CN110418753A - 一种无人飞行器及其升降起落架 - Google Patents

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Abstract

一种无人飞行器及其升降起落架，所述升降起落架包括翼板(3)和用于与地面接触的起落架支脚(22)，所述翼板(3)的一端与所述起落架支脚(22)相连，另一端用于与飞行器主体(1)相连，当所述升降起落架升起时，所述翼板(3)作为固定翼用于提高飞行器的升力。该无人飞行器起落架可以提升飞行器巡航经济性；同时还能够使得整个无人飞行器结构紧凑，重量保持在较低水平。

Description

一种无人飞行器及其升降起落架
技术领域
本发明涉及无人飞行器技术领域，特别涉及一种无人飞行器及无人飞行器的升降起落架。
背景技术
固定翼的升力和阻力特性是目前无人飞行器中效率最高的，最佳巡航状态下翼面产生的升力可达到阻力的几倍甚至数十倍，小型固定翼飞行器典型全机升阻比可以达到7～20；因此，对于目前的多旋翼或其他VTOL(vertical take-off and landing，垂直起降)无人飞行器而言，提高巡航经济性最为有效的手段之一就是增加固定机翼。
但是，直接在飞行器主体上增加固定机翼不仅会显著增大飞行器的整体尺寸，而且还会明显增加飞行器主体的整体重量，导致飞行器的载荷系数较小的问题出现。
发明内容
为了能够在不显著增大无人飞行器尺寸和重量的前提下有效提高飞行器的巡航经济性，本发明提供了一种无人飞行器的升降起落架，包括翼板和用于与地面接触的起落架支脚，所述翼板的一端与所述起落架支脚相连，另一端用于与飞行器主体相连，当所述升降起落架升起时，所述翼板作为固定翼用于提高飞行器的升力。
优选的，所述翼板的一端直接与所述起落架支脚相连。
优选的，所述翼板的另一端设置有转动连接部，用于转动连接于所述飞行器主体上。
优选的，所述升降起落架还包括起落架支腿，所述起落架支腿的一端直接与所述起落架支脚相连，且所述翼板设置于所述起落架支腿上。
优选的，所述起落架支腿的另一端设置有转动连接部，用于转动连接于所述飞行器主体上。
优选的，所述起落架支腿为碳纤维杆件。
优选的，所述起落架支脚为平行于所述飞行器主体的纵向设置的杆件。
优选的，所述翼板的翼弦所在的平面与所述起落架支脚的轴线具有预设夹角。
优选的，所述起落架支脚与所述起落架支腿固定连接；或所述起落架支脚可折叠连接在所述起落架支腿上，在飞行器收纳时，所述起落架支脚可折叠至与所述起落架支腿平行的位置。
优选的，所述翼板为由碳纤维制成。
优选的，还包括可转动地设置在所述翼板上的升力调整片。
优选的，所述翼板的内部为空心结构。
本发明还提供了一种无人飞行器，包括飞行器主体和设置在所述飞行器主体上的至少一对升降起落架，该升降起落架为上述任意一项中所公开的升降起落架，在所述升降起落架处于升起状态时，所述翼板处于工作状态；在所述升降起落架处于降落状态时，所述翼板处于回收状态。
优选的，所述无人飞行器为多旋翼飞行器。
由以上技术方案可以看出，本发明所公开的无人飞行器的升降起落架中，将起落架与起增升作用的翼板合二为一进行设计，起落架不仅具有供飞行器进行起落的常规功能，而且在飞行器进行巡航时，起落架还具有增升翼板的功能，无人飞行器此时可以由效率更高的翼板提供部分或全部升力，从而提升飞行器巡航经济性；将翼板设置在飞行器起落架上，可以节省常规设计中单独安装增升翼以及将升力传递到机身的结构，因此相比于直接在飞行器主体上设置增升翼的传统方式而言，本发明方案不仅使得整个无人飞行器结构紧凑，而且还使整个无人飞行器的重量保持在较低水平。
本发明中所公开的无人飞行器，由于采用了上述升降起落架，因此该无人飞行器的升降起落架不仅具有供飞行器进行起落的常规功能，而且在无人飞行器进行巡航时，起落架还具有增升翼板的功能，无人飞行器此时可以由效率更高的翼板提供部分或全部升力，从而提升飞行器巡航经济性；同时整个无人飞行器结构紧凑，重量保持在了较低水平。
附图说明
图1为本发明实施例中所公开的飞行器在着陆时的结构示意图；
图2为本发明实施例中所公开的飞行器在飞行时的结构示意图。
其中，1为飞行器主体，21为起落架支腿，22为起落架支脚，3为翼板，4为机臂，5为电机。
具体实施方式
本发明的核心之一是提供一种无人飞行器的升降起落架，以便在不显著增大飞行器尺寸和重量的前提下，有效提高飞行器的巡航经济性。
本发明的另一核心在于提供一种采用上述升降起落架的无人飞行器。
本发明实施例中所公开的无人飞行器的升降起落架，包括翼板3和起落架支脚22，其中起落架支脚22的作用在于与地面接触并稳定支撑飞行器，翼板3的一端与起落架支脚22相连，另一端用于与飞行器主体1相连，起落架具有升起状态和降落状态，起落架在升起状态时，无人飞行器处于正常飞行过程中，起落架在降落状态时，无人飞行器即将降落或者已经完成降落，在本实施例中，当升降起落架升起时，翼板3作为固定翼用于提高飞行器的升力。
