CN208377060U - 一种无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，包括机翼、桁架、前主梁、后主梁、机身行走机构、运动调节机构、驱动机构，所述桁架设于机翼的下方并通过销钉与机翼紧固连接，所述桁架上设有铰链机构，铰链机构通过销钉定位并通过轴瓦可绕桁架作旋转运动，铰链机构的两侧设有两根操纵杆，前主梁、后主梁与桁架通过铰链机构连接，前主梁、后主梁与桁架的中轴线位于同一平面内；机身行走机构包括：机身、转向前轮、后轮；机身上设有货舱，运动调节机构设于货舱的顶部，运动调节机构包括：左右移动装置、俯仰操纵舵机、偏航操纵舵机。本实用新型实现了飞行器的无人自主飞行，缩减了飞行员的人力成本，提高了飞行器的经济性、安全性。

Description

一种无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器领域，具体涉及一种无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，适合用作长航程无人侦察用飞行器、补给运输用飞行器、救援用飞行器。

背景技术

目前较为常见的伞翼滑翔飞行器有三角翼、动力三角翼、动力滑翔伞等产品，常见的固定翼飞行器为小硬翼固定翼飞行器。其中，三角翼为无动力的滑翔式有人飞行器，需要从高处跳下才能进行滑翔，而且需要人力操纵，对起飞地点要求高，危险性高。动力三角翼是在三角翼的基础上加上了发动机和螺旋桨作为动力推进***，同时增加了飞行员驾驶舱，可以实现短距离起飞，对起飞地形要求低，安全性高，但是需要飞行员进行全程操纵，载重量有限，只能搭载1-3人。动力滑翔伞以发动机和螺旋桨作为动力推进***，与动力三角翼不同的是，动力滑翔伞产生升力的机构不是翼面，而是降落伞。动力滑翔伞需要人力背负在地面助跑起飞，使用不方便，飞行过程需要飞行员人力操纵，只能承载1人飞行，载重量极其有限。

综上所述，现有的伞翼滑翔飞行器存在缺乏自主控制飞行结构、需要人为驾驶操作、载重量有限、起飞距离长等缺陷，使得油耗高、经济性较低、安全性较低的问题较为突出，需要进一步改进。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，采用电子舱内的控制***、运动调节机构等实现飞行器的无人自主飞行，缩减了飞行员的人力成本；大型的机翼可实现飞行器的短距离起飞、低油耗长航时飞行，提高了飞行器的经济性；在失去动力的情况下可以通过滑翔安全着陆，提高了飞行器的安全性。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，包括机翼、桁架、前主梁、后主梁、机身行走机构、运动调节机构、驱动机构，所述桁架设于机翼的下方并通过销钉与机翼紧固连接，所述桁架上设有铰链机构，铰链机构通过销钉定位并通过轴瓦可绕桁架作旋转运动，铰链机构的两侧设有两根操纵杆，前主梁、后主梁与桁架通过铰链机构连接，前主梁、后主梁与桁架的中轴线位于同一平面内；

所述机身行走机构包括：机身、转向前轮、后轮，所述机身包括主杆、设于主杆后端两侧的第一连接杆、设于主杆中部两侧的承重杆，所述转向前轮设于主杆的前端并通过第一减震机构与主杆连接，所述主杆的前端设有第一安装部，所述后轮的数量为两个且对称设于第一连接杆的外端，所述第一连接杆的顶部通过第二减震机构连接有第二安装部，所述前主梁与第一安装部连接，后主梁与第二安装部连接；

所述机身上设有货舱，运动调节机构设于货舱的顶部，运动调节机构包括：左右移动装置、俯仰操纵舵机、偏航操纵舵机，所述俯仰操纵舵机设于左右移动装置的上表面，俯仰操纵舵机两侧的俯仰操纵输出轴分别与两根操纵杆的末端相连，偏航操纵舵机的偏航操纵输出轴与左右移动装置连接；

