太阳能无人机的制作方法
【专利摘要】一种太阳能无人机，采用单机身布局，前翼设为大面积长条形的主升力面，所述高效电机和蓄电池通过动力吊舱将其平均分布在前翼左右端，使前翼成为主载荷面，使其在空中或者地面上的承重力均匀，后翼为全动操纵面的副升力面，前后升力面都提供正升力，提高气动布局本身的气动效率，所有升力面上能够铺贴太阳能电池的面积最大化，所述左、右副翼的操纵面采取伸缩式操纵，它和所述起落架的操纵均釆用拉线式驱动机构，所述后翼操纵是通过减速电机的曲轴、连杆驱动垂直操纵翼，实现垂直操纵翼和后翼的整体偏转操纵，所述前后翼的操纵结构简单有效；所述细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机，为本发明提供高效率、高功率密度、高可靠性的轻型电机动力系统，有效减轻整机比重。
【专利说明】
太阳能无人机
技术领域
[0001 ]本发明涉及无人机设计领域，具体涉及一种太阳能无人机。
【背景技术】
[0002]太阳能飞机是在上世纪70年代随着太阳能电池成本的降低而出现，以太阳能作为未来飞行器的辅助能源甚至主要能源，是人类发展具有方向性和前沿性的重要研究目标，由于太阳能飞机飞行不需要自带燃料，为长航时飞行创造了条件。高空长航时无人机作为可在平流层及其以上高度运行的无人飞行器，可用于情报、监视与侦察，通信中继，目标指示，毁伤评估，电信和电视服务等众多领域。然而，太阳能无人机的研制过程中还存在各种问题，其中需要克服的主要问题在于:要尽量使无人机的太阳能电池面积最大、整体结构最简、气动效率最佳、整机比重最轻，另外高效率、高功率密度、高可靠性电机系统技术也需要深入攻关。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种太阳能无人机，以解决上述至少一个技术问题。所述太阳能无人机的技术方案是由前翼、后翼、垂直操纵翼、动力吊舱、高效电机、蓄电池、机身、任务载荷、太阳能电池、起落架组成，其结构特点在于:所述前翼作为所述太阳能无人机的主升力面，采用大展弦比直机翼形式，其平面形状为长条形，横截面为流线型，前翼内部设置左、右副翼槽，左、右副翼槽内安装左、右副翼，所述左、右副翼在左、右副翼槽内吻合滑动，能够前后伸缩，所述右、左副翼俯视图为矩形，横截面为弧形，左、右副翼槽横截面同为弧形，所述左副翼前边左、右端与所述右副翼前边左、右端均设置弹簧槽，弹簧槽内均设置弹簧，所述前翼内部前端设置左、右副翼电机，左、右副翼电机的驱动轴上设置左、右卷线轮，左、右卷线轮上卷绕左、右钢丝线绳，左、右钢丝线绳后端连接左、右副翼前端，左、右副翼电机正向驱动左、右卷线轮，通过左、右钢丝线绳拉动左、右副翼向前收缩，左、右副翼电机反向驱动左、右卷线轮，通过左、右钢丝线绳放松左、右副翼，左、右副翼依靠弹簧弹力向后伸展;所述机身的前段是机舱，机身的后段是尾杆，前翼中间下端连接机舱，机舱侧面为流线型，机舱后端连接尾杆，机舱与尾杆的横截面均为矩形，所述前翼与所述右、左副翼对称于机身中线;所述后翼作为所述太阳能无人机的副升力面，采用大展弦比直机翼形式，平面形状为矩形，横截面为流线型，后翼中部前端设置垂直操纵翼，所述垂直操纵翼平面形状为矩形，横截面为流线型，后翼中部设置连接板，垂直操纵翼中部设置三角板，所述连接板下端焊接在所述三角板的上端，将后翼与垂直操纵翼连接为整体，垂直操纵翼设置轴套，轴套内设置螺丝轴，螺丝轴拧在所述尾杆右后端的螺母孔内，所述尾杆内部后端设