可以发现，在上述实施例中，起落架与起增升作用的翼板3合二为一，起落架不仅具有供飞行器进行起落的常规功能，而且在无人飞行器进行巡航时，起落架还具有增升翼板3的功能，无人飞行器此时可以由效率更高的翼板3提供部分或全部升力，从而提升无人飞行器巡航经济性；将翼板3设置在飞行器起落架上，不仅可以在保持飞行器的垂直起降和悬停功能，而且可以节省常规设计中单独安装增升翼以及将升力传递到机身的结构，因此相比于直接在飞行器主体1上设置增升翼的传统方式而言，本发明方案不仅使得整个无人飞行器结构紧凑，而且还使整个无人飞行器的重量保持在较低水平。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2和图3，在本发明的一种实施例中，升降起落架除了翼板3和起落架支脚22外还包括起落架支腿21，起落架支腿21的一端直接与起落架支脚22相连，翼板3设置在起落架支腿21上，该实施例中的翼板3实质上是通过起落架支腿21间接连接在起落架支脚22上，起落架支腿21位于翼板3升降中心附近，升降起落架的状态发生改变时，起落架支腿21带动翼板3动作，从而实现翼板3的打开和回收，请参考图2，当升降起落架处于降落状态时，翼板3刚好处于回收状态，此时翼板3不在发挥增加升力的作用；请参考图3，当升降起落架处于升起状态时，此时无人飞行器处于正常飞行状态或者巡航状态，翼板3刚好处于打开状态，翼板3此时发挥增加飞行器升力的作用，固定翼的升力和阻力特性，使得采用该翼板3的飞行器的巡航经济性显著提高。
起落架支腿21与起落架支脚22之间的连接方式不限于一种，例如起落架支腿21与起落架支脚22之间可以采用活动连接或者固定连接的方式，活动连接可以通过螺栓连接或者铰接等方式实现，固定连接可以采用包括焊接和粘接在内的方式实现。
当起落架支腿21与起落架支脚22之间采用铰接方式相连时，起落架支脚22还可进一步设计为可折叠的方式，当无人飞行器收纳时，起落架支脚22可旋转至与起落架支腿21平行的位置上，从而有效降低整个飞行器的尺寸，为储存或运输提供便利；当无人飞行器需进行工作时，仅需将起落架支脚22旋转至工作位置即可，更为优选的方式是，起落架支腿21与起落架支脚22之间还设置有位置锁止机构，该位置锁止机构可以由设置在起落架支腿21和起落架支脚22任意一者上的锁止销，和设置在另外一者上的锁止孔构成。
起落架支腿21用于与飞行器主体1相连的一端设置有转动连接部，该转动连接部可以为转动轴，相应的，飞行器主体1上设置有与该转动轴适配的轴孔；当然，该转动连接部也可以为轴孔，相应的，飞行器主体1上设置有与该轴孔对应的转动轴。
为了提高无人飞行器的续航里程，需要在保证升降起落架强度的前提下有效降低升降起落架的重量，为此，本实施例中的起落架支腿21为碳纤维杆件，当然，起落架支脚22以及翼板3也可考虑采用碳纤维材料制成，翼板3还可以采用空心结构，这可以进一步降低起落架的重量。
请参考图2和图3，起落架支脚22具体为平行于飞行器主体1纵向设置的杆件，翼板3的翼弦所在的平面与起落架支脚22的轴线之间具有预设夹角，以保证在升降起落架升起时，翼板3能够达到最佳角度。需要进行说明的是，预设夹角可根据无人飞行器的具体尺寸、升降起落架展开后的状态进行适应性设计，根据实际情况不同，预设夹角的实际角度并不唯一。
在本发明另一实施例中，翼板3的一端直接与起落架支脚22相连，翼板3除了作为提高飞行器升力的固定翼之外，还兼做升降起落架的支腿，为了使翼板3可转动地连接在飞行器主体1上，翼板3用于与无人飞行器相连的一端还设置有转动连接部，同理，该转动连接部可以为转动轴，相应的，飞行器主体1上设置有与该转动轴适配的轴孔；当然，该转动连接部也可以为轴孔，相应的，飞行器主体1上设置有与该轴孔对应的转动轴。
更进一步的，翼板3上还设置有升力调整片，升力调整片可转动的设置在翼板3上，以辅助对翼板3的升力和俯仰力矩进行调节。
除此之外，本发明实施例中还公开了一种无人飞行器，该无人飞行器包括飞行器主体1和设置在飞行器主体1上的至少一对升降起落架，升降起落架为上述任意一实施例中所公开的无人飞行器的升降起落架，升降起落架通过舵机或其他驱动装置进行驱动，该升降起落架在处于升起状态时，翼板3作为固定翼处于工作状态，该升降起落架处于降落状态时，翼板3处于回收状态。该无人飞行器包括但不限于多旋翼飞行器，如图2和图3中所示的无人飞行器为四旋翼飞行器，用于提供动力的电机5通过机臂4安装在飞行器主体1上。
上述实施例中的无人飞行器，由于采用了上述升降起落架，因此该无人飞行器的升降起落架不仅具有供飞行器进行起落的常规功能，而且在飞行器进行巡航时，起落架还具有增升翼板3的功能，无人飞行器此时可以由效率更高的翼板3提供部分或全部升力，从而提升飞行器巡航经济性；同时整个无人飞行器结构紧凑，重量保持在了较低水平。
以上对本发明所提供的无人飞行器及无人飞行器的升降起落架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (25)

