一种飞行器及飞行系统的制作方法

本发明涉及飞行器技术领域，具体而言，涉及一种飞行器及飞行系统。

背景技术：

目前，飞行器因为具有体积小、重量轻以及操作灵活和安全性高的特点，已经广泛应用于航拍、监视、搜救、勘察等技术领域，传统技术中多采用在飞行器两侧设置固定翼的方式来实现飞行器的前进及加速，这种方式使飞行器在起飞和降落时对地面环境的要求较高，需要较大空间及较为平坦的地带，且需要操作人员具有较高的操作水平，降落时易对飞行器主体造成振荡损坏，降低了用户操作的安全性。而直接将固定翼改成旋翼的飞行器，虽然降低了对地面环境的要求，但是大大减低了其前进和加速的效果，降低了用户使用飞行器的体验度。

针对上述传统技术中的飞行器在起飞和降落时对地面环境要求较高，且降落时易对飞行器主体造成振荡损坏，降低用户操作的安全性，进而降低用户使用飞行器的体验度问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种飞行器及飞行系统，能够降低飞行器在起飞和降落时对地面环境的要求，有效避免了飞行器降落时地面对飞行器主体造成的振荡损坏，同时也保持了飞行器小体积以及良好的前进和加速效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种飞行器，包括：机身主体和机身主体两侧的机翼，两侧的机翼上对称设置有旋翼；旋翼配置有提供动力的电机和与电机连接的调速器，调速器与飞行器的主控板电连接；旋翼的旋转平面垂直于机翼所在的平面。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述旋翼通过旋翼固定座设置在机翼靠近机头的侧楞上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述飞行器还包括：对称设置于所述机翼两侧边缘的翼尖脚架，翼尖脚架用于在飞行器处于停留在地面状态时，支撑飞行器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述飞行器还包括：对称设置于机翼尾部的副翼，副翼通过舵机与主控板电连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，每个副翼配置有独立的舵机，主控板通过控制舵机调整对应的副翼的姿态，以控制飞行器的飞行姿态。

结合第一方面的第三种以及第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述旋翼和上述副翼的个数均为两个。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述飞行器还包括：分别与主控板电连接的气压传感器和GPS传感器；其中，气压传感器用于检测飞行器当前位置的气压值，将气压值传输至主控板；GPS传感器用于获取飞行器飞行时的定位信息，并将定位信息传输至主控板；主控板接收并记录气压值和定位信息，根据气压值获取飞行器当前的飞行高度。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述飞行器还包括：九轴传感器，该九轴传感器包括：陀螺仪、加速度计以及磁力计，九轴传感器检测飞行器的行驶参数，并将行驶参数传输至主控板；主控板根据飞行高度、定位信息以及行驶参数控制所述飞行器的飞行姿势。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述飞行器还包括：与主控板连接的传感器组件，传感器组件至少包括以下之一：光流传感器、超声波传感器和红外传感器；主控板接收传感器组件上传的采集信息，根据采集信息调整飞行器的飞行姿势。

第二方面，本发明实施例还提供一种飞行系统，其中，该飞行系统包括：上述第一方面提供的飞行器，以及上述飞行器的控制器；上述飞行器与控制器无线通信；其中，控制器为飞行器的遥控器或者为移动终端。

本发明实施例提供的飞行器及飞行系统，通过飞行器两侧的机翼上对称设置的旋翼在垂直于机翼所在的平面进行旋转，能够使飞行器在旋翼模式下实现垂直升起和降落，降低了飞行器在起飞和降落时对地面环境的要求，有效避免了飞行器降落时地面对飞行器主体造成的振荡损坏，提高了用户操作的安全性。

进一步，本发明实施例提供的飞行器及飞行系统，通过调速器控制电机的转速进而调节飞行器旋翼的旋转速度，能够在飞行器飞行时提供推力，实现飞行器的垂直起降模式和平飞模式的转换，并且转换过程稳定平滑，可控性强，同时也保持了良好的前进和加速效果，提高了用户使用飞行器的体验度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种飞行器的旋翼的立体结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种飞行器的立体结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的图2所示的飞行器的主视图；

图4示出了本发明实施例所提供的图2所示的飞行器的后视图；

图5示出了本发明实施例所提供的图2所示的飞行器的侧视图；

图6示出了本发明实施例所提供的图2所示的飞行器的仰视图；

图7示出了本发明实施例所提供的图2所示的飞行器的俯视图；

图8示出了本发明实施例所提供的一种飞行器的爆炸图；

图9示出了本发明实施例所提供的一种飞行器的电路控制原理框图。

图示说明：

1-机身主体 2a-机翼 2b-机翼 3a-旋翼 3b-旋翼

4a-翼尖脚架 4b-翼尖脚架 5a-副翼 5b-副翼

6-电机支架 7-电机固定螺丝 8-电机 9-旋翼固定座

10-旋翼固定座螺丝 11-旋翼固定螺丝 12a-电机盖

12b-电机盖 13-电池 14-电源板 15-主控板

16-主控板固定座 17a-副翼控制组件 17b-副翼控制组件

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到传统技术中，飞行器在起飞和降落时对地面环境要求较高，且降落时易对飞行器主体造成振荡损坏，降低用户操作的安全性，进而降低用户使用飞行器的体验度问题，本发明实施例提供了一种飞行器及飞行系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1所示的一种飞行器的旋翼的立体结构示意图，该飞行器包括：机身主体1和机身主体1两侧的机翼2a和2b，在该飞行器两侧的机翼2a和2b上对称设置有旋翼3a和3b，旋翼3a和3b分别配置有提供动力的电机(图1中未示出)和与电机连接的调速器(图1中未示出)，调速器与飞行器的主控板(图1中未示出)电连接；主控板通过调速器控制电机的转速，带动旋翼3a和3b旋转，以控制飞行器的垂直起飞、降落以及悬停。

