一种带倾转螺旋桨的固定翼飞行器的制作方法

本发明属于无人机领域，尤其是涉及一种带倾转螺旋桨的固定翼飞行器。

背景技术

飞行器是由人类制造、能飞离地面、在空间飞行的器械飞行物。近些年航模和小型飞行器的快速发展，为小型空中航测、侦察等活动带来方便。

小型飞行器分为固定翼飞行器和旋翼飞行器，固定翼飞行器的优势为载重量大、水平飞行速度快、航程远和可靠性高，但是需要起降跑道，不能完成垂直起降动作；而旋翼飞行器虽然水平方向速度没有固定翼飞行器快，但是其具有固定翼飞行器不能实现的优势，能够实现垂直起降，其优势为能适应各种复杂的地形，能够做到快速起降，空中悬停。

因此，设计一款兼具固定翼飞行器和旋翼飞行器两者优势的飞行器具有重要意义。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种带倾转螺旋桨的固定翼飞行器，既能垂直起降，又能水平运行速度快，可靠性高。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种带倾转螺旋桨的固定翼飞行器，包括机身、舵机、螺旋桨和固定机翼；

所述机身以中轴线为中心分别对称设置固定机翼，所述固定机翼尾梢分别设置螺旋桨，所述机身内设置控制螺旋桨倾转的舵机；

在固定机翼内设置平行贯穿的倾转轴，伸入固定机翼内的倾转轴端部通过舵机轮盘与舵机相连；伸出固定机翼的倾转轴端部与倾转架相连，所述倾转架上转动连接转轴，位于倾转架上方的转轴自由端与螺旋桨相连，转轴上设置带动螺旋桨旋转的制动件。

进一步，所述倾转架包括上下并排设置的上横梁和下横梁，在上横梁和下横梁的两侧分别竖直设置支撑板，所述转轴通过轴承与上横梁转动连接。

进一步，所述制动件包括电机，所述电机设置于下横梁下方，电机的输出轴伸入下横梁上方，输出轴外壁套置电机减速齿，转轴外壁上套置转轴减速齿，电机减速齿与转轴减速齿啮合。

进一步，在两个支撑板上分别设置卡固套，所述倾转轴穿于卡固套内，其倾转轴和卡固套的径向上对应设置卡固孔，卡固螺栓螺接于卡固孔内。

进一步，所述固定机翼上远离机头一侧设置副翼。

进一步，在倾转轴的上下两侧分别设置固定机翼主梁，两个固定机翼主梁末端通过卡扣连接。

进一步，在倾转轴的左右两侧分别设置固定机翼加强轴。

进一步，所述舵机固定于舵机安装座上，所述舵机安装座通过固定机翼连接座固定在机身安装板上，所述固定机翼连接座上设置与其相垂直的连接板，所述连接板上分别设置机翼加强轴连接孔和机翼主梁连接孔。

进一步，所述尾翼设置为双垂尾结构，包括横向尾翼和设置于横向尾翼两端的垂直尾翼，所述横向尾翼的末端设置升降舵，所述垂直尾翼的末端分别设置方向舵。

进一步，所述机身包括桁条和隔框，所述桁条和隔框插接支撑，所述机身表面外覆蒙板。

相对于现有技术，本发明所述的一种带倾转螺旋桨的固定翼飞行器具有以下优势：

机身与固定机翼为固定翼飞行器的结构，具有固定翼飞行器的优势，航程远、水平飞行速度快；且在固定翼飞行器的固定机翼尾梢设置螺旋桨，实现垂直起降，垂直飞行的能力，使其飞行器能够同时兼具两者的优势；

舵机和倾转轴分别设置于机身和固定机翼内，空间利用率高，设计巧妙；

以机身为中轴线为中心分别对称设置固定机翼，固定机翼尾梢分别设置螺旋桨，对称设置两组，可以实现飞行器的偏航飞行。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种带倾转螺旋桨的固定翼飞行器剖面立体示意图；

图2为本发明实施例所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器剖面俯视示意图；

图3为图2中局部a放大示意图；

图4为本发明实施例所述的倾转架示意图。

附图标记说明：

1-舵机；11-舵机轮盘；12-舵机安装座；13-轴套；2-倾转轴；3-倾转架；31-上横梁；32-下横梁；33-支撑板；41-电机；42-转轴；43-电机减速齿；44-转轴减速齿；45-卡固套；46-卡固螺栓；47-螺旋桨；5-机身；51-固定机翼连接座；52-连接板；53-机翼加强轴连接孔；54-机翼主梁连接孔；55-桁条；56-隔框；6-固定机翼；61-副翼；62-固定机翼加强轴；63-固定机翼主梁；64-卡扣；7-横向尾翼；8-垂直尾翼；9-升降舵；10-方向舵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-4，一种带倾转螺旋桨的固定翼飞行器，包括机身5、舵机1、螺旋桨47和固定机翼6；

