CN107444632A - 一种可垂直起降的三角翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可垂直起降的三角翼无人机，属于无人机领域。本发明的一种可垂直起降的三角翼无人机，包括无人机体，无人机体的机翼前侧设置有前旋翼，机翼后侧设置有后旋翼，所述前旋翼和后旋翼均沿无人机体的机身方向设置；所述机翼端部设置有侧翼，该侧翼为A字形，所述无人机体能够通过侧翼立式放置。所述的前旋翼能够向上转动90°，后旋翼能够向下转动90°。本发明能够实现三角翼无人机的垂直起降，动力充足，克服了场地对起飞的限制。

Description

一种可垂直起降的三角翼无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体地说，涉及一种可垂直起降的三角翼无人机。

背景技术

常见的普通飞行器分为直升机和固定翼飞机两大类。直升机可以低速垂直起降，对机场跑道要求不高，例如旋翼飞行器，但航速航程不及固定翼飞机；固定翼飞行器有着飞行时间长、飞行距离大、飞行速度高等优点，但起降时速度快，大多需要跑道助力起飞，对起飞场地有较高要求。对于一些三角翼飞行器，其也可采用弹跳起飞，需要跳杆作为起飞动力。

因此使固定翼飞行器能够实现垂直起降模式，从而提高固定翼飞行器起飞和降落的安全性能，并且降低了固定翼飞行器对于起飞和降落的场地要求，能够使固定翼飞行器的应用范围更加广阔。

关于垂直起降技术，现有技术中已有专利公开，如中国专利(CN 105035320 A)公开了一种多旋翼垂直起降的固定翼飞行器，包括机身，机翼和尾翼，还包括设置在机翼和尾翼上均设置有动力机架单元，动力机架单元包括前旋翼，后旋翼和尾旋翼。实现了能够进行直升机模式起降和固定翼飞行模式的转换，提高了飞行器的起降安全性能，改变了传统固定翼飞行器的起降方式。

又如中国专利(CN 106043686 A)公开了一种垂直起降固定翼飞行器，包括主机身、设备仓、安装在主机身左右两侧的左机翼和右机翼、安装在主机身前后两侧的上垂尾和下垂尾、四个以上的螺旋桨、数量与螺旋桨相同的动力***和动力仓、控制***。该方案在飞行器的所有主要部件都是固定连接，因此结构更加稳固，降低了维护的成本。

以上两件专利方案都是针对固定翼飞机所做的改进，在机翼上安装旋翼，使其具有垂直起降的功能。第一种专利方案是利用旋翼的转动既能实现垂直起降，又可作为推进器使用；第二种专利方案中设置了4个旋翼，能够使飞机立式起飞，两种方案都可达到目的。但是第一种专利方案中的垂直起飞适合带有尾翼的飞行器，第二种专利方案多是应用在三角翼飞行器，难以实现有效的结合。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中固定三角翼无人机不便于起降的不足，提供了一种可垂直起降的三角翼无人机。本发明能够实现三角翼无人机的垂直起降，动力充足，克服了场地对起飞的限制。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种可垂直起降的三角翼无人机，包括无人机体，无人机体的机翼前侧设置有前旋翼，机翼后侧设置有后旋翼，所述前旋翼和后旋翼均沿无人机体的机身方向设置；所述机翼端部设置有侧翼，该侧翼为A字形，所述无人机体能够通过侧翼立式放置。

作为本发明更进一步的改进，所述的前旋翼能够向上转动90°，后旋翼能够向下转动 90°。

作为本发明更进一步的改进，所述侧翼内表面与机翼上表面的夹角为90～120°。

作为本发明更进一步的改进，所述机翼与侧翼中部相连，侧翼的下侧有V形开口，使侧翼地面形成两个支撑点。

作为本发明更进一步的改进，所述无人机体下方设置有旋翼安装架，所述旋翼安装架的端部安装有旋翼舵机，旋翼舵机的转轴与电机安装座相连接，该电机安装座用于安装电机。

作为本发明更进一步的改进，所述无人机体的机身的腹部设置有伞舱，在伞舱内放置降落伞，当伞舱打开后，降落伞被放出并打开，用于无人机的降落。

作为本发明更进一步的改进，所述伞舱下方连接有舱门，该舱门一端卡接在伞舱底壁上，另一端被开伞舵机的门栓压住，使舱门处于关闭状态。

作为本发明更进一步的改进，舱门与伞舱底壁卡接连接，伞舱底壁端部为凸弧结构，舱门端面上设置有对应的凹弧结构，两者相配合。

作为本发明更进一步的改进，所述舱门另一端设置为阶梯状，该阶梯状接口与伞舱底壁上的台阶配合；开伞舵机的转轴连接门栓，当门栓压住舱门时，降落伞被封在伞舱内。

作为本发明更进一步的改进，所述伞舱底壁为凸弧结构的一侧安装有弹簧，该弹簧用于对舱门施加推力。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种可垂直起降的三角翼无人机，在机翼上安装有4个旋翼，能够为无人机提供起飞动力和飞行动力，在机翼端部设置有A字形侧该侧翼可支撑整个无人机成立式姿态，进而可利用旋翼直接带动无人机起飞，摆脱了场地的限制，飞行动力足；

