多态飞行器的制作方法

1.本实用新型涉及中小型飞行器技术领域，特别涉及一种多态飞行器。


背景技术：

2.传统的多旋翼飞行器的依靠多个旋翼产生的力来克服重力并提供前进的动力。在水平前飞的过程中，多个旋翼产生的力只有一部分用来提供前进的动力，其余的力要提供向上的升力以克服重力保持高度，所以功耗大，效率低，续航能力不足。
3.如中国发明专利cn103072688a，该发明名称为“可倾转四旋翼飞行器”，通过在四个固定机翼土安装携带有旋翼的旋翼转向装置，当旋翼转向装置倾转时，带动旋翼转动，进而实现了飞行器的水平前飞与垂直升降飞行模式的转换，即是维持机身不倾转，将动力装置旋转，使动力装置产生的力的方向在近似垂直方向与近似水平方向之间倾转，这种思路在英国的鹏式战机、美国的f35b战机上都有体现。这些设计一般都要求复杂的机械结构，更多的零件，对这些机械结构和零件的保养要求也更高，其可靠性必然降低，维护难度与成本必然增加。
4.又如中国发明专利cn105000179a，该发明名称为“倾转机身式混合多态飞行器”，通过调节四个旋翼的转速，以实现飞行器的垂直起降或定点悬停状态、巡航飞行状态、过渡状态共三种飞行状态。在其所有部件中，除了螺旋桨和电机的转轴可以正常旋转外，其他组成部分的相对位置是不发生变化的。尤其是机身、电机、螺旋桨的安装位置相对固定，导致飞行时稳定性较差，且操作困难。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种多态飞行器，，能够实现垂直升降和水平飞行的自由切换，操作简便，提高飞行器的稳定性和安全性。
6.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，包括：机身，包括上连杆和下连杆，所述上连杆和所述下连杆共同限为平行四边形结构；机翼，包括前翼和后翼，所述前翼和所述后翼位于所述机身的两端，所述上连杆的两端分别与所述前翼上部、所述后翼上部铰接，所述下连杆的两端和所述前翼下部和所述后翼下部铰接，所述前翼和后翼转动设置有旋翼，所述旋翼朝向所述上连杆远离所述下连杆的一侧；伸缩机构，铰接于所述机身，所述伸缩机构的伸缩端与所述机翼连接，所述伸缩机构运动，使所述机翼倾斜或复位。
7.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，至少具有如下有益效果：旋翼转动，使前翼和后翼产生升力，从而实现飞行器的上升；飞行器需要进行水平飞行时，伸缩机构运动，使机翼朝向一侧倾斜，此时飞行器变成平行四边形结构，从而使飞行器由垂直上升转换为水平飞行；飞行器需要降落时，伸缩机构运动，使机翼朝向一侧复位，从而使飞行器由水平飞行转换为垂直降落。通过采用上连杆的两端铰接于前翼上部和后翼上部，且下连杆的两端铰接于前翼下部和后翼下部，使机身和机翼联动变化，从而实现垂直升降和水平飞行
的自由切换，操作简便，提高飞行器的稳定性和安全性。
8.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，所述伸缩机构包括气缸，所述气缸铰接于所述机身，所述气缸的活塞与所述前翼连接。
9.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，所述伸缩机构包括驱动电机，所述驱动电机设置有螺杆，所述前翼设置有螺母，所述螺杆与所述螺母相适配。
10.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，还包括角度检测元件和控制器，所述角度检测元件设置于所述机身，所述角度检测元件用于输出所述机身和所述机翼的角度信息，所述控制器与所述角度检测元件、所述伸缩机构连接。
11.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，所述旋翼包括旋翼电机和螺旋桨，所述前翼和所述后翼设置有所述旋翼电机，所述螺旋桨与所述旋翼电机的输出轴连接，所述旋翼电机与所述控制器连接。
12.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，所述上连杆和所述下连杆分别设置有两根，两根所述上连杆之间设置有导向杆，两根所述下连杆之间固定设置有固定杆，所述伸缩机构分别与所述导向杆、所述固定杆铰接。
