一种旋翼可倾转的垂直起降复合翼无人机的制作方法

文档序号:14977459发布日期:2018-07-20 19:27阅读:448来源:国知局

本实用新型属于无人机领域,尤其涉及一种旋翼可倾转的垂直起降复合翼无人机。



背景技术:

近几年,由于多旋翼无人机不受场地限制、可悬停、成本低等优点的影响,其型号及数量迅猛增长,但是受制于动力、气动布局等因素,多旋翼在航程、速度、飞行时间等方面难以满足越来越严苛的用户需求。固定翼无人机续航时间长、速度高,但却需要起飞跑道,大大制约了其可用性。

目前已经有采用复合翼形式,以常规固定翼飞行器为基础,增加多旋翼动力单元,在起降及低速状态下按照多轴模式飞行,通过多个螺旋桨产生的拉力克服重力和气动阻力进行飞行;而在高速状态下,按照固定翼模式飞行,通过气动升力克服重力,通过拉力向前的螺旋桨克服气动阻力实现飞行。复合翼方案无需额外机构,结构简单;不存在大幅度飞行姿态变化,导航解算容易。因此,复合翼垂直起降方案是目前可靠性最高,技术风险最低的长航时垂直起降无人机方案。

复合翼无人机虽然有效地弥补了固定翼无人机无法垂直起降的短板,但是,为了解决这一短板,固定翼无人机上面承载了一大部分无用载荷,当复合翼无人机进入以固定翼模式飞行时,旋翼系统便停止了工作,仅仅是提高了整机的无用负载,降低了固定翼模式下飞行的性能。



技术实现要素:

发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本实用新型提供一种旋翼可倾转的垂直起降复合翼无人机,能提升飞行性能,延长飞行时间。

技术方案:为实现上述目的,本实用新型的一种旋翼可倾转的垂直起降复合翼无人机,包括无人机机身、机侧固定翼、机尾固定翼、前旋翼、后旋翼、前旋翼电机、后旋翼电机、导航模块、旋翼架和前旋翼倾转机构;

两水平设置的所述机侧固定翼对称固定设置在无人机机身两侧部;两所述机尾固定翼对称固定设置在无人机机身的机尾两侧部;两所述旋翼架对称设置在两所述机侧固定翼下部,两所述旋翼架互相平行,且旋翼架长度方向与无人机机身前后方向平行,所述旋翼架的前段在机侧固定翼前部伸出,所述旋翼架的后段在机侧固定翼后部伸出;两所述后旋翼电机竖向设置在旋翼架的后段,且后旋翼电机位于旋翼架的后段末端下侧;两所述后旋翼分别水平设置在两后旋翼电机下方,且后旋翼电机与后旋翼驱动连接;两所述前旋翼和前旋翼电机通过前旋翼倾转机构设置在旋翼架的前段末端;所述导航模块设置在无人机机身的机尾上部。

进一步的,所述前旋翼倾转机构包括电机U形架和U型架座;

所述U型架座固定设置在旋翼架的前段末端,所述电机U形架可转动设置在U型架座上,所述U型架座中的电机可驱动电机U形架沿U型架座上的横向转轴倾转,所述前旋翼电机固定设置在电机U形架上。

进一步的,还包括降落缓冲垫,两所述降落缓冲垫对称设置在无人机机身的机头底部两侧。

进一步的,还包括机头灯、翼灯和机尾灯;所述机头灯、翼灯和机尾灯分别设置在机头前端、机侧固定翼下部和机尾尾部。

进一步的,所述无人机机身的外轮廓成头粗尾细的流线形水滴状。

进一步的,还包括红外线距离传感器,所述红外线距离传感器设置在机头前端,两所述红外线距离传感器左右并列设置。

进一步的,两所述机尾固定翼的两翼部在机尾上方成倒“八”字形张开,两所述机尾固定翼的“八”字形张开角度为120度。

进一步的,所述旋翼架为内部空心的方管结构,且旋翼架的管内侧沿长度方向阵列若干加强柱,所述加强柱的上下端分别连接旋翼架的管内上下内壁。

进一步的,所述旋翼架为碳纤维材质。

进一步的,所述机侧固定翼的延伸翼末端呈向上扬起状。

有益效果:本实用新型的结构简单,减少旋翼数量,为前旋翼设计倾转机构实现了垂直起飞至平飞和平飞至降落的即时切换,优化了气动外形,减小飞行阻力,提升飞行性能,延长飞行时间;空心的方管结构与加强柱结合在不降低旋翼架强度的情况下,降低了整机的重量,进一步的提高了无人机的飞行阻力;同时该复合翼的形式弥补了固定翼无人机需要特定跑道滑行起飞降落的不足。

