专利名称：三叶下部机翼型飞行体的制作方法
技术领域：
本发明涉及无人旋转翼机的一种类型的下部机翼型飞行体。
背景技术：
下部机翼型飞行体一般是由螺旋桨和可调机翼构成的飞行体，利用动力使螺旋桨 旋转并调整可调机翼，实施飞行体的上升及下降、前进及后退、静止、左右旋转、向左侧前进 及向右侧前进等的飞行。现有的下部机翼型飞行体为了实施飞行，需要如下复杂的结构和调整，S卩，设置由 多对构成的多个固定板，在固定板的下部分别以90度配置用于控制飞行体的前后摇晃和 左右摇动的多对前进后退可调机翼和左右旋转可调机翼而进行安装。在此，多个前进后退可调机翼和左右旋转可调机翼分别相对于垂直面可向左和向 右移动，因此，有时候会使相邻的可调机翼的距离变近，由于相邻的可调机翼周围产生的风 的影响，可调机翼周围的风的流动变得不均勻，存在飞行体不稳定和动力效率降低的问题。另一种下部机翼型飞行体的固定板和可调机翼的结构是由四个固定的固定板和 两个可调机翼构成，从而通过组合可调机翼来调整飞行体，但存在向右侧飞行和向左侧飞 行困难的问题。而且，由于相邻的固定板和可调机翼成为90度角度，因相邻的固定板和可 调机翼的距离近，由于在相邻的可调机翼周围产生的风的影响，可调机翼存在风的流动不 均勻的问题。而且，一直以来，一直需求一种与现有的下部机翼型飞行体相比，动力效率高、滞 空时间长的飞行体，以及通过小型化飞行体，不仅在室外，在狭窄的场所能够执行侦察及监 视等目的的下部机翼型飞行体。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述问题而做出的，为了实施飞行体的飞行，以前是分为 多对固定板和多对左右旋转可调机翼及前进后退可调机翼来分别进行了安装，但本发明是 通过将固定板和可调机翼只构成为三对单叶一体型，并分别设置为120度，从而设置成与 相邻的固定板的距离大于90度，以在相邻的可调机翼周围所产生的风的影响，使可调机翼 的周围的风的流动更为均勻，组合可调机翼来实施并调整飞行体的飞行。而且，由于各固定板的中间部分相对于垂直方向倾斜地突出，因此抵消部分反转 矩，由于下部分平坦地开设有凹槽，安装四角板状的可调机翼，使其相反侧的后面形成流线 形，使风的流动均勻，并保护可调机翼。因此，本发明的目的在于，提供一种三叶下部机翼型飞行体，该三叶下部机翼型飞 行体通过提供新概念的固定板和可调机翼的结构，使飞行体的结构和调整变得简单，从而 提高飞行体的动力效率，可以延长滞空时间，而且由于可以减小飞行体的重量和体积，因而 可以使飞行体小型化，不仅在室外，在狭窄的场所也可以实施飞行体的上升及下降、左右旋 转、静止、前进及后退、向左侧前进及向右侧前进等的飞行。
为达到上述目的本发明的三叶下部机翼型飞行体的特征是，以中心轴为中心水平 安装固定螺距的螺旋桨，在螺旋桨的中心轴的上部安装动力部，在螺旋桨的中心轴的下部 安装控制部、包括可调机翼的三对固定板、圆形框架和脚板。以控制部为中心，第一固定板、第二固定板及第三固定板分别以120度的角度，将 一侧末端固定安装于控制部，另一侧末端安装于圆形框架和脚板，脚板竖立固定于圆形框 架的下方。各固定板的前面上部分是垂直平坦的面，由于中间部分相对于垂直方向倾斜地突 出，因此抵消部分反转矩，下部分由于平坦地开设有凹槽，因此通过铰链分别安装四角板状 的可调机翼，固定板的后面为流线形，使风的流动容易，利用与控制部所含的控制装置连接 的调整装置独立地调整第一、第二、第三可调机翼。而且，由于控制部和固定板和圆形框架和脚板相互连接，形成了不需要其他支撑 台的结构。另外，通过将与相邻的可调机翼之间的角度配置成大于90度的120度，增大与相 邻的可调机翼之间的距离，以可调机翼在垂直面只在左侧一侧活动的方式利用铰链将可调 机翼设置在固定板的下部分，以保护可调机翼，可以解决因可调机翼相邻而产生的风的流 动不均勻的问题。
