一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机

本发明涉及无人机，尤其涉及一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机。

背景技术：

1、垂直起降固定翼飞行器既能像直升机垂直起降，也能像固定翼飞机巡航前飞，不仅有前飞速度快、航程远、航时长等显著优势，且与常规固定翼飞行器相比较，垂直起降固定翼飞行器能够定点起降和悬停，对机场跑道没有依赖，任务能力显著增强。

2、垂直起降飞行器主要分为三类：升推复合式垂直起降固定翼无人机，尾座式垂直起降固定翼无人机，倾转旋翼/机翼式垂直起降固定翼无人机。其中倾转旋翼/机翼式垂直起降固定翼无人机具有全机质量效率高，气动干扰小，操稳特性较好，可实现性高等优点。

3、随着近年来无人机在军事、民用领域的用途越来越广泛，对无人机起降方式的要求也越来越多样化，而且由于无人机无需考虑飞行员的生命保障、生理极限等问题，将垂直起降技术应用于无人机领域将更为灵活，且更容易实现。

4、对于倾转旋翼式垂直起降固定翼无人机，虽然目前在vtol(垂直起降)飞行器中研究最多，应用最成熟，但是其在倾转过程中旋翼和固定翼之间的耦合严重，旋翼产生的下洗气流被固定翼部分遮挡，导致气动效率降低。

技术实现思路

1、1.要解决的技术问题

2、本发明的目的是为了解决现有技术中倾转旋翼式垂直起降固定翼无人机在倾转过程中旋翼和固定翼之间的耦合严重，旋翼产生的下洗气流被固定翼部分遮挡，导致气动效率降低的问题，而提出的一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机。

3、2.技术方案

4、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

5、一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，包括机身、伸缩变形机机翼和尾翼，所述伸缩变形机机翼和尾翼分别与机身的头部和尾部通过折叠机构连接，所述伸缩变形机机翼和尾翼上均通过驱动机构转动连接有螺旋桨；

6、所述伸缩变形机机翼包括对称设置的两个主翼梁、副翼梁，两个所述主翼梁的外部固定套接有主蒙皮，两个所述副翼梁的外部固定套接有副蒙皮，所述主翼梁上滑动套接有多个主翼肋，所述副翼梁上滑动套接有多个副翼肋，位于翼根端的所述主翼肋上固定连接有两个第一旋转驱动电机，所述主翼肋和副翼肋之间设有多个伸缩机构，所述第一旋转驱动电机的输出端与伸缩机构连接；

7、所述折叠机构包括对称设置的中心轮、齿轮圈、机架、第二旋转驱动电机、第三旋转驱动电机和机翼连接件，所述中心轮与第二旋转驱动电机的输出端连接，所述齿轮圈转动啮合链接有三个行星轮，所述的齿轮圈固定连接在机身上，所述行星轮的一侧与机架固定连接，所述第二旋转驱动电机和第三旋转驱动电机均与机架固定连接，所述第三旋转驱动电机的输出端与机翼连接件固定连接，所述机翼连接件一端与机架转动连接。

8、优选地，多个所述伸缩机构呈线性阵列设置。

9、优选地，所述伸缩机构包括第一主动杆、第二主动杆、第一从动杆、第一滑块、第二从动杆、第二滑块、第三从动杆和第四从动杆；所述第一主动杆、第二从动杆和第四从动杆通过同轴配合连接，所述第二主动杆、第一从动杆和第三从动杆之间通过同轴配合连接，所述第一滑块滑动套接于第一主动杆上，所述第一从动杆的一端与第一滑块转动连接，所述第二滑块滑动套接于第三从动杆上，所述第二从动杆的一端与第二滑块转动连接。

10、优选地，所述第一主动杆、第二主动杆、第三从动杆和第四从动杆相远离的一端均固定连接有连接齿轮，所述主翼肋和副翼肋上均设有与连接齿轮对应的安装口。

11、优选地，所述第一旋转驱动电机、第二旋转驱动电机和第三旋转驱动电机均为自锁旋转驱动电机。

12、优选地，所述机身的底部转动连接有对称设置的多个起落架。

13、3.有益效果

14、相比于现有技术，本发明的优点在于：

15、本发明中，可倾转-折叠-伸缩机翼垂直起降变体无人机具有大缩比变形机翼、翼-身大幅倾转折叠机构等创新设计，可实现固定翼和四旋翼间的全模态转换。同时兼具固定翼无人机巡航能力强、载荷能力大，和四旋翼无人机机动性强、飞行速度快的优势特点。同时，该变体无人机提升了传统倾转机翼式垂直起降无人机的环境适应能力，为未来新型变体无人机的设计方向提供了一条参考路径。

技术特征：

1.一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，包括机身(1)、伸缩变形机机翼(2)和尾翼(3)，其特征在于，所述伸缩变形机机翼(2)和尾翼(3)分别与机身(1)的头部和尾部通过折叠机构(4)连接，所述伸缩变形机机翼(2)和尾翼(3)上均通过驱动机构转动连接有螺旋桨(5)；

2.根据权利要求1所述的一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，其特征在于，多个所述伸缩机构呈线性阵列设置。

3.根据权利要求2所述的一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，其特征在于，所述伸缩机构包括第一主动杆(6)、第二主动杆(7)、第一从动杆(8)、第一滑块(9)、第二从动杆(10)、第二滑块(11)、第三从动杆(12)和第四从动杆(13)；所述第一主动杆(6)、第二从动杆(10)和第四从动杆(13)通过同轴配合连接，所述第二主动杆(7)、第一从动杆(8)和第三从动杆(12)之间通过同轴配合连接，所述第一滑块(9)滑动套接于第一主动杆(6)上，所述第一从动杆(8)的一端与第一滑块(9)转动连接，所述第二滑块(11)滑动套接于第三从动杆(12)上，所述第二从动杆(10)的一端与第二滑块(11)转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，其特征在于，所述第一主动杆(6)、第二主动杆(7)、第三从动杆(12)和第四从动杆(13)相远离的一端均固定连接有连接齿轮(14)，所述主翼肋(205)和副翼肋(206)上均设有与连接齿轮(14)对应的安装口。

5.根据权利要求1所述的一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，其特征在于，所述第一旋转驱动电机(207)、第二旋转驱动电机(404)和第三旋转驱动电机(405)均为自锁旋转驱动电机。

6.根据权利要求1所述的一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，其特征在于，所述机身(1)的底部转动连接有对称设置的多个起落架(15)。

技术总结
本发明公开了一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，包括机身、伸缩变形机机翼和尾翼，所述伸缩变形机机翼和尾翼分别与机身的头部和尾部通过折叠机构连接，所述伸缩变形机机翼和尾翼上均通过驱动机构转动连接有螺旋桨。本发明可倾转‑折叠‑伸缩机翼垂直起降变体无人机具有大缩比变形机翼、翼‑身大幅倾转折叠机构等创新设计，可实现固定翼和四旋翼间的全模态转换。同时兼具固定翼无人机巡航能力强、载荷能力大，和四旋翼无人机机动性强、飞行速度快的优势特点。同时，该变体无人机提升了传统倾转机翼式垂直起降无人机的环境适应能力，为未来新型变体无人机的设计方向提供了一条参考路径。

技术研发人员：董晨宇,王建园,白澔烔,汪紫清,陈金宝
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13