置减速电机，减速电机驱动轴上设置曲轴，曲轴上安装连杆，连杆后端设置短轴，短轴固定在垂直操纵翼的左下端，通过减速电机的曲轴、连杆驱动垂直操纵翼，实现后翼全动操纵面的整体偏转操纵;所述动力吊舱外壳为流线型的圆筒，动力吊舱内的前端安装高效电机，后端安装蓄电池，所述动力吊舱包括四组，左右两组的动力吊舱沿所述前翼的中线左右对称布置，并且通过吊舱支架安装于前翼前下侧，所述高效电机前端驱动轴上均安装螺旋桨，机身左右两侧螺旋桨的旋转方向是以机身为中线对称旋转，位于机身同侧的一对螺旋桨相对旋转，为所述太阳能无人机飞行提供平衡的动力，四个所述高效电机的规格均相同，四个所述蓄电池的规格均相同，所述的高效电机和蓄电池是整机中较重的部件，通过动力吊舱将其平均分布在前翼左右端，使长条型前翼的主升力面成为主载荷面，使其在空中或者地面上的受力均匀，不产生结构变形;所述太阳能电池铺设于所述前翼、所述后翼、所述机舱以及所述尾杆的上端表面；所述起落架为三点式，包括左主起落架、右主起落架和尾轮，位于前翼左侧的两组动力吊舱之间前下侧安装左主起落架，位于前翼右侧的两组动力吊舱之间前下侧安装右主起落架，所述左、右主起落架设置左、右连接架，左、右连接架为η型，在其下端设置左、右连接轴，左、右连接轴上安装左、右拉线轮，左、右拉线轮下端制有左、右轮架，左、右轮架下端安装左、右前轮;所述前翼内部前端设置左、右起落电机，左、右起落电机的驱动轴上设置左、右卷线轮，左、右卷线轮上卷绕左、右钢丝线绳，左、右钢丝线绳下端连接左、右拉线轮，当左、右起落电机顺时针转动，左右卷线轮收紧左、右钢丝线绳，拉动左、右拉线轮，将左、右轮架拉成垂直状态；左、右连接轴上装有左、右复位弹簧，当左、右起落电机逆时针转动，左右卷线轮放松左、右钢丝线绳，左、右复位弹簧将左、右轮架收回平行状态;所述尾轮安装于所述垂直操纵翼的左下端，垂直操纵翼内部的左下端设置尾轮电机，尾轮电机小齿轮带动大齿轮，大齿轮轴下端连接尾轮架，尾轮架下端设置尾轮，尾轮电机通过齿轮减速后，驱动尾轮绕垂直于地面的轴线左右旋转，以实现太阳能无人机在地面滑行时的方向操纵;所述任务载荷设置在机舱内。
[0004]所述太阳能无人机的滚转操纵通过左副翼和右副翼差动伸缩实现；偏航操纵通过左外侧的螺旋桨和右外侧的螺旋桨产生不对称拉力实现，并通过左副翼和右副翼差动伸缩来平衡耦合产生的滚转力矩;后翼用于所述太阳能无人机的纵向配平以及俯仰操纵，太阳能无人机的俯仰操纵通过后翼全动操纵面的整体偏转实现。
[0005]所述太阳能无人机使用时，在地面控制站的遥控下，从机场跑道滑跑起飞，飞行到设定的飞行高度和任务区域后，打开任务载荷开始执行任务，太阳能无人机通过无线电数据链路与地面控制站保持通信联络，当携带相应的任务载荷时，该无人机可用于执行通信中继、侦察、监视、大气探测等任务。
[0006]所述高效电机选用4个相同的细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机，所述细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机由桶型外壳、内外转子、空心杯电枢组成，所述桶型外壳选用非导磁的铝合金制造，桶型外壳左端内圆紧配安装左端盖，左端盖内圆设置轴承架，轴承架的左、右端内圆安装左、右轴承，所述内外转子设置驱动轴，安装在左、右轴承的内圆，位于左轴承左端和右轴承右端的驱动轴外圆制有左、右卡簧槽，左、右卡簧槽内安装左、右外卡簧，驱动轴右端