CN103803072B - 工程型旋翼式无人飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工程型旋翼式无人飞行器，包括主机架、发动机、旋翼、尾传动、起落架，所述主机架包括主轴、相对设置于主轴两侧的侧板、固连于侧板外侧的燃油箱，以及连接两侧侧板的加强板；所述发动机设置于主机架内侧；所述旋翼与主轴连接，包括旋翼头、副翼框、一对主旋翼，该主旋翼固连于旋翼头两侧，副翼框上套设有一对副旋翼，所述旋翼头下方连接有十字盘，所述旋翼头与十字盘之间连接有相位器。采用上述结构该飞行器有效载荷可达20KG，可垂直起降，飞行速度、飞行高度可以任意控制，制造成本低，灵活性强，人员操作安全，通用性强。

Description

工程型旋翼式无人飞行器
技术领域
本发明涉及一种无人飞行器，具体涉及一种工程型旋翼式无人飞行器。
背景技术
随着我国低空领域开放步伐的加快和空域管理体制的改革，无人驾驶飞行器的应用越来越广泛。旋翼式无人飞行器是一种由动力驱动，靠旋翼升力垂直升降，可携带多种任务设备，无人驾驶，通过遥控、半自动、自动三种飞行模式控制，并能重复使用的飞行设备。工程型无人飞行器可在高空飞行且具备一定的载荷能力，可用于地质、矿产资源勘察、空中影像拍摄、自然灾害探测调查、交通状况监控、农作物灾情调查等作业任务。目前高空作业主要是由有人驾驶航空飞机完成的，但是作业时，成本高、通用性不强、可控性不高且机动灵活性低，场地要求也很高，因外形庞大，空中飞行经常不能在环境复杂的地区作业。
发明内容
针对上述现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种工程型旋翼式无人飞行器，该飞行器有效载荷可达20KG，可垂直起降，对地面和空间的要求低，不需要专业起降场和跑道，飞行速度和飞行高度可任意控制，制造及飞行成本低，灵活性强，且人员操作安全。
为了达到上述目的，本发明的技术方案：一种工程型旋翼式无人飞行器，包括主机架、发动机、旋翼、尾传动、起落架，所述主机架包括主轴、相对设置于主轴两侧的侧板、固连于侧板外侧的燃油箱，以及连接两侧侧板的加强板；
所述发动机设置于主机架内侧；
所述旋翼与主轴连接，包括旋翼头、副翼框、一对主旋翼，该主旋翼固连于旋翼头两侧，副翼框上套设有一对副旋翼，所述旋翼头下方连接有十字盘，所述旋翼头与十字盘之间连接有相位器；
所述尾传动包括尾管、水平设置于尾管上的平尾、与平尾垂直并设置于尾管上的垂尾、设置于尾管尾部的尾波箱组件，所述尾波箱组件上设有尾旋翼；
所述起落架通过安装座与主机架可拆卸连接。
进一步的，所述工程型旋翼式无人飞行器还包括若干设备组，所属设备组与主机架固连。
进一步的，所述工程型旋翼式无人飞行器还包括设备组，所属设备组与主机架固连。
进一步的，所述主机架固连一尾传动固定组，所述尾传动固定组包括尾管抱箍、相对设置的尾管固定座、设置于尾管固定座之间的若干个尾传动连接杆和陀螺仪支架，以及固连于尾管固定座两侧的尾传动连接板，所述尾传动固定组通过尾传动连接板用紧缩螺栓和主机架连接。
进一步的，所述主机架由碳纤维复合板材制成。
进一步的，所述发动机为一种双缸对置活塞式汽油发动机。
进一步的，所述发动机排气量为170CC，功率为13.2KW。所述发动机还包括消音器。
进一步的，所述两个副旋翼与所述两个主旋翼垂直设置。
更进一步的，所述起落架包括主架、相对设置在主架上的两个纵向杆、与纵向杆垂直设置的若干横向杆，主架上设置若干安装座，所述起落架整体为不锈钢材质。
本发明的有益效果：采用上述结构该飞行器有效载荷可达20KG，可垂直起降，对地面空间要求很低，不需要专门的起降场地和跑道，飞行速度、飞行高度可以任意控制，制造成本低，通过无线传输进行操控，灵活性强，人员操作安全，通用性强，还可做超低空飞行、定点悬停甚至倒飞等。其中，组合式起落架，便于随时拆卸安装。机身材质为碳纤维板，减轻整机重量的同时增强整体强度。
附图说明
图1为本发明的分解图；
图2为本发明中主机架结构示意图；
图3为本发明中旋翼的分解图；
图4为本发明中尾传动的结构示意图；
图5为本发明中起落架的结构示意图；
图6为本发明中尾传动固定组的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。
一种如图1所述的一种工程型旋翼式无人飞行器，包括主机架10、发动机、旋翼20、尾传动30、起落架40，所述主机架10包括主轴101，相对设置于主轴101两侧的侧板102，固连于侧板102外侧的燃油箱104，以及连接两侧侧板102的加强板103。如图2所示，所述主轴101位于整体机身的中心。所述发动机设置于主机架10内侧。所述燃油箱104的容量为2L。
如图3所示，所述旋翼20与主轴101连接，包括旋翼头201、副翼框202、一对主旋翼203，该主旋翼203固连于旋翼头201两侧，副翼框202上套设有一对副旋翼204，所述旋翼头201下方连接有十字盘205，所述旋翼头201与十字盘205之间连接有相位器206。通过副翼框202可以改变旋翼20的桨叶角，从而实现旋翼20周期变距，以此改变旋翼20旋转平面不同位置的升力来改变飞行姿态，再以升力方向变化改变飞行方向。同时，飞行器升空后发动机是保持在一个相对稳定的转速下，控制飞行器的上升和下降是通过调整旋翼20的总距来得到不同的总升力的，因此飞行器实现了垂直起飞及降落。
