一种可垂直起降的飞翼式无人机

本技术涉及无人机，具体而言，涉及一种可垂直起降的飞翼式无人机。

背景技术：

1、随着无人机技术的发展和低空经济的兴起，无人机被广泛应用于轻小件快速物流、城市巡查、交通监测等城市低空场景。特别是具有垂直起降功能的无人机， 对于起降场地要求较低，适合用于城市场景。按无人机动力构型分类，主要分为多旋翼无人机、固定翼无人机、倾转旋翼无人机以及垂直起降固定翼无人机。

2、多旋翼无人机虽然能够进行垂直起降，但是其气动阻力大，飞行速度慢，续航时间短，限制了使用范围；固定翼无人机需要足够长度的跑道进行滑跑起飞或着陆，无法适用于建筑物密集的城市场景；倾转旋翼无人机具有垂直起降能力并在巡航过程中进行高速平飞，但是其机械结构复杂，死重占比高，还需要完成从旋翼构型到固定翼构型的模态转换，飞行控制难度高。

3、公开号为cn110104163a的专利公开了一种可垂起飞翼式无人机，无人机包括机翼、前螺旋桨和副翼，副翼设置在无人机的后部，机翼左右两段翼部分别包括机翼外段、机翼中段和机翼后段。

4、但是，该实用新型的机械结构复杂，还需要完成模态转换，飞行控制难度高。

技术实现思路

1、针对上述问题，本实用新型解决其技术问题所采用的技术思路为：

2、采用飞翼式布局方案，机身和机翼融为一个整体；通过三旋翼与单螺旋桨固定翼相结合的动力方案，实现垂直起降以及平飞巡航；在机身添加机体缓冲组件，意外坠机情况下降低损失。

3、具体方案如下：

4、一种可垂直起降的飞翼式无人机，包括机体、平飞动力组件、三旋翼组件和机体缓冲组件；所述三旋翼组件包括机体旋翼单元和尾部旋翼单元，所述尾部旋翼单元布设在所述机体中心线后缘，所述机体上部中心线两侧对称设置有所述机体旋翼单元；所述机体中心线前缘连接有平飞动力组件；所述机体缓冲组件布设在所述机体的底部。

5、进一步地，所述机体包括副翼和尾粱；所述尾粱布设在所述机体中心线后缘；所述机体尾部中心线的左右两侧对称连接有所述副翼。

6、通过上述方案，进一步地，所述平飞动力组件包括主电机和主桨叶；所述主电机的一端布设在所述机体中心线前缘，另一端连接有所述主桨叶。

7、为了实现上述方案，进一步的优选方案为，所述机体旋翼单元包括涵道、涵道支架、机翼电机和机翼桨叶；所述机体上部中心线两侧对称设置有所述涵道；所述机翼电机通过所述涵道支架连接在所述涵道底部中央；所述机翼桨叶与所述机翼电机的顶部相连接。

8、另一优选方案为，所述尾部旋翼单元包括尾部电机、尾桨和单轴舵机；所述单轴舵机布设在所述机体中心线后缘，且设于所述尾粱的上部；所述尾部电机布设在所述单轴舵机的上部；所述尾桨与所述尾部电机的顶部相连接。

9、通过上述方案，进一步的优选方案为，所述机体旋翼单元与所述尾部旋翼单元呈“y”字型，三个旋翼互为120°夹角。

10、为了实现上述方案，另一优选方案为，所述机体缓冲组件包括第一缓冲器和第二缓冲器；所述第一缓冲器与所述机体的底部连接；所述第二缓冲器与所述第一缓冲器的底部连接。

11、进一步地，所述第一缓冲器包括储气腔、压缩板、传输管和储囊腔；所述储气腔的侧面与所述储囊腔的侧面相贴，且顶侧与所述机体的底部连接；所述传输管的一端连接所述储气腔，另一端贯穿所述储囊腔；所述储气腔内置有所述压缩板，用于将所述储气腔内部气体挤压进所述传输管。

12、为了实现上述方案，进一步的优选方案为，所述储囊腔内置有气囊，所述传输管与所述气囊连接，所述气囊用于保护所述机体。

13、另一优选方案为，所述第二缓冲器包括缓冲板和弹性件；所述储气腔和所述储囊腔的底部均连接所述弹性件的上端，所述弹性件的下端与所述缓冲板的顶侧连接。

14、通过上述方案，进一步地，固定件的一端连接在所述压缩板的底侧，另一端连接在所述缓冲板的顶侧，所述缓冲板通过所述固定件带动所述压缩板挤压气体。

15、通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的技术效果：

16、采用三旋翼以及单螺旋桨固定翼的动力方案，可实现垂直起降的同时进行高速平飞巡航；采用飞翼式布局方案，翼身融合减轻了无人机整体重量，机翼受旋翼下洗流影响相对较小；采用涵道式旋翼设计减小了平飞时的气动阻力并提高了在城市低空飞行的安全性；

17、通过机翼产生气动升力以及三旋翼组件产生旋翼升力，增加了最大起飞重量，从而具有更强载重能力，另外，当机翼产生足够的气动升力时，三旋翼组件可减功率输出，减少整体能耗；通过三旋翼以及副翼对无人机姿态进行控制，降低了因缺少尾翼对无人机稳定性与操纵性的影响；

18、从垂直起降进入平飞状态的过程无需倾转组件，通过简化倾转机械结构进一步缩小了死重占比；从垂直起降进入平飞状态，不存在模态转换过程，无人机姿态没有发生改变，控制难度低；机体缓冲组件可在意外坠机的情况下弹出气囊，对机体进行最大程度的保护，降低损失。

技术特征：

1.一种可垂直起降的飞翼式无人机，包括机体（1）；其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种可垂直起降的飞翼式无人机，其特征在于，所述机体缓冲组件包括第一缓冲器和第二缓冲器；

3.根据权利要求2所述的一种可垂直起降的飞翼式无人机，其特征在于，所述第一缓冲器包括储气腔（19）、压缩板（18）、传输管（20）和储囊腔（21）；

4.根据权利要求3所述的一种可垂直起降的飞翼式无人机，其特征在于，所述储囊腔（21）内置有气囊（22），所述传输管（20）与所述气囊（22）连接，所述气囊（22）用于保护所述机体（1）。

5.根据权利要求4所述的一种可垂直起降的飞翼式无人机，其特征在于，所述第二缓冲器包括缓冲板（15）和弹性件（16）；

6.根据权利要求5所述的一种可垂直起降的飞翼式无人机，其特征在于，固定件（17）的一端连接在所述压缩板（18）的底侧，另一端连接在所述缓冲板（15）的顶侧，所述缓冲板（15）通过所述固定件（17）带动所述压缩板（18）挤压气体。

技术总结
本技术公开了一种可垂直起降的飞翼式无人机，涉及无人机技术领域。为了简化机械结构，减小死重、降低飞行阻力，本技术设计了一种可垂直起降的飞翼式无人机，其结构特点主要集中于，包括飞翼式机体、平飞动力组件、三旋翼组件和机体缓冲组件。通过三旋翼组件使无人机具备垂直起降能力，对场地要求低；又可以通过平飞动力组件以固定翼的形式高速巡航；在飞行过程中三旋翼组件也可以同时提供升力，从而增加无人机载重能力；机体缓冲组件可在意外坠机的情况下弹出气囊，对机体进行最大程度的保护，降低损失。

技术研发人员：李安醍,徐海涛,郭家玮
受保护的技术使用者：中国民用航空飞行学院
技术研发日：20240316
技术公布日：2024/4/22