图1是本发明的三叶下部机翼型飞行体的立体图。图2是去除图1的一部分，并切断第一固定板的一部分的立体图。图3是简化飞行体前进时的机翼的状态后从上方观察的概念图。图4是简化飞行体后退时的机翼的状态后从上方观察的概念图。图5是简化飞行体向左侧前进时的机翼的状态后从上方观察的概念图。图6是简化飞行体向右侧前进时的机翼的状态后从上方观察的概念图。图7是表示本发明的实施例的结构要素的剖视图及局部省略图。图中1-中心轴，2-螺旋桨，3-动力部，4-控制部，5-圆形框架，6_摄像机，7_控制装置， 8-连接线，11-第一固定板，12-第二固定板，13-第三固定板，21-第一可调机翼，22-第二 可调机翼，23-第三可调机翼，31-第一脚板，32-第二脚板，33-第三脚板，40-铰链，50-调 整装置，61-动力源，62-动力装置，63-动力齿轮，64-外啮合齿轮。
具体实施例方式参照图1对为实现上述目的的本发明的整体结构进行说明如下。本发明的结构如下，以中心轴1为中心水平地安装固定螺距的螺旋桨2，在螺旋桨 2的中心轴1的上部设有动力部3，在下部设有控制部4，第一固定板11、第二固定板12及 第三固定板13分别以120度的角度分开，并依次地一侧末端竖立固定安装于控制部，另一 侧末端竖立固定安装于圆形框架5和脚板31、32、33，根据安装于控制部4的控制装置由调 整装置50调整的第一可调机翼21、第二可调机翼22及第三可调机翼23分别安装于各固定 板11、12、13下部分的前面。
在本结构中，圆形框架5是使因螺旋桨2的旋转而产生的风顺利地向下传递的通 道，是固定安装有固定板11、12、13和脚板31、32、33的圆形环状的飞行体的框架。如图7的剖视图所示，中心轴1是圆形管状的轴，因固定于动力部3和控制部4，并 且是内部空的结构，因此用做连接动力部3和控制部4的连接线8的通路，外部用于安装通 过动力装置而向逆时针方向旋转的螺旋桨2等。脚板31、32、33在圆形框架5的下方宽阔地设置在圆形框架周围，以在飞行体起飞 和着陆时保护可调机翼21、22、23及固定板11、12、13，同时使因螺旋桨2的旋转而向下传递 的风的流动顺利地传递到可调机翼21、22、23及固定板11、12、13，。而且，由于固定板11、12、13相互坚固地固定安装于控制部4和圆形框架5及脚板 31、32、33上，因此，即使不另外设置支撑台，也可以同时起到飞行体的支撑台的作用。本发明通过以固定螺距螺旋桨2的中心轴1为中心，将飞行体的重量分散设置在 上部和下部，从而以将飞行体的重量中心置于中心轴和螺旋桨相接的位置的方式将飞行体 的总重量向上部和下部分散，因而仅利用飞行体本身的回复力也可以使飞行体的平衡稳定 变得容易。图2是为了表示第一、第二及第三可调机翼21、22、23的位置和安装的结构，而在 图1中去除圆形框架5和脚板31、32、33来表示第一、第二及第三固定板11、12、13和第一、 第二及第三可调机翼21、22、23的结构的立体图，附着有第一、第二及第三可调机翼21、22、 23的第一、第二及第三固定板11、12、13分别以120度的角度分开，一侧末端竖立固定设置 于控制部4。另外，为了表示第一可调机翼21的一部分，第一固定板11将切断第一固定板11 的一部分并以虚线进行表示。