多功能无人机的制作方法

1.本发明属于无人机技术领域，具体涉及多功能无人机。


背景技术：

2.无人机在我国航空事业中近几年得到了长足的发展，无人机按照动力分为电动和油动无人机。
3.现有的带有机翼的无人机，其起飞方式通常是通过驱动器来驱动无人机快速运动，从而通过空气动力带动无人机设备飞行，通过无人机飞行，可以使无人机执行巡逻或其他任务，例如，可以在边境巡逻，来判断边境的森林是否起火等，或者巡逻边境是否有外来入侵。
4.但是，现有的巡逻无人机的机翼通常是固定的，当发现边境存在异常时，现有的无人机无法快速准确的执行相应的动作，例如，发现火灾时，搭载有灭火弹的无人机携带灭火弹飞向起火地点，受限于该无人机的飞行速度，使得现有的无人机执行上述动作时反应较慢，其执行动作受限。


技术实现要素：

5.本发明提供了直起无人机，用以解决现有技术中现有无人机飞行速度慢，无人机执行任务过程中遇到问题时，其执行动作受限的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明实施例所公开的多功能无人机，包括：
7.飞机本体；
8.第一驱动器，设置在所述飞机本体的尾部；
9.快插结构，固定在所述飞机本体上，与所述飞机本体的机翼拆卸连接；
10.第二驱动器，设置在所述机翼上，其驱动方向垂直于地面，用于驱动所述飞机本体垂直起飞。
11.可选的，所述快插结构包括：
12.固定器，活动设置在所述飞机本体的侧壁上；
13.驱动器，固接在所述飞机本体的侧壁上，与所述固定器连接，用于驱动所述固定器的开合度，进而夹持或释放所述机翼。
14.可选的，所述固定器包括：
15.第一固定部，固接在所述飞机本体的侧壁上；
16.第二固定部，活动设置在所述飞机本体的侧壁上；所述驱动器连接所述第二固定部，用于驱动所述第二固定部朝向或背向所述第一固定部移动，以改变所述固定器的开合度。
17.可选的，在所述第一固定部上以及所述第二固定部上均开设有“u”型槽，所述第一固定部、所述第二固定部通过所述“u”型槽夹持所述机翼。
18.可选的，还包括：
19.顶出部件，设置在所述“u”型槽内，用于当所述固定器释放所述机翼时，将所述机翼从所述“u”型槽内顶出。
20.可选的，还包括：
21.卡接部，固接在所述机翼上，与所述“u”型槽的形状适配，所述第一固定部、所述第二固定部通过所述“u”型槽夹持所述卡接部，进而夹持所述机翼。
22.可选的，所述驱动器包括：
23.驱动电机，设置在所述飞机本体上；
24.驱动轮组件，其一端与所述驱动电机连接；
25.驱动杆，一端与所述驱动轮组件多个另一端连接，另一端与所述固定器螺纹连接，用于驱动所述固定器相对所述飞机本体活动，进而改变所述固定器的开合度。
26.可选的，所述第二驱动器包括：
27.直起动力装置，镶嵌设置于所述飞机本体的机翼上，用于驱动所述飞机本体垂直起飞。
28.可选的，所述机翼包括：
29.固定机翼，通过所述快插结构与所述飞机本体的机翼拆卸连接；
30.柔性机翼，与所述固定机翼连接，位于所述固定机翼的一侧；可根据气流改变自身位姿。
31.可选的，所述柔性机翼包括：
32.碳纤维骨架，其一端固接在所述固定机翼的一端；
33.碳纤维支杆，其侧壁开设有通孔，呈翼形固接在所述碳纤维骨架的侧壁上，位于所述碳纤维骨架的一侧，且与所述固定机翼的翼面平齐；
34.伞布，所述通孔的开口朝向所述伞布，覆盖设置在所述碳纤维支杆上；
35.材料存储器，镶嵌设置在所述碳纤维骨架内，与所述碳纤维支杆连通，用于存储聚氨脂发泡材料；所述材料存储器可提供压力以使所述聚氨脂发泡材料流动至所述碳纤维支杆，并经由所述通孔流动至所述伞布，以在所述伞布上进行发泡硬化。
36.本发明实施例所公开的多功能无人机，包括：飞机本体；第一驱动器，设置在所述飞机本体的尾部；快插结构，固定在所述飞机本体上，与所述飞机本体的机翼拆卸连接；第二驱动器，设置在所述机翼上，其驱动方向垂直于地面，用于驱动所述飞机本体垂直起飞。通过设置第二驱动器，可以使无人机垂直起飞，进而提高无人机的载重量；通过设置快插结构，可以在无人机发现敌情或灾情时，快速将机翼脱落，并通过第一驱动器驱动飞机本体，进而快速朝向事发地点飞行，避免了机翼对无人机飞行速度的影响，提高了无人机的反应速度以及执行速度。
