CN109835463A - 一种涵道式自平衡隐形无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涵道式自平衡隐形无人机，包括有机壳、整流腔、支撑架、涵道风扇和飞行控制装置，整流腔设于机壳的尾端，整流腔与机壳之间形成有环状涵道，支撑架包括有一个主支撑架和两个辅支撑架，主支撑架位于机壳的内腔中，辅支撑架设于主支撑架两侧，所述涵道风扇包括有主涵道风扇和副涵道风扇，在主支撑架的中心轴线上设有主涵道风扇，副涵道风扇设于辅支撑架中，飞行控制装置设于机壳的内腔中，并位于主涵道风扇的上方，飞行控制装置根据飞行需求调整主涵道风扇或副涵道风扇的工作状态。采用本发明所述的涵道式自平衡隐形无人机，在飞行过程中，涵道风扇不会暴露于机壳外，在一些特殊领域具有很大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及的是无人机技术领域，具体地说是一种涵道式自平衡隐形无人机。
背景技术
近年来，小型无人机以其简单的结构、方便操控及较高的安全性能等特点受到越来越多重视，无人机广泛被应用在各种不同的场合中，无人机在军用及民用等领域都具有良好的拓展性意义，但是无人机作为一种遥感装置，可以无视环境阻碍进行无差别飞行具有良好的易用性。
随着无人机的发展与普及，无人机在不同的场合中得到广泛应用，当需要使用无人机执行任务时，有时候需要隐蔽，防止被雷达和肉眼观测到，必须保持隐形飞行，因此有必要对现有技术中的无人机进行相应的改进，使其具有更加安全的飞行状态。现有技术的可见光隐形都是基于如下思想：一是采用负折射率的“超材料”实现隐形，二是在可见光，尤其是红光波段实现折射隐形，三是通过等离子体光子实现隐形。无人机同时也吸引了大批航模爱好者，而对于航模爱好者或者是摄影爱好者，采用无人机高空拍摄越来越成为摄影爱好者的重要拍摄手段，在飞行过程中，暴露于机身外的螺旋桨很容易触碰到外周物体，例如树枝或人等，对螺旋桨自身造成损坏且安全性能不高。因此，相较于传统的无人机，设计一种结构紧凑，不仅有利于在狭小空间飞行，还具有可隐形的无人机具有重要的应用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，提供一种结构紧凑，设计合理，不仅有利于在狭小空间飞行，还具有隐形功能的无人机，具体地说是一种涵道式自平衡隐形无人机。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种涵道式自平衡隐形无人机，包括有机壳、整流腔、支撑架、涵道风扇和飞行控制装置，所述机壳呈弹壳状的中空结构，其前端为圆锥形，尾端为球面形结构，所述整流腔设置于所述机壳的尾端，所述整流腔与机壳之间形成有环状涵道，所述支撑架包括有一个主支撑架和两个辅支撑架，所述主支撑架位于的机壳的内腔中，并靠近其尾端呈十字型结构设置，所述辅支撑架设置于所述主支撑架两侧，并呈对称状态分布于机壳的内腔两侧面，所述涵道风扇包括有主涵道风扇和副涵道风扇，在所述主支撑架的中心轴线上设置有主涵道风扇，通过所述主涵道风扇用于给无人机提供垂直起降过程中的动力、姿态控制及提供巡航飞行推力，所述副涵道风扇设置于所述辅支撑架中，通过所述副涵道风扇用于给无人机在飞行过程中俯仰姿态控制提供平衡动力，通过调整所述副涵道风扇与所述整流腔中心轴线的夹角，防止无人机在飞行过程中产生自旋，所述飞行控制装置设置于所述机壳的内腔中，并位于所述主涵道风扇的上方，所述飞行控制装置分别与所述主涵道风扇和副涵道风扇电连接，并根据飞行需求调整主涵道风扇或副涵道风扇的工作状态。
进一步地，本发明所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，其中还包括有自平衡装置，所述自平衡装置设置于所述机壳的内腔中，位于所述主涵道风扇与飞行控制装置之间，所述自平衡装置与所述飞行控制装置电连接，所述飞行控制装置根据飞行需求调整所述自平衡装置的工作状态，通过所述自平衡装置用于对无人机的飞行姿态进行调节。
进一步地，本发明所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，其中所述机壳包括有内保护层和外壳层，在所述内保护层和外壳层之间形成有中空夹层，并在所述中空夹层中设有加强筋条，在所述机壳的尾端面还设有传感器和高速摄像机，所述传感器和高速摄像机呈环状镶嵌于所述尾端面中，在所述机壳内部还装设有控制***和存储器，所述控制***分别与存储器、传感器、高速摄像机和飞行控制装置电连接，所述存储器与所述高速摄像机电连接。
