收命令并传输给mcu，mcu结合角速度传感器与加速度传感器控制飞行器执行改变x、y、z轴向，飞行器由垂直模式一键切换为预设水平飞行模式，并锁定当前姿态轴向，当受到外界或自身机械偏差产生的偏航，角速度传感器检测出偏航数据给mcu，mcu混合加速度传感器发出相应反向修复数据给舵机与调速器，通过舵机可修复飞行器左右倾斜的偏航及飞行器低头头重及过大抬头爬升姿态。角速度传感器、加速度传感器根据飞行姿态锁定航向，及时调整左右马达产生的差速，通过角速度传感器、加速度传感器给出数据到mcu，mcu发出指令给电子调速器，通过电子调速器控制马达左右差速，达到直线飞行。气压传感器提供高度数据给mcu，mcu根据当前飞行姿态指令给舵机，舵机传导给舵面同时向上或者向下，锁定平飞航向，达到水平定高飞行。同时通过角速度传感器、加速度传感器限定飞机飞行姿态，向上、向下爬升最大角度不超过35度，左右倾斜不超过35度。同时左右侧飞与马达左右差速进行混空，达到平稳飞行目的。
3）3d特技飞行模式，只使用角速度传感器稳定姿态，关闭加速度传感器，进入预设3d特技飞行模式。通过遥控器摇杆控制，接收机接收指令给mcu，mcu指令给舵机做出相应动作，舵机带动舵面，通过气流使飞行姿态改变，使飞行器做出特技动作。松开遥控器摇杆，接收机接收指令给mcu，mcu发出给角速度传感器锁定飞行姿态，受到外界影响，飞行姿态改变，通过角速度传感器检测并给出数据到mcu，mcu给出相应的反向修复数据。
本发明的积极效果：本发明所述一种可实现垂直定高飞行及水平定高飞行的飞行器通过合理的飞行器结构设计，以及安装传感器及配合控制器内置算法使得飞行器能够垂直起降及空中模式转换等功能，更兼备初学模式和特技飞行模式，有效解决飞行场地小，无法滑行起飞，以及初学者没有掌握飞机起飞投放要领，无法顺利起飞等问题；飞行器设置角速度传感器、加速度传感器及气压传感器，实现了实现垂直定高飞行、水平定高飞行和3d特技飞行三种模式随意转换，适合不同场景飞行，更适合初学者晋级练习飞行。
主要模式有：
垂直定高飞行模式，飞行器可以像四轴飞行器和直升机一样垂直飞行、悬停飞行以及前进、后退，左右侧飞和自旋飞行，并有一键起飞/一键降落功能。
水平定高飞行模式，飞行器垂直起飞，并一键转换水平飞行进入定高自稳模式，实现垂直飞行改为水平飞行无缝对接，陀螺仪自稳，航向锁定，非常适合初学者固定翼模式练习飞行。
3d特技飞行模式，飞行器空中转换水平飞行后，开关切换3d位置，飞行器进入3d特技飞行模式，轻松做出筋斗横滚、死亡螺旋等特技动作。
飞行器设置三点布局起落架，特殊情况下进行滑行降落，也可以适用于室外滑行起飞，直接进入固定翼飞行模式。侧翼和尾翼与飞行器主体采用快速安装与拆换结构，便于携带。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是飞行器的结构示意图
图2是飞行器的结构示意图
图3是飞行器分解的结构示意图
图4是副翼驱动装置的结构示意图
图5是侧翼的结构示意图
图中，1飞行器主体2左侧副翼3右侧副翼4侧翼5尾翼6左侧马达7右侧马达8起落架钢丝9前轮10侧翼避震海绵11尾翼支撑凸台12侧轮13左副翼驱动装置14电池及传感器安装仓15fpv图传摄像头16右副翼驱动装置17传感器18电池19舵机20驱动偏心凸轮21驱动摇臂22驱动连杆23卡接头24角度调整底座25底部支撑板26夹板27齿条28调节孔29卡槽。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明所述一种可实现垂直定高飞行及水平定高飞行的飞行器包括飞行器主体1、左侧副翼2、右侧副翼3、侧翼4、尾翼5和马达；所述飞行器主体1两侧对称的设置有机翼，左侧副翼2和右侧副翼3分别对称的设置于两侧机翼的后方，二者构成转动连接；飞行器主体1下方对称的设置有左副翼驱动装置13和右副翼驱动装置16，左副翼驱动装置13、右副翼驱动装置16分别与左侧副翼2、右侧副翼3构成传动连接；所述侧翼4对称的设置于机翼的两侧边缘，侧翼4下方设置有侧轮12。
所述马达包括左侧马达6和右侧马达7，两个马达对称的设置于机翼的两侧前方，马达动力输出端设置螺旋叶片，马达为螺旋叶片转动提供动力。
所述飞行器主体1的前端正下方设置有前轮9，所述前轮9通过起落架钢丝8固定在飞行器主体1上；所述起落架钢丝8采用弹性钢丝，起落架钢丝8的中间位置设置一个环形弹性缓冲圈。前轮9及两个侧翼4下方设置有侧轮12三者在飞行器着陆时构成三点平面支撑。
所述侧翼4可拆卸的固定连接于机翼的两侧边缘，侧翼4后方呈v形，v形侧翼4的两个端点处设置有侧翼避震海绵10。
所述侧翼4中部设置有卡槽29，侧翼4通过卡槽29固定于机翼上。
所述左副翼驱动装置13和右副翼驱动装置16均分别包括舵机19，舵机19内置驱动电机，驱动电机的动力输出端固定连接有驱动齿轮组20，驱动齿轮组20上固定连接驱动摇臂21，驱动摇臂21的端部连接有驱动连杆22，驱动摇臂21与驱动连杆22之间构成铰连接；所述驱动连杆22的端部设置有卡接头23，驱动连杆22通过卡接头23与角度调整底座24构成铰连接；所述角度调整底座24上固定连接有底部支撑板25，底部支撑板25的上端面中间位置处固定连接有齿条27，齿条27上设置有夹板26，所述夹板26中心设置通孔，通孔内置定位凸台，定位凸台可卡接于齿条27的卡槽29内固定；所述齿条27穿过副翼上通孔，底部支撑板25与夹板26将副翼夹持固定；所述角度调整底座24上设置3个调节孔28。
所述尾翼5可拆卸的固定连接在飞行器主体1后方，尾翼5向后方倾斜，在尾翼5的后方顶角位置处设置有尾翼支撑凸台11。
所述飞行器主体1的前端正下方设置fpv图传摄像头15；飞行器主体1的中间位置处设置电池及传感器安装仓14，控制器、电源及传感器17设置于电池及传感器安装仓14内。
所述控制器包括mcu、wifi模块、电源模块、接收机、电子调速器、dc-dc降压模块、2.4g高频模块及ldo稳压模块；所述ldo稳压模块可将输入电压转化为3.3v输出电压，为mcu、2.4g高频模块、螺旋叶片驱动装置及传感器供电；所述dc-dc降压模块将输入电压转化为5v输出电压，为舵机、wifi模块供电。
上面所述的只是用图解说明本发明相关的一种可实现垂直定高飞行及水平定高飞行的飞行器的一些功能结构原理，由于对相同技术领域的技术人员来说很容易在此基础上进行若干的修改，因此本说明书并非要将本发明所述的一种可实现垂直定高飞行及水平定高飞行的飞行器局限在所示或者所述的具体机构及适用范围内，故凡是可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明专利的保护范围。