附图说明
37.图1是本实施例提供的多功能无人机的结构示意图。
38.图2是本实施例提供的快插结构的结构示意图。
39.图3是本实施例提供的机翼的一种结构示意图。
40.图4是本实施例提供的碳纤维支杆与材料存储器连接的结构示意图。
41.图5是本实施例提供的机翼的另一种结构示意图。
42.图中，1.飞机本体；2.第一驱动器；3.快插结构；4.机翼；5.第一固定部；6.第二固定部；7.“u”型槽；8.顶出部件；9.卡接部；10.驱动电机；11.驱动轮组件；12.驱动杆；13.直起动力装置；14.固定机翼；15.柔性机翼；16.碳纤维骨架；17.碳纤维支杆；18.通孔；19.伞布；20.材料存储器；21顶出器；22.顶出板。
具体实施方式
43.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
44.此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
45.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
46.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
47.参照图1-图5，图1是本实施例提供的多功能无人机的结构示意图。图2是本实施例提供的快插结构的结构示意图。图3是本实施例提供的机翼的一种结构示意图。图4是本实施例提供的碳纤维支杆与材料存储器连接的结构示意图。图5是本实施例提供的机翼的另一种结构示意图。
48.目前，无人机在我国航空事业中近几年得到了长足的发展，无人机按照动力分为电动和油动无人机。现有的带有机翼的无人机，其起飞方式通常是通过驱动器来驱动无人机快速运动，从而通过空气动力带动无人机设备飞行，通过无人机飞行，可以使无人机执行巡逻或其他任务，例如，可以在边境巡逻，来判断边境的森林是否起火等，或者巡逻边境是否有外来入侵。但是，现有的巡逻无人机的机翼通常是固定的，当发现边境存在异常时，现有的无人机无法快速准确的执行相应的动作，例如，发现火灾时，搭载有灭火弹的无人机携带灭火弹飞向起火地点，受限于该无人机的飞行速度，使得现有的无人机执行上述动作时反应较慢，其执行动作受限。
49.基于上述问题，申请人进行以下构思，机翼在无人机飞行的过程中，起到平衡飞机或者改变飞机航向的作用，但是，当出现异常情况，例如起火或者有外来入侵时，需要无人机执行相应的动作，来应对敌情或者灭火等，无需机翼来平衡飞机或者改变飞机航向，此时，需要的是无人机以最快的速度朝向敌情或灾情快速飞行，进而第一时间可以对灾情或敌情进行处理，因此，申请人认为，此时可以将机翼快速的从飞机本体上脱落，并通过一个强力的推进器，来推动飞机本体携带灭火弹或炸弹朝向目标点飞行，进而第一时间解决异
常。
50.基于上述构思，本实施例中对本技术的技术方案做进一步详细描述。
51.本发明实施例所公开的多功能无人机，包括：飞机本体1；第一驱动器2，设置在所述飞机本体1的尾部；快插结构3，固定在所述飞机本体1上，与所述飞机本体1的机翼4拆卸连接；第二驱动器，设置在所述机翼4上，其驱动方向垂直于地面，用于驱动所述飞机本体1垂直起飞。
52.本示例实施方式中，上述飞机本体1可以是现有的带有机翼4的无人机，采用本技术的方案对现有的无人机进行改进，也可以是基于本技术的方案制作而成的无人机，本技术不对上述飞机本体1做限定。
53.本示例实施方式中，上述第一驱动器2可以是现有的涡喷第一驱动器2，也可以是其他类型的第一驱动器2，其作用是驱动飞机本体1沿水平方向飞行，作为优选的方式，本技术所要解决的技术问题为如何提高无人机的载重，因此，当无人机载重较大时，需要提供具有更强动力的第一驱动器2，以为无人机本体的快速飞行提供动力，因此，本技术中的第一驱动器2可以采用涡喷第一驱动器2。