所述机身5以中轴线为中心分别对称设置固定机翼6，所述固定机翼6尾梢分别设置螺旋桨47，所述机身5内设置控制螺旋桨47倾转的舵机1；

在固定机翼6内设置平行贯穿的倾转轴2，伸入固定机翼6内的倾转轴2端部通过舵机轮盘11与舵机1相连；伸出固定机翼6的倾转轴2端部与倾转架3相连，所述倾转架3上转动连接转轴42，位于倾转架3上方的转轴42自由端与螺旋桨47相连，转轴42上设置带动螺旋桨47旋转的制动件。

机身5与固定机翼6为固定翼飞行器的结构，具有固定翼飞行器的优势，航程远、水平飞行速度快；且在固定翼飞行器的固定机翼6尾梢设置螺旋桨47，实现垂直起降，垂直飞行的能力，使其飞行器能够同时兼具两者的优势；

舵机1和倾转轴2分别设置于机身5和固定机翼6内，空间利用率高，设计巧妙；

以机身5为中轴线为中心分别对称设置固定机翼6，固定机翼6尾梢分别设置螺旋桨47，对称设置两组，可以实现飞行器的偏航飞行。

所述倾转架3包括上下并排设置的上横梁31和下横梁32，在上横梁31和下横梁32的两侧分别竖直设置支撑板33，所述转轴42通过轴承与上横梁31转动连接。

倾转架3包括上下并排设置的上横梁31和下横梁32，在上横梁31和下横梁32的两侧分别设置支撑板33，此种设计能够减轻整体倾转架3的重量，减轻整体飞行器的承重。

并且，在上横梁31上还设置减重孔，以减轻倾转架3的重量，从而减轻整体飞行器的承重。

所述制动件包括电机41，所述电机41设置于下横梁32下方，电机41的输出轴伸入下横梁32上方，输出轴外壁套置电机减速齿43，转轴42外壁上套置转轴减速齿44，电机减速齿43与转轴减速齿44啮合。

制动件包括电机41，且电机41通过转轴减速齿44与电机减速齿43啮合来控制对螺旋桨47的动力输出作用，其中转轴减速齿44与电机减速齿43啮合的齿距比例为4：1，起到速度调节的作用。

在两个支撑板33上分别设置卡固套45，所述倾转轴2穿于卡固套45内，其倾转轴2和卡固套45的径向上对应设置卡固孔，卡固螺栓46螺接于卡固孔内。

支撑板33上设置卡固套45，卡固套45和倾转轴2的径向上对应设置卡固孔，卡固螺旋螺接于卡固孔内，此种设计实现倾转轴2和倾转架3可拆卸连接，不仅卡固稳定，而且拆卸方便，设计合理。

所述固定机翼6上远离机头一侧设置副翼61；副翼61的设置可以在飞行器飞行过程中控制飞行器的滚转。

在倾转轴2的上下两侧分别设置固定机翼主梁63，两个固定机翼主梁63末端通过卡扣64连接。

固定机翼主梁63对固定机翼6起到支撑固定的作用，固定机翼主梁63末端通过卡扣64连接，防止固定机翼6变形导致固定机翼主梁63开脱，保证固定机翼6的稳定性。

在倾转轴2的左右两侧分别设置固定机翼加强轴62。

作为固定机翼加强轴62的辅助设备，起到对固定机翼6加强支撑的作用，与固定机翼主梁63相结合，双重固定加强，结构坚实。

所述舵机1固定于舵机安装座12上，所述舵机安装座12通过固定机翼连接座51固定在机身安装板上，所述固定机翼连接座51上设置与其相垂直的连接板52，所述连接板52上分别设置机翼加强轴连接孔53和机翼主梁连接孔54。

所述机身5包括桁条55和隔框56，所述桁条55和隔框56插接支撑，所述机身5表面外覆蒙板。

隔框56采用椴木层板，桁条55使用碳纤维管，隔框56为机身5框架，桁条55插接隔框56贯穿整个机身5，增加机身5强度。蒙板采用巴尔沙轻木。整体结构采用的材料质量轻，可靠性高，制造成本低，加工工艺简单。

其中螺旋桨47的桨叶采用大疆2170型号。

工作过程：舵机1通过倾转轴2对倾转架3进行角度调节，从而实现对螺旋桨47的控制。当飞行器垂直起降时，螺旋桨47带动向上或向下运动；当飞行器向上或向下倾斜飞行时，利用舵机1对螺旋桨47倾转一定的角度，实现飞机垂直向上或向下的同时，具有向前或向后的拉力；当飞行器偏航时，两个对称设置的倾转轴2分别带动螺旋桨47一个向前一个向后即可实现偏航；当两个倾转轴2同时向前倾转90度的时候，这时螺旋桨47只提供向前的拉力，可以通过飞行器的副翼61控制飞行器的滚转，尾翼上的升降舵9控制飞行器的俯仰，方向舵10控制飞行器的偏航，从而实现飞行器在固定翼模式下控制飞行器的飞行姿态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明围之内。