CN105564642A - 倾转旋翼无人机 - Google Patents
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- B64C27/28—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft with forward-propulsion propellers pivotable to act as lifting rotors
Abstract
本发明涉及无人机技术领域，提供倾转旋翼无人机，包括机身、机翼、旋翼、水平尾翼和垂直尾翼，机身两侧设有2对水平机翼以及2对旋翼动力系统，旋翼作为动力输出部件与机翼刚性连接，通过内部传动结构，机翼与旋翼动力部件可以绕着机翼轴在水平与垂直方向进行转动，实现旋翼模式与固定翼模式的切换。本发明兼有多旋翼和固定翼两种模式，多旋翼模式下可以进行垂直起落以及空中悬停，使其无需跑道或者其他装置即可起飞降落，实现了单一飞行器既能空中悬停、低速前飞、后飞、侧飞，又能高速远距离飞行，融合了多旋翼与固定翼的优点，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种倾转旋翼无人机。
背景技术
目前民用小型无人机主要分为旋翼无人机和固定翼无人机，多旋翼无人机成本低、操控性强，易于实现多功能应用，所以应用领域越来越广泛。由于多旋翼无人机受到目前技术的限制，多旋翼无人机存在载重量小、巡航时间短的缺陷，只能对相对面积小的空中区域进行航空作业。固定翼无人机具有载荷能力强、巡航时间长的优点，非常适合大规模区域作业，但是固定翼的起飞降落需要一定的空域或者装置，需要一定的场地进行滑翔起飞或者通过弹射机构进行弹射起飞，需要一定的场地进行滑翔降落或者通过伞降，给固定翼无人机的操作带来许多的限制，同时固定翼无人机的不能进行空中悬停也大大限制了固定翼无人机的使用。
传统的倾转旋翼机采用的是机翼与机身刚性连接不动保持水平，旋翼动力机构在机翼的两端，同时通过传动机构来调节旋翼机构的倾斜角度实现模式变化。由于机翼水平固定不变，当处于多旋翼模式时，机翼会遮挡旋翼旋转产生的部分气流，气流的损失导致损失10%的升力。
发明内容
本发明提供的倾转旋翼无人机兼有多旋翼和固定翼两种模式，多旋翼模式下可以进行垂直起落以及空中悬停，使其无需跑道或者其他装置即可起飞降落。多旋翼模式下起飞后，可以在多旋翼模式与固定翼模式之间进行切换，固定翼模式下可以进行高速的飞行作业，同时在需要悬停监控的点可以切换回多旋翼模式进行空中悬停。降落切换至多旋翼模式进行垂直降落。这样V-44倾转旋翼无人机实现了单一飞行器既能空中悬停、低速前飞、后飞、侧飞，又能高速远距离飞行，融合了多旋翼与固定翼的优点，具有广阔的应用前景。
本发明采用以下技术方案实现，倾转旋翼无人机，包括机身、机翼、旋翼、水平尾翼和垂直尾翼，所述机身两侧设有2对水平机翼以及2对旋翼动力系统，旋翼作为动力输出部件与机翼刚性连接，通过内部传动结构，机翼与旋翼动力部件可以绕着机翼轴在水平与垂直方向进行转动，实现旋翼模式与固定翼模式的切换。
为便于控制旋转，控制机翼倾转的传动结构包括舵机动力输出与连杆机构组成内部传动机构，左右机翼之间通过一根连接轴刚性连接，连接轴通过2个轴承与机身连接，前后2根连接轴通过连杆机构连接，同时连杆与舵机相连接。
本发明的有益之处在于，兼有多旋翼和固定翼两种模式，多旋翼模式下可以进行垂直起落以及空中悬停，使其无需跑道或者其他装置即可起飞降落。多旋翼模式下起飞后，可以在多旋翼模式与固定翼模式之间进行切换，固定翼模式下可以进行高速的飞行作业，同时在需要悬停监控的点可以切换回多旋翼模式进行空中悬停。降落切换至多旋翼模式进行垂直降落。实现了单一飞行器既能空中悬停、低速前飞、后飞、侧飞，又能高速远距离飞行，融合了多旋翼与固定翼的优点，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1本发明整体结构示意图；
图2本发明传动系统的结构示意图。
图中1.机身，2.旋翼，3.机翼，4.传动结构，41.轴承，42.舵机，43.连接轴，5.水平尾翼，6.垂直尾翼。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明提供的倾转旋翼无人机包括机身1、旋翼2、机翼3、水平尾翼5和垂直尾翼6，机身1的两侧设有2对水平机翼3以及2对旋翼2动力系统，旋翼2作为动力输出部件与机翼3刚性连接，通过内部传动结构，机翼3与旋翼2动力部件可以绕着机翼3的转轴在水平与垂直方向进行转动，实现旋翼模式与固定翼模式的切换。
控制机翼3倾转的传动结构包括舵机42动力输出与连杆机构组成内部传动机构，左右机翼3之间通过一根连接轴刚性连接，连接轴43通过2个轴承与机身连接，形成平行四边形机构，前后2根连接轴43通过水平连杆连接，同时水平连杆中部连接轴与舵机42上的摇臂相连接。舵机42转动带动摇臂和连杆从而带动2个转轴一同旋转。
倾转旋翼无人机采用四个机翼和四个旋翼动力系统前后左右对称分布。倾转旋翼无人机处于多旋翼模式下，机翼平面与机身保持垂直，旋翼处于水平状态，此时倾转旋翼无人机相当于普通的四轴旋翼无人机，与普通的采用两个旋翼机构的倾转旋翼无人机相比，不仅可以大幅度的提高了其载荷能力，同时使得无人机更加的易于操控，起飞降落更加的方便稳定，空中悬停更加的稳定。
当机翼平面水平状态下，旋翼处于垂直状态。机翼通过气流产生升力，旋翼通过旋转产生向前的拉力推动整机前进。与普通固定翼相比，本设计采用了前后两个机翼即所谓的串列翼。采用串列翼后，可以很大幅度的提高整机滑翔产生的升力，一前一后产生升力，而重心居于两者之间，很容易在产生升力的同时维持飞机的平衡，避免了配平阻力。普通固定翼重心和升力中心之间的相对位置必须小心控制。本设计倾转旋翼无人机采用这种串列翼不仅增大了固定翼模式下的整机升力，降低整机的动力损耗，同时使得无人机结构设计更加的简便同时控制更加方便稳定。
Claims (2)
1.倾转旋翼无人机，包括机身（1）、机翼（3）、旋翼（2）、水平尾翼（5）和垂直尾翼（6），其特征在于，所述机身两侧设有2对水平机翼（5）以及2对旋翼（2）动力系统，旋翼（2）作为动力输出部件与机翼（3）刚性连接，通过内部传动结构（4），机翼与旋翼动力部件可以绕着机翼轴在水平与垂直方向进行转动，实现旋翼模式与固定翼模式的切换。
2.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机，其特征在于，控制机翼倾转的传动结构包括舵机（42）动力输出与连杆机构组成内部传动机构，左右机翼之间通过一根连接轴（43）刚性连接，连接轴通过2个轴承（41）与机身连接，前后2根连接轴通过连杆机构连接，同时连杆与舵机相连接。
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