54.本示例实施方式中，第二驱动器的结构可以是以下结构：直起动力装置13包括：环形外转子，镶嵌在所述机翼4上；连接盘，位于所述环形外转子的内圈，与所述环形外转子转动连接；环形内转子，与所述连接盘固接，所述环形外转子可驱动所述环形内转子、所述连接盘相对所述环形外转子转动；桨叶，以所述环形内转子的圆心为中心均匀连接在所述环形内转子的侧壁上。在工作过程中，通电后，环形外转子驱动安装有环形内转子的连接盘转动，由于在环形内转子上设置有桨叶，随着环形内转子的转动，带动设置在其上的桨叶转动，桨叶转动即可为无人机提供垂直起飞的动力，采用上述方案，可以使无人机通过设置在机翼4上的直起动力装置13驱动而垂直起飞，无人机无需助跑即可起飞，且可以有效的提高无人机的载重量。
55.本示例实施方式中，上述快插结构3的作用是当飞机需要快速飞行执行特定任务时，可以通过上述快插结构3快速将机翼4脱落，并利用第一驱动器2驱动飞机本体1搭载相应的器具快速飞行至目标地点，进而执行相应任务。
56.本示例实施方式中，第二驱动器与机翼4的连接方式可以是：预先在机翼4上开设安装孔，将第二驱动器固定在安装孔内，也可以是在制作机翼4时，直接将第二驱动器设置在机翼4上，二者一体成型，本技术不对上述第二驱动器与机翼4的连接方式做限定。
57.本示例实施方式中，为了避免上述第二驱动器对飞机在高空飞行时造成气流的影响，可以在第二驱动装置上覆盖设置阻挡机构，即当飞机高空飞行时，通过阻挡机构对第二驱动器进行覆盖，当无人机需要垂直起飞时，控制上述阻挡机构对第二驱动器进行覆盖。
58.本示例实施方式中，上述阻挡机构的结构可以是：阻挡机构包括：轴，转动连接在所述通孔18的侧壁上；卷帘，其一端与所述轴固接，可缠绕在所述轴的侧壁上，所述卷帘的侧边与所述通孔18的侧壁滑动连接；驱动装置，固接在所述通孔18的侧壁上，其驱动端固接所述卷帘，用于带动所述卷帘在所述通孔18的侧壁上滑动，进而使所述卷帘覆盖所述直起动力装置13。
59.本示例实施方式中，所述卷帘的表面与所述机翼4的表面平齐。所述驱动装置与所述直起动力装置13之间存在间隙。在所述卷帘连接所述驱动装置的端部开设有凹槽，在所
述通孔18的开口端侧壁上设置有与所述凹槽适配的凸起，当所述卷帘覆盖所述直起动力装置13时，所述凹槽卡接在所述凸起上，采用上述设置，可以进一步提高卷帘与机翼4的连接稳定性。在所述通孔18的侧壁上开设有滑槽，所述卷帘可在所述滑槽内滑动。
60.本示例实施方式中，本发明实施例所公开的多功能无人机，包括：飞机本体1；第一驱动器2，设置在所述飞机本体1的尾部；快插结构3，固定在所述飞机本体1上，与所述飞机本体1的机翼4拆卸连接；第二驱动器，设置在所述机翼4上，其驱动方向垂直于地面，用于驱动所述飞机本体1垂直起飞。通过设置第二驱动器，可以使无人机垂直起飞，进而提高无人机的载重量；通过设置快插结构3，可以在无人机发现敌情或灾情时，快速将机翼4脱落，并通过第一驱动器2驱动飞机本体1，进而朝向事发地点快速飞行，避免了机翼4对无人机飞行速度的影响，提高了无人机的反应速度以及执行速度。
61.在一种具体实施方式中，所述快插结构3包括：固定器，活动设置在所述飞机本体1的侧壁上；驱动器，固接在所述飞机本体1的侧壁上，与所述固定器连接，用于驱动所述固定器的开合度，进而夹持或释放所述机翼4。
62.本示例实施方式中，上述固定器与驱动器可以配合使用，即上述驱动器可以驱动固定器打开，以使原本夹持机翼4的固定器对机翼4进行释放，此时，机翼4从飞机本体1上自动脱落，以确保飞机本体1可以在第一驱动器2的驱动作用下快速飞行，而快速执行相应任务。
63.在一种具体实施方式中，所述固定器包括：第一固定部5，固接在所述飞机本体1的侧壁上；第二固定部6，活动设置在所述飞机本体1的侧壁上；所述驱动器连接所述第二固定部6，用于驱动所述第二固定部6朝向或背向所述第一固定部5移动，以改变所述固定器的开合度。
64.本示例实施方式中，实际应用过程中，上述驱动器可以仅驱动第二固定部6相对第一固定部5移动，具体而言，可以在第二固定部6上固定一个滑块，驱动器可以是驱动电机10驱动螺杆的组件，螺杆贯穿上述滑块且与滑块螺纹连接，此时，螺杆转动，则可以带动滑块移动，为了确保滑块可以沿固定方向往复，可以在滑块上设置导向杆，即导向杆固接在飞机本体1上，导向杆贯穿滑块并与滑块滑动连接，此时，螺杆转动，便可以带动滑块沿导向杆的方向移动。
