本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种趴卧式垂直起降固定翼飞行器。
背景技术：
随着社会的不断发展，人们的生活水平不断提高，飞行器在人们的日常生活起到了不可替代的作用，在侦查、航测、森林防护、小型应急物品快速传送等方面都得到了应用。在各种类型的飞行器中，固定翼无人机具有续航时间长、巡航半径大、飞行效率高等优势，利用固定翼无人机作为任务平台搭载各种负载设备进行飞行作业，可广泛应用于地理测绘、地质勘探等领域。
固定翼无人机实现垂直起飞并以多种形式灵活降落，能够有效降低无人机在起降时对场地的限制。解决固定翼起降受限的难题将对固定翼无人机的应用和推广起着极为关键的推动作用。事实上，部分无人机公司通过在固定翼机翼上安装四个电动机的方式已经初步实现了固定翼垂直起飞转平飞的功能，但是这种实现方式造成飞行姿态不稳定，导致飞行效率大打折扣。飞行器在水平飞行阶段，四个电动机都处于关闭状态，不仅增加整个飞行系统的阻力，还增加了负载的重量。
为此，中国专利(公告号为CN205686609U)公开了一种垂直起降固定翼飞行器。该专利的飞行器包括机体，机体后侧设有主机翼，机翼中部的前方设有螺旋桨，后方设有副翼，机体前方设有鸭翼，机体的上方和下方分别垂直设置有垂尾。另外，为了实现冗余控制，提高飞行可靠性，位于机身上方的垂直尾翼后方设有垂直舵；主机翼的末端设有反角翼尖，下垂尾的数量2个。该专利的飞行器利用两只螺旋桨及两侧副翼提供四个自由度全姿态油门控制，控制简单；延伸型可以实现水平起降，主机翼上设有反角翼尖和立体视觉避障传感器，实现飞行避障及垂直自主精准降落；机械结构相对简单，制作成本低。
然而，现有技术的垂直起降固定翼飞行器在固定翼垂直起降时，固定翼是平着起飞的，而且固定翼较小，能够提供的飞行速度和航程有限；另一方面，飞行器在垂直起飞及平飞过程中，由于发动机不能保持水平，导致飞行效率大打折扣。因此，提供一种能够保持发动机水平的垂直起降固定翼飞行器成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的发动机不能保持水平的技术问题，本实用新型提供了一种趴卧式垂直起降固定翼飞行器，包括机身，所述机身上端的两侧设置有固定翼，所述固定翼上设置有螺旋桨，所述机身中端处设置有发动机和发动机水平保持装置，并且所述发动机的输出端与所述螺旋桨通过连接件连接以带动所述飞行器飞行，所述发动机水平保持装置与所述发动机通过齿轮连接以使所述发动机在飞行过程中保持水平。
根据一个优选实施方式，所述机身中端处固定有与所述固定翼保持水平的发动机输出轴，并且所述发动机设置于所述发动机输出轴上，以使所述发动机能够在所述飞行器飞行过程中转动。
根据一个优选实施方式，所述发动机水平保持装置至少包括第一齿轮机和第二齿轮机，其中，所述第一齿轮机设置于所述发动机的输出端，通过一电机的带动而转动的所述第二齿轮机垂直于所述第一齿轮机并与所述第一齿轮机齿接。
根据一个优选实施方式，所述固定翼包括对称设置于所述机身上端两侧的第一固定翼和第二固定翼。
根据一个优选实施方式，所述螺旋桨包括分别固定于所述第一固定翼和所述第二固定翼上方的第一螺旋桨和第二螺旋桨，并且所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨分别与所述发动机的两个输出端通过软轴连接。
根据一个优选实施方式，所述飞行器还包括副翼，所述副翼包括位于所述第一固定翼和所述第二固定翼下方并分别与所述第一固定翼和所述第二固定翼活动连接的第一副翼和第二副翼。
根据一个优选实施方式，连接所述第一固定翼与所述第一副翼的活动连接件以及连接所述第二固定翼与所述第二副翼的活动连接件分别至少为两个。
根据一个优选实施方式，所述飞行器还包括尾翼，所述尾翼包括固定于所述机身下端两侧的第一尾翼和第二尾翼。
根据一个优选实施方式，所述固定翼的尺寸大于所述副翼的尺寸，所述副翼的尺寸大于所述尾翼的尺寸。
根据一个优选实施方式，所述飞行器还包括设置于所述机身中端处的坐垫。
本实用新型提供的趴卧式垂直起降固定翼飞行器至少具有如下优势：
(1)本实用新型的趴卧式垂直起降固定翼飞行器在垂直起飞和平飞过程中，通过与发动机齿轮连接的发动机水平保持装置可使发动机始终保持水平，解决了飞行器平飞的问题，使得本实用新的飞行器省油且速度快，不会出现因发动机不能保持水平而导致飞行效率不高的问题。
(2)本实用新型的趴卧式垂直起降固定翼飞行器的固定翼竖着起飞，并且固定翼的尺寸较副翼和尾翼都大，解决了现有固定翼较小且能够提供的飞行速度和航程有限的问题。
(3)本实用新型的趴卧式垂直起降固定翼飞行器的副翼设置于固定翼下方并与固定翼活动连接，在飞行器垂直起降时，副翼产生的力与发动机重量和人的重量相当，解决了飞行器在飞行过程中所需的转向和升力问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1是本实用新型趴卧式垂直起降固定翼飞行器的一个优选实施方式结构示意图；