进一步地，本发明所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，其中在所述外壳层的表面还涂敷有隐形层，所述隐形层采用纳米材料涂敷而成。
采用本发明所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，与现有技术相比，其有益效果在于：由于涵道风扇设置于机壳的内腔中，在飞行控制装置的作用下，通过所述涵道风扇不仅可以提供飞行动力，还可以提供平衡动力，在飞行过程中，涵道风扇不会暴露于机壳外，不仅有利于在狭小空间飞行，还具有隐形功能，具有结构紧凑，设计合理，在一些特殊领域具有很大的应用前景。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中所述机壳的结构示意图。
图中所示：1-机壳、11-内保护层、12-外壳层、13-中空夹层、14-加强筋条、15-隐形层、2-整流腔、3-支撑架、31-主支撑架、32-辅支撑架、4-涵道风扇、41-主涵道风扇、42-副涵道风扇、5-飞行控制装置、6-环状涵道、7-自平衡装置、8-传感器、9-高速摄像机。
具体实施方式
为进一步说明本发明的构思，以下将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，包括有机壳1、整流腔2、支撑架3、涵道风扇4和飞行控制装置5，所述机壳1呈弹壳状的中空结构，其前端为圆锥形，尾端为球面形结构，所述整流腔2设置于所述机壳1的尾端，所述整流腔2与机壳1之间形成有环状涵道6，所述支撑架3包括有一个主支撑架31和两个辅支撑架32，所述主支撑架31位于的机壳1的内腔中，并靠近其尾端呈十字型结构设置，所述辅支撑架32设置于所述主支撑架31两侧，并呈对称状态分布于机壳1的内腔两侧面，所述涵道风扇4包括有主涵道风扇41和副涵道风扇42，在所述主支撑架31的中心轴线上设置有主涵道风扇41，通过所述主涵道风扇41用于给无人机提供垂直起降过程中的动力、姿态控制及提供巡航飞行推力，所述副涵道风扇42设置于所述辅支撑架32中，通过所述副涵道风扇42用于给无人机在飞行过程中俯仰姿态控制提供平衡动力，通过调整所述副涵道风扇42与所述整流腔2中心轴线的夹角，防止无人机在飞行过程中产生自旋，所述飞行控制装置5设置于所述机壳1的内腔中，并位于所述主涵道风扇41的上方，所述飞行控制装置5分别与所述主涵道风扇41和副涵道风扇42电连接，并根据飞行需求调整主涵道风扇41或副涵道风扇42的工作状态。
进一步地，本发明所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，其中还包括有自平衡装置7，所述自平衡装置7设置于所述机壳1的内腔中，位于所述主涵道风扇41与飞行控制装置5之间，所述自平衡装置7与所述飞行控制装置5电连接，所述飞行控制装置5根据飞行需求调整所述自平衡装置7的工作状态，通过所述自平衡装置7用于对无人机的飞行姿态进行调节。
进一步地，本发明所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，其中所述机壳1包括有内保护层11和外壳层12，在所述内保护层11和外壳层12之间形成有中空夹层13，并在所述中空夹层13中设有加强筋条14，在所述机壳1的尾端面还设有传感器8和高速摄像机9，所述传感器8和高速摄像机9呈环状镶嵌于所述尾端面中，在所述机壳1内部还装设有控制***和存储器，所述控制***分别与存储器、传感器8、高速摄像机9和飞行控制装置5电连接，所述存储器与所述高速摄像机9电连接。
进一步地，本发明所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，其中在所述外壳层12的表面还涂敷有隐形层15，所述隐形层15采用纳米材料涂敷而成。