65.在一种具体实施方式中，在所述第一固定部5上以及所述第二固定部6上均开设有“u”型槽7，所述第一固定部5、所述第二固定部6通过所述“u”型槽7夹持所述机翼4。
66.本示例实施方式中，上述“u”型槽7的设置可以有效的提高固定器与机翼4的连接稳定性，即可以在机翼4上设置相应的卡接部9，卡接部9与所述“u”型槽7的形状适配，所述第一固定部5、所述第二固定部6通过所述“u”型槽7夹持所述卡接部9，进而夹持所述机翼4。可以理解的是，为了进一步提高机翼4与固定器的连接稳定性，“u”型槽7的深度可以大于卡接部9的高度，当“u”型槽7与卡接部9连接时，“u”型槽7的顶面紧紧压接在机翼4的翼面上，此时，卡接部9位于“u”型槽7内。
67.在一种具体实施方式中，还包括：顶出部件8，设置在所述“u”型槽7内，用于当所述固定器释放所述机翼4时，将所述机翼4从所述“u”型槽7内顶出。
68.本示例实施方式中，设置顶出部件8，可以在需要对机翼4进行顶出时，避免上述卡接部9卡接在“u”型槽7而无法顶出，即在第二固定部6相对第一固定部5远离时，上述顶出部
件8随着第一固定部5与第二固定部6之间的移动而移动，当卡接部9从上述“u”型槽7中脱离后，顶部部件将卡接部9顶出至“u”型槽7的外侧，此时，机翼4便可自动脱落而不会卡接在“u”型槽7内。
69.本示例实施方式中，为了进一步确保机翼4可以自动从飞机本体1上脱落，可以在机翼4与飞机本体1连接的端部设置顶出器21，该顶出器21类似于现有的剔币机构中的剔币部件，即朝向飞机本体1发出一个作用力，类似于现有的电动伸缩杆，或者液压伸缩杆，在需要脱落机翼4时，上述顶出器21向飞机本体1施加一个作用力，机翼4在反作用力的作用下，快速从固定器上脱落。
70.本示例实施方式中，为了对飞机本体1进行更好的防护，可以在顶出器21与飞机本体1之间设置顶出板22，顶出板22固接在飞机本体1的侧壁上，顶出器21的顶出端作用于顶出板22上。
71.在一种具体实施方式中，所述驱动器包括：驱动电机10，设置在所述飞机本体1上；驱动轮组件11，其一端与所述驱动电机10连接；驱动杆12，一端与所述驱动轮组件11多个另一端连接，另一端与所述固定器螺纹连接，用于驱动所述固定器相对所述飞机本体1活动，进而改变所述固定器的开合度。
72.本示例实施方式中，在使用过程中，驱动电机10驱动驱动轮组件11转动，并通过驱动轮组件11将驱动力传递至驱动杆12，在驱动杆12的转动带动下，可以控制固定器的开合度，当需要脱落机翼4时，上述开合度大于位于机翼4上的卡接块的高度，此时，机翼4便可从飞机本体1上脱落。
73.在一种具体实施方式中，所述第二驱动器包括：直起动力装置13，镶嵌设置于所述飞机本体1的机翼4上，用于驱动所述飞机本体1垂直起飞。
74.在一种具体实施方式中，所述机翼4包括：固定机翼14，通过所述快插结构3与所述飞机本体1的机翼4拆卸连接；柔性机翼15，与所述固定机翼14连接，位于所述固定机翼14的一侧；可根据气流改变自身位姿。
75.本示例实施方式中，上述固定机翼14可以与现有的飞机机翼4相同，其结构可以是：采用轻质木材作为内衬，在轻质木材的外侧包裹碳纤维材质，以提高机翼4的强度，当然，上述固定机翼14的结构也可以是其他结构，本技术不对上述固定机翼14的结构做限定。
76.本示例实施方式中，设置上述柔性机翼15的目的在于，当无人机高空续航时，通过将机翼4的一部分作为柔性机翼15，可以使得无人机在飞行时，其柔性机翼15会跟随气流的变化而改变位姿，类似于鸟类飞行时，其翅膀的功能，因此，上述手段可以有效的降低无人机在飞行时的动力损耗，更为节省能源，进而延长无人机的续航，以及可以有效的提高无人机的飞行稳定性。
77.本示例实施方式中，上述柔性机翼15与固定机翼14的长度比例为3：2，采用上述比例，可以在不影响无人机正常起飞的同时，确保其拥有足够长度的柔性机翼15在高空续航时更为适应高空气流的变化。