中心制有四方台，四方台右端中心制有连接螺杆，连接螺杆上安装内转子，所述内转子是用钕铁硼强磁材料制造的管状永磁体，管状永磁体左端中心孔是四方孔；中部中心孔是螺杆孔;右端中心孔是螺帽孔，管状永磁体四方孔与驱动轴四方台吻合，用螺帽将管状永磁体紧固在驱动轴右端，管状永磁体直径的上半圆为S极;下半圆为N极;是径向磁路的两极强永磁体，所述外转子与所述内转子同一个驱动轴，所述驱动轴中部紧配安装转子架，转子架外圆紧配安装导磁筒，导磁筒右端设置前、后缺口，前、后缺口位于导磁筒直径处，前、后两个缺口的宽度和深度相等，导磁筒内圆设置两块大小相等的上、下永磁体，上、下永磁体侧视图形均为半圆弧形；用钕铁硼材强磁料制造；与导磁筒内圆吻合；用AB胶粘接，上永磁体是N极，下永磁体是S极，上、下永磁体相邻间隔与导磁筒前、后缺口的宽度对齐，上、下永磁体右端与导磁筒前、后缺口的深度对齐，上、下永磁体与管状永磁体长度相等；左右端对齐，由管状永磁体和上、下永磁体组成的内外转子形成均匀的环形气隙，气隙磁力线的方向为分布均匀的同向的直径方向，所述空心杯电枢由右端盖、细长型空心杯线圈、霍尔传感器、印刷电路圆板组成，在桶型外壳右端内圆安装右端盖，右端盖是塑料制品，右端盖设置上下定位槽，桶型外壳右端设置上下定位方孔，上下定位方孔与所述上下定位槽对齐，上下定位方孔与上下定位槽内设置上下定位螺母，上下定位螺母为方型，右端盖右端设置印刷电路圆板，右端盖与印刷电路圆板均设置一致的上下螺孔，由上下螺钉将右端盖紧固在上下定位螺母上，右端盖左端设置线圈槽，线圈槽内安装细长型空心杯线圈，所述细长型空心杯线圈分别由3个A相线圈、3个B相线圈、3个C相线圈组成三相组合线圈，A、B、C三相组合线圈的各个输出端，连接成Y形电路的三相输出端，所述右端盖左端设置上、中、下三个传感孔，三个传感孔均与导磁筒的右端面对齐，中间传感孔对准所述导磁筒前缺口，上、中、下三个传感孔互相间隔60度的角度，三个传感孔分别安装三个霍尔传感器，三个霍尔传感器的左端与导磁筒右端保持一定气隙，所述右端盖右端设置接线腔，接线腔右端是印刷电路圆板，三相输出线和三个霍尔传感器的输出线焊接在印刷电路圆板上，将三相输出线和三个霍尔传感器的输出线汇集成输出电缆，印刷电路圆板设置出线孔，输出电缆从出线孔穿出。
[0007]本发明的有益效果在于:所述的太阳能无人机采用单机身布局，前翼设为大面积长条形的主升力面，所述高效电机和蓄电池通过动力吊舱将其平均分布在前翼左右端，使前翼成为主载荷面，使其在空中或者地面上的承重力均匀，后翼为全动操纵面的副升力面，整体采用抬式布局，前后升力面都提供正升力，提高气动布局本身的气动效率，实现高升力和高升阻比;所有升力面上能够铺贴太阳能电池的面积最大化，以获得更多的能量转化;所述左、右副翼的操纵面采取伸缩式操纵，它和所述起落架的操纵均釆用拉线式驱动机构，所述后翼操纵是通过减速电机的曲轴、连杆驱动垂直操纵翼，实现垂直操纵翼和后翼的整体偏转操纵，前后翼的操纵机构简单有效，更有利于减轻其结构重量;细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机，为太阳能无人机提供高效率、高功率密度、高可靠性的轻型电机动力系统，本太阳能无人机的太阳能电池面积大、整体结构简单、气动效率佳、整机比重轻。
[0008]
【附图说明】
[0009]图1是太阳能无人机俯视结构示意图。
[0010]图2是太阳能无人机仰视结构示意图。