如图2所示，第一、第二及第三可调机翼21、22、23分别安装于第一、第二及第三固 定板11、12、13的前面的下方，为了使第一、第二及第三可调机翼21、22、23根据调整装置50 活动，在固定板的下部分开设有宽的平坦的凹槽，因此四角板状的各可调机翼通过调整装 置50及铰链40分别安装于第一、第二及第三固定板11、12、13。第一、第二及第三可调机翼21、22、23设于第一、第二及第三固定板11、12、13下部 分的前面，并设置成根据调整装置50在向左45度以内独立地进行调整。而且，使各可调机 翼21、22、23的横宽比控制部至脚板之间的长度稍短，从而设置成可调机翼在活动时不与 控制部和脚板接触。另外，各固定板的前面分为上部分、中间部分、下部分这三个部分，如图2的第二 固定板12的端部剖面的画斜线的剖视图所示，前面上部分是垂直面，使风不受到向下的阻 力而通过，中间部分是倾斜向前突出的形状，设置成因螺旋桨的旋转而向下产生的风与固 定板的中间部分的倾斜面碰撞而抵消飞行体的反转矩的一部分，在固定板的前面下部分平 坦地开设有安装可调机翼的凹槽，以根据调整装置50活动的方式通过铰链安装有可调机 翼。而且，各固定板的后面为连线形，起到使风的流动变得自然，保护可调机翼的功能。在此，一般在试验中，根据需要将固定板的前面中间部分的倾斜面的面积和可调 机翼的面积之比可以设为2 1或5 1，但发现3 1和4 1以内的比例较为适当。接下来，通过
飞行体的飞行方法。首先，参照图1、图2及图3说明飞行体的静止飞行和左右旋转飞行，在利用动力部3的动力使螺旋桨2向逆时针方向旋转时，飞行体由于因螺旋桨的旋转所导致的反转矩 而向顺时针方向旋转。这时，作为抵消因螺旋状2的旋转所导致的反转矩并阻止飞行体旋转的方法，如 图2所示，通过调整使第一可调机翼21位于h位置、第二可调机翼22位于s位置、第三可 调位置23位于y位置，以使相对于垂直面的各固定板中间部分的倾斜面的斜度和各可调机 翼的斜度相同，则因螺旋桨2的旋转而产生的向下的风作用于各固定板11、12、13的倾斜面 和第一可调机翼21、第二可调机翼22及第三可调机翼23，从而抵消飞行体的反转矩，飞行 体不旋转而处于静止飞行状态。同理，若使第一可调机翼21位于i位置、第二可调机翼22位于t位置、第三可调 机翼23位于ζ位置，将可调机翼的角度调大，则因螺旋桨2的旋转而向下的风力作用于各 固定板11、12、13的倾斜面和第一可调机翼21、第二可调机翼22及第三可调机翼23，以大 于飞行体的反转矩的力来相斥，因此飞行体向逆时针方向旋转，最快地进行向左旋转飞行。相反地，若使第一可调机翼21位于g位置、第二可调机翼22位于r位置、第三可 调机翼23位于χ位置，将可调机翼的角度调小，则因螺旋桨2的旋转而向下的风力作用于 各固定板的倾斜面和第一可调机翼21、第二可调机翼22及第三可调机翼23，以小于飞行体 的反转矩的力来相斥，因此飞行体向顺时针方向旋转，最快地进行向右旋转飞行。而且，就向左旋转和向右旋转的速度而言，可以通过将可调机翼的角度调大或调 小，将飞行体的向左旋转和向右旋转的速度调大或调小。图3、图4、图5及图6是表示在可调机翼21、22、23的位置处于相同位置的状态下 的飞行体的前进、后退、向左侧前进、向右侧前进的飞行调整的图，是去除图1的螺旋桨、动 力部、圆形框架、脚板，并以控制部和固定板和可调机翼简化飞行体后，从上方观察可调机 翼的状态的概念图。