机翼及无人机的制作方法

文档序号:15008685发布日期:2018-07-24 21:54阅读:142来源:国知局

本发明涉及无人机技术领域,尤其是涉及一种机翼及无人机。



背景技术:

无人机是指利用无线遥控设备和自身的控制装置进行控制的不载人飞行器。

按照飞行平台构型分类,无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机等。不同种类的无人机均具有不同的优缺点,固定翼无人机续航时间相对较长,但是对于起飞与降落的场要求相对较高,起飞与降落均需要较大的场地;而旋翼无人机虽然对于起飞与降落的场地要求相对较低,但是续航时间相对较短。

因此,现有技术中的无人机无法同时满足起飞与降落的场地要求低、续航时间长这两种需求。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种机翼,以解决上述技术问题。

本发明提供的机翼,包括:旋翼组件,所述旋翼组件包括安装座,所述安装座上安装有旋翼和用于驱动所述旋翼绕所述旋翼的中心轴转动的第一驱动机构,所述安装座与第二驱动机构连接,所述第二驱动机构驱动所述安装座绕第一轴线转动,所述第一轴线与所述旋翼的中心轴垂直。

进一步地,所述旋翼组件的数量为多个,多个所述旋翼组件分为两组,同一组内的各所述旋翼的转动方向相同,其中一组所述旋翼组件中的各所述旋翼的转动方向与另一组所述旋翼组件中的各所述旋翼的转动方向相反。

可选地,所述安装座包括支撑环、转轴和支撑架,所述转轴安装于所述支撑环的外侧壁上相对的两侧,所述第二驱动机构与所述转轴连接,所述支撑架安装于所述支撑环的内侧,所述旋翼和所述第一驱动机构安装于所述支撑架上,且所述旋翼的安装点位于所述支撑环的圆心区域。

优选地,所述支撑架包括三根连接杆,三根所述连接杆的一端相互连接,另一端均与所述支撑环的内壁连接,且相邻的所述连接杆之间的夹角为120度。

在上述任一技术方案中,进一步地,机翼还包括机翼本体,所述机翼本体上设置有贯穿所述机翼本体厚度方向的安装孔,所述安装座安装于所述安装孔内,且所述安装座与所述机翼本体转动连接。

较佳地,所述机翼本体上安装有限位环,所述限位环的内侧设置有弧形限位块,所述转轴穿过所述限位环,且所述转轴上与所述限位环相对的区域设置有限位凸起。

进一步地,所述机翼本体上沿所述机翼本体的头部至尾部连线方向为对称中心,尾部的两侧分别设置有一组舵面。

优选地,所述舵面与所述机翼本体的头部至尾部之间的连线之间的夹角为锐角。

进一步地,所述机翼本体为三角翼。

相对于现有技术,本发明所述的机翼具有以下优势:

本发明所述的机翼应用于无人机,旋翼组件安装于无人机的机身上,在无人机起飞的过程中,旋翼呈水平状态,第一驱动机构驱动对应的旋翼转动,旋翼转动带动气流流动,产生沿竖直方向运动的动力,从而使得无人机垂直飞起,无需占用较大场地即可使得无人机飞起。在无人机飞到一定高度后,第二驱动机构驱动安装座绕第一轴线转动,安装座带动旋翼转动,从而使得旋翼相对水平面呈倾斜状态或者竖直状态,以使得旋翼产生的推动无人机沿水平方向前进的动力更大,从而在无人机在水平方向飞行时损耗更小,续航时间更长,航程更远。

因此,与现有技术中的无人机相比,应用有上述技术方案提供的机翼的无人机,对于起飞与降落的场地要求更低,且续航时间更长,航程更远。

本发明的另一目的在于提出一种无人机,以解决上述技术问题。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种无人机,包括机身,所述机身上安装有如上述技术方案所述的旋翼组件。

所述无人机与上述机翼相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明实施例提供的机翼处于第一状态的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的机翼处于第二状态的结构示意图一;

图3为本发明实施例提供的机翼处于第二状态的结构示意图二;

图4为本发明实施例提供的机翼中转轴与限位环的相对位置示意图。

图中:10-机翼本体;11-安装孔;21-支撑环;22-转轴;23-支撑架;24-限位凸起;30-旋翼;41-限位环;42-弧形限位块;50-舵面;60-第一驱动机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中,需要说明的是,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。