[0011 ]图3是太阳能无人机前视结构示意图。
[0012]图4是太阳能无人机左视图中起落架和副翼收缩状态示意图。
[0013]图5是太阳能无人机左视图中起落架和副翼伸展状态示意图。
[0014]图6是细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]
这里将详细地对示例性实施例进行说明。
[0016]在图1、图2、图3、图4、图5中，所述前翼I作为所述太阳能无人机的主升力面，采用大展弦比直机翼形式，其平面形状为长条形，横截面为流线型，前翼内部设置左、右副翼槽，左、右副翼槽内安装左、右副翼，所述左、右副翼在左、右副翼槽内吻合滑动，能够前后伸缩，所述右、左副翼俯视图为矩形，横截面为弧形，左、右副翼槽横截面同为弧形，所述左副翼2前边左、右端与所述右副翼3前边左、右端均设置弹簧槽，弹簧槽内均设置弹簧4，所述前翼内部前端设置左、右副翼电机5，左、右副翼电机的驱动轴上设置左、右卷线轮6，左、右卷线轮上卷绕左、右钢丝线绳7，左、右钢丝线绳后端连接左、右副翼前端，左、右副翼电机正向驱动左、右卷线轮，通过左、右钢丝线绳拉动左、右副翼向前收缩，左、右副翼电机反向驱动左、右卷线轮，通过左、右钢丝线绳放松左、右副翼，左、右副翼依靠弹簧弹力向后伸展;所述机身的前段是机舱8，机身的后段是尾杆9，前翼中间下端连接机舱，机舱侧面为流线型，机舱后端连接尾杆，机舱与尾杆的横截面均为矩形，所述前翼与所述右、左副翼对称于机身中线;所述后翼10作为所述太阳能无人机的副升力面，采用大展弦比直机翼形式，平面形状为矩形，横截面为流线型，后翼中部前端设置垂直操纵翼11，所述垂直操纵翼平面形状为矩形，横截面为流线型，后翼中部设置连接板12，垂直操纵翼中部设置三角板13，所述连接板下端焊接在所述三角板的上端，将后翼与垂直操纵翼连接为整体，垂直操纵翼设置轴套14，轴套内设置螺丝轴15，螺丝轴拧在所述尾杆右后端的螺母孔内，所述尾杆内部后端设置减速电机16，减速电机驱动轴上设置曲轴17，曲轴上安装连杆18，连杆后端设置短轴19，短轴固定在垂直操纵翼的左下端，通过减速电机的曲轴、连杆驱动垂直操纵翼，实现后翼全动操纵面的整体偏转操纵;所述动力吊舱外壳为流线型的圆筒，动力吊舱内的前端安装高效电机20，后端安装蓄电池21，所述动力吊舱包括四组，左右两组的动力吊舱沿所述前翼的中线左右对称布置，并且通过吊舱支架安装于前翼前下侧，所述高效电机前端驱动轴上均安装螺旋桨22，机身左右两侧螺旋桨的旋转方向是以机身为中线对称旋转，位于机身同侧的一对螺旋桨相对旋转，为所述太阳能无人机飞行提供平衡的动力，四个所述高效电机的规格均相同，四个所述蓄电池的规格均相同，所述的高效电机和蓄电池是整机中较重的部件，通过动力吊舱将其平均分布在前翼左右端，使长条型前翼的主升力面成为主载荷面，使其在空中或者地面上的受力均匀，不产生结构变形;所述太阳能电池23铺设于所述前翼、所述后翼、所述机舱以及所述尾杆的上端表面；所述起落架为三点式，包括左主起落架、右主起落架和尾轮，位于前翼左侧的两组动力吊舱之间前下侧安装左主起落架，位于前翼右侧的两组动力吊舱之间前下侧安装右主起落架，所述左、右主起落架设置左、右连接架24，左、右连接架为η型，在其下端设置左、右连接轴25，左、右连接轴上安装左、右拉线轮26，左、右拉线轮下端制有左、右轮架27，左、右轮架下端安装左、右前轮28;所述前翼内部前端设置左、右起落电机29，左、右起落电机的驱动轴上设置左、右卷线轮30，左、右卷线