CN102119102B - 旋转式下部机翼型飞行体 - Google Patents

Abstract

现有的下部机翼型飞行体为了消除因螺旋桨的旋转产生的飞行体的反转矩并使飞行体飞行，分别安装多对固定板和前进后退可调机翼及左右旋转可调机翼并进行调整，因此飞行体的结构和调整变得复杂，飞行体的重量和体积变得大型化，在狭窄的空间的侦察及监视上存在困难。而本发明提供一种旋转式下部机翼型飞行体，该飞行体的特征是不消除飞行体的反转矩，使用一个可调机翼，能够使飞行体继续旋转的同时实施静止、前进及后退、左右旋转、向左侧前进及向右侧前进等的飞行，从而使飞行体的结构和调整变得简单，减小重量和体积，除了在狭窄的空间飞行外，还可以进行在室内的侦察和监视等，并且可以提高动力效率。

Description

旋转式下部机翼型飞行体

技术领域

本发明涉及无人旋转翼机的一种类型的下部机翼型飞行体。

背景技术

下部机翼型飞行体一般是由螺旋桨和多个可调机翼构成的飞行体，是利用动力使螺旋桨旋转并调整多个可调机翼，实施飞行体的上升及下降、前进及后退、左右旋转、向左侧前进及向右侧前进等的飞行的飞行体。

一般，现有的下部机翼型飞行体作为消除飞行体的反转矩，实施飞行体的前进及后退、左右旋转、向左侧前进及向右侧前进等的飞行的机构，需要安装多个固定板和多个可调机翼的结构。

因此，作为消除因螺旋桨的旋转而产生的飞行体的不稳定和反转矩的方法，安装倾斜的固定板或随时调整可调机翼的装置，导致飞行体的结构变得复杂，因需要添加设备，增加了体积和重量。

而且，下部机翼型飞行体需求一种除了在空中飞行外，以监视及侦察等为目的，减小飞行体的重量和体积，能够在狭窄的空间飞行，滞空时间长，结构简单的小型飞行体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转式下部机翼型飞行体，该飞行体不消除飞行体的反转矩，只使用一个可调机翼，而不是多个可调机翼，使飞行体的结构和调整变得简单，减小飞行体的重量和体积，使飞行体小型化，使飞行体旋转的同时实施飞行体的前进及后退、左右旋转、向左侧前进及向右侧前进等的飞行，并且动力效率高。

为了达到上述目的，本发明的飞行体不消除飞行体的反转矩，而且，飞行体的结构是：以中心轴为中心水平安装固定螺距的螺旋桨，在螺旋桨的中心轴的上部安装动力部，在螺旋桨的中心轴的下部安装控制部，第一、第二、第三及第四固定板以控制部为中心相互交替地以十字状设置，将一侧末端固定安装于控制部，在另一侧末端的下方安装脚部，一个可调机翼横穿控制部并利用铰链安装于第一固定板和第二固定板的下方，可调机翼安装成根据安装在控制部的下部的调整装置移动的结构。

附图说明

图1是本发明的旋转式下部机翼型飞行体的立体图。

图2是切断图1的一部分的旋转式下部机翼型飞行体的部分剖面立体图。

图3是在飞行体前进飞行时从上方观察图2的固定板和可调机翼的状态的概念图。

图4是在图3旋转了90度时从上方观察固定板和可调机翼的状态的概念图。

图5是在图3旋转了180度时从上方观察固定板和可调机翼的状态的概念图。

图6是在图3旋转了270度时从上方观察固定板和可调机翼的状态的概念图。

图7是表示本发明的结构的例子的部分剖面及立体图。

图8是表示本发明的另一实施例的立体图。

图中：

1-中心轴，2-螺旋桨，3-动力部，4-控制部，5-圆形框架，6-摄像机，7-控制装置，8-连接线，11-第一固定板，12-第二固定板，13-第三固定板，14-第四固定板，30-可调机翼，31-调整装置，32-铰链，40-脚部，61-动力源，62-动力装置，63-动力齿轮，64-外啮合齿轮。

具体实施方式

参照本发明的旋转式下部机翼型飞行体的立体图的图1，说明为实现上述目的的整体结构如下。

本发明以中心轴1为中心水平安装固定螺距的螺旋桨2，在螺旋桨2的中心轴1的上部安装动力部3，在螺旋桨2的中心轴1的下部安装控制部4，第一固定板11、第二固定板12、第三固定板13及第四固定板14以十字状地将一侧末端固定安装于控制部4，在另一侧末端的下方竖立固定安装脚部40，一个可调机翼30横穿控制部4利用铰链32安装于第一固定板11和第二固定板12的下方，可调机翼30如图2所示地安装成根据安装于控制部4的调整装置31移动。

如表示本发明的结构例的图7所示，中心轴1是形状为圆管状的轴，由于是内部空的结构，因此用作连接调整飞行体的装置即动力部3和控制部4的连接线8的通路，外部用于安装根据动力装置旋转的螺旋桨2等。

