CN208484828U - 一种能垂直起降的固定翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种能垂直起降的固定翼飞行器，包括倾转机构，所述倾转机构包括舵机、倾转轴和倾转架；所述舵机通过舵机安装座设置于机身内；倾转轴平行穿入机翼，伸入机翼内的倾转轴端部通过轴套与舵机的舵机轮盘相连，伸出机翼外的倾转轴端部与倾转架固定连接，所述倾转架上设置螺旋机构。本实用新型所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，既能垂直起降，又能水平运行速度快，可靠性高。

Description

一种能垂直起降的固定翼飞行器

技术领域

本实用新型属于无人机领域，尤其是涉及一种带有倾转机构的固定翼飞行器。

背景技术

飞行器是由人类制造、能飞离地面、在空间飞行的器械飞行物。近些年航模和小型飞行器的快速发展，为小型空中航测、侦察等活动带来方便。

小型飞行器分为固定翼飞行器和旋翼飞行器，固定翼飞行器的优势为载重量大、水平飞行速度快、航程远和可靠性高，但是需要起降跑道，不能完成垂直起降动作；而旋翼飞行器虽然水平方向速度没有固定翼飞行器块，但是其具有固定翼飞行器不能实现的优势，其优势为能适应各种复杂的地形，能够做到快速起降，空中悬停。

因此，设计一款兼具固定翼飞行器和旋翼飞行器两者优势的飞行器具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种能垂直起降的固定翼飞行器，既能垂直起降，又能水平运行速度快，可靠性高。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种能垂直起降的固定翼飞行器，包括倾转机构，所述倾转机构包括舵机、倾转轴和倾转架；所述舵机通过舵机安装座设置于机身内；倾转轴平行穿入机翼，伸入机翼内的倾转轴端部通过轴套与舵机的舵机轮盘相连，伸出机翼外的倾转轴端部与倾转架固定连接，所述倾转架上设置螺旋机构。

进一步，以机身中轴线为中心对称设置两组倾转机构。

进一步，所述螺旋机构包括电机、转轴和螺旋桨，所述转轴通过轴承与倾转架转动连接，位于倾转架上方的转轴自由端与螺旋桨相连，位于倾转架下方的转轴外壁上套置转轴减速齿，所述电机与倾转架固定连接，所述电机输出轴上设置与转轴减速齿相啮合的电机减速齿。

进一步，倾转架的两侧分别设置卡固套，所述倾转轴内穿于卡固套内，其倾转轴和卡固套的径向上对应设置卡固孔，卡固螺栓螺接于卡固孔内。

进一步，在机翼上远离机头一侧设置副翼。

进一步，在倾转轴的左右两侧分别设置机翼加强轴。

进一步，在倾转轴的上下两侧分别设置机翼主梁，两个机翼主梁末端通过卡扣连接。

进一步，所述舵机安装座通过机翼连接座固定在机身安装板上，所述机翼连接座上设置与其相垂直的连接板，所述连接板上分别设置机翼加强轴连接孔和机翼主梁连接孔。

进一步，所述尾翼设置为双垂尾结构，包括横向尾翼和设置于横向尾翼两端的垂直尾翼，所述横向尾翼的末端设置升降舵，所述垂直尾翼的末端分别设置方向舵。

进一步，所述机身包括桁条和隔框，所述桁条和隔框插接支撑，所述机身表面外覆蒙板。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器具有以下优势：

1、机身与机翼为固定翼飞行器的结构，具有固定翼飞行器的优势，航程远、水平飞行速度快；且在固定翼飞行器的机翼尾梢设置旋翼，实现能垂直起降，垂直飞行的能力，使其飞行器能够同时兼具两者的优势。

2、舵机和倾转轴分别设置在机身和机翼内，空间利用率高，设计巧妙。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器剖面立体示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器剖面俯视示意图；

