CN103803081B - 垂直起降旋翼式无人飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人飞行器领域，具体公开了一种垂直起降旋翼式无人飞行器，主要包括主机架总成、发动机组、旋翼总成、尾传动总成和总距滑块组；所述主机架总成包括主轴、相对设置于主轴两侧的上侧板，所述两块上侧板分别与两块下侧板固定连接，所述两块下侧板之间连接有设备架，该设备架上设有传动机组，所述主轴垂直连接于传动机组上；所述发动机组包括发动机和与其连接的消音器，所述发动机为单缸发动机，其排量为26CC。本发明优点是，该飞行器有效载荷可达5KG，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，灵活性强，人员操作安全，通用性强。

Description

垂直起降旋翼式无人飞行器
技术领域
本发明涉及无人飞行器领域，特别是指一种垂直起降旋翼式无人飞行器。
背景技术
目前，常规高空作业主要是有人驾驶航空飞行器，但是作业时，起飞降落受场地限制，又因外形庞大，空中飞行不能在周围环境复杂地区作业。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，以及人们对高效作业的认识，无人驾驶飞行器的应用越来越广泛。无论是在国防交通领域应用，还是在农林科考领域应用，从作业精准度、飞行可控范围到应用领域来看，无人驾驶飞行器技术的发展及应用都是必然趋势。
现有高空作业无论是农业应用中高空喷洒农药，还是高空拍摄影像以及其他领域的应用都是采用有人驾驶飞机，不但成本高、场地要求高、受周围环境约束，而且通用性不强、可控性不高、机动灵活性低，还必须要专业飞行员才能操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种垂直起降旋翼式无人飞行器，该飞行器有效载荷可达5KG，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，灵活性强，人员操作安全，通用性强。
为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种垂直起降旋翼式无人飞行器，主要包括主机架总成、发动机组、旋翼总成、尾传动总成和总距滑块组；所述主机架总成包括主轴、相对设置于主轴两侧的上侧板，所述两块上侧板分别与两块下侧板固定连接，所述两块下侧板之间连接有设备架，该设备架上设有传动机组，所述主轴垂直连接于传动机组上；所述尾传动总成通过尾管与主机架总成连接，所述旋翼总成与主轴连接，所述总距滑块组设于主轴上；所述旋翼总成与主轴连接，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；所述主机架总成内侧设有驱动金属架，所述发动机组设置于驱动金属架上；所述发动机组包括发动机和与其连接的消音器，所述发动机为单缸发动机，其排量为26CC，功率为3KW。
进一步的，所述尾传动总成包括设于尾管上的平尾和垂尾，所述尾管末端设有尾波箱组件，该尾波箱组件上设有一对尾旋翼。
进一步的，在所述下侧板外侧分别设有加强板。
进一步的，还包括起落架，在所述两块下侧板的下边缘分别设有固定梁，所述起落架与固定梁通过锁紧螺栓固定。
进一步的，所述两个副旋翼与所述两个主旋翼垂直设置。
进一步的，所述两块上侧板之间设有至少两根连接上侧板的机身支柱。
进一步的，所述起落架包括主架和设于主架上的两组加强横梁，所述起落架整体由不锈钢材料制成。
进一步的，所述上侧板和下侧板均为碳纤维板。
本发明的有益效果在于：采用上述结构后，飞行器升空后发动机保持在一个相对稳定的转速下，控制上升和下降是通过调整旋翼的总距来得到不同的总升力，因此直升机实现了垂直起飞及降落；因此，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，灵活性强，人员操作安全，通用性强。该发动机组中发动机的排量为26CC，功率为3KW，使该飞行器有效载荷可达5KG，实现购置成本低、机动灵活，应用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的分解图；
图2为本发明中主机架总成的分解图；
图3为本发明中旋翼总成的分解图；
图4为本发明中尾传动总成的分解图。
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作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。
如图1、图2所示的一种垂直起降旋翼式无人飞行器，主要包括主机架总成10、发动机组40、旋翼总成20、尾传动总成30和总距滑块组60；所述主机架总成10包括主轴101、相对设置于主轴101两侧的上侧板102，主轴101位于整机中心；两上侧板102通过至少两根机身支柱103支撑，保证两块上侧板102之间结构的稳定性，所述两块上侧板102分别与两块下侧板104通过锁紧螺栓连接。上侧板102和下侧板104均为碳纤维板，减轻整机重量的同时增强整体强度。所述两块下侧板104之间连接有设备架105，该设备架105上设有传动机组，所述主轴101通过固定座垂直固定在传动机组上，且主轴101与传动机组可传动连接。
