CN105711830A - 一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器 - Google Patents

一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，包括机身，机身的尾部设有尾翼和方向舵，所述机身的左右侧壁上分别固定安装有左机翼和右机翼，左机翼、右机翼和机身的下表面均安装有行走轮，且左机翼和右机翼的最外端分别活动设有左平衡襟翼和右平衡襟翼，左机翼和右机翼内分别安装有左倾转伺服机构和右倾转伺服机构，且左倾转伺服机构传动连接左平衡襟翼，右倾转伺服机构传动连接右平衡襟翼，利用倾转伺服机构带动平衡襟翼旋转，本发明结构合理，同时造价较低，整体使用控制简单，可以有效实现固定翼飞机的旋翼飞行，整体功能更加强大。

Description

一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器
技术领域
本发明涉及无人机领域，具体是一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，无人机已在军用和民用的各个领域发挥着越来越重要的作用。但从目前发展现状来看，大致可分为直升机类，多旋翼类和固定翼类。直升机类其特点是，起降灵活，载重量大，大多采用油动发动机，航程相对多旋翼较远。但其缺点是结构复杂，操控难度大，维护成本高，而切由于主旋翼主旋翼直径大，旋转速度快，其危险性相对较大。多旋翼类是近几年发展最快的新型飞行器，由于结构简单，易于操控成本低，可垂直起降，拥有直升机的大多优势，因而大有取代直升机类无人机的趋势，唯一美中不足的是由于采用电动动力，其电池的续航能力差，在长航时领域也大大受到了限制。固定翼类一直是无人机中的领航者，其航速快，航程远，载重量大，具有其他类无人机无法比拟的优势。大到军用无人机，小到民用航测、巡逻、侦查、搜救的无人机，仍然是固定翼类无人机一统天下。但由于起飞降落需要跑道，不能垂直起降，其应用范围也受到了很大限制，其使用效率也大打折扣。因而研发既能垂直起降，有能长航时飞行的综合类无人机是势在必行。国内也有在航展上推出的能垂直起降的固定翼无人机，但其原理只是把一个三轴的多旋翼飞行器叠加在一架固定翼飞机上，其技术简单结构笨重，在固定翼模式下飞行效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，包括机身，机身的尾部设有尾翼和方向舵，所述机身的左右侧壁上分别固定安装有左机翼和右机翼，左机翼、右机翼和机身的下表面均安装有行走轮，且左机翼和右机翼的最外端分别活动设有左平衡襟翼和右平衡襟翼，左机翼和右机翼内分别安装有左倾转伺服机构和右倾转伺服机构，且左倾转伺服机构传动连接左平衡襟翼，右倾转伺服机构传动连接右平衡襟翼，利用倾转伺服机构带动平衡襟翼旋转，左平衡襟翼和右平衡襟翼的最外端分别设有左马达固定翼和右马达固定翼，左平衡襟翼和右平衡襟翼内分别设有左平衡襟翼伺服机构和右平衡襟翼伺服机构，且左平衡襟翼伺服机构和右平衡襟翼伺服机构分别传动连接左马达固定翼和右马达固定翼，通过平衡襟翼伺服机构带动马达固定翼转动；所述左马达固定翼和右马达固定翼内均安装有马达，且马达的输出轴上固定有螺旋桨；所述左机翼和右机翼的后边沿处分别活动设有左副翼和右副翼，左机翼和右机翼还分别设有左副翼伺服机构和右副翼伺服机构，左副翼伺服机构和右副翼伺服机构分别传动连接左副翼和右副翼，利用左副翼伺服机构和右副翼伺服机构分别让左副翼和右副翼实现翻动；所述机身内侧尾部安装有方向伺服机构，且方向伺服机构传动连接方向舵；机身内还安装有主控板和信号接收器，主控板上设有可编程的控制器和三轴陀螺仪。
作为本发明进一步的方案：所述左平衡襟翼伺服机构、右平衡襟翼伺服机构、左副翼伺服机构、右副翼伺服机构、左倾转伺服机构、方向伺服机构和右倾转伺服机构主要由伺服电机构成。
作为本发明再进一步的方案：所述机身、左机翼、右机翼尾翼和方向舵均采用碳纤维玻璃钢复合材料制成。
