CN110040248A - 一种垂直起降飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垂直起降飞行器，包括机身，机翼，第一动力装置，第二动力装置，倾转机构，起落架。其中机身后部通孔内的中部设置可倾转的第二动力装置，两个第一动力装置通过机臂折叠机构对称安装在机身前部两侧，可向后折叠，机翼安装在机身后方两侧，内翼和外翼可折叠。本发明采用先进气动设计，解决多旋翼航时短问题，同时前飞和垂直起降时不需要改变模式，在动力故障时，可切换固定翼模式，保证飞行器的安全性。

Description

一种垂直起降飞行器
技术领域
本发明涉及一种垂直起降飞行器。
技术背景
多旋翼飞行器控制简单，可以实现垂直起降被广泛运用，但是其飞行时间短，同时多旋翼由于采用旋翼为直接升力来源，动力一旦出问题，多旋翼飞行器就会坠落造成事故。为了解决这个问题出现了多旋翼与固定翼结合，但是前飞时多旋翼电机不工作造成废重。也有采用多旋翼内置于飞翼中，但前飞时会造成阻力巨大。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的不足，发明一种垂直起降飞行器。
本发明通过以下技术方案得以实现。
一种垂直起降飞行器，包括机身1，机翼6，第一动力装置8，第二动力装置20，倾转机构2，起落架13；所述机身1纵向横截面为翼型截面，机身1后部以机身轴线为对称轴开一个通孔7，所述通孔7为轴对称图形，通孔7内的中部设置第二动力装置20，通孔7前壁面为外凸曲面，使得机身1前部分纵向横截面为翼型截面；所述第一动力装置8为两个，两个第一动力装置8对称安装在机身1前部两侧；所述第二动力装置20为共轴双旋翼，倾转机构2调节第二动力装置20的轴线与机身1的轴线的夹角；所述起落架13为四个电动车轮，安装在机身1下方。
所述第一动力装置8包括一个机臂10，两个电机12，两个螺旋桨11；所述机臂10的一端通过电动机臂折叠机构9连接无人机主体，可以向后折叠，另一端连接电机12；所述电机12上下共轴排布；所述螺旋桨11安装在电机上。
所述机翼6安装在机身1两侧，机翼6为可折叠机翼，由内翼5，外翼4和垂尾3三段组成，内翼5与机身1部分通过第一机翼折叠机构15连接，通过第一机翼折叠机构15驱动内翼5向上转动；外翼4与内翼5通过第二机翼折叠机构14连接，通过第二机翼折叠机构14向下转动；所述机翼6前缘高于所述第一动力装置8水平最高位置；所述机翼6上有升降副翼16，升降副翼16只有在飞机动力装置出问题时启用，以固定翼方式滑翔或飞行，保证飞机安全性。
起降阶段，飞行器控制方式是三轴Y6多旋翼控制方式，两个所述第一动力装置8和所述第二动力装置20提供升力；水平飞行时，所述第二动力装置20倾转一定角度，产生水平向前分力，使得飞行器向前飞行，两个所述第一动力装置8和所述第二动力装置20，机身1和机翼6同时提供升力。
本发明的有益效果是：采用固定翼与多旋翼结合布局，优化了气动设计。在水平飞行时，机身内动力装置倾转，提供前飞动力同时，调节了机身整体气流，使得机身产生的升力增大，阻力减小，解决内置旋翼造成前飞阻力大的问题。同时前飞和垂直起降阶段都采用多旋翼控制方式，不需要改变模式，简单方便。采用两套控制***，保证飞行器的安全性。
附图说明
图1为本发明一种垂直起降飞行器的整体结构示意图；
图2为本发明一种垂直起降飞行器的折叠状态示意图；
图3为本发明一种垂直起降飞行器机翼的结构示意图；
图4为本发明一种垂直起降飞行器侧面示意图；
图5为本发明一种垂直起降飞行器前飞时，第二动力装置倾转示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“水平”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1、图4和图5，一种垂直起降飞行器，包括机身1，机翼6，第一动力装置8，第二动力装置20，倾转机构2，起落架13；所述机身1纵向横截面为翼型截面，机身1后部以机身轴线为对称轴开一个通孔7，所述通孔7为轴对称图形，优选的矩形和半圆形组合，半圆形的直径为矩形的长，半圆形半径与矩形的宽相等，半圆直径比第二动力装置20旋翼直径长，优选的，半圆直径是第二动力装置20旋翼直径的1.06倍；通孔7内的中部设置第二动力装置20，通孔7前壁面为外凸曲面，使得机身1前部分纵向横截面为翼型截面；所述第一动力装置8为两个，两个第一动力装置8对称安装在机身1前部两侧；所述起落架13为四个电动车轮，安装在机身1下方
如图1，所述第一动力装置8包括一个机臂10，两个电机12，两个螺旋桨11；所述机臂10的一端通过电动机臂折叠机构9连接无人机主体，可以向后折叠，另一端连接电机12；所述电机12上下共轴排布；所述螺旋桨11安装在电机上。
如图5，所述第二动力装置20为共轴双旋翼，优选的，使用电机18直接驱动，两个电机18安装在碳杆17，碳杆17两侧穿过通孔7左右壁面，可以旋转活动，碳杆17其中一端与倾转机构2连接，倾转机构2调节第二动力装置20的轴线与机身1的轴线的夹角。
如图1和图3，所述机翼6安装在机身1两侧，机翼6为可折叠机翼，由内翼5，外翼4和垂尾3三段组成，内翼5与机身1部分通过第一机翼折叠机构15连接，通过第一机翼折叠机构15驱动内翼5向上转动；外翼4与内翼5通过第二机翼折叠机构14连接，通过第二机翼折叠机构14向下转动；所述机翼6前缘高于所述第一动力装置8水平最高位置；所述机翼6上有升降副翼16，升降副翼16只有在飞机动力装置出问题时启用，以固定翼方式滑翔或飞行，保证飞机安全性。
起降阶段，飞行器控制方式是三轴Y6多旋翼控制方式，两个所述第一动力装置8和所述第二动力装置20提供升力；水平飞行时，所述第二动力装置20倾转一定角度，产生水平向前分力，使得飞行器向前飞行，两个所述第一动力装置8和所述第二动力装置20，机身1和机翼6同时提供升力。