在实际应用过程中，采用本发明所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，由于在所述机壳1的内腔中设有呈十字型结构的主支撑架31，并在所述主支撑架31 两侧呈对称状态分布有两个辅支撑架32，在所述主支撑架31的中心轴线上设置有主涵道风扇41，通过所述主涵道风扇41用于给无人机提供垂直起降过程中的动力、姿态控制及提供巡航飞行推力，所述副涵道风扇42设置于所述辅支撑架32中，通过所述副涵道风扇42用于给无人机在飞行过程中俯仰姿态控制提供平衡动力，通过调整所述副涵道风扇42与所述整流腔2中心轴线的夹角，防止无人机在飞行过程中产生自旋。同时在所述机壳1的内腔中还设有自平衡装置7，通过自平衡装置7可以进一步提高其平衡性，更有利于无人机稳定。另外，由于还设有传感器8和高速摄像机9，通过所述高速摄像机9可用于对无人机下方的情景进行实时拍摄，还可根据传感器8感知机身高度来确定机身下方的视觉影响范围，进而确定高速摄像机9摄像的图像大小，能够更好地与高空景色融为一体，起到更好的视觉隐形效果，这样能够有效减小无人机对视觉环境的影响，所拍摄的影像信息可储存于存储器中，实现其航拍功能。另外，由于在构成所述机壳1的外壳层12表面还涂敷有隐形层15，所述隐形层15采用纳米材料涂敷而成，基于视觉伪装原理，无人机在空中即三维空间中可实现相对于地面的可见光隐形功能，从而实现其隐形功能。
综上所述，采用本发明所述的涵道式自平衡隐形无人机，由于涵道风扇4和飞行控制装置5均设置于机壳1的内腔中，在飞行控制装置5的作用下，通过所述涵道风扇4不仅可以提供飞行动力，还可以提供平衡动力，在飞行过程中，涵道风扇4不会暴露于机壳1外，不仅有利于在狭小空间飞行，还具有隐形功能，具有结构紧凑，设计合理，在一些特殊领域具有很大的应用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用以限制本发明，对于本领域的技术人员来说，可以有各种更改和变化，凡利用本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种涵道式自平衡隐形无人机，其特征在于：包括有机壳(1)、整流腔(2)、支撑架(3)、涵道风扇(4)和飞行控制装置(5)，所述机壳(1)呈弹壳状的中空结构，其前端为圆锥形，尾端为球面形结构，所述整流腔(2)设置于所述机壳(1)的尾端，所述整流腔(2)与机壳(1)之间形成有环状涵道(6)，所述支撑架(3)包括有一个主支撑架(31)和两个辅支撑架(32)，所述主支撑架(31)位于的机壳(1)的内腔中，并靠近其尾端呈十字型结构设置，所述辅支撑架(32)设置于所述主支撑架(31)两侧，并呈对称状态分布于机壳(1)的内腔两侧面，所述涵道风扇(4)包括有主涵道风扇(41)和副涵道风扇(42)，在所述主支撑架(31)的中心轴线上设置有主涵道风扇(41)，通过所述主涵道风扇(41)用于给无人机提供垂直起降过程中的动力、姿态控制及提供巡航飞行推力，所述副涵道风扇(42)设置于所述辅支撑架(32)中，通过所述副涵道风扇(42)用于给无人机在飞行过程中俯仰姿态控制提供平衡动力，通过调整所述副涵道风扇(42)与所述整流腔(2)中心轴线的夹角，防止无人机在飞行过程中产生自旋，所述飞行控制装置(5)设置于所述机壳(1)的内腔中，并位于所述主涵道风扇(41)的上方，所述飞行控制装置(5)分别与所述主涵道风扇(41)和副涵道风扇(42)电连接，并根据飞行需求调整主涵道风扇(41)或副涵道风扇(42)的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，其特征在于：还包括有自平衡装置(7)，所述自平衡装置(7)设置于所述机壳(1)的内腔中，位于所述主涵道风扇(41)与飞行控制装置(5)之间，所述自平衡装置(7)与所述飞行控制装置(5)电连接，所述飞行控制装置(5)根据飞行需求调整所述自平衡装置(7)的工作状态，通过所述自平衡装置(7)用于对无人机的飞行姿态进行调节。
3.根据权利要求1所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，其特征在于：所述机壳(1)包括有内保护层(11)和外壳层(12)，在所述内保护层(11)和外壳层(12)之间形成有中空夹层(13)，并在所述中空夹层(13)中设有加强筋条(14)，在所述机壳(1)的尾端面还设有传感器(8)和高速摄像机(9)，所述传感器(8)和高速摄像机(9)呈环状镶嵌于所述尾端面中，在所述机壳(1)内部还装设有控制***和存储器，所述控制***分别与存储器、传感器(8)、高速摄像机(9)和飞行控制装置(5)电连接，所述存储器与所述高速摄像机(9)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种涵道式自平衡隐形无人机，其特征在于：在所述外壳层(12)的表面还涂敷有隐形层(15)，所述隐形层(15)采用纳米材料涂敷而成。
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