轮上卷绕左、右钢丝线绳31，左、右钢丝线绳下端连接左、右拉线轮32，当左、右起落电机顺时针转动，左右卷线轮收紧左、右钢丝线绳，拉动左、右拉线轮，将左、右轮架拉成垂直状态;左、右连接轴上装有左、右复位弹簧，当左、右起落电机逆时针转动，左右卷线轮放松左、右钢丝线绳，左、右复位弹簧将左、右轮架收回平行状态;所述尾轮安装于所述垂直操纵翼的左下端，垂直操纵翼内部的左下端设置尾轮电机33，尾轮电机小齿轮带动大齿轮34，大齿轮轴35下端连接尾轮架36，尾轮架下端设置尾轮37，尾轮电机通过齿轮减速后，驱动尾轮绕垂直于地面的轴线左右旋转，以实现太阳能无人机在地面滑行时的方向操纵;所述任务载荷38设置在机舱内。
[0017]所述太阳能无人机的滚转操纵通过左副翼和右副翼差动伸缩实现；偏航操纵通过左外侧的螺旋桨和右外侧的螺旋桨产生不对称拉力实现，并通过左副翼和右副翼差动伸缩来平衡耦合产生的滚转力矩;后翼用于所述太阳能无人机的纵向配平以及俯仰操纵，太阳能无人机的俯仰操纵通过后翼全动操纵面的整体偏转实现。
[0018]所述太阳能无人机使用时，在地面控制站的遥控下，从机场跑道滑跑起飞，飞行到设定的飞行高度和任务区域后，打开任务载荷开始执行任务，太阳能无人机通过无线电数据链路与地面控制站保持通信联络，当携带相应的任务载荷时，该无人机可用于执行通信中继、侦察、监视、大气探测等任务。
[0019]在图6所示的细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机结构示意图中，所述高效电机选用4个相同的细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机，所述细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机由桶型外壳、内外转子、空心杯电枢组成，所述桶型外壳39选用非导磁的铝合金制造，桶型外壳左端内圆紧配安装左端盖40，左端盖内圆设置轴承架，轴承架的左、右端内圆安装左、右轴承41、42，所述内外转子设置驱动轴43，安装在左、右轴承的内圆，位于左轴承左端和右轴承右端的驱动轴外圆制有左、右卡簧槽，左、右卡簧槽内安装左、右外卡簧44、45，驱动轴右端中心制有四方台，四方台右端中心制有连接螺杆46，连接螺杆上安装内转子47，所述内转子是用钕铁硼强磁材料制造的管状永磁体，管状永磁体左端中心孔是四方孔；中部中心孔是螺杆孔;右端中心孔是螺帽孔，管状永磁体四方孔与驱动轴四方台吻合，用螺帽48将管状永磁体紧固在驱动轴右端，管状永磁体直径的上半圆为S极;下半圆为N极;是径向磁路的两极强永磁体，所述外转子与所述内转子同一个驱动轴，所述驱动轴中部紧配安装转子架49，转子架外圆紧配安装导磁筒50，导磁筒右端设置前、后缺口 51，前、后缺口位于导磁筒直径处，前、后两个缺口的宽度和深度相等，导磁筒内圆设置两块大小相等的上、下永磁体52、53，上、下永磁体侧视图形均为半圆弧形；用钕铁硼材强磁料制造;与导磁筒内圆吻合；用AB胶粘接，上永磁体是N极，下永磁体是S极，上、下永磁体相邻间隔与导磁筒前、后缺口的宽度对齐，上、下永磁体右端与导磁筒前、后缺口的深度对齐，上、下永磁体与管状永磁体长度相等；左右端对齐，由管状永磁体和上、下永磁体组成的内外转子形成均匀的环形气隙，气隙磁力线的方向为分布均匀的同向的直径方向，所述空心杯电枢由右端盖、细长型空心杯线圈、霍尔传感器、印刷电路圆板组成，在桶型外壳右端内圆