13.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，所述前翼转动设置有前舵板，所述后翼转动设置有后舵板，所述前舵板位于所述前翼的两端，所述后舵板位于所述后翼的两端。
14.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，所述前翼转动设置有前反角，所述后翼转动设置有后反角，所述前舵板转动设置于所述前反角，所述后舵板转动设置于所述后反角。
15.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，所述前反角和所述后反角均设置有开口，所述开口与所述前舵板、所述后舵板相适配。
16.根据本实用新型实施例所述的多态飞行器，所述前翼和所述后翼设置有滚轮。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本实用新型实施例的多态飞行器的结构示意图；
20.图2为本实用新型一些实施例的多态飞行器的结构示意图；
21.图3为本实用新型一些实施例的多态飞行器的结构示意图；
22.图4为图3中a处的放大图；
23.图5为本发明实施例的多态飞行器的垂直升降时的主视图；
24.图6为本发明实施例的多态飞行器的切换飞行状态时的主视图；
25.图7为本发明实施例的多态飞行器的水平飞行时的主视图。
26.附图标记说明：
27.上连杆110；下连杆120；前翼210；后翼220；旋翼230；旋翼电机231；螺旋桨232；前舵板240；后舵板250；前反角260；后反角270；滚轮280；伸缩机构310；气缸320；驱动电机330；螺杆340；螺母350。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
30.在实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
31.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
32.参照图1至图7，本实用新型实施例提供了一种多态飞行器，包括机身、机翼和伸缩机构310。机身包括上连杆110和下连杆120，上连杆110和下连杆120共同限为平行四边形结构；机翼包括前翼210和后翼220，前翼210和后翼220位于机身的两端，上连杆110的两端分别与前翼210上部、后翼220上部铰接，下连杆120的两端和前翼210下部和后翼220下部铰接，前翼210和后翼220转动设置有旋翼230，旋翼230朝向上连杆110远离下连杆120的一侧；伸缩机构310铰接于机身，伸缩机构310的伸缩端与机翼连接，伸缩机构310运动，使机翼倾斜或复位。
33.旋翼230转动，使前翼210和后翼220产生升力，从而实现飞行器的垂直上升；飞行器需要进行水平飞行时，伸缩机构310运动，使机翼朝向一侧倾斜，此时飞行器变成平行四边形结构，从而使飞行器由垂直上升转换为水平飞行；飞行器需要降落时，伸缩机构310运动，使机翼复位，从而使飞行器由水平飞行转换为垂直降落。通过采用上连杆110的两端铰接于前翼210上部和后翼220上部，且下连杆120的两端铰接于前翼210下部和后翼220下部，使机身和机翼联动变化，从而实现垂直升降和水平飞行的自由切换，操作简便，提高飞行器的稳定性和安全性。
34.参照图1至图7，伸缩机构310铰接于机身，伸缩机构310的伸缩端与机翼连接，伸缩机构310运动，使机翼倾斜或复位。具体地，两根上连杆110之间设置有导向杆，两根下连杆120之间设置有固定杆，伸缩机构310分别与导向杆、固定杆铰接，伸缩机构310的伸缩端与机翼连接。通过设置有导向杆和固定杆，便于安装伸缩机构310，且提高飞行器飞行状态自由切换的稳定性。
35.参照图2，在一些实施例中，伸缩机构310包括气缸320，气缸320铰接于下连杆120，气缸320的活塞与前翼210连接。气缸320的活塞运动，使前翼210朝倾斜或复位，进而带动后翼220倾斜或复位，以实现垂直升降和水平飞行的自由切换，操作简便。可以想到的是，气缸320的活塞也可以设置为与后翼220连接，本实用新型对此不作限制。