图3为图2中局部A放大示意图；

图4为本实用新型实施例所述的倾转架示意图。

附图标记说明：

1-舵机；11-舵机轮盘；12-舵机安装座；13-轴套；2-倾转轴；3-倾转架；41-电机；42-转轴；43-电机减速齿；44-转轴减速齿；45-卡固套；46-卡固螺栓；47-螺旋桨；5-机身；51-机翼连接座；52-连接板；53-机翼加强轴连接孔；54-机翼主梁连接孔；55-桁条；56-隔框；6-机翼；61-副翼；62-机翼加强轴；63-机翼主梁；64-卡扣；7-横向尾翼；8-垂直尾翼；9-升降舵；10-方向舵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-4，一种能垂直起降的固定翼飞行器，包括倾转机构，所述倾转机构包括舵机1、倾转轴2和倾转架3；所述舵机1通过舵机安装座12设置于机身5内；倾转轴2平行穿入机翼6，伸入机翼6内的倾转轴2端部通过轴套13与舵机1的舵机轮盘11相连，伸出机翼6外的倾转轴2端部与倾转架3固定连接，所述倾转架3上设置螺旋机构。

机身5与机翼6为固定翼飞行器的结构，具有固定翼飞行器的优势，航程远、水平飞行速度快；且在固定翼飞行器的机翼6尾梢设置旋翼，实现能垂直起降，垂直飞行的能力，使其飞行器能够同时兼具两者的优势。

舵机1和倾转轴2分别设置在机身5和机翼6内，空间利用率高，设计巧妙。

以机身5中轴线为中心对称设置两组倾转机构。对称设置两组，可以实现飞行器的偏航飞行。

所述螺旋机构包括电机41、转轴42和螺旋桨47，所述转轴42通过轴承与倾转架3转动连接，位于倾转架3上方的转轴42自由端与螺旋桨47相连，位于倾转架3下方的转轴42外壁上套置转轴减速齿44，所述电机41与倾转架3固定连接，所述电机41的输出轴上设置与转轴减速齿44相啮合的电机减速齿43。

转轴减速齿44和电机减速齿43啮合，不仅起到对电机41的动力输出的作用，而且所述转轴减速齿44和电机减速齿43啮合的齿距比例为4：1，还起到速度调节的作用。

倾转架3的两侧分别设置卡固套45，所述倾转轴2内穿于卡固套45内，其倾转轴2和卡固套45的径向上对应设置卡固孔，卡固螺栓46螺接于卡固孔内。

卡固套45与倾转轴2套置，通过卡固螺栓46螺接，卡固稳定，拆卸方便，设计合理。

在机翼6上远离机头一侧设置副翼61。

机翼6上设置副翼61，可以在飞行器飞行过程中控制飞行器的滚转。

所述尾翼设置为双垂尾结构，包括横向尾翼7和设置于横向尾翼7两端的垂直尾翼8，所述横向尾翼7的末端设置升降舵9，所述垂直尾翼8的末端分别设置方向舵10。

横向尾翼7上设置的升降舵9控制飞行器的俯仰，垂直尾翼8的末端设置的方向舵10控制飞行器的偏航。整体设计从而实现飞行器在固定翼模式下控制飞行器的飞行姿态。

在倾转轴2的上下两侧分别设置机翼主梁63，两个机翼主梁63末端通过卡扣64连接。

机翼主梁63对机翼6起到支撑固定的作用，机翼主梁63末端通过卡扣64连接，防止机翼6变形导致机翼主梁63开脱，保证机翼6的稳定性。

在倾转轴2的左右两侧分别设置机翼加强轴62。

作为机翼主梁63的辅助设备，起到对机翼6加强支撑的作用，与机翼主梁63结合，双重固定加强，结构坚实。

所述舵机安装座12通过机翼连接座51固定在机身安装板上，所述机翼连接座51上设置与其相垂直的连接板52，所述连接板52上分别设置机翼加强轴连接孔53和机翼主梁连接孔54。