在本发明的描述中,需要说明的是,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。

实施例一

如图1-图3所示,本发明实施例提供的机翼,包括:旋翼组件,旋翼组件包括安装座,安装座上安装有旋翼30和用于驱动旋翼30绕旋翼30的中心轴转动的第一驱动机构60,安装座与第二驱动机构连接,第二驱动机构驱动安装座绕第一轴线转动,第一轴线与旋翼30的中心轴垂直。

如图1所示,旋翼30的中心轴垂直于纸面,第一轴线为线段cd,第二驱动机构驱动安装座绕线段cd转动,从而带动旋翼30在水平状态和竖直状态之间转换。图1中旋翼30处于水平状态,图2和图3中旋翼30处于竖直状态。

本发明实施例的机翼应用于无人机,旋翼组件安装于无人机的机身上,在无人机起飞的过程中,旋翼30呈水平状态,第一驱动机构60驱动对应的旋翼30转动,旋翼30转动带动气流流动,以产生向上的推力,从而使得无人机垂直飞起,无需占用较大场地即可使得无人机飞起。在无人机飞到一定高度后,第二驱动机构驱动安装座绕第一轴线转动,安装座带动旋翼30转动,从而使得旋翼30相对水平面呈倾斜状态或者竖直状态,以使得旋翼30产生的推动无人机沿水平方向前进的动力更大,从而在无人机在水平方向飞行时损耗更小,续航时间更长,航程更远。

值得说明的是,在本实施例中,旋翼30包括中心轴和安装于中心轴上的多个浆叶,在旋翼30呈水平状态时,旋翼30的中心轴与水平面垂直,多个浆叶所在平面与水平面平行;旋翼30呈竖直状态时,旋翼30的中心轴与水平面平行,多个浆叶所在平面与水平面垂直。

因此,与现有技术中的无人机相比,应用有上述技术方案提供的机翼的无人机,对于起飞与降落的场地要求更低,且续航时间更长,航程更远。

在同一个无人机上,通常需要安装多个旋翼组件,在本实施例的一种具体实施方式中,旋翼组件的数量为偶数个,且将多个旋翼组件分为两组,位于同一组内的各旋翼组件的旋翼30的旋转方向相同,而两组旋翼组件中,旋翼组件的旋翼30的旋转方向相反。例如,其中一组旋翼组件中,各旋翼30均为右旋;而另一组旋翼组件中,各旋翼30均为左旋。

在本实施例的一种具体实施方式中,旋翼组件可以直接安装于机身上,或者,在本实施例的另一种具体实施方式中,机翼还包括机翼本体10,旋翼组件通过机翼本体10安装于机身上。如图1所示,机翼本体10上设置有贯穿机翼本体10的厚度方向的安装孔11,安装座安装于安装孔11内,且安装座与机翼本体10转动连接,机翼本体10与机身固定连接,从而使得安装座可相对机身转动。

当旋翼组件的数量为多个且分为两组时,两组旋翼组件在机翼本体10上对称分布,如图1所示,两组旋翼组件相对机翼本体10的头部至尾部连线(即图1中线段a-b)对称设置,且位于机翼本体10其中一侧的旋翼30的旋转方向与另一侧的旋翼30的旋转方向相反。举例来说,如图1所示,机翼本体10在线段ab的左右两侧分别设置有一个安装孔11,也就是说,机翼本体10的左右两侧分别设置有一个旋翼组件,也就是说,每组旋翼组件中各包括一个旋翼组件。在图1所示方向上,若位于机翼本体10左侧的旋翼30逆时针旋转,则位于机翼本体10右侧的旋翼30顺时针旋转。因此,与机翼本体10的左侧的旋翼30连接的驱动装置的输出轴的转动方向,和与机翼本体10的右侧的旋翼30连接的驱动装置的输出轴的转动方向相反,如此可抵消旋翼30自转带来的反扭,且在旋翼30处于竖直状态时可实现飞机的转向。