所述驱动机构包括：发动机、螺旋桨、油箱，所述发动机通过发动机安装架安装在机身上，油箱设于发动机的下端，螺旋桨的输出轴与发动机连接。

作为本实用新型进一步的方案，所述左右移动装置包括：导轨、金属平台，金属平台设于导轨的上方并可沿导轨的宽度方向左右移动。

作为本实用新型进一步的方案，所述机身的前端设有电子舱，电子舱的内部安装有飞控计算机、仪表设备、电气设备。

作为本实用新型进一步的方案，所述机翼呈气动外形，机翼展开后的长度为8-10m。

作为本实用新型进一步的方案，所述桁架、操纵杆的材质为航空铝合金，所述铰链机构的材质为高强度合金钢。

本实用新型的伞翼滑翔飞行器在工作时，飞控计算机发出指令，俯仰操纵舵机接收飞控计算机的指令进行前后直线运动，带动操纵杆前后运动，从而操纵杆改变机翼的攻角，最终使飞行器飞行高度升高或降低；飞控计算机发出指令，偏航操纵舵机接收飞控计算机的指令进行左右直线运动，带动左右移动装置进行左右运动，从而左右移动装置带动操纵杆左右运动，机身自调整过程中使得机翼左右倾斜，最终使飞行器进行左右偏航。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的无人全自主伞翼滑翔飞行器，自主控制***实现了伞翼滑翔飞行器的自主飞行和控制，节省了飞行员的人力成本；使用快速装卸货舱，实现了货舱的快速拆装；不仅增大了任务载荷的载重量，扩大了飞行器的使用范围，而且可以短距离滑跑起飞，对跑道长度和平整度要求低，提高了飞行器的适应性；大型伞翼可提高燃油经济性，在发动机熄火时可滑翔降落，提高了飞行器的安全性。

(2)气动外形的机翼为飞行器的飞行提供升力，大翼展可缩短飞行器的起飞滑跑距离，缩短了跑道的长度。

(3)第一减震机构和第二减震机构吸收了飞行器地面滑跑和降落过程中的振动冲击；底盘用于连接转向前轮和后轮且作为飞行器的载荷单元，承担载荷的重量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器的主视图；

图2是本实用新型无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器的西南侧视图；

图3是本实用新型无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器的西北侧视图；

图4是本实用新型桁架、铰链机构、操纵杆、前主梁、后主梁的连接结构示意图；

图5是本实用新型机身行走机构的结构示意图；

图6是本实用新型运动调节机构的结构示意图；

图7是本实用新型无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器的自主控制***原理图。

图中：1、机翼，2、桁架、3、铰链机构，4、操纵杆，6、机身，7、电子舱，8、发动机，9、螺旋桨，10、发动机安装架，11、油箱，12、左右移动装置，13、俯仰操纵舵机，14、偏航操纵舵机，15、货舱，16、转向前轮，17、后轮，18、第一减震机构，19、第一安装部，20、第二减震机构，21、第二安装部，31、轴瓦，51、前主梁，52、后主梁，61、主杆，62、第一连接杆，63、承重杆，121、导轨，122、金属平台，131、俯仰操纵输出轴，141、偏航操纵输出轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，本实施例提供了一种无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，包括机翼1、桁架2、前主梁51、后主梁52、机身行走机构、运动调节机构、驱动机构。其中，机翼1具有良好的气动外形，类型为伞翼但不限于伞翼，由骨架和蒙皮构成，机翼对称面设置有机翼主梁，翼展约为8-10m，为飞行器飞行提供升力，大翼展可缩短飞行器的起飞滑跑距离，缩短了跑道的长度。桁架2设于机翼1的下方并通过销钉与机翼1紧固连接，桁架2上设有铰链机构3，铰链机构3通过销钉定位并通过轴瓦31可绕桁架2作旋转运动，铰链机构3的两侧设有两根操纵杆4。铰链机构3为飞行器的主承力关键部件，操纵杆4的一端通过销钉安装在铰链机构3上。桁架2、操纵杆4的材质为航空铝合金，铰链机构3的材质为高强度合金钢。前主梁51、后主梁52与桁架2通过铰链机构3连接，前主梁51、后主梁52与桁架2的中轴线位于同一平面内。

如图1、图5所示，机身行走机构包括：机身6、转向前轮16、后轮17，机身6包括主杆61、设于主杆61后端两侧的第一连接杆62、设于主杆61中部两侧的承重杆63。转向前轮16设于主杆61的前端并通过第一减震机构18与主杆61连接，主杆61的前端设有第一安装部19，后轮17的数量为两个且对称设于第一连接杆62的外端，第一连接杆62的顶部通过第二减震机构20连接有第二安装部21，前主梁51与第一安装部19连接，后主梁52与第二安装部21连接。第一减震机构18和第二减震机构20吸收了飞行器地面滑跑和降落过程中的振动冲击；机身6用于连接转向前轮16和后轮17且作为飞行器的载荷单元，承担载荷的重量。

如图1、图6所示，机身6上设有货舱15，运动调节机构设于货舱15的顶部，运动调节机构包括：左右移动装置12、俯仰操纵舵机13、偏航操纵舵机14，俯仰操纵舵机13设于左右移动装置12的上表面，俯仰操纵舵机13两侧的俯仰操纵输出轴131分别与两根操纵杆4的末端相连，偏航操纵舵机14的偏航操纵输出轴141与左右移动装置12连接。其中，俯仰操纵输出轴131与操纵杆4的连接方式不限于螺栓连接、销轴连接等连接方式，偏航操纵输出轴141与操作杆4的连接方式不限于螺栓连接、销轴连接等连接方式。左右移动装置12包括：导轨121、金属平台122，金属平台122设于导轨121的上方并可沿导轨121的宽度方向左右移动。驱动机构包括：发动机8、螺旋桨9、油箱11，发动机8通过发动机安装架10安装在机身6上，油箱11设于发动机8的下端，螺旋桨9的输出轴与发动机8连接。具体地，发动机8通过螺栓安装在发动机安装架10上，发动机输出轴的旋转带动螺旋桨9的旋转，产生往前的推力推动飞行器前进或前飞。机身6的前端设有电子舱7，电子舱7的内部安装有飞控计算机、仪表设备、电气设备，电子舱7的舱体全部密封且防雨。

