一种油动圆梯形垂直起降设备的制作方法

本发明涉及飞行机械领域，特别涉及油动圆梯形垂直起降设备。

背景技术：

传统飞行设备（固定翼，多旋翼，直升机）由于气动布局的制约，无法完成一些空间狭小，复杂环境里的行业应用。目前市场上的大部分飞行设备均采用锂电池作为动力源，受能量密度限制导致续航时间较短，平均飞行15-30分钟。同时大部分飞行设备在起降时对跑道要求较高，难以实现垂直起降；且因桨叶外露，安全性较差，设备容易损坏，导致设备的使用寿命大大缩短。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术存在不足，提供一种油动圆梯形垂直起降设备，续航时间长、安全性能高、适于在复杂环境下执行任务。

本发明的目的是这样实现的：

一种油动圆梯形垂直起降设备，包括机体，飞行控制系统，动力系统，运动控制系统，自启动系统，发电系统，起落架。

所述机体包括上体、下体；所述飞行控制系统安装在机体重心位置，包括飞行控制器以及惯性导航测量单元；所述动力系统包括汽油发动机，螺旋桨；所述运动控制系统包括第一运动单元、第二运动单元、第三运动单元、第四运动单元；所述自启动系统包括启动电机，启动齿轮，电子开关；所述发电系统包括发电机，整流器；所述起落架为碳纤维材料，安装在机体下体，减震垫安装在起落架底部。

所述机体为四周封闭的圆梯形外形，无底无顶, 这种外形设计消除桨尖的湍流，提高了稳定性和效率，增加了15%左右升力，所述机体的上体、下体，均采用碳纤维复合材料。

所述飞行控制系统与所述运动控制系统第一运动单元、第二运动单元、第三运动单元、第四运动单元均连接；

所述惯性导航测量单元包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计、气压计、GPS模块，均安装在机体内部，可以实时监测飞行姿态及位置。

所述汽油发动机安装在机体内部；所述螺旋桨为两叶定距桨，由发动机直接驱动。

所述第一运动单元与所述机体的第一舵梁连接；

所述第二运动单元与所述机体的第二舵梁连接；

所述第三运动单元与所述机体的第三舵梁连接；

所述第四运动单元与所述机体的第四舵梁连接，其中所述第一运动单元和第三运动单元位于所述机体主体对称位置， 第二运动单元和第四运动单元位于机体主体对称位置 。

所述启动电机与启动齿轮、电子开关相连接，所述电子开关与飞行控制系统连接。

所述发电机连接整流器，经所述整流器整流稳压后，为机体及设备电池充电。

所述第一运动单元设置有第一舵片和带动第一舵片转动的第一舵机，

所述第二运动单元设置有第二舵片和带动第二舵片转动的第二舵机，

所述第三运动单元设置有第三舵片和带动第三舵片转动的第三舵机，

所述第四运动单元设置有第四舵片和带动第四舵片转动的第四舵机。

飞行控制系统通过运动控制系统控制第一运动单元舵机、第二运动单元舵机、第三运动单元舵机、第四运动单元舵机的转动，从而控制对应的第一运动单元舵片、第二运动单元舵片、第三运动单元舵片、第四运动单元舵片的转动，进而对飞行姿态进行控制，舵片转动角度均为-45^o~45^o。

可根据需要选择添加三光吊舱（激光测距仪，红外线成像，可见光），任务模块及救援、勘探、喷涂、林业等行业应用模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于特殊的气动布局设计，可以完成空间狭小，复杂环境里的行业应用。

2、全新的气动布局外形，提高了稳定性和效率，增加了15%左右升力。

3、整机95%为碳纤复合材料，结构强度大，自身起飞重量小。

4、续航时间长，根据任务需要可飞行1-2小时。

5、安全性较大提高，同时具有良好的稳定性和操纵性。

6、由于垂直起降，对地面要求很低，运动灵活，可控性很高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，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为本发明油动圆梯形垂直起降设备结构示意图。

