CN109229363A - 一种双发手抛固定翼无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种双发手抛固定翼无人机，其包括：机身、主机翼、尾翼、载荷舱和弹射舱，其中，弹射舱内容置有第一舵机、弹簧和降落伞，弹簧的弹力作用于弹射舱门上，第一舵机驱动弹射舱门体移动，以打开弹射舱门体，降落伞在弹簧的弹力作用下，从弹射舱弹射出去以使无人机平稳降落。本发明的双发手抛固定翼无人机，结构易拆装，维修便捷，采用降落伞的方式降落，一方面降低了对降落场地的要求，提高了应用范围，另一方面替代了传统的人为降落方式，降低了因降落时的冲击力大导致设备损坏或意外事故发生的风险。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种双发手抛固定翼无人机。
背景技术
无人机对比有人机具有诸多优势，由于没有飞行员，更适于执行危险性高的任务，同时在使用维护方面，无人机比较简单，费用低，操纵员只需要在地面站进行训练，无需上天飞行。中小型手抛固定翼无人机未来在民用方面的运用会越来越广泛，可用于搜索营救、交通监管、资源勘探、航空拍摄、森林防火、气象探测、农作物评估、管道电线巡检等。
手抛是固定翼无人机的自主设计和研发属于国内领先，是行业领域自主技术创新的又一典范。目前国内一些民营企业在原来的航模基础上进行改装制作小型无人机，由于技术力量薄弱、制作工艺简单，航模级产品专业级无人机性能与可靠性差距较大，满足不了专业用户对无人机的性能要求。
普通航测无人机本身搭载设备和电池重的总体重量大，起飞距离长。滑翔降落跑到长，物理空间需求比较大，起飞和降落的场地要求比较苛刻。降落时因机体总质量重，冲击力大。人为降落事故率大，设备易损坏。
鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的双发手抛固定翼无人机成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种双发手抛固定翼无人机。
本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：
本发明提供了一种双发手抛固定翼无人机，其包括：机身、设于所述机身前端的主机翼和设于所述机身后端的尾翼，
所述机身内设有从头部向尾部依次排列的载荷舱和弹射舱，所述载荷舱外表面边缘处设有固定器，所述弹射舱内容置有第一舵机、弹簧和降落伞，所述弹簧的一端固定于所述弹射舱内壁，所述弹簧的另一端与所述降落伞连接，所述降落伞通过绳索连接于所述固定器；
所述机身表面设有与所述弹射舱对应的弹射舱门体，所述弹射舱门体的一侧与所述机身表面铰接，所述弹射舱门体还与所述第一舵机连接，所述弹簧的弹力作用于所述弹射舱门上，所述第一舵机驱动所述弹射舱门体移动，以打开所述弹射舱门体，所述降落伞在所述弹簧的弹力作用下，从所述弹射舱弹射出去以使无人机平稳降落。
优选地，所述无人机中还装设有动力电池、与所述动力电池连接的电调和与所述电调连接的动力机构。
优选地，所述动力机构对称设于所述主机翼上，所述动力机构包括电机和与所述电机连接的螺旋桨，所述电机与所述电调连接，通过所述电调控制设于所述电机上的螺旋桨旋转。
优选地，所述螺旋桨为分离式螺旋桨，所述螺旋桨包括桨叶和桨毂，所述桨叶通过螺栓与所述桨毂连接，所述桨叶能够折叠。
优选地，所述主机翼和所述尾翼上形成有舵面，所述舵面用于控制无人机飞行的转向、爬升和翻滚。
优选地，所述尾翼包括尾平翼和与所述尾平翼垂直设置的尾竖翼，所述主机翼上形成有副翼横滚控制舵面，所述尾平翼上形成有平尾升降控制舵面，所述尾竖翼上形成有垂尾方向控制舵面。
优选地，所述副翼横滚控制舵面、平尾升降控制舵面和垂尾方向控制舵面分别安装有第二舵机，所述载荷舱中还设有自驾仪，所述第二舵机与所述自驾仪连接，所述自驾仪与所述动力电池连接，通过所述自驾仪控制第二舵机进而调整各个控制舵面的角度。