安装右端盖54，右端盖是塑料制品，右端盖设置上下定位槽，桶型外壳右端设置上下定位方孔，上下定位方孔与所述上下定位槽对齐，上下定位方孔与上下定位槽内设置上下定位螺母55，上下定位螺母为方型，右端盖右端设置印刷电路圆板56，右端盖与印刷电路圆板均设置一致的上下螺孔，由上下螺钉57将右端盖紧固在上下定位螺母上，右端盖左端设置线圈槽，线圈槽内安装细长型空心杯线圈58，所述细长型空心杯线圈分别由3个A相线圈、3个B相线圈、3个C相线圈组成三相组合线圈，A、B、C三相组合线圈的各个输出端，连接成Y形电路的三相输出端，所述右端盖左端设置上、中、下三个传感孔，三个传感孔均与导磁筒的右端面对齐，中间传感孔对准所述导磁筒前缺口，上、中、下三个传感孔互相间隔60度的电角度，三个传感孔分别安装三个霍尔传感器59、60、61，三个霍尔传感器的左端与导磁筒右端保持一定气隙，所述右端盖右端设置接线腔62，接线腔右端是印刷电路圆板，三相输出线和三个霍尔传感器的输出线焊接在印刷电路圆板上，将三相输出线和三个霍尔传感器的输出线汇集成输出电缆63，印刷电路圆板设置出线孔，输出电缆从出线孔穿出。
【主权项】
1.一种太阳能无人机由前翼、后翼、垂直操纵翼、动力吊舱、高效电机、蓄电池、机身、任务载荷、太阳能电池、起落架组成，其特征在于:所述前翼(I)作为所述太阳能无人机的主升力面，采用大展弦比直机翼形式，其平面形状为长条形，横截面为流线型，前翼内部设置左、右副翼槽，左、右副翼槽内安装左、右副翼，所述左、右副翼在左、右副翼槽内吻合滑动，能够前后伸缩，所述左、右副翼俯视图为矩形，横截面为弧形，左、右副翼槽横截面同为弧形，所述左副翼(2)前边左、右端与所述右副翼(3)前边左、右端均设置弹簧槽，弹簧槽内均设置弹簧(4)，所述前翼内部前端设置左、右副翼电机(5)，左、右副翼电机的驱动轴上设置左、右卷线轮(6)，左、右卷线轮上卷绕左、右钢丝线绳(7)，左、右钢丝线绳后端连接左、右副翼前端，左、右副翼电机正向驱动左、右卷线轮，通过左、右钢丝线绳拉动左、右副翼向前收缩，左、右副翼电机反向驱动左、右卷线轮，通过左、右钢丝线绳放松左、右副翼，左、右副翼依靠弹簧弹力向后伸展;所述机身的前段是机舱(8)，机身的后段是尾杆(9)，前翼中间下端连接机舱，机舱侧面为流线型，机舱后端连接尾杆，机舱与尾杆的横截面均为矩形，所述前翼与所述右、左副翼对称于机身中线;所述后翼(10)作为所述太阳能无人机的副升力面，采用大展弦比直机翼形式，平面形状为矩形，横截面为流线型，后翼中部前端设置垂直操纵翼(U)，所述垂直操纵翼平面形状为矩形，横截面为流线型，后翼中部设置连接板(12)，垂直操纵翼中部设置三角板(13)，所述连接板下端焊接在所述三角板的上端，将后翼与垂直操纵翼连接为整体，垂直操纵翼设置轴套(14)，轴套内设置螺丝轴(15)，螺丝轴拧在所述尾杆右后端的螺母孔内，所述尾杆内部后端设置减速电机(16)，减速电机驱动轴上设置曲轴(17)，曲轴上安装连杆(18)，连杆后端设置短轴(19)，短轴固定在垂直操纵翼的左下端，通过减速电机的曲轴、连杆驱动垂直操纵翼，实现后翼全动操纵面的整体偏转操纵;所述动力吊舱外壳为流线型的圆筒，动力吊舱内的前端安装高效电机(20)，后端安装蓄电池(21)，所述动力吊舱包括四组，左右两组的动力吊舱沿所述前翼的中线左右对称布置，并且通过吊舱支架安装于前翼前下侧，所述高效电机前端驱动轴上均安装螺旋桨(22)，机身左右两侧螺旋桨的旋转方向是以机身为中线对称旋转