(2)本发明的一种可垂直起降的三角翼无人机，其前旋翼可向上旋转90°，后旋翼可向下旋转90°，利用旋翼能够直接带动无人机垂直起飞，使无人机能够在平放姿态下垂直起飞降，使无人机实现平放起飞和立式起飞两种起飞方式；

(3)本发明的一种可垂直起降的三角翼无人机，在无人机腹部设置有伞舱，利用舵机能够控制伞舱的开启，在续航能力不足或操作故障的情况下，可直接利用降落伞实现无人机的降落，安全可靠，更易于操作，降低了对操作的要求。

附图说明

图1为旋翼转轴与机身平行时的状态示意图；

图2为旋翼的安装结构示意图；

图3为旋翼转轴与机身垂直时的状态示意图；

图4为伞舱的分布位置示意图；

图5为伞舱的内部结构示意图。

示意图中的标号说明：11、机身；12、机翼；13、侧翼；14、伞舱；141、开伞舵机；142、门栓；143、舱门；144、降落伞；145、弧形接口；146、弹簧；21、旋翼安装架；22、前旋翼；221、旋翼舵机；222、电机安装座；223、电机；224、叶片；23、后旋翼。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的一种可垂直起降的三角翼无人机，包括无人机体，该无人机体由机身11和分布在机身两侧的机翼12组成，整体形成类三角形状。三角翼无人机飞行速度快，飞行距离大，作业时间长，具有较多优点，实现其垂直起飞，能够大大增加其应用范围。

作为改进，本实施例无人机体的机翼12下方安装有旋翼安装架21，可以将其固定在机翼12下方，旋翼安装架21位于机翼12前侧的一端安装有前旋翼22，位于机翼12后侧的一端安装有后旋翼23，前旋翼22和后旋翼23均沿无人机体的机身11方向设置，即旋翼转动轴与无人机机身方向平行，可以为其提供飞行动力。

为了实现垂直起飞，机翼12端部设置有侧翼13，将其侧翼13设为A字形，即侧翼13为A字形板，当无人机体立式摆放时，两个侧翼13作为支撑点，能够实现无人机体的立式放置。在这种姿态下，旋翼转动轴处于竖直方向，能够提供上升力，实现垂直起飞，当无人机飞行一定高度后，通过控制旋翼速度调整其飞行姿态，可作为固定翼无人机工作，改变了传统固定翼飞行器的起飞方式。

实施例2

结合图2，本实施例的一种可垂直起降的三角翼无人机，其基本结构与实施例1相同，其不同之处在于：对于前旋翼22，旋翼安装架21的端部安装有旋翼舵机221，该旋翼舵机221嵌入旋翼安装架21内，旋翼舵机221的转轴与电机安装座222相连接，电机安装座222 为U形结构，其两侧壁与旋翼舵机221的转轴连接，通过旋翼舵机221可驱动电机安装座222 绕转轴转动。

电机安装座222的底壁用于安装电机223，该电机223可以是无刷电机，其转轴上安装叶片224并驱动叶片224转动。后旋翼23的结构与上述前旋翼22的安装结构相同。

通过旋翼舵机221可驱动电机安装座222转动，实现旋翼的转动，本实施例限制前旋翼 22能够向上转动90°，后旋翼23能够向下转动90°。对于不同的无人机结构，也可以考虑将后旋翼23向上旋转，由于本实施例是针对三角翼无人机，其机翼12向后倾斜，如果把后旋翼23向上旋转，旋翼的叶片转动范围与机翼在水平投影上有一定区域重叠，在转轴位于竖直位置提供升力时，用于提供旋翼升起的气流会冲击到机翼12，形成一定的阻力，结构不合理。

结合图3，本实施例中，在无人机体水平放置姿态下，前旋翼22和后旋翼23的转轴都位于竖直方向，通过旋翼提供升力，可直接控制无人机起飞，当到达一定高度后再调整旋翼转动，使其作为推进器使用，实现无人机的起飞。则本实施例无人机实现平放起飞和立式起飞两种起飞方式。

实施例3

本实施例的一种可垂直起降的三角翼无人机，其基本结构与实施例2相同，其不同之处在于：侧翼13内表面与机翼12上表面的夹角为90～120°。如果夹角过小，会影响无人机飞行，产生较大的转向阻力，如果角度过大，两个侧翼13之间的夹角变小，不能够有效支撑无人机身。

进一步地，机翼12与侧翼13中部相连，侧翼13的下侧有V形开口，开口向下，使侧翼13地面形成两个支撑点。即机翼12对应于侧翼13的中截面位置，侧翼13形成两个支点，使重心的稳定波动范围变大，在机身有一定重量改变的情况下也能立式放置。

实施例4

结合图4，本实施例的一种可垂直起降的三角翼无人机，其基本结构与实施例3相同，其不同之处在于：无人机体的机身11的腹部设置有伞舱14，在伞舱14内放置降落伞144，当伞舱14打开后，降落伞144被放出并打开，用于无人机的降落。