旋翼3a和3b的旋转平面垂直于机翼2a和2b所在的平面，旋翼3a和3b通过旋翼固定座(图1中未示出)分别设置在机翼2a和2b靠近机头的侧楞上，其中，旋翼3a和3b在机翼2a和2b靠近机头的侧楞上的具体设置位置可以根据具体飞行器的结构进行灵活设置，本实施例对此不进行限制。

上述发明实施例1提供的飞行器，通过飞行器两侧的机翼上对称设置的旋翼在垂直于机翼所在的平面进行旋转，能够使飞行器在旋翼模式下实现垂直升起和降落，降低了飞行器在起飞和降落时对地面环境的要求，有效避免了飞行器降落时地面对飞行器主体造成的振荡损坏，提高了用户操作的安全性。

具体实现时，上述飞行器还包括：对称设置于机翼2a和2b两侧边缘处的翼尖脚架，如图2所示的一种飞行器的立体结构示意图中的翼尖脚架4a和4b，翼尖脚架4a和4b用于在飞行器处于停留在地面状态时，支撑飞行器，能够使飞行器在旋翼模式下实现垂直升起和降落，无需跑道，有效避免了飞行器降落时地面对飞行器主体造成的振荡损坏，降低了飞行器对起降场地的要求。

具体实现时，上述飞行器还包括：对称设置于飞行器机翼2a和2b尾部的副翼，如图2所示，副翼5a和5b通过舵机与主控板电连接，其中，舵机与主控板在图2中未示出。每个副翼5a和5b配置有独立的舵机，主控板通过控制舵机调整对应的副翼的姿态，以控制飞行器的飞行姿态。副翼5a和5b在舵机的调整下出现差动偏转，包括：同上同下偏转，一上一下偏转，或者使副翼5a和5b的摆动角度不一样，导致机翼2a和2b两端的升力发生变化，产生压力差，即产生滚转力矩，以控制飞行器做横滚机动。

飞行器在旋翼飞行模式下垂直起飞达到指定高度后，主控板通过调速器控制电机调整旋翼3a和3b的旋转速度，同时通过舵机控制副翼5a和5b的差动偏转，使飞行器调整飞行姿态，进行水平飞行，此时机翼2a和2b起主导作用，旋翼3a和3b以及副翼5a和5b起辅助飞行的作用，即固定翼飞行模式。当飞行器需要向左转时，副翼5a上偏，副翼5b下偏，飞行器向左滚转，实现向左转；反之，需要向右转时，副翼5b上偏，副翼5a下偏，飞行器向右滚转，实现向右转。

图3、图4分别示出了上述发明实施例所提供的图2所示的飞行器的主视图以及后视图，通过图3、图4可以看出飞行器处于停留在地面状态时，由翼尖脚架4a和4b支撑，实现飞行器的在旋翼飞行模式下垂直起飞和降落，旋翼3a和3b的旋转平面垂直于机翼2a和2b所在的平面。

图5示出了上述发明实施例所提供的图2所示的飞行器的侧视图，由图5可以看出翼尖脚架4a和4b对称设置于机翼2a和2b(图5中未示出)两侧边缘的位置，对飞行器起支撑作用，使飞行器能够在较小的场地使用，降低飞行器对起降场地的要求。

图6、图7分别示出了本发明实施例所提供的图2所示的飞行器的仰视图以及俯视图，通过图6、图7可以看出飞行器的结构简单，附加设备较少，不需要较大的起飞和降落空间，使用户对飞行器的操作更加灵活。

上述飞行器的旋翼和副翼的个数均为两个，应当理解，上述实施例的飞行器的旋翼及副翼的个数是本发明实施例提供的优选实施例，因此不应被看作是对范围的限定。

在上述实施例1的基础上，本发明实施例还提供了上述飞行器的爆炸图，如图8所示，需要说明的是，图8示出的飞行器的爆炸图，仅仅包括飞行器主要的结构示意图，而不是飞行器所有的结构。

如图8所示，旋翼组件包括：旋翼3a和3b、电机支架6、电机固定螺丝7、电机8、旋翼固定座9、旋翼固定座螺丝10、旋翼固定螺丝11以及电机盖12a和12b，旋翼3a和3b通过旋翼固定座9设置在机翼2a和2b靠近机头的侧楞上；翼尖脚架4a和4b通过固定装置(图8中未示出)设置在机翼2a和2b的两侧边缘处；副翼5a和5b分别通过副翼控制组件17a和17b对称设置于飞行器机翼2a和2b的尾部；在飞行器顶部还设置有电池13、电源板14以及主控板15，其中主控板15通过主控板固定座16设置在飞行器顶部。