1.一种无人飞行器的升降起落架，其特征在于，包括翼板和用于与地面接触的起落架支脚，所述翼板的一端与所述起落架支脚相连，另一端用于与飞行器主体相连，当所述升降起落架升起时，所述翼板作为固定翼用于提高飞行器的升力。
2.根据权利要求1所述的升降起落架，其特征在于，所述翼板的一端直接与所述起落架支脚相连。
3.根据权利要求2所述的升降起落架，其特征在于，所述翼板的另一端设置有转动连接部，用于转动连接于所述飞行器主体上。
4.根据权利要求1所述的升降起落架，其特征在于，所述升降起落架还包括起落架支腿，所述起落架支腿的一端直接与所述起落架支脚相连，且所述翼板设置于所述起落架支腿上。
5.根据权利要求4所述的升降起落架，其特征在于，所述起落架支腿的另一端设置有转动连接部，用于转动连接于所述飞行器主体上。
6.根据权利要求4所述的升降起落架，其特征在于，所述起落架支腿为碳纤维杆件。
7.根据权利要求1所述的升降起落架，其特征在于，所述起落架支脚为平行于所述飞行器主体的纵向设置的杆件。
8.根据权利要求7所述的升降起落架，其特征在于，所述翼板的翼弦所在的平面与所述起落架支脚的轴线具有预设夹角。
9.根据权利要求7所述的升降起落架，其特征在于，所述起落架支脚与所述起落架支腿固定连接；或所述起落架支脚可折叠连接在所述起落架支腿上，在飞行器收纳时，所述起落架支脚可折叠至与所述起落架支腿平行的位置。
10.根据权利要求1所述的升降起落架，其特征在于，所述翼板为由碳纤维制成。
11.根据权利要求1-10任意一项所述的升降起落架，其特征在于，还包括可转动地设置在所述翼板上的升力调整片。
12.根据权利要求1-10任意一项所述的升降起落架，其特征在于，所述翼板的内部为空心结构。
13.一种无人飞行器，包括飞行器主体和设置在所述飞行器主体上的至少一对升降起落架，其特征在于，
所述升降起落架包括翼板和用于与地面接触的起落架支脚，所述翼板的一端与所述起落架支脚相连，另一端用于与飞行器主体相连，当所述升降起落架升起时，所述翼板作为固定翼用于提高飞行器的升力；
在所述升降起落架处于升起状态时，所述翼板处于工作状态；在所述升降起落架处于降落状态时，所述翼板处于回收状态。
14.根据权利要求13所述的无人飞行器，其特征在于，所述翼板的一端直接与所述起落架支脚相连。
15.根据权利要求14所述的无人飞行器，其特征在于，所述翼板的另一端设置有转动连接部，用于转动连接于所述飞行器主体上。
16.根据权利要求13所述的无人飞行器，其特征在于，所述升降起落架还包括起落架支腿，所述起落架支腿的一端直接与所述起落架支脚相连，且所述翼板设置于所述起落架支腿上。
17.根据权利要求16所述的无人飞行器，其特征在于，所述起落架支腿的另一端设置有转动连接部，用于转动连接于所述飞行器主体上。
18.根据权利要求16所述的无人飞行器，其特征在于，所述起落架支腿为碳纤维杆件。
19.根据权利要求13所述的无人飞行器，其特征在于，所述起落架支脚为平行于所述飞行器主体的纵向设置的杆件。
20.根据权利要求19所述的无人飞行器，其特征在于，所述翼板的翼弦所在的平面与所述起落架支脚的轴线具有预设夹角。
21.根据权利要求19所述的无人飞行器，其特征在于，所述起落架支脚与所述起落架支腿固定连接；或所述起落架支脚可折叠连接在所述起落架支腿上，在飞行器收纳时，所述起落架支脚可折叠至与所述起落架支腿平行的位置。
22.根据权利要求13所述的无人飞行器，其特征在于，所述翼板为由碳纤维制成。
23.根据权利要求13-22任意一项所述的无人飞行器，其特征在于，还包括可转动地设置在所述翼板上的升力调整片。
24.根据权利要求13-22任意一项所述的无人飞行器，其特征在于，所述翼板的内部为空心结构。
25.根据权利要求13-24任意一项所述的无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器为多旋翼飞行器。
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