如图4所示，所述尾传动30包括尾管301、水平设置于尾管301上的平尾302、与平尾302垂直并设置于尾管301上的垂尾303、设置于尾管301尾部的尾波箱组件305，所述尾波箱组件305上设有尾旋翼304。所述两个副旋翼204与所述两个主旋翼203垂直设置。
如图5所示，起落架40上设有安装座403，安装座403内设有螺纹，起落架40通过安装座403与主机架10通过安装座螺栓连接，且起落架整体焊接。
所述工程型旋翼式无人飞行器还包括若干设备组60，所属设备组60与主机架10固连。该设备搭载总成的应用拓展了旋翼式无人飞行器的应用范围。
如图2所示，所述主机架10两个侧板102内固连一尾传动固定组105，如图6所示，所述尾传动固定组105包括尾管抱箍1051、相对设置的尾管固定座1055、设置于尾管固定座1055之间的若干个尾传动连接杆1052和陀螺仪支架1053，以及固连于尾管固定座1055两侧的尾传动连接板1054，所述尾传动固定组105通过尾传动连接板1054用紧缩螺栓和主机架10连接。所述尾传动固定组105和尾传动30固定连接，用于稳固尾传动30，使尾传动30在执行大负载高空作业时可以抵御颤抖。
所述主机架10由高性能碳纤维复合板材制成，减轻整机重量的同时又增强了整体强度。碳纤维复合材料和高强度航空铝合金材料的使用，实现了旋翼式无人飞行器的轻量化，提高了有效载荷。由2.5mm～5mm高性能碳纤维复合板材，强度﹥17.6cN/dtex，弹性模量﹥440cN/dtex经过外形加工形成。
所述发动机为一种双缸对置活塞式汽油发动机。所述发动机排气量为170CC，功率为13.2KW。发动机驱动旋翼20提供升力，把工程型旋翼式无人飞行器举托在空中，发动机同时也输出动力至尾部的尾波箱组件305，机载陀螺仪能侦测工程型旋翼式无人飞行器的回转角度并反馈至尾旋翼304，通过调整尾旋翼304的螺距可以抵消主旋翼203产生的不同转速下的反作用力。
所述发动机还包括消音器，为后置式双消音器。
所述起落架40包括主架、相对设置在主架上的两个纵向杆401、与纵向杆401垂直设置的若干横向杆402，为起落架的负重起到稳定作用。主架上设置若干安装座403，所述起落架40整体由不锈钢材料制成，镶嵌式全焊接不锈钢起落架40，可整体拆卸。主架包括若干起落架滑橇405，为整体机身在地面起支撑作用。主架弯折处用U型管404焊接连接，更加牢固稳定。
本发明中主要金属部件的材质为7075高强度轻质航空铝合金。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种工程型旋翼式无人飞行器，包括主机架(10)、发动机、旋翼(20)、尾传动(30)、起落架(40)，其特征在于：
所述主机架(10)包括主轴(101)、相对设置于主轴(101)两侧的侧板(102)、固连于侧板(102)外侧的燃油箱(104)，以及连接两侧侧板(102)的加强板(103)；
所述发动机设置于主机架(10)内侧；
所述旋翼(20)与主轴(101)连接，包括旋翼头(201)、副翼框(202)、一对主旋翼(203)，该主旋翼(203)固连于旋翼头(201)两侧，副翼框(202)上套设有一对副旋翼(204)，所述旋翼头(201)下方连接有十字盘(205)，所述旋翼头(201)与十字盘(205)之间连接有相位器(206)；
所述尾传动(30)包括尾管(301)、水平设置于尾管(301)上的平尾(302)、与平尾(302)垂直并设置于尾管(301)上的垂尾(303)、设置于尾管(301)尾部的尾波箱组件(305)，所述尾波箱组件(305)上设有尾旋翼(304)；
所述起落架(40)通过安装座(403)与主机架(10)可拆卸连接；
所述主机架(10)两个侧板(102)内固连一尾传动固定组(105)，所述尾传动固定组(105)包括尾管抱箍(1051)、相对设置的尾管固定座(1055)、设置于尾管固定座(1055)之间的若干个尾传动连接杆(1052)和陀螺仪支架(1053)，以及固连于尾管固定座(1055)两侧的尾传动连接板(1054)，所述尾传动固定组(105)通过尾传动连接板(1054)用紧缩螺栓和主机架(10)连接；
所述主机架(10)由2.5mm～5mm高性能碳纤维复合板材，强度﹥17.6cN/dtex，弹性模量﹥440cN/dtex经过外形加工形成。
2.如权利要求1所述的工程型旋翼式无人飞行器，其特征在于：所述工程型旋翼式无人飞行器还包括若干个设备组(60)，所述设备组(60)与主机架(10)固连。
3.如权利要求1所述的工程型旋翼式无人飞行器，其特征在于：所述发动机为一种双缸对置活塞式汽油发动机。
4.如权利要求1所述的工程型旋翼式无人飞行器，其特征在于：所述发动机排气量为170CC，功率为13.2KW。
5.如权利要求1所述的工程型旋翼式无人飞行器，其特征在于：所述发动机还包括消音器。
6.如权利要求1所述的工程型旋翼式无人飞行器，其特征在于：所述两个副旋翼(204)与所述两个主旋翼(203)垂直设置。
7.如权利要求1所述的工程型旋翼式无人飞行器，其特征在于：所述起落架(40)包括主架、相对设置在主架上的两个纵向杆(401)、与纵向杆(401)垂直设置的若干横向杆(402)，主架上设置若干安装座(403)，所述起落架(40)整体为不锈钢材质。
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