优选地，所述载荷舱包括依次排列的第一载荷舱和第二载荷舱，所述机身表面设有与所述第一载荷舱和第二载荷舱分别对应的第一载荷舱门体和第二载荷舱门体。
优选地，所述机身下部设有多个滚轮，用于滑跑降落。
优选地，所述机身下部接地部位设有硬质摩擦防护板，用于硬接地摩擦降落。
本发明的双发手抛固定翼无人机，结构易拆装，维修便捷，采用降落伞的方式降落，一方面降低了对降落场地的要求，提高了应用范围，另一方面替代了传统的人为降落方式，降低了因降落时的冲击力大导致设备损坏或意外事故发生的风险。
附图说明
图1是本发明的无人机的结构示意图。
图2是上图1的A-A方向的剖面图。
图3是本发明的无人机的飞行动力控制部分的结构框图。
图4是本发明的无人机的飞行姿态控制部分的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在下文中，将参考附图来更好地理解本发明的许多方面。附图中的部件未必按照比例绘制。替代地，重点在于清楚地说明本发明的部件。此外，在附图中的若干视图中，相同的附图标记指示相对应零件。
如本文所用的词语“示例性”或“说明性”表示用作示例、例子或说明。在本文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式未必理解为相对于其它实施方式是优选的或有利的。下文所描述的所有实施方式是示例性实施方式，提供这些示例性实施方式是为了使得本领域技术人员做出和使用本公开的实施例并且预期并不限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求限定。在其它实施方式中，详细地描述了熟知的特征和方法以便不混淆本发明。出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”和其衍生词将与如图1定向的发明有关。而且，并无意图受到前文的技术领域、背景技术、发明内容或下文的详细描述中给出的任何明示或暗示的理论限制。还应了解在附图中示出和在下文的说明书中描述的具体装置和过程是在所附权利要求中限定的发明构思的简单示例性实施例。因此，与本文所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特征不应被理解为限制性的，除非权利要求书另作明确地陈述。
本发明的双发手抛固定翼无人机，结构易拆装，维修便捷，采用降落伞的方式降落，一方面降低了对降落场地的要求，提高了应用范围，另一方面替代了传统的人为降落的方式，降低了因降落时的冲击力大导致设备损坏或意外事故发生的风险。
图1示出了一种双发手抛固定翼无人机，请参见图1，该双发手抛固定翼无人机包括：机身10、主机翼20、尾翼30、载荷舱40和弹射舱50。
其中，主机翼20左右对称设于机身10前端，尾翼30固定设于机身10后端，尾翼30包括尾平翼301和尾竖翼302，尾平翼301垂直于尾竖翼302设置。本实施例的无人机的机身10和主机翼20扁平而宽，整体呈流线型设置，减少无人机飞行时风的阻力，从而增加上升动力，节约能耗，机身10采用复合材料制作，减轻机身10重量，增加机身10强度。载荷舱40和弹射舱50依次排列设于机身10内部，其中，载荷舱40靠近机身10的头部设置，弹射舱50靠近机身10的尾部设置。
进一步地，请参见图1，载荷舱40包括依次排列的第一载荷舱401和第二载荷舱402，第二载荷舱402位于第一载荷舱401和弹射舱50的中间，也是无人机的重心位置所在，第二载荷舱402外表面边缘处设有用于固定绳索503的固定器4020。机身10表面设有与第一载荷舱401和第二载荷舱402分别对应的可拆卸的第一载荷舱门体(图中未示出)和第二载荷舱门体(图中未示出)。
进一步地，请参见图2，弹射舱50内容置有第一舵机(图中未示出)、弹簧501和降落伞502，弹簧501的一端固定于弹射舱50内壁，弹簧501的另一端与降落伞502连接，降落伞502通过绳索503连接于固定器4020；当无人机降落时，降落伞502连接于无人机的重心位置，保证无人机能够平稳降落。