图2是本实用新型发动机水平保持装置的一个优选实施方式结构示意图。
图中10-固定翼；20-副翼；30-尾翼；40-螺旋桨；50-发动机；60-发动机水平保持装置；70-机身；80-软轴；90-发动机输出轴；11-第一固定翼；12-第二固定翼；21-第一副翼；22-第二副翼；31-第一尾翼；32-第二尾翼；41-第一螺旋桨；42-第二螺旋桨；61-第一齿轮机；62-第二齿轮机。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
图1示出了本实用新型趴卧式垂直起降固定翼飞行器的第一结构示意图。如图1所示，本实用新型的飞行器包括机身70，机身70上端的两侧设置有固定翼10，固定翼10上设置有螺旋桨40，机身70中端处设置有发动机50和发动机水平保持装置60。优选的，发动机50的输出端与螺旋桨40通过连接件连接以带动飞行器飞行。优选的，发动机水平保持装置60与发动机50通过齿轮连接以使发动机50在飞行过程中保持水平。
如图1所示，机身70的下端是指机身接近地面的一端，即靠近机身70底座的一端，上端是指远离底面的一端，中端即为机身70的中部位置。
本实用新型的趴卧式垂直起降固定翼飞行器在垂直起飞和平飞过程中，通过与发动机50齿轮连接的发动机水平保持装置60可使发动机50始终保持水平，解决了飞行器平飞的问题，使得本实用新的飞行器省油且速度快，不会出现因发动机50不能保持水平而导致飞行效率不高的问题。
根据一个优选实施方式，机身70中端处固定有与固定翼10保持水平的发动机输出轴90，并且发动机50设置于发动机输出轴90上，以使发动机50能够在飞行器飞行过程中转动。现有技术的发动机大多是固定在飞行器的底盘上，难以转动，而本实用新型飞行器的发动机50固定在发动机输出轴90上，飞行器在垂直起飞以及平飞过程中，发动机可以转动，并且通过发动机水平保持装置60使发动机50保持水平，从而解决飞行器平飞的问题。
图2示出了本实用新型发动机水平保持装置的结构示意图。如图2所示，发动机水平保持装置60至少包括第一齿轮机61和第二齿轮机62。优选的，第一齿轮机61设置于发动机50的输出端，通过一电机的带动而转动的第二齿轮机62垂直于第一齿轮机61并与第一齿轮机61齿接。更优选的，第二齿轮机62设置于与发动机输出轴90相垂直的轴的端部，并且第二齿轮机62与第一齿轮机61齿接，第二齿轮机62通过一小电机带动而转动，通过第二齿轮机62的转动可带动第一齿轮机61转动，从而使发动机50保持水平。
继续参见图1，固定翼10包括对称设置于机身70上端两侧的第一固定翼11和第二固定翼12。
继续参见图1，螺旋桨40包括分别固定于第一固定翼11和第二固定翼12上方的第一螺旋桨41和第二螺旋桨42。优选的，本实用新型的发动机50在左右两侧各具有一个输出端。更优选的，第一螺旋桨41和第二螺旋桨42分别与发动机50的两个输出端通过软轴80连接。连接件不限于软轴80，还可以是其余的连接件。
根据一个优选实施方式，第一固定翼11和第二固定翼12上的螺旋桨40对称设置。本实用新型的螺旋桨40为2个，也可以是4个甚至更多个。本实用新型的飞行器通过对称设置的螺旋桨40，可使飞行器实现垂直起降。继续参见图1，本实用新型的飞行器还包括副翼20。优选的，副翼20包括位于第一固定翼11和第二固定翼12下方并分别与第一固定翼11和第二固定翼12活动连接的第一副翼21和第二副翼22。
根据一个优选实施方式，连接第一固定翼11与第一副翼21的活动连接件以及连接第二固定翼12与第二副翼22的活动连接件分别至少为两个。优选的，第一副翼21和第二副翼22与第一固定翼11和第二固定翼12之间分别通过合页连接件连接。
本实用新型的趴卧式垂直起降固定翼飞行器的副翼20设置于固定翼10下方并与固定翼10活动连接，在飞行器垂直起降时，副翼20产生的力与发动机50重量和人的重量相当，解决了飞行器在飞行过程中所需的转向和升力问题。
继续参见图1，本实用新型的飞行器还包括尾翼30。优选的，尾翼30包括固定于机身70下端两侧的第一尾翼31和第二尾翼32。本实用新型的飞行器通过第一尾翼31和第二尾翼32来调整飞行器的飞行方向，从而使飞行器实现平飞。
根据一个优选实施方式，固定翼10的尺寸大于副翼20的尺寸，副翼20的尺寸大于尾翼30的尺寸。本实用新型的趴卧式垂直起降固定翼飞行器的固定翼10竖着起飞，并且固定翼10的尺寸较副翼20和尾翼30都大，解决了现有固定翼10较小且能够提供的飞行速度和航程有限的问题。
继续参见图1，本实用新型的飞行器还包括设置于机身70中端处的坐垫。本实用新型的坐垫用于载人。优选的，本实用新型的坐垫可以是单人座，也可以是双人座，还可以是多人座，以便满足不同的需求。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。