当然,在机翼本体10的两侧设置的旋翼组件的数量可以为两个或者更多个,值得注意的是,在机翼本体10的两侧设置的两组旋翼组件中旋翼组件的数量相同,且位置相互对称。

进一步地,机翼本体10为三角翼,如图1所示,机翼本体10由头部到尾部方向宽度分多个阶段逐渐增加(宽度即为在图1所示方向上,机翼本体10的左右两侧边缘之间的距离)。机翼本体10的顶面中部区域由头部到尾部呈流线形。

在本实施例提供的机翼中,安装座可相对机身绕第一轴线转动,在一种具体实施方式中,如图1和图2所示,安装座包括支撑环21、转轴22和支撑架23,转轴22安装于支撑环21的外侧壁上相对的两侧,且两个转轴22的连线经过支撑环21的圆心;第二驱动机构与转轴22连接,支撑架23安装于支撑环21的内侧,旋翼30和第一驱动机构60安装于支撑架23上,且旋翼30的安装点位于支撑环21的圆心区域。

第二驱动机构可与其中一个转轴22连接,带动其中一个转轴22转动,从而带动整个安装座转动;或者一个安装座与两个第二驱动机构连接,即每个转轴22分别与一个第二驱动机构连接,两个第二驱动机构同步运转,从而同时带动位于安装座两侧的两个转轴22同步向同一方向转动,以带动安装座整体转动。进一步地,转轴22通过轴承与机翼本体10连接。

支撑架23用于连接支撑环21和旋翼30,如图1所示,在本实施例的一种具体实施方式中,支撑架23包括三根连接杆,三根连接杆的一端相互连接,另一端均与支撑环21的内壁连接,且相邻的连接杆之间的夹角为120度。如此设置,支撑架23的结构简单,重量较轻,且有较强的结构强度。

在上述机翼中,安装座可绕第一轴线旋转360度,但是,安装座转动范围为90度也可满足飞行需求,即从水平状态旋转为竖直状态。可通过设置限位机构来限定安装座的转动范围。

如图4所示,在本实施例的一种具体实施方式中,限位机构包括限位环41和弧形限位块42,限位环41安装于机翼本体10上,弧形限位块42设置于限位环41的内侧,转轴22穿过限位环41,且转轴22上与限位环41相对的区域设置有限位凸起24。

由于限位凸起24与转轴22固定连接,因此在转轴22转动的过程中,限位凸起24也转动,当限位凸起24的其中一侧与弧形限位块42的一侧接触后,转轴22停止转动;在转轴22反向转动的过程中,当限位凸起24的另一侧与弧形限位块42的另一侧接触后,转轴22停止转动。因此,通过弧形限位块42与限位凸起24的配合实现转轴22的旋转角度范围限定。

进一步地,机翼本体10上沿机翼本体10的头部至尾部连线方向为对称中心,尾部的两侧分别设置有一组舵面50。舵面50与机翼本体10之间转动连接,具体地,舵面50为矩形板状结构,舵面50沿长度方向设置有中心轴,中心轴与机翼本体10之间通过轴承连接,中心轴与第三驱动机构连接,第三驱动机构驱动中心轴转动,从而带动舵面50转动,进而改变机翼本体10的尾部气流方向,从而改变无人机的行驶方向,例如上升、下降或转弯。

如图1所示,舵面50与机翼本体10的头部至尾部之间的连线之间的夹角为锐角。

在本实施例中,第一驱动机构60、第二驱动机构和第三驱动机构均可采用马达。且第一驱动机构60、第二驱动机构和第三驱动机构均与无人机的遥控器信号连接,如此设计,无人机的驾驶员可通过操控遥控器控制第一驱动机构60、第二驱动机构和第三驱动机构,从而实现手动控制无人机的起飞、降落以及飞行方向。

实施例二

本发明实施例二提供一种无人机,包括机身,机身的顶部安装有如上述实施例一提供的机翼。

进一步地,无人机还包括遥控器,遥控器内的控制系统与机翼的第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构信号连通,通过遥控器控制第一驱动机构,从而控制旋翼是否转动,以控制无人机的启停;通过遥控器控制第二驱动机构,从而控制安装座的转动,以控制旋翼在水平状态和竖直状态之间转动;通过遥控器控制第三驱动机构,从而控制舵面摆动,以控制无人机的起飞、降落以及转向。

无人机与上述机翼相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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