利用旋翼可以使无人机垂直起飞，而且通过旋翼也能够实现无人机的降落，但是当动力不足时无法通过旋翼实现降落，而且如果操作人员对操作技术不熟练，无法实现工作状态与降落状态之间的转换，或者是遇到旋翼故障，将很难平稳降落，也就是说，这种固定翼无人机仍面临降落问题。

而所设置降落伞144能够用于辅助降落，利用舵机能够控制伞舱的开启，在续航能力不足或操作故障的情况下，可直接利用降落伞实现无人机的降落，安全可靠，更易于操作，降低了对操作的要求。

实施例5

结合图5，本实施例的一种可垂直起降的三角翼无人机，其基本结构与实施例4相同，其不同之处在于：伞舱14下方连接有舱门143，该舱门143一端卡接在伞舱14底壁上，另一端被开伞舵机141的门栓142压住，使舱门143处于关闭状态。

伞舱14底壁端部为凸弧结构，舱门143端面上设置有对应的凹弧结构，两者相配合，形成弧形接口145，可使舱门143与伞舱14底壁卡接连接。

舱门143另一端设置为阶梯状，该阶梯状接口与伞舱14底壁上的台阶配合，连接更紧密；开伞舵机141设置在伞舱14内，开伞舵机141的转轴连接门栓142，当门栓142压住舱门143 时，降落伞144被封在伞舱14内。

关闭无人机动力后，使门栓14290°转动，则舱门143在重力作用下转动，此时弧形接口145的凹弧和凸弧结构逐渐脱离，舱门143向下脱落，并把与之相连的降落伞144拉出，由于巨大的空气阻力，降落伞144打开，则无人机体在阻力作用下向下掉落，并随着降落伞一起下落，实现无人机的安全降落。

实施例6

本实施例的一种可垂直起降的三角翼无人机，其基本结构与实施例5相同，其不同之处在于：为了保证降落伞能够打开，可以在伞舱14底壁为凸弧结构的一侧安装弹簧146，该弹簧146另一端抵住舱门143的凸起部分，并对其施加推力，当门栓打开后，在弹簧146推力作用下，舱门143可快速被打开并脱落，保证降落伞能够及时打开，确保无人机降落时的安全性。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可垂直起降的三角翼无人机，包括无人机体，其特征在于：无人机体的机翼(12)前侧设置有前旋翼(22)，机翼(12)后侧设置有后旋翼(23)，所述前旋翼(22)和后旋翼(23)均沿无人机体的机身(11)方向设置；所述机翼(12)端部设置有侧翼(13)，该侧翼(13)为A字形，所述无人机体能够通过侧翼(13)立式放置。

2.根据权利要求1所述的一种可垂直起降的三角翼无人机，其特征在于：所述的前旋翼(22)能够向上转动90°，后旋翼(23)能够向下转动90°。

3.根据权利要求2所述的一种可垂直起降的三角翼无人机，其特征在于：所述侧翼(13)内表面与机翼(12)上表面的夹角为90～120°。

4.根据权利要求3所述的一种可垂直起降的三角翼无人机，其特征在于：所述机翼(12)与侧翼(13)中部相连，侧翼(13)的下侧有V形开口，使侧翼(13)地面形成两个支撑点。

5.根据权利要求2所述的一种可垂直起降的三角翼无人机，其特征在于：所述无人机体下方设置有旋翼安装架(21)，所述旋翼安装架(21)的端部安装有旋翼舵机(221)，旋翼舵机(221)的转轴与电机安装座(222)相连接，该电机安装座(222)用于安装电机(223)。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的一种可垂直起降的三角翼无人机，其特征在于：所述无人机体的机身(11)的腹部设置有伞舱(14)，在伞舱(14)内放置降落伞(144)，当伞舱(14)打开后，降落伞(144)被放出并打开，用于无人机的降落。

7.根据权利要求6所述的一种可垂直起降的三角翼无人机，其特征在于：所述伞舱(14)下方连接有舱门(143)，该舱门(143)一端卡接在伞舱(14)底壁上，另一端被开伞舵机(141)的门栓(142)压住，使舱门(143)处于关闭状态。

8.根据权利要求7所述的一种可垂直起降的三角翼无人机，其特征在于：舱门(143)与伞舱(14)底壁卡接连接，伞舱(14)底壁端部为凸弧结构，舱门(143)端面上设置有对应的凹弧结构，两者相配合。

9.根据权利要求8所述的一种可垂直起降的三角翼无人机，其特征在于：所述舱门(143)另一端设置为阶梯状，该阶梯状接口与伞舱(14)底壁上的台阶配合；开伞舵机(141)的转轴连接门栓(142)，当门栓(142)压住舱门(143)时，降落伞(144)被封在伞舱(14)内。

10.根据权利要求8所述的一种可垂直起降的三角翼无人机，其特征在于：所述伞舱(14)底壁为凸弧结构的一侧安装有弹簧(146)，该弹簧(146)用于对舱门(143)施加推力。