Claims (9)

1.一种垂直起降飞行器，其特征在于，包括机身(1)，机翼(6)，第一动力装置(8)，第二动力装置(20)，倾转机构(2)，起落架(13)；所述第一动力装置(8)为两个，两个所述第一动力装置(8)对称安装在机身(1)前部两侧；所述机翼(6)安装在机身(1)两侧；所述机身(1)的后部以机身轴线为对称轴开一个通孔(7)，所述通孔(7)内的中部设置第二动力装置(20)，倾转机构(2)调节第二动力装置(20)的轴线与机身(1)的轴线的夹角。
2.根据权利要求1所述垂直起降飞行器，其特征在于，所述机身(1)纵向横截面为翼型截面。
3.根据权利要求1所述垂直起降飞行器，其特征在于，所述通孔(7)为轴对称形状，通孔前壁面为外凸曲面，使得机身(1)前部分纵向横截面为翼型截面。
4.根据权利要求1所述垂直起降飞行器，其特征在于，所述机翼(6)为可折叠机翼，由内翼(5)，外翼(4)和垂尾(3)三段组成，内翼(5)与机身(1)部分通过第一机翼折叠机构(15)连接，通过第一机翼折叠机构(15)驱动内翼(5)向上转动；外翼(4)与内翼(5)通过第二机翼折叠机构(14)连接，通过第二机翼折叠机构(14)向下转动；所述机翼(6)上有升降副翼(16)；所述机翼(6)前缘高于所述第一动力装置(8)水平最高位置。
5.根据权利要求1所述垂直起降飞行器，其特征在于，所述第一动力装置(8)包括一个机臂(10)，两个电机(12)，两个螺旋桨(11)；所述机臂(10)的一端通过电动机臂折叠机构(9)连接无人机主体，可以向后折叠，另一端连接电机(12)；所述电机(12)上下共轴排布；所述螺旋桨(11)安装在电机上。
6.根据权利要求1所述垂直起降飞行器，其特征在于，所述第二动力装置(20)为共轴双旋翼。
7.根据权利要求1所述垂直起降飞行器，其特征在于，所述起落架(13)为四个电动车轮，安装在机身(1)下方。
8.根据权利要求1所述垂直起降飞行器，其特征在于，起降阶段，飞行器控制方式是三轴Y6多旋翼控制方式，两个所述第一动力装置(8)和所述第二动力装置(20)提供升力；水平飞行时，所述第二动力装置(20)倾转一定角度，产生水平向前分力，使得飞行器向前飞行，两个所述第一动力装置(8)和所述第二动力装置(20)，机身(1)和机翼(6)同时提供升力。
9.根据权利要求4所述垂直起降飞行器，其特征在于，所述升降副翼(16)只有在飞机动力装置出问题时启用，以固定翼方式滑翔或飞行，保证飞机安全性。
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