，位于机身同侧的一对螺旋桨相对旋转，为所述太阳能无人机飞行提供平衡的动力，四个所述高效电机的规格均相同，四个所述蓄电池的规格均相同，所述的高效电机和蓄电池是整机中较重的部件，通过动力吊舱将其平均分布在前翼左右端，使长条型前翼的主升力面成为主载荷面，使其在空中或者地面上的受力均匀，不产生结构变形;所述太阳能电池(23)铺设于所述前翼、所述后翼、所述机舱以及所述尾杆的上端表面；所述起落架为三点式，包括左主起落架、右主起落架和尾轮，位于前翼左侧的两组动力吊舱之间前下侧安装左主起落架，位于前翼右侧的两组动力吊舱之间前下侧安装右主起落架，所述左、右主起落架设置左、右连接架(24)，左、右连接架为η型，在其下端设置左、右连接轴(25)，左、右连接轴上安装左、右拉线轮(26)，左、右拉线轮下端制有左、右轮架(27)，左、右轮架下端安装左、右前轮(28);所述前翼内部前端设置左、右起落电机(29)，左、右起落电机的驱动轴上设置左、右卷线轮(30)，左、右卷线轮上卷绕左、右钢丝线绳(31)，左、右钢丝线绳下端连接左、右拉线轮，当左、右起落电机顺时针转动，左右卷线轮收紧左、右钢丝线绳，拉动左、右拉线轮，将左、右轮架拉成垂直状态;左、右连接轴上装有左、右复位弹簧(32)，当左、右起落电机逆时针转动，左右卷线轮放松左、右钢丝线绳，左、右复位弹簧将左、右轮架收回平行状态;所述尾轮安装于所述垂直操纵翼的左下端，垂直操纵翼内部的左下端设置尾轮电机(33)，尾轮电机小齿轮带动大齿轮(34)，大齿轮轴(35)下端连接尾轮架(36)，尾轮架下端设置尾轮(37)，尾轮电机通过齿轮减速后，驱动尾轮绕垂直于地面的轴线左右旋转，以实现太阳能无人机在地面滑行时的方向操纵;所述任务载荷(38)设置在机舱内。2.根据权利要求1所述的太阳能无人机，其特征在于:所述太阳能无人机的滚转操纵通过左副翼和右副翼差动伸缩实现；偏航操纵通过左外侧的螺旋桨和右外侧的螺旋桨产生不对称拉力实现，并通过左副翼和右副翼差动伸缩来平衡耦合产生的滚转力矩;后翼用于所述太阳能无人机的纵向配平以及俯仰操纵，太阳能无人机的俯仰操纵通过后翼全动操纵面的整体偏转实现。3.根据权利要求1所述的太阳能无人机，其特征在于:所述太阳能无人机使用时，在地面控制站的遥控下，从机场跑道滑跑起飞，飞行到设定的飞行高度和任务区域后，打开任务载荷开始执行任务，太阳能无人机通过无线电数据链路与地面控制站保持通信联络，当携带相应的任务载荷时，该无人机可用于执行通信中继、侦察、监视、大气探测等任务。4.根据权利要求1所述的太阳能无人机，其特征在于:所述高效电机选用4个相同的细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机，所述细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机由桶型外壳、内外转子、空心杯电枢组成，所述桶型外壳(39)选用非导磁的铝合金制造，桶型外壳左端内圆紧配安装左端盖(40)，左端盖内圆设置轴承架，轴承架的左、右端内圆安装左、右轴承(41、42)，所述内外转子设置驱动轴(43)，安装在左、右轴承的内圆，位于左轴承左端和右轴承右端的驱动轴外圆制有左、右卡簧槽，左、右卡簧槽内安装左、右外卡簧(44、45)，驱动轴右端中心制有四方台，四方台右端中心制有连接螺杆(46)，连接螺杆上安装内转子(47)，所述内转子是用钕铁硼强磁材料制造的管状永磁体，管状永磁体左端中心孔是四方孔；