进一步地，请参见图2，机身10表面设有与弹射舱50对应的弹射舱门体500，弹射舱门体500的一侧与机身10表面铰接，优选地，弹射舱门500开在机身10的顶部，使降落伞502释放便捷，防止降落伞502在释放过程中遇阻。弹射舱门体500还与第一舵机连接，第一舵机控制弹射舱门500体打开/关闭以释放/收起降落伞502。当弹射舱门体500处于关闭状态，降落伞502处于收起状态，弹簧501处于压缩状态，弹簧501的弹力作用于弹射舱门体500，使降落伞502与弹射舱门体500抵接，绳索503连接固定器4020的一端外露，连接降落伞502的一端从弹射舱门体500的缝隙中伸入弹射舱50内部。当第一舵机驱动弹射舱门体500移动，使弹射舱门体500处于打开状态时，降落伞502在弹簧501的弹力作用下，从弹射舱50弹射出去以使无人机平稳降落。
本实施例中机身10内部分多个舱体模块化设置，并分别设置有可拆卸的门体，结构易装拆，维修、更换器件便捷。
在本实施例中，当无人机在空中飞行的过程中，达到预设定的降落高度和降落地方时，第一舵机驱动弹射舱门体500移动，以打开弹射舱门体500，降落伞502在弹簧501的弹力作用下，从弹射舱50弹射出去以使无人机平稳降落。
本实施例的无人机采用降落伞502的方式降落，降落滑翔距离短，对降落场地的要求，提高了应用范围，同时减小无人机降落的冲击力，降低无人机因撞击而损坏的风险。
在上述实施例的基础上，请参见图1和图3，本实施例中，无人机中还装设有动力电池(图中未示出)、与动力电池连接的电调70、与电调70连接的动力机构60。
进一步地，请参见图1和图3，动力机构60对称设于主机翼20上，动力机构60包括电机601和与电机601连接的螺旋桨602，电机601与电调70连接，通过电调70控制设于电机601上的螺旋桨602旋转以为无人机的飞行提供动力。
更进一步地，螺旋桨602为分离式螺旋桨，螺旋桨602包括桨叶和桨毂，桨叶通过螺栓与桨毂连接，桨叶能够折叠。
在本实施例中，请参见图3，载荷舱40内还设有飞行控制***80，电调70与飞行控制***80连接，飞行控制***80与地面遥控器100通信连接，用于传递控制信号。地面遥控器100向飞行控制***80发送控制指令，通过飞行控制***80控制电调70进而带动动力机构60运动，从而实现控制固定于电机601上的螺旋桨602旋转，为无人机飞行提供动力。
在上述实施例的基础上，本实施例中，请参见图1，主机翼20和尾翼30上形成有舵面，舵面用于控制飞行的转向、爬升和翻滚。
进一步地，主机翼20上形成有副翼横滚控制舵面，尾平翼301上形成有平尾升降控制舵面，尾竖翼302上形成有垂尾方向控制舵面。
更进一步地，请参见图4，副翼横滚控制舵面、平尾升降控制舵面和垂尾方向控制舵面分别安装有第二舵机300，载荷舱40中还设有自驾仪90，自驾仪90与第二舵机300均和地面遥控器100电连接，自驾仪90与动力电池连接，动力电池给自驾仪90提供电源。地面遥控器100发送控制指令给自驾仪90对无人机的飞行参数进行调整，进而通过第二舵机300控制无人机的飞行姿态。自驾仪90的控制精度高，响应速度快。
本实施例的无人机采用流线型设计，抗风能力强，节约能耗；机身10结构易拆装，维修便捷；采用降落伞502的方式降落，对降落场地束缚小。
在另一些优选的实施方式中，机身10下部设有多个滚轮(图中未示出)，用于滑跑降落。该设置方式作为备选降落方式设置，仅当降落伞502出现故障，不能采用降落伞502降落时，采用机身10下的滚轮滑跑降落。
在另一些优选的实施方式中，机身10下部接地部位设有硬质摩擦防护板(图中未示出)，用于硬接地摩擦降落。该设置方式作为备选降落方式设置，仅当降落伞502出现故障，不能采用降落伞502降落时，采用机身10下的硬质摩擦防护板硬接地摩擦降落。