图2为本发明实施例运动控制系统结构示意图。

图3 为本发明实施例自启动系统结构示意图。

图4为本发明实施例发电系统结构示意图。

图5为本发明实施例飞行控制系统和运动控制系统结构示意图。

图中附图标记为：10机体， 101为第一舵梁，102为第二舵梁，103为第三舵梁，104为第四舵梁，11为上体，12为下体，13为起落架，131为减震垫，20为飞行控制系统，201为飞行控制器，202为惯性导航测量单元，30为动力系统，301为汽油发动机，302为螺旋桨， 40为运动控制系统， 41为第一运动单元，42为第二运动单元，43为第三运动单元，44为第四运动单元，411为第一舵机，412为第一舵片，421为第二舵机，422为第二舵片，431为第三舵机，432为第三舵片，441为第四舵机，442为第四舵片，50为自启动系统，501为电子开关，502为启动电机，503为启动齿轮，60为发电系统，601为发电机，602为整流器，603为电池。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

本公开中使用的术语“第一”“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

本发明的实施例一种油动圆梯形垂直起降设备，如图1所示，包括机体10，飞行控制系统20，动力系统30，运动控制系统40，自启动系统50，发电系统60，起落架13。

机体10为四周封闭的圆梯形外形，无底无顶。这种外形设计消除桨尖的湍流，提高了稳定性和效率，增加了15%左右升力。

机体包括上体11、下体12，均采用碳纤维复合材料，结构强度大。

动力系统30中汽油发动机301安装在机体内部，为垂直起降设备提供动力源。

螺旋桨302为两叶定距桨，由汽油发动机301直接驱动。

起落架13安装在机体下体12，起落架13采用碳纤维材料，减震垫131安装在起落架13底部。

如图2所示，本发明实施例中，运动控制系统40第一运动单元41与机体第一舵梁101连接，第二运动单元42与机体第二舵梁102连接，第三运动单元43与机体第三舵梁103连接，第四运动单元44与机体第四舵梁104连接，其中所述第一运动单元41与第三运动单元43位于所述机体10主体对称位置， 所述第二运动单元42与第四运动单元44位于机体10主体对称位置 。

如图3所示，本发明实施例中，本发明实施例中设有自启动系统50，启动电机502与启动齿轮503、电子开关501相连接，所述电子开关501与飞行控制系统20连接。起飞时，飞行控制系统20控制电子开关501，进而控制启动电机502旋转，通过启动齿轮503带动汽油发动机301启动。

如图4所示，本发明实施例中，发电系统60发电机601连接整流器602，经整流器602整流稳压后，为机体及设备电池603充电。

本发明实施例中，飞行控制系统20能够稳定飞行姿态，安装在机体10重心位置，与所述第一运动单元41、第二运动单元42、第三运动单元43、第四运动单元44均连接；

如图5所示，第一运动单元41设置有第一舵机411以及第一舵片412；

第二运动单元42设置有第二舵机421以及第二舵片422；

第三运动单元43设置有第三舵机431以及第三舵片432；

第四运动单元44设置有第四舵机441以及第四舵片442。

惯性导航测量单元202包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计、气压计、GPS模块，均安装在机体10内部，可以实时监测飞行姿态及位置。

本发明实施例中，飞行控制系统20通过控制运动控制系统40第一运动单元41第一舵机411、第二运动单元42第二舵机421、第三运动单元43第三舵机431、第四运动单元44第四舵机441的转动，从而控制对应的第一运动单元第一舵片412、第二运动单元第二舵片422、第三运动单元第三舵片432、第四运动单元第四舵片442的转动。

第一舵片412、第二舵片422、第三舵片432、第四舵片442转动角度均为-45度~45度。

本发明实施例中，通过对发动机输出功率的控制以及舵片角度、速度的控制，来实现对设备滚转，俯仰，偏航，悬停以及飞行的姿态控制。

本实例中垂直升降运动，是通过调整汽油发动机301转速来实现的。

本发明实施例中，当设备进行起飞时，首先通过控制指令控制起飞，通过计算滚转角度，俯仰角度，偏航角度的数值，飞行控制系统20控制舵机的控制信号，舵机带动舵片转动，使机体保持平衡姿态。

根据任务需要，可在设备上选择添加三光吊舱（激光测距仪，红外线成像，可见光），任务模块及救援、勘探、喷涂、林业等行业应用模块，为行业应用提供解决方案。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。