接下来，参照图3、图4、图5及图6说明前进和后退、向左侧前进和向右侧前进的 飞行原理如下，飞行体的前进和后退、向左侧前进和向右侧前进的飞行的调整是可以通过 将第一可调机翼21、第二可调机翼22及第三可调机翼23的角度调整为互不相同来实现。 在此，为了方便，将飞行体如图3所示地向箭头方向即向下移动称为前进飞行，如图4所示 地向箭头方向即向上的移动称为后退飞行，如图5所示地向箭头方向即左侧的移动称为向 左侧前进飞行，如图6所示地向箭头方向即右侧的移动称为向右侧前进飞行。如图3所示，若要使飞行体向箭头方向前进飞行，通过调整使第一可调机翼21位 于i位置、第二可调机翼22位于t位置、第三可调机翼23位于χ位置，则对于因螺旋桨的旋 转而向下产生的风，由于第一可调机翼21和第二可调机翼22的角度变大而接受更多的风， 第三可调机翼23成为垂直的状态而不接受风，从而在飞行体产生向箭头方向倾斜的力，飞 行体成为倾斜的状态向箭头方向前进飞行。而且，如图4所示，若要以相同的原理使飞行体向箭头方向后退飞行，通过调整使 第一可调机翼21位于g位置、第二可调机翼22位于r位置、第三可调机翼23位于ζ位置， 则第一可调机翼21和第二可调机翼22成为垂直的状态而不接受风，第三可调机翼23的角 度变大而接受更多的风，从而在飞行体产生向箭头方向倾斜的力，飞行体成为倾斜的状态 向箭头方向后退飞行。另外，如图5所示，若要使飞行体向箭头方向向左侧前进飞行，通过调整使第一可调机翼21位于i位置、第二可调机翼22位于r位置、第三可调机翼23位于y位置，则对于 因螺旋桨的旋转而向下产生的风，第一可调机翼21接受最多的风，第二可调机翼22成为垂 直的状态而不接受风，第三可调机翼23成为以与固定板的下部分相同的斜度倾斜的状态， 接受中间程度的风，从而在飞行体产生向箭头方向倾斜的力，飞行体成为倾斜的状态向箭 头方向向左侧前进飞行。而且，如图6所示，若要以相同的原理使飞行体向箭头方向向右侧前进飞行，通过 调整使第一可调机翼21位于g位置、第二可调机翼22位于t位置、第三可调机翼23位于 y位置，则在飞行体产生向箭头方向倾斜的力，飞行体成为倾斜的状态向箭头方向向右侧前 进飞行。如上所述，通过独立控制三个可调机翼即第一可调机翼21、第二可调机翼22及第 三可调机翼23，能够调整飞行体的静止、向左旋转、向右旋转、前进、后退、向左侧前进、向右 侧前进等的飞行，飞行体的速度是可以通过根据需要适当地改变各可调机翼的角度来改变 飞行体的速度。根据上述的本发明，将包含一体形成的可调机翼的三对固定板以120度分开设 置，可以减少因可调机翼相邻而产生的风的影响，由此飞行体的结构变得简单，调整变得容 易，可以比现有的下部机翼型飞行体减少大小和重量，因此可以提高动力效率，延长飞行体 的滞空时间。而且，可以使飞行体小型化，从而在室内及狭窄的场所也可以飞行，仅利用三个可 调机翼就可以实施飞行体的静止、向左旋转、向右旋转、前进、后退、向左侧前进、向右侧前 进等的功能。图7是以上述的本发明的结构为基础在控制部4安装摄像机6，并显示飞行体的断 面的实施例的图，将以固定螺距螺旋桨2为中心安装动力源61的动力部3配置于螺旋桨2 的中心轴1上部，在螺旋桨2的中心轴1的下部配置飞行体的剩余部分即安装有外啮合齿 轮64、动力装置62、动力齿轮63、控制装置7及摄像机6等的控制部4和可调机翼21、22、 23、固定板11、12、13及脚板31、32、33等，设置成飞行体的总重量分散在上部分和下部分， 使重量中心位于固定螺距螺旋桨2的中心轴1附近。