参照图7所示的无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器的自主控制***原理图。本实施例的伞翼滑翔飞行器在工作时，飞控计算机发出指令，俯仰操纵舵机13接收飞控计算机的指令进行前后直线运动，带动操纵杆4前后运动，从而操纵杆4改变机翼1的攻角，最终使飞行器飞行高度升高或降低；飞控计算机发出指令，偏航操纵舵机14接收飞控计算机的指令进行左右直线运动，带动左右移动装置12进行左右运动，左右移动装置12带动操纵杆4左右运动，机身自调整过程中使得机翼1左右倾斜，最终使飞行器进行左右偏航。具体地，操纵杆4往后拉，通过铰链机构3带动机翼1抬头，机翼1攻角增大，升力变大，飞行器做上升运动和前飞运动，飞行器飞行高度上升；操纵杆4往前推，通过铰链机构3带动机翼1低头，机翼1攻角减小，升力变小，飞行器做下降运动和前飞运动，飞行器飞行高度下降；操纵杆4往左推，带动机身6往左倾斜，飞行器重点调整过程中，机身6逐渐恢复竖直状态，带动机翼1逐渐往左倾斜，飞行器往左偏航；操纵杆4往右推，带动机身6往右倾斜，飞行器重点调整过程中，机身6逐渐恢复竖直状态，带动机翼1逐渐往右倾斜，飞行器往右偏航。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，包括机翼(1)、桁架(2)、前主梁(51)、后主梁(52)、机身行走机构、运动调节机构、驱动机构，所述桁架(2)设于机翼(1)的下方并通过销钉与机翼(1)紧固连接，其特征在于，所述桁架(2)上设有铰链机构(3)，铰链机构(3)通过销钉定位并通过轴瓦(31)可绕桁架(2)作旋转运动，铰链机构(3)的两侧设有两根操纵杆(4)，前主梁(51)、后主梁(52)与桁架(2)通过铰链机构(3)连接，前主梁(51)、后主梁(52)与桁架(2)的中轴线位于同一平面内；

所述机身行走机构包括：机身(6)、转向前轮(16)、后轮(17)，所述机身(6)包括主杆(61)、设于主杆(61)后端两侧的第一连接杆(62)、设于主杆(61)中部两侧的承重杆(63)，所述转向前轮(16)设于主杆(61)的前端并通过第一减震机构(18)与主杆(61)连接，所述主杆(61)的前端设有第一安装部(19)，所述后轮(17)的数量为两个且对称设于第一连接杆(62)的外端，所述第一连接杆(62)的顶部通过第二减震机构(20)连接有第二安装部(21)，所述前主梁(51)与第一安装部(19)连接，后主梁(52)与第二安装部(21)连接；

所述机身(6)上设有货舱(15)，运动调节机构设于货舱(15)的顶部，运动调节机构包括：左右移动装置(12)、俯仰操纵舵机(13)、偏航操纵舵机(14)，所述俯仰操纵舵机(13)设于左右移动装置(12)的上表面，俯仰操纵舵机(13)两侧的俯仰操纵输出轴(131)分别与两根操纵杆(4)的末端相连，偏航操纵舵机(14)的偏航操纵输出轴(141)与左右移动装置(12)连接；

所述驱动机构包括：发动机(8)、螺旋桨(9)、油箱(11)，所述发动机(8)通过发动机安装架(10)安装在机身(6)上，油箱(11)设于发动机(8)的下端，螺旋桨(9)的输出轴与发动机(8)连接。

2.根据权利要求1所述的无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，其特征在于，所述左右移动装置(12)包括：导轨(121)、金属平台(122)，金属平台(122)设于导轨(121)的上方并可沿导轨(121)的宽度方向左右移动。

3.根据权利要求1所述的无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，其特征在于，所述机身(6)的前端设有电子舱(7)，电子舱(7)的内部安装有飞控计算机、仪表设备、电气设备。

4.根据权利要求1所述的无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，其特征在于，所述机翼(1)呈气动外形，机翼(1)展开后的长度为8-10m。

5.根据权利要求1所述的无人全自主控制的伞翼滑翔飞行器，其特征在于，所述桁架(2)、操纵杆(4)的材质为航空铝合金，所述铰链机构(3)的材质为高强度合金钢。