中部中心孔是螺杆孔;右端中心孔是螺帽孔，管状永磁体四方孔与驱动轴四方台吻合，用螺帽(48)将管状永磁体紧固在驱动轴右端，管状永磁体直径的上半圆为S极;下半圆为N极;是径向磁路的两极强永磁体，所述外转子与所述内转子同一个驱动轴，所述驱动轴中部紧配安装转子架(49)，转子架外圆紧配安装导磁筒(50)，导磁筒右端设置前、后缺口(51)，前、后缺口位于导磁筒直径处，前、后两个缺口的宽度和深度相等，导磁筒内圆设置两块大小相等的上、下永磁体(52、53)，上、下永磁体侧视图形均为半圆弧形；用钕铁硼材强磁料制造;与导磁筒内圆吻合；用AB胶粘接，上永磁体是N极，下永磁体是S极，上、下永磁体相邻间隔与导磁筒前、后缺口的宽度对齐，上、下永磁体右端与导磁筒前、后缺口的深度对齐，上、下永磁体与管状永磁体长度相等；左右端对齐，由管状永磁体和上、下永磁体组成的内外转子形成均匀的环形气隙，气隙磁力线的方向为分布均匀的同向的直径方向，所述空心杯电枢由右端盖、细长型空心杯线圈、霍尔传感器、印刷电路圆板组成，在桶型外壳右端内圆安装右端盖(54)，右端盖是塑料制品，右端盖设置上下定位槽，桶型外壳右端设置上下定位方孔，上下定位方孔与所述上下定位槽对齐，上下定位方孔与上下定位槽内设置上下定位螺母(55)，上下定位螺母为方型，右端盖右端设置印刷电路圆板(56)，右端盖与印刷电路圆板均设置一致的上下螺孔，由上下螺钉(57)将右端盖紧固在上下定位螺母上，右端盖左端设置线圈槽，线圈槽内安装细长型空心杯线圈(58)，所述细长型空心杯线圈分别由3个A相线圈、3个B相线圈、3个C相线圈组成三相组合线圈，A、B、C三相组合线圈的各个输出端，连接成Y形电路的三相输出端，所述右端盖左端设置上、中、下三个传感孔，三个传感孔均与导磁筒的右端面对齐，中间传感孔对准所述导磁筒前缺口，上、中、下三个传感孔互相间隔60度的电角度，三个传感孔分别安装三个霍尔传感器(59、60、61 )，三个霍尔传感器的左端与导磁筒右端保持一定气隙，所述右端盖右端设置接线腔(62)，接线腔右端是印刷电路圆板，三相输出线和三个霍尔传感器的输出线焊接在印刷电路圆板上，将三相输出线和三个霍尔传感器的输出线汇集成输出电缆(63)，印刷电路圆板设置出线孔，输出电缆从出线孔穿出。5.根据权利要求1所述的太阳能无人机，其特征在于:所述的太阳能无人机采用单机身布局，前翼设为大面积长条形的主升力面，所述高效电机和蓄电池通过动力吊舱将其平均分布在前翼左右端，使前翼成为主载荷面，使其在空中或者地面上的承重力均匀，后翼为全动操纵面的副升力面，整体采用抬式布局，前后升力面都提供正升力，提高气动布局本身的气动效率，实现高升力和高升阻比;所有升力面上能够铺贴太阳能电池的面积最大化，以获得更多的能量转化;所述左、右副翼的操纵面采取伸缩式操纵，它和所述起落架的操纵均釆用拉线式驱动机构，所述后翼操纵是通过减速电机的曲轴、连杆驱动垂直操纵翼，实现垂直操纵翼和后翼的整体偏转操纵，前后翼的操纵机构简单有效，更有利于减轻其结构重量;细长型无铁芯无刷两极永磁直流电机，为太阳能无人机提供高效率、高功率密度、高可靠性的轻型电机动力系统，本太阳能无人机的太阳能电池面积大、整体结构简单、气动效率佳、整机比重轻。
【文档编号】B64D27/24GK106081062SQ201610508541
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月2日
【发明人】朱幕松
【申请人】朱幕松