本发明的工作原理如图7所示的实施例，由通过与动力源连接的连接线8接收动 力的控制装置控制动力装置62，若固定于动力装置62的轴上的动力齿轮63旋转，则与动 力齿轮63啮合的外啮合齿轮64同时旋转，从而使固定螺距螺旋桨2旋转，飞行体上升和下 降，通过调整可调机翼而飞行。在此，动力部3的动力通过贯通管状的中心轴1的连接线8传递到控制部4。另外，根据重量的均衡和设计，可以将动力部3和控制部4变换位置而设置，以使 重量中心位于螺旋桨2和中心轴1相接的位置的附近，摄像机6的位置也可以根据使侦察 和监视容易的需要，设于控制部4的下方或动力部3的上部。而且，在本发明中内置位置识别装置，从而识别飞行体的位置和方向，在一定的固 定板的前面安装闪光灯，以便可以识别飞行体飞行中的固定板的位置。产业上的利用可能性如下。如上所述，根据本发明，由于不用为了实施飞行体的飞行而复杂地设置多个固定 板和多个可调机翼，通过以120度的角度安装包含可调机翼的三对固定板并调整可调机翼，可以实现飞行体的上升及下降、左右旋转、静止、前进及后退、向左侧前进及向右侧前进 等的飞行，因此飞行体的结构变得简单，调整变得容易，与现有的下部机翼型飞行体相比， 可以提高动力效率，从而延长飞行体的滞空时间，通过以120度分开设置各三对固定板和 可调机翼，具有能够减少由于可调机翼相邻而产生的风的坏影响的效果。
另外，由于飞行体的结构和调整变得容易，减少飞行体的大小和重量，因此可以使 飞行体小型化，能够实现在室内及狭窄的空间的飞行，通过安装监视设备，使侦察和监视变 得容易。
权利要求
1.一种三叶下部机翼型飞行体，其特征在于，包括以中心轴为中心水平安装的固定螺距的螺旋桨； 安装在上述螺旋桨的中心轴的上部的动力部；以及 安装在上述螺旋桨的中心轴的下部的控制部， 上述控制部包含控制装置，以上述控制部为中心，第一、第二及第三固定板依次以120度的角度，将一侧末端安装 于上述控制部、另一侧末端安装于圆形框架和脚板， 上述脚板竖立固定安装于圆形框架的下方，上述第一、第二及第三可调机翼通过调整装置和铰链分别安装于上述第一、第二及第 三固定板的前面的下部分，第一、第二及第三可调机翼由连接于上述控制装置的上述调整装置进行调整。
2.根据权利要求1所述的三叶下部机翼型飞行体，其特征在于，通过调整上述固定螺距的螺旋桨和上述第一、第二及第三可调机翼，实施飞行体的反 转矩、上升、下降、静止、后退、向左旋转、向右旋转、向左侧前进、向右侧前进的飞行。
3.根据权利要求1所述的三叶下部机翼型飞行体，其特征在于， 安装固定板和可调机翼，上述固定板的前面的上部分是垂直平坦的面， 中间部分相对于垂直方向倾斜突出，以消除部分反转矩， 下部分平坦地开设有凹槽，用于安装四角板状的可调机翼， 固定板的后面为流线形，使风的流动变得容易。
全文摘要
现有的下部机翼型飞行体是分别安装和调整多对固定板和前进后退可调机翼及左右旋转可调机翼的复杂的结构，使飞行体的重量和体积变得大型化，存在在室内进行侦察及监视难的问题，而且，另一种飞行体是向左侧前进和向右侧前进难，由于相邻地设置了可调机翼和固定板，存在相互因风的影响导致风的流动不均匀的问题。本发明提供三叶下部机翼型飞行体，该飞行体的特征是将安装有固定螺距螺旋桨和可调机翼的三对固定板以120度设置，能够实施飞行体的反转矩、静止、前进后退、左右旋转、向左侧前进、向右侧前进等的飞行，在狭窄的空间也能进行侦察和监视，使飞行体的结构和调整变得简单，减小重量和大小，提高动力效率。
文档编号B64C27/54GK102083687SQ200980126309
公开日2011年6月1日 申请日期2009年7月1日 优先权日2008年7月7日
发明者崔基南 申请人:选择产业株式会社