附图说明

附图1为本实用新型的整体轴测图;

附图2为本实用新型的整体第一视图;

附图3为本实用新型的整体第二视图;

附图4为本实用新型的整体第三视图;

附图5为本实用新型的整体第四视图;

附图6为前旋翼倾转机构局部结构示意图;

附图7为旋翼架内部加强柱结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图1至7所示,一种旋翼可倾转的垂直起降复合翼无人机,包括无人机机身5、机侧固定翼12、机尾固定翼10、前旋翼1、后旋翼7、前旋翼电机2、后旋翼电机8、导航模块9、旋翼架18和前旋翼倾转机构23;

两水平设置的所述机侧固定翼12对称固定设置在无人机机身5两侧部;两所述机尾固定翼10对称固定设置在无人机机身5的机尾27两侧部;两所述旋翼架18对称设置在两所述机侧固定翼12下部,两所述旋翼架18互相平行,且旋翼架18长度方向与无人机机身5前后方向平行,所述旋翼架18的前段4在机侧固定翼12前部伸出,所述旋翼架18的后段6在机侧固定翼12后部伸出;两所述后旋翼电机8竖向设置在旋翼架 18的后段6,且后旋翼电机8位于旋翼架18的后段6末端下侧;两所述后旋翼7分别水平设置在两后旋翼电机8下方,且后旋翼电机8与后旋翼7驱动连接;两所述前旋翼 1和前旋翼电机2通过前旋翼倾转机构23设置在旋翼架18的前段4末端;所述导航模块9设置在无人机机身5的机尾27上部。

所述前旋翼倾转机构23包括电机U形架3和U型架座20;所述U型架座20固定设置在旋翼架18的前段4末端,所述电机U形架3可转动设置在U型架座20上,所述U型架座20中的电机可驱动电机U形架3沿U型架座20上的横向转轴倾转,所述前旋翼电机2固定设置在电机U形架3上,电机U形架3带动前旋翼电机2倾转可改变两所述前旋翼1的推力方向,进而前旋翼倾转机构实现了垂直起飞至平飞的切换。

还包括降落缓冲垫19,两所述降落缓冲垫19对称设置在无人机机身5的机头15 底部两侧,飞机俯冲式着地可起到缓冲作用。

还包括机头灯13、翼灯17和机尾灯16;所述机头灯13、翼灯17和机尾灯16分别设置在机头15前端、机侧固定翼12下部和机尾27尾部。

所述无人机机身5的外轮廓成头粗尾细的流线形水滴状,减少飞行阻力,降低了动力装置的负担,提高了飞行续航和加速性能。

还包括红外线距离传感器14,所述红外线距离传感器14设置在机头15前端,两所述红外线距离传感器14左右并列设置,能识别前方障碍物,利于提前预警或避开。

两所述机尾固定翼10的两翼部在机尾上方成倒“八”字形张开,两所述机尾固定翼10的“八”字形张开角度为120度,该角度设置使无人机的飞行平稳性达到最佳状态。

所述旋翼架18为内部空心的方管结构,且旋翼架18的管内侧沿长度方向阵列若干加强柱22,所述加强柱22的上下端分别连接旋翼架18的管内上下内壁,空心的方管结构与加强柱结合在不降低旋翼架18强度的情况下,降低了整机的重量。

所述旋翼架18为碳纤维材质,进一步增加了强度旋翼架18,同时降低了重量,提高飞行性能。

所述机侧固定翼12的延伸翼末端25呈向上扬起状,降低了对流气体对无人机的影响,使无人机运行更加平稳。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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