78.在一种具体实施方式中，所述柔性机翼15包括：碳纤维骨架16，其一端固接在所述固定机翼14的一端；碳纤维支杆17，其侧壁开设有通孔18，呈翼形固接在所述碳纤维骨架16的侧壁上，位于所述碳纤维骨架16的一侧，且与所述固定机翼14的翼面平齐；伞布19，所述通孔18的开口朝向所述伞布19，覆盖设置在所述碳纤维支杆17上；材料存储器20，镶嵌设置
在所述碳纤维骨架16内，与所述碳纤维支杆17连通，用于存储聚氨脂发泡材料；所述材料存储器20可提供压力以使所述聚氨脂发泡材料流动至所述碳纤维支杆17，并经由所述通孔18流动至所述伞布19，以在所述伞布19上进行发泡硬化。
79.本示例实施方式中，当需要无人机稳定降落时，可以通过向碳纤维支杆17中通入聚氨脂发泡材料，当聚氨脂发泡材料流动至伞布19上后会发泡硬化，以使原本柔性的伞布19硬化，进而将柔性机翼15变为硬化机翼4，此时，可通过操作无人机的机翼4转向，便可以使无人机平稳落地，落地后，可以通过聚氨脂发泡材料去除手段，将原本位于伞布19上以及碳纤维支杆17内的聚氨脂发泡材料进行清理，以避免该材料对无人机的再次使用产生影响。
80.本示例实施方式中，聚氨脂发泡材料是柔性机翼15自硬化的主体材料，由黑料即多异氰酸酯、白料和发泡剂组成，黑料和白料的配比关系，黑料、白料和发泡剂的配比质量份数为85：63：8.7，所述白料是一种由组合聚醚型多元醇、催化剂和泡沫稳定剂组成的混合物，组合聚醚型多元醇、催化剂和泡沫稳定剂之间的配比关系等，组合聚醚型多元醇、催化剂和泡沫稳定剂之间的配比质量份数为15：1：0.5，是一种白色粘稠液体；通过调整聚氨脂发泡材料的配比来控制聚合反应速率，实现发泡时间、发泡强度、发泡密度、发泡体积方面的要求。
81.本示例实施方式中，上述材料存储器20可以通过压力泵提供压力，使得位于材料存储器20内的聚氨脂发泡材料向碳纤维支杆17中流动。
82.本示例实施方式中，本技术中的机翼4可以预先通过cfd软件及风洞试验确定机翼4后缘结构的最优变形历程，再根据确定后的最优结构来设计。
83.具体而言，上述cfd软件及风洞试验的目的在于优化无人机机翼4以及无人机本体之间的线条等参数，当得到最优参数后，便可以根据最优参数制作本技术的无人机。
84.需要说明的是，本技术还包括以下结构，包括：
85.陀螺仪，设置在无人机本体的前端，用于为所述无人机本体提供飞行导向，当机翼4脱落后，陀螺仪可以准确的基于目标地点对无人机本体进行导向，以使无人机本体快速飞行至目标地点，例如，当森林失火，无人机搭载灭火弹可以在陀螺仪的导向作用下快速飞往失火地点。
86.控制器，设置在飞机本体1的内部，用于对飞机的飞行进行控制，包括对机翼4的控制，对第一驱动器2的控制，对第二驱动器的控制，对陀螺仪的控制等等，在实际控制过程中，当无人机需要垂直起飞时，控制器控制第二驱动器开启工作，此时，在第二驱动器的作用下，无人机垂直起飞，当飞行至预定高度后，控制器控制第一驱动器2开启，第二驱动器关闭，此时，在第一驱动器2的驱动作用下，无人机续航飞行，当发现异常，控制器控制机翼4脱落，并根据目标地点的位置控制陀螺仪对无人机本体进行导向，以使脱落机翼4后的无人机本体快速向目标地点飞行，以完成任务。
87.识别装置，设置在无人机的前端下方，用于对外界环境进行识别扫描，其可以是摄像头，也可以是扫描仪等等，本技术不对上述识别装置的种类做限定，上述识别装置可以通过云台搭载在无人机上，也可以通过其他方式搭载在无人机上，本技术不随上述识别装置在无人机上的搭载方式做限定。
88.当然，本技术的技术方案中，还可以包含起落架，起落架与飞机本体1转动连接，当
无人机续航飞行时，起落架位于飞机本体1的内部，当无人机降落时，起落架位于无人机本体的外侧，上述起落架为本领域常规技术手段，本技术并未对上述起落架的结构以及实现方式做出改变。
89.此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
90.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
91.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。