所述机身5包括桁条55和隔框56，所述桁条55和隔框56插接支撑，所述机身5表面外覆蒙板。

隔框56采用椴木层板，桁条55使用碳纤维管，隔框56为机身框架，桁条55插接隔框56贯穿整个机身5，增加机身5强度。蒙板采用巴尔沙轻木。整体结构采用的材料质量轻，可靠性高，制造成本低，加工工艺简单。

工作过程：舵机1通过倾转轴2对倾转支架进行角度调节，从而实现对螺旋机构的控制，当飞行器垂直起降时，螺旋机构带动向上或向下运动；当飞行器向上或向下倾斜飞行时，利用舵机1对螺旋机构倾转一定的角度，实现飞机垂直向上或向下的同时，具有向前或向后的拉力；当飞行器偏航时，两个对称设置的倾转机构分别带动螺旋机构一个向前一个向后即可实现偏航；当两个倾转机构同时向前倾转90度的时候，这时螺旋机构只提供向前的拉力，可以通过飞行器上的副翼61控制飞行器的滚转，尾翼上的升降舵9控制飞行器的俯仰，方向舵10控制飞行器的偏航，从而实现飞行器在固定翼模式下控制飞行器的飞行姿态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型范围之内。

Claims (10)

1.一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：包括倾转机构，所述倾转机构包括舵机(1)、倾转轴(2)和倾转架(3)；所述舵机(1)通过舵机安装座(12)设置于机身(5)内；倾转轴(2)平行穿入机翼(6)，伸入机翼(6)内的倾转轴(2)端部通过轴套(13)与舵机(1)的舵机轮盘(11)相连，伸出机翼(6)外的倾转轴(2)端部与倾转架(3)固定连接，所述倾转架(3)上设置螺旋机构。

2.根据权利要求1所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：以机身(5)中轴线为中心对称设置两组倾转机构。

3.根据权利要求2所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：所述螺旋机构包括电机(41)、转轴(42)和螺旋桨(47)，所述转轴(42)通过轴承与倾转架(3)转动连接，位于倾转架(3)上方的转轴(42)自由端与螺旋桨(47)相连，位于倾转架(3)下方的转轴(42)外壁上套置转轴减速齿(44)，所述电机(41)与倾转架(3)固定连接，所述电机(41)输出轴上设置与转轴减速齿(44)相啮合的电机减速齿(43)。

4.根据权利要求3所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：倾转架(3)的两侧分别设置卡固套(45)，所述倾转轴(2)内穿于卡固套(45)内，其倾转轴(2)和卡固套(45)的径向上对应设置卡固孔，卡固螺栓(46)螺接于卡固孔内。

5.根据权利要求1所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：在机翼(6)上远离机头一侧设置副翼(61)。

6.根据权利要求1所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：在倾转轴(2)的左右两侧分别设置机翼加强轴(62)。

7.根据权利要求6所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：在倾转轴(2)的上下两侧分别设置机翼主梁(63)，两个机翼主梁(63)末端通过卡扣(64)连接。

8.根据权利要求7所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：所述舵机安装座(12)通过机翼连接座(51)固定在机身安装板上，所述机翼连接座(51)上设置与其相垂直的连接板(52)，所述连接板(52)上分别设置机翼加强轴连接孔(53)和机翼主梁连接孔(54)。

9.根据权利要求1所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：尾翼设置为双垂尾结构，包括横向尾翼(7)和设置于横向尾翼(7)两端的垂直尾翼(8)，所述横向尾翼(7)的末端设置升降舵(9)，所述垂直尾翼(8)的末端分别设置方向舵(10)。

10.根据权利要求1所述的一种能垂直起降的固定翼飞行器，其特征在于：所述机身(5)包括桁条(55)和隔框(56)，所述桁条(55)和隔框(56)插接支撑，所述机身(5)表面外覆蒙板。