固定板11、12、13、14是相同的形状，是能够使因螺旋桨的旋转而产生的风顺利地向下流动的流线形形状。

可调机翼30是四角形的板，利用铰链32横穿安装于控制部4、第一及第二固定板11、12的下方，从而通过安装在控制部4的下方的调整装置31的调整能够移动，可调机翼30起到调整飞行体的飞行的作用。

脚部40是为了在飞行体起飞和着陆时保护飞行体、可调机翼30及固定板11、12、13、14而设置的。

本发明是无人旋转翼机，通过无线调整来调整飞行体，不同于现有的飞行体，不具有一定的方向性，不消除飞行体的反转矩而是原样维持，使飞行体继续旋转的同时实施上升和下降，而且还实施静止、向左旋转、向右旋转、前进、后退、向左侧前进、向右侧前进的飞行。

图2是切断并去除图1的第四固定板14和控制部4的一部分的形状的立体图，表示可调机翼30横穿控制部4利用铰链32安装于第一及第二固定板11、12的下方，以便由调整装置31进行调整而移动。

如图1和图2所示，若在可调机翼30向垂直方向展开的状态下，即在可调机翼30位于y的状态下，利用动力使螺旋桨2向逆时针方向旋转，则飞行体因反转矩向顺时针方向旋转并进行上升和下降。

而且，若旋转螺旋桨2使飞行体上升，在一定的螺旋桨2的旋转速度下，飞行体继续向顺时针方向旋转并稳定地位于一定的位置而成为静止的状态，在本发明中将此称为飞行体处于静止飞行状态。

为了说明飞行体在静止飞行的状态下前进的基本的动作原理，将飞行体向如图3、图4、图5及图6的各图中所示的箭头方向向下方移动的动作称为前进时，图3、图4、图5及图6是从上方观察螺旋桨的下部分的固定板11、12、13、14的位置和可调机翼30的移动形状的概念图，利用区分动作表示各向顺时针方向旋转90度而移动的固定板11、12、13、14的位置和可调机翼30的形状。

而且，上述图3至图6是以第一固定板11为基准进行说明的，因此用斜线表示第一固定板11的位置，以便于理解。

本发明的飞行体采用继续旋转的同时飞行的方式，螺旋桨2向逆时针方向旋转时飞行体由于反转矩而向顺时针方向旋转，如图3所示，若在第一固定板11位于向下方向的位置，使可调机翼30位于x位置，则在飞行体产生要向箭头方向前进的力，使飞行体前进飞行，若在飞行体如图4所示地旋转了90度时，将可调机翼30调整到y位置，则飞行体成为静止飞行状态，若在飞行体如图5所示地旋转了180度时，将可调机翼30调整到z位置，则飞行体再向箭头方向前进，若在飞行体如图6所示地旋转了270度时，将可调机翼30调整到y位置，则飞行体成为静止飞行状态，飞行体再旋转360度而成为与图3相同的状态时，如上所述地将可调机翼30调整到x位置，则飞行体向箭头方向前进飞行。

即，在飞行体静止飞行的状态下，如图3所示的划斜线的第一固定板11位于向下方向的状态下，在飞行体旋转一圈的期间，将可调机翼30连续地从如图3所示的x位置调整到如图4所示的y位置、调整到如图5所示的z位置、调整到如图6所示的y位置，再调整到如图3所示的x位置，则飞行体会继续旋转的同时向箭头方向前进飞行。

在此，图3、图4、图5及图6是为了便于理解而以区分动作进行了说明，例如，假设飞行体在1秒钟旋转8圈，则图3、图4、图5、图6及图3的一圈的区分动作是表示飞行体在1/8秒钟旋转一圈的非常快的动作，瞬间完成的可调机翼的动作由内置于控制部的控制装置内的微处理器自动地进行控制。

相反地，向与箭头方向相反的方向即第二固定板12的方向进行后退飞行的调整方法如下，在图3的划斜线的第一固定板11位于向下方向的状态下，在飞行体旋转1圈的期间将可调机翼30连续地从z位置调整到y位置、调整到x位置、调整到y位置、再调整到z位置，则飞行体会继续旋转的同时向与箭头方向相反的方向即第二固定板12的方向后退飞行。

另外，飞行体向左旋转、向右旋转、向左侧前进及向右侧前进的飞行原理如下，通过在第一固定板11转到飞行体需要飞行的方向的位置时，根据上述调整原理反复地调整可调机翼30而实现所需的飞行。

如上所述，通过仅控制一个可调机翼30可以实现飞行体的静止、前进、后退、向左侧前进、向右侧前进、向左旋转、向右旋转的飞行，也可以简单地构成其结构。

从而，本发明仅利用一个可调机翼来执行飞行体的静止、向左旋转、向右旋转飞行、前进、后退、向左侧前进、向右侧前进等的功能，由于不消除因螺旋桨的旋转而产生的飞行体的反转矩，因此不需要相关的调整和设备，可以使其结构简单、减小重量和体积，不仅可以使飞行体小型化，相比于现有的飞行体提高了动力效率，进而具有延长飞行体的滞空时间的效果。