所述尾传动总成30通过尾管301与主机架总成10连接，所述旋翼总成20与主轴101连接，所述总距滑块组60设于主轴101上；所述尾传动总成30包括设于尾管301上的平尾302和垂尾303，所述尾管301末端设有尾波箱组件305，该尾波箱组件305上设有一对尾旋翼304。
所述旋翼总成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，所述两个副旋翼204与所述两个主旋翼203垂直设置，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可以改变旋翼总成20上的桨叶角，从而实现旋翼总成20的周期变距，以此改变旋翼总成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总成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。
所述主机架总成10内侧设有驱动金属架106，所述发动机组40设置于驱动金属架106上，所述发动机组40包括发动机和与其连接的消音器，所述发动机为单缸发动机，其排量为26CC，功率为3KW，整机配备一个油箱，油箱为整机提供动力来源，使该飞行器有效载荷可达5KG，实现购置成本低、机动灵活，应用范围广。
其中，在所述下侧板104外侧分别设有加强板。下侧板104上安装有机身的主要控制设备，负重较大，加强板可使下侧板104结构更稳定。
其中，还包括起落架50，在所述两块下侧板104的下边缘分别设有固定梁107，所述起落架50与固定梁107通过锁紧螺栓固定，所述起落架50包括主架和设于主架上的两组加强横梁，所述起落架50整体由不锈钢材料制成。使起落架50与下侧板104可拆卸连接，连接结构可靠稳定，安装灵活多变，且起落架50整体是组合式，可灵活组合安装，起落架50包含两组加强横梁，为起落架50的负重起到稳定作用。
使用时，设备组挂置于起落架50上即可，由于载荷为5KG，飞行器的机动性、灵活性大大提升。发动机组40驱动旋翼提供升力，把飞行器举托在空中，同时也输出动力至尾部的小螺旋桨，机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至尾桨，通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种垂直起降旋翼式无人飞行器，主要包括主机架总成(10)、发动机组(40)、旋翼总成(20)、尾传动总成(30)和总距滑块组(60)；
所述主机架总成(10)包括主轴(101)、相对设置于主轴(101)两侧的上侧板(102)，所述两块上侧板(102)分别与两块下侧板(104)固定连接，所述两块下侧板(104)之间连接有设备架(105)，该设备架(105)上设有传动机组，所述主轴(101)垂直连接于传动机组上；在所述下侧板(104)外侧分别设有加强板，所述两块上侧板(102)之间设有至少两根连接上侧板(102)的机身支柱(103)；
所述尾传动总成(30)通过尾管(301)与主机架总成(10)连接，所述旋翼总成(20)与主轴(101)连接，所述总距滑块组(60)设于主轴(101)上；
所述旋翼总成(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)；
所述主机架总成(10)内侧设有驱动金属架(106)，所述发动机组(40)设置于驱动金属架(106)上；
所述发动机组(40)包括发动机和与其连接的消音器，所述发动机为单缸发动机，其排量为26CC，功率为3KW。
2.根据权利要求1所述的垂直起降旋翼式无人飞行器，其特征在于：所述尾传动总成(30)包括设于尾管(301)上的平尾(302)和垂尾(303)，所述尾管(301)末端设有尾波箱组件(305)，该尾波箱组件(305)上设有一对尾旋翼(304)。
3.根据权利要求1所述的垂直起降旋翼式无人飞行器，其特征在于：还包括起落架(50)，在所述两块下侧板(104)的下边缘分别设有固定梁(107)，所述起落架(50)与固定梁(107)通过锁紧螺栓固定。
4.根据权利要求1所述的垂直起降旋翼式无人飞行器，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。
5.根据权利要求3所述的垂直起降旋翼式无人飞行器，其特征在于：所述起落架(50)包括主架和设于主架上的两组加强横梁，所述起落架(50)整体由不锈钢材料制成。
6.根据权利要求1所述的垂直起降旋翼式无人飞行器，其特征在于：所述上侧板(102)和下侧板(104)均为碳纤维板。
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