这两种备选的降落方式对降落场地要求严格，无人机降落时产生的冲击力大，容易造成无人机损坏，故仅在降落伞502不能正常使用降落时使用。
在本实施例中，无人机采用手抛的方式起飞，降低了对起飞场地的要求，扩大了应用范围。在现有的无人机起飞方式中，无人机可以在平整的跑道上通过机身10下部的滚轮滑动，马达提供推力加速滑翔起飞；也可以在开阔的地方架设弹射架，在机身10下部做一个倒钩，利用弹力绳的弹性助力加速起飞；还可以在开阔的地方，人拿着飞机向前加速运动，当速度到达最快时抛出无人机已达到起飞的目的。在本实施例中，需人为手持无人机，双手托起无人机向前加速运动，将电机601拉力达到最大时，向前以5度至15度的角度抛出无人机以使无人机起飞。因本实施例的无人机机身10采用复合材料制作，极大地减轻了无人机自身的重量，同时利用两个动力机构60提供动力，使得无人机可以以42度的角度爬升，缩短了起飞距离，而在市场上的无人机一般以30度角起飞，起飞距离较长。
本实施例的无人机采用手抛起飞，降落伞502降落，可以广泛应用于搜索营救、交通监管、资源勘探、航空拍摄、森林防火、气象探测、农作物评估、管道电线巡检等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双发手抛固定翼无人机，包括：机身、设于所述机身前端的主机翼和设于所述机身后端的尾翼，其特征在于，
所述机身内设有从头部向尾部依次排列的载荷舱和弹射舱，所述载荷舱外表面边缘处设有固定器，所述弹射舱内容置有第一舵机、弹簧和降落伞，所述弹簧的一端固定于所述弹射舱内壁，所述弹簧的另一端与所述降落伞连接，所述降落伞通过绳索连接于所述固定器；
所述机身表面设有与所述弹射舱对应的弹射舱门体，所述弹射舱门体的一侧与所述机身表面铰接，所述弹射舱门体还与所述第一舵机连接，所述弹簧的弹力作用于所述弹射舱门上，所述第一舵机驱动所述弹射舱门体移动，以打开所述弹射舱门体，所述降落伞在所述弹簧的弹力作用下，从所述弹射舱弹射出去以使无人机平稳降落。
2.根据权利要求1所述的双发手抛固定翼无人机，其特征在于，所述无人机中还装设有动力电池、与所述动力电池连接的电调和与所述电调连接的动力机构。
3.根据权利要求2所述的双发手抛固定翼无人机，其特征在于，所述动力机构对称设于所述主机翼上，所述动力机构包括电机和与所述电机连接的螺旋桨，所述电机与所述电调连接，通过所述电调控制设于所述电机上的螺旋桨旋转。
4.根据权利要求3所述的双发手抛固定翼无人机，其特征在于，所述螺旋桨为分离式螺旋桨，所述螺旋桨包括桨叶和桨毂，所述桨叶通过螺栓与所述桨毂连接，所述桨叶能够折叠。
5.根据权利要求4所述的双发手抛固定翼无人机，其特征在于，所述主机翼和所述尾翼上形成有舵面，所述舵面用于控制无人机飞行的转向、爬升和翻滚。
6.根据权利要求5所述的双发手抛固定翼无人机，其特征在于，所述尾翼包括尾平翼和与所述尾平翼垂直设置的尾竖翼，所述主机翼上形成有副翼横滚控制舵面，所述尾平翼上形成有平尾升降控制舵面，所述尾竖翼上形成有垂尾方向控制舵面。
7.根据权利要求6所述的双发手抛固定翼无人机，其特征在于，所述副翼横滚控制舵面、平尾升降控制舵面和垂尾方向控制舵面分别安装有第二舵机，所述载荷舱中还设有自驾仪，所述第二舵机与所述自驾仪连接，所述自驾仪与所述动力电池连接，通过所述自驾仪控制第二舵机进而调整各个控制舵面的角度。
8.根据权利要求1所述的双发手抛固定翼无人机，其特征在于，所述载荷舱包括依次排列的第一载荷舱和第二载荷舱，所述机身表面设有与所述第一载荷舱和第二载荷舱分别对应的第一载荷舱门体和第二载荷舱门体。
9.根据权利要求1至8任一项所述的双发手抛固定翼无人机，其特征在于，所述机身下部设有多个滚轮，用于滑跑降落。
10.根据权利要求1至8任一项所述的双发手抛固定翼无人机，其特征在于，所述机身下部接地部位设有硬质摩擦防护板，用于硬接地摩擦降落。
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