上述实施例提供的飞行器通过飞行器两侧的机翼上对称设置的旋翼在垂直于机翼所在的平面进行旋转，能够使飞行器在旋翼模式下实现垂直升起和降落，降低了飞行器在起飞和降落时对地面环境的要求，在飞行过程中，通过调节飞行器旋翼的旋转速度以及副翼的差动翻转，能够在飞行器飞行时提供推力，实现飞行器的垂直起降模式和平飞模式的转换，并完成相关动作，同时也保持了良好的前进和加速效果，提高了用户使用飞行器的体验度。

实施例2

为了便于对本发明实施例提供的飞行器进一步理解，在实施例1的基础上，本发明还提供了上述实施例1所述的飞行器的电路控制原理框图，如图9所示，具体的，该飞行器的电路控制原理框图主要包括以下各个部件：主控板、气压传感器、GPS传感器、九轴传感器、调速器、舵机、、无线传输模块以及传感器组件，其中，图9仅示出一个调速器以及舵机，具体实现时，可以根据具体飞行器的结构进行灵活设置，本实施例对此不进行限制。

其中，气压传感器、GPS传感器以及九轴传感器与主控板电连接。气压传感器用于检测飞行器飞行时当前位置的气压值，并将气压值传输至主控板；GPS传感器用于获取飞行器飞行时的定位信息，包括：飞行器当前位置的经度和纬度，并将定位信息传输至主控板；主控板接收并记录气压值和定位信息，根据气压值获取飞行器当前的飞行高度。

九轴传感器包括：陀螺仪、加速度计以及磁力计，九轴传感器检测飞行器的行驶参数，并将行驶参数传输至主控板。具体实现时，陀螺仪通过测量自身的旋转状态判断当前飞行器的运动状态，包括飞行器的向前、向后、向上、向下、向左、向右以及飞行器加速、减速等；加速度计通过测量飞行器在飞行方向上加速度进而计算飞行器在该飞行方向上的飞行距离；磁力计通过测量飞行器飞行时的磁场强度和方向，定位飞行器当前的飞行方向。

主控板根据飞行器当前的飞行高度、定位信息以及行驶参数，控制飞行器的飞行姿势，通过调速器控制电机的转速进而控制飞行器的旋翼的旋转速度以及通过舵机控制副翼的差动翻转，实现控制飞行器的飞行姿势，完成相关动作。

进一步，上述飞行器还包括：与主控板连接的传感器组件，传感器组件至少包括以下之一：光流传感器、超声波传感器和红外传感器；主控板接收传感器组件上传的采集信息，根据采集信息调整飞行器的飞行姿势。例如，飞行器可以利用光流传感器捕捉飞行过程中的图像，并对图像进行分析，与九轴传感器或者GPS传感器配合使用，实时获取飞行器自身的位置及运动情况；飞行器还可以通过超声波传感器和红外传感器检测飞行方向上的障碍物，并将障碍物信息传送给主控板，进而调整飞行器的飞行姿势，对障碍物进行躲避，以达到更好的飞行状态。具体实现时，传感器组件包含的传感器种类及数量，可以根据实际情况进行设置，本实施例对此不进行限制。

上述发明实施例2提供的飞行器，通过主控板对飞行器的飞行控制，调节飞行器旋翼的旋转速度以及副翼的差动翻转，能够使飞行器在飞行时实现各种飞行姿态并完成相关动作，同时也保持了良好的前进和加速效果，提高了用户使用飞行器的体验度。

实施例3

在实施例1与实施例2的基础上，本发明实施例还提供了一种飞行系统，该飞行系统包括上述实施例中的飞行器，以及飞行器的控制器，其中，飞行器与控制器无线通信。

上述飞行器的控制器包括：飞行器的遥控器，或者移动终端，例如：手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，掌上电脑)、膝上型便携计算机、车载电脑等等。

飞行器与控制器通过设置于主控板的无线传输模块建立通信，飞行器通过无线传输模块，将主控板接收的实时参数发送至控制器，其中实时参数包括：飞行器当前的飞行高度、定位信息以及行驶参数。

用户可以根据控制器接收到的实时参数，通过控制器的操作控制模块输入操作指示，对飞行器进行控制，飞行器通过无线传输模块接收到控制器的控制命令后，按照控制器给的控制命令完成相关动作，例如起飞、降落、悬停、改变飞行状态，包括：调整飞行高度和飞行方向以及飞行速度等等，或者，根据用户的设置，飞行器能够在飞行过程中自动调节飞行状态，按照用户的设置进行飞行。

本发明实施例3所提供的飞行系统，其运行方法及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。

上述发明实施例3所提供的飞行系统，通过控制器控制飞行器的飞行状态，使飞行器的操作更加灵活，能够按照用户给定的操作指示完成相关动作，实现垂直升起和降落，提高了用户使用飞行器的体验度。

需要注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。