如图1所示，本发明使用了固定螺距的螺旋桨2，设置成将飞行体的重量分散在螺旋桨的中心轴1上部和下部，由于飞行体的重量的分散，使飞行体通过回复力自动地形成水平平衡的稳定。

而且，由于本发明的飞行体是旋转体，因此本身具有稳定性，而且飞行体继续旋转，因此具有比静止状态的飞行体不显眼的优点。

参照表示本发明的上述结构的例子的图7，以固定螺距的螺旋桨2为中心，在动力部3安装动力源6，通过贯通管状的中心轴1的连接线8向下传递动力，在下方配置飞行体的剩余部分的外啮合齿轮64、动力装置62、动力齿轮63、控制装置7、可调机翼30、第一、第二、第三、第四固定板11、12、13、14及脚部40等，将飞行体的总重量以螺旋桨2为中心分散设置于上部分和下部分。在此，根据重量的均衡和设计，可以将动力部3和控制部4变换位置而设置，以使重量中心位于螺旋桨2的中心轴1附近。在此，第四固定板14由于被切断而看不到。

本发明的工作原理如图7所示，通过连接于动力源61的连接线8接收动力的控制装置7控制动力装置62，固定于动力装置62的轴上的动力齿轮63旋转，则啮合于动力齿轮63的外啮合齿轮64同时旋转，并使螺旋桨2旋转而使飞行体实施飞行。

而且，在本发明中内置位置识别装置，从而识别飞行体的位置和方向，在一定的固定板的前面安装闪光灯，以便可以识别飞行体飞行中的固定板的位置。

图8是本发明的另一实施例，在控制部4的前面安装摄像机6，并安装环状的圆筒状的圆形框架5，以便切断外部的风并使因螺旋桨2的旋转而产生的风更顺利地传递到固定板11、12、13、14和可调机翼30上。

如图8所示，若在第一固定板11的上侧的控制部4的前面安装作为图像传感器的摄像机6，则飞行体继续旋转的同时进行拍摄，所以第一固定板11在图3的位置时拍摄前方的图像，在图4的位置时拍摄左侧的图像，在图5的位置时拍摄后方的图像，在图6的位置时拍摄右侧的图像。

因此，在飞行体每秒钟旋转8圈的情况下，由于每秒钟可以拍摄32帧的图像，因此可以用一个摄像机6监视四方。

在不旋转的一般的旋转翼机的情况下，为了同时监视四方需要四个摄像机，而在本发明的旋转式飞行体的情况下，由于用一个摄像机监视四方，因此可以减小飞行体的重量和体积，简化装置的结构。

从而，可以使飞行体小型化，可以在室内及狭窄空间飞行，通过安装监视设备，使侦察和监视变得容易。

产业上的可利用性如下。

如上所述，由于现有的下部机翼型飞行体需要多个可调机翼，结构复杂，而且需要安装相关的设备，因此飞行体的重量和体积会变大。

本发明由于不消除飞行体的反转矩，原样维持飞行体的旋转状态的同时，仅利用一个可调机翼执行飞行体的静止、向左旋转、向右旋转、前进、后退、向左侧前进、向右侧前进等的功能，因此结构简单，能够减小重量和体积，可以使飞行体小型化。

由于可以如此地使飞行体小型化，因此可以在室内及狭窄空间飞行，而且由于飞行体旋转，因此可以安装监视设备而容易地同时对多方面进行侦察和监视，能够提高动力效率，进而具有延长飞行体的滞空时间的效果。

Claims (5)

1.一种旋转式下部机翼型飞行体，其特征在于，

包括：以中心轴为中心水平安装的固定螺距的螺旋桨；

安装在上述螺旋桨的中心轴的上部的动力部；以及

安装在上述螺旋桨的中心轴的下部的控制部，

上述控制部在下方包括调整装置和一个可调机翼，

第一、第二、第三及第四固定板以上述控制部为中心并以十字状，将一侧末端固定安装于上述控制部，在另一侧末端的下方竖立固定安装脚部，

上述可调机翼安装于上述调整装置，并利用铰链设置于上述第一固定板和第二固定板的下方。

2.根据权利要求1所述的旋转式下部机翼型飞行体，其特征在于，

通过调整上述固定螺距的螺旋桨和上述可调机翼，上述飞行体在旋转的同时实施上升、下降、静止、后退、向左旋转、向右旋转、向左侧前进、向右侧前进的飞行。

3.根据权利要求1所述的旋转式下部机翼型飞行体，其特征在于，

上述控制部包括控制装置，控制装置具有通过控制上述调整装置并根据飞行体的旋转移动来调整上述可调机翼的功能。

4.根据权利要求1所述的旋转式下部机翼型飞行体，其特征在于，

在上述控制部的前面安装摄像机，第一、第二、第三及第四固定板以上述控制部为中心并以十字状，将一侧末端固定安装于上述控制部，另一侧末端竖立固定安装于圆形框架，在上述圆形框架的下方竖立固定安装脚部。

5.根据权利要求4所述的旋转式下部机翼型飞行体，其特征在于，

上述飞行体在旋转的同时实施上升、下降、静止、后退、向左旋转、向右旋转、向左侧前进、向右侧前进的飞行。

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