36.参照图3和图4，在另一实施例中，伸缩机构310包括驱动电机330，驱动电机330设置有螺杆340，前翼210设置有螺母350，螺母350与螺杆340相适配。驱动电机330驱动螺杆340转动，使螺母350滑动，从而带动前翼210倾斜或复位，从而实现垂直升降和水平飞行的自由切换，结构简单，便于操作。
37.参照图1至图7，前翼210和后翼220设置为条形板状结构。前翼210设置于上连杆110和下连杆120的右端，后翼220与前翼210相对应，后翼220设置于上连杆110和下连杆120的左端。上连杆110和下连杆120分别设置有两根，上连杆110的两端分别与前翼210上部和后翼220上部铰接，下连杆120的两端分别与前翼210下部和后翼220下部铰接，使前翼210、后翼220、上连杆110和下连杆120限定形成为可变形的棱柱体框架结构。具体地，前翼210和后翼220均设置有连接轴，上连杆110和下连杆120的两端均设置有与连接轴相适配的连接孔，连接轴与连接孔配合，使上连杆110的两端与前翼210和后翼220铰接，下连杆120的两端相应与前翼210和后翼220铰接。可以想到的是，前翼210和后翼220均设置有开孔，连接轴位于开孔内，此时无需额外增加零件以固定连接轴，安装方便，同时也能够减轻飞行器的重量。需要说明的是，也可以在前翼210和后翼220上设置有连接孔，上连杆110和下连杆120设置有连接轴；或者是，前翼210和后翼220、上连杆110和下连杆120均设置有连接孔，通过螺栓与螺母350配合以实现铰接。
38.参照图1至图7，旋翼230包括旋翼230电机和螺旋桨232，前翼210和后翼220的上部竖直设置有旋翼230电机，螺旋桨232与旋翼230电机的输出轴连接。旋翼230电机转动，带动螺旋桨232转动，从而使飞行器飞行。其中，螺旋桨232设置有转轴，旋翼230电机的输出轴与转轴通过联轴器固定连接。旋翼230电机驱动转轴转动，以带动螺旋桨232转动，结构简单，操作简便。需要说明的是，旋翼230电机也可以铰接设置于前翼210和后翼220，此时螺旋桨232也可以相对于前翼210和后翼220进行位置的转动，从而适用于不同的飞行环境。
39.参照图1至图7，在一些实施例中，前翼210转动设置有前舵板240，后翼220转动设置有后舵板250，前舵板240位于前翼210的两端，后舵板250位于后翼220的两端。通过调整前舵板240与前翼210的角度、后舵板250与后翼220的角度，从而能够实现飞行器的俯仰、横滚和水平偏航等动作。可以想到的是，前翼210转动设置有前反角260，前舵板240转动设置于前反角260，后翼220转动设置有后反角270，后舵板250转动设置于后反角270。通过设置有前反角260和后反角270，能够提高飞行器横滚和水平自转的稳定性，提高安全性能。容易理解的是，前反角260和后反角270均设置有开口，开口与前舵板240、后舵板250相适配，能够减轻飞行器的整体重量，提高飞行稳定性。前翼210和后翼220远离旋翼230的一侧设置有滚轮280，使飞行器能够在地面上滑行，扩大适用范围，以满足不同的飞行环境。
40.多态飞行器还包括角度检测元件和控制器，角度检测元件设置于机身，角度检测元件用于用于输出机身和机翼的角度信息，控制器与角度检测元件、伸缩机构310连接。角度检测元件输出机身和机翼的角度信息并反馈至控制器，由控制器控制伸缩机构310运动工作，以实现机翼的倾斜或复位，操作简便。可以想到的是，控制器与旋翼230电机、前舵板240、后舵板250、前反角260、后反角270连接，控制器控制旋翼230电机、前舵板240、后舵板250、前反角260、后反角270运动，便于操作。
41.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结
构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
42.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。