飞碟式无人直升机的制作方法

本实用新型涉及攀爬机器人设计技术领域，尤其涉及一种飞碟式无人直升机。

背景技术：

近年来，随着科技的发展，无人直升机得到了快速发展，各种新概念的无人直升机随之出现，碟形式直升机就是其中较为特殊的一种。在国内外，多数碟形式直升机是一种以内置旋翼为主要的动力部件、拥有飞碟外形的直升机，其能够像直升机一样实现垂直起降和悬停。与直升机相比，飞碟式直升机因特殊的结构而具有独特优势。在本次课题主要设计喷气式飞碟形直升机，这种特型的无人直升机通过空气压缩机提供气源，利用喷嘴喷出气压为飞碟式直升机提供提升力或推力，机身外形为碟状。

作为一种创新性的喷气式飞碟形直升机，根据国内外对飞碟形直升机的研究结果，动力源问题是飞碟形直升机的关键，针对于这个问题，初步设计喷嘴形状尺寸及利用fluent软件进行流场分析，从而进一步设计喷气式碟形直升机的主体机械构造、动力源空气压缩机的气动系统及其外形结构设计。要想达到飞碟式直升机能够各种状态飞行，那么要求机身重量较轻，故采用密度较小的合金材料制造，再结合传统的无人直升机优点上通过运用精确的机械结构和喷气原理进行了创新。设计结果表明喷气飞碟式直升机能够达到操作者对其的操作要求，满足各种飞行状态的要求，实现无人直升机的基本工作。

碟形直升机的这一种设计概念早在1909年由法国人吉沃当制造的一架环翼式的飞机上体现出来。世界各种主要直升机研究生产大国都在竞相研究发展无人直升机。美国从上个世纪五十年代开始研究无人直升机至今，在无人直升机研究方面取得了很多成功的经验。它在1961年就成功试飞了QH一50A反潜遥控直升机，并且将其改进型装备于海军使用。其后又研制了共轴的CH一84多用途无人直升机，1998年ATI和SAIC公司联合研制了单旋翼的iViglante。而在上世纪的九十年代由西科斯基公司研制的“CyPher”以及后来的改进型“CyPherll”更是发展到了全新的高度。

按总体布局形式，目前各国研制的无人直升机常采用的布局一般为单旋翼式和共轴式两种。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种飞碟式无人直升机，有效解决上述技术问题。

为有效解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：

一种飞碟式无人直升机，包括喷气系统、控制机构及辅助机构，所述喷气系统包括气源机构及喷气机构，所述控制机构为机械转向控制机构；所述喷气机构包括机架，于所述机架上设有双头螺杆及与之连通的连接环，所述连接环一侧设有上端球铰，所述机架下端还包括下端球铰及喷嘴，所述喷嘴为锥形流道喷嘴。

特别的，所述气源机构包括活塞式空压机，所述活塞式空压机包括依次组合连接的气缸、活塞、活塞杆、滑块及连杆，且所述气缸外侧两边分别设有排气阀及吸气阀。

特别的，所述喷气系统还包括一喷嘴回转机构，所述喷嘴回转机构包括燕尾滑块、回转外筒及回转椭圆。

特别的，所述控制机构为元器件电子控制机构或机械转向控制机构之一。

特别的，所述辅助机构包括外部机构及下部支撑机构。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的飞碟式无人直升机，采用喷气式的方式为飞碟式无人机提供动力源，在结构上采用轴对称方式设计，使飞碟式直升机重心保持在中心位置，同时喷嘴喷口朝下，通过喷出来的气体产生推力从而使飞碟式直升机上升；能够达到操作者对其的操作要求，满足各种飞行状态的要求，实现无人直升机的基本工作。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型中飞碟式无人直升机结构示意图。

图2是本实用新型中喷气机构结构示意图。

图3是本实用新型中活塞式空压机结构示意图。

图4是本实用新型中喷嘴回转机构结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

参见图1、图2、图3及图4，本实施例提供的一种飞碟式无人直升机，包括喷气系统、控制机构及辅助机构，所述喷气系统包括气源机构及喷气机构，所述控制机构为机械转向控制机构；所述喷气机构包括机架8，于所述机架8上设有双头螺杆6及与之连通的连接环7，所述连接环7一侧设有上端球铰4，所述机架8下端还包括下端球铰4及喷嘴2，所述喷嘴2为锥形流道喷嘴。

所述气源机构包括活塞式空压机，所述活塞式空压机包括依次组合连接的气缸11、活塞13、活塞杆12、滑块14及连杆15，且所述气缸11外侧两边分别设有排气阀9及吸气阀10。所述喷气系统还包括一喷嘴回转机构19，所述喷嘴回转机构19包括燕尾滑块16、回转外筒17及回转椭圆18。所述控制机构为元器件电子控制机构或机械转向控制机构之一。所述辅助机构包括外部机构1及下部支撑机构3。

本实施例中区别于现有技术的技术路线为：

(1)气源机构：利用空气压缩产生的压力通过喷嘴喷出为直升机提供动力源，及输出机构的重要点在于如何将空气在常压0.1MPa的情况下改变成飞碟式直升机所需要的压力，活塞式空气压缩机是本设计方案中的首选，活塞式空压机的优点是结构简单，使用寿命长，并且容易实现大容量和高压输出。

(2)喷气机构：活塞式空气压缩机压缩空气通过一定的辅助元器件将压缩的空气经过喷嘴喷出从而产生推力，喷嘴的种类结构非常多而且做工制造精细，在设计过程应选用较为合适的。

技术原理如下：

机械传动结构作为有着较高精度传递的结构，在计算下能够满足直升机的要求。要使飞碟式直升机能够上升、下降、前进和后退飞行状态，通过球铰连接。要是飞碟式直升机上升、下降是喷嘴垂直机架是直升机保持水平状态，通过改变喷嘴的喷力从而使直升机客服重力及阻力达到下降或者上升。当需要前进、后退飞行时双头螺杆在力的作用下拉动连接环，使喷嘴的上端在连接环的作用力下产生偏角，使喷嘴的喷力发生了角度上的变化，从而产生分力带动飞碟式直升机前进后退。喷嘴的极限位置，因为球铰最大偏转角为14°，即喷嘴的在偏摆时偏摆最大极限为14°。在此状态下，喷嘴的喷力受力分析有X轴方向给飞碟式直升机前进带来推力，若Y轴方向分力大于自身重力则飞碟式直升机处于上升前进状态；若Y轴方向分力等于自身重力则飞碟式直升机处于平稳前进；若Y轴方向分力小于自身重力则飞碟式直升机处于降落前进状态。

空气压缩机外部电机带动活塞式压缩机的曲轴旋转时，通过连接的连杆传动，活塞便在气缸中做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积数值渐渐变大，此时，在气缸内外形成一个气压差，从而产生压力，导致气体沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。

本实用新型并不限于上述实施方式，凡采用与本实用新型相似结构及其方法来实现本实用新型目的的所有实施方式均在本实用新型保护范围之内。