作为本发明再进一步的方案：所述马达采用电动马达或燃油马达。
作为本发明再进一步的方案：控制器连接三轴陀螺仪、信号接收器、左副翼伺服机构、右副翼伺服机构、左平衡襟翼伺服机构、右平衡襟翼伺服机构、左倾转伺服机构、方向伺服机构和右倾转伺服机构；通过信号接收器对信号进行接收，三轴陀螺仪获取姿态信息，通过控制器控制左副翼伺服机构、右副翼伺服机构、左平衡襟翼伺服机构、右平衡襟翼伺服机构、左倾转伺服机构、方向伺服机构和右倾转伺服机构进行姿态转换。
作为本发明再进一步的方案：所述机身内还安装有蓄电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构合理，同时造价较低，整体使用控制简单，可以有效实现固定翼飞机的旋翼飞行，整体功能更加强大。
附图说明
图1为本发明一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器的结构示意图。
图中：1-机身、2-左机翼、3-右机翼、4-左马达固定翼、5-右马达固定翼、6-左倾转伺服机构、7-右倾转伺服机构、8-左副翼、9-右副翼、10-左副翼伺服机构、11-右副翼伺服机构、12-马达、13-螺旋桨、14-左平衡襟翼、15-右平衡襟翼、16-左平衡襟翼伺服机构、17-右平衡襟翼伺服机构。
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做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。
请参阅图1，本发明实施例中，一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，包括机身1，机身1的尾部设有尾翼和方向舵，所述机身1的左右侧壁上分别固定安装有左机翼2和右机翼3，左机翼2、右机翼3和机身1的下表面均安装有行走轮，且左机翼2和右机翼3的最外端分别活动设有左平衡襟翼14和右平衡襟翼15，左机翼2和右机翼3内分别安装有左倾转伺服机构6和右倾转伺服机构7，且左倾转伺服机构6传动连接左平衡襟翼14，右倾转伺服机构7传动连接右平衡襟翼15，利用倾转伺服机构带动平衡襟翼旋转，左平衡襟翼14和右平衡襟翼15的最外端分别设有左马达固定翼4和右马达固定翼5，左平衡襟翼14和右平衡襟翼15内分别设有左平衡襟翼伺服机构16和右平衡襟翼伺服机构17，且左平衡襟翼伺服机构16和右平衡襟翼伺服机构17分别传动连接左马达固定翼4和右马达固定翼5，通过平衡襟翼伺服机构带动马达固定翼转动；所述左马达固定翼4和右马达固定翼5内均安装有马达12，且马达12的输出轴上固定有螺旋桨13；所述左机翼2和右机翼3的后边沿处分别活动设有左副翼8和右副翼9，左机翼2和右机翼3还分别设有左副翼伺服机构10和右副翼伺服机构11，左副翼伺服机构10和右副翼伺服机构11分别传动连接左副翼8和右副翼9，利用左副翼伺服机构10和右副翼伺服机构11分别让左副翼8和右副翼9实现翻动；所述机身1内侧尾部安装有方向伺服机构，且方向伺服机构传动连接方向舵；机身1内还安装有主控板和信号接收器，主控板上设有可编程的控制器和三轴陀螺仪，控制器连接三轴陀螺仪、信号接收器、左副翼伺服机构10、右副翼伺服机构11、左平衡襟翼伺服机构16、右平衡襟翼伺服机构17、左倾转伺服机构6、方向伺服机构和右倾转伺服机构7；通过信号接收器对信号进行接收，三轴陀螺仪获取姿态信息，通过控制器控制左副翼伺服机构10、右副翼伺服机构11、左平衡襟翼伺服机构16、右平衡襟翼伺服机构17、左倾转伺服机构6、方向伺服机构和右倾转伺服机构7进行姿态转换。
所述左平衡襟翼伺服机构16、右平衡襟翼伺服机构17、左副翼伺服机构10、右副翼伺服机构11、左倾转伺服机构6、方向伺服机构和右倾转伺服机构7主要由伺服电机构成。
所述机身1、左机翼2、右机翼3尾翼和方向舵均采用碳纤维玻璃钢复合材料制成。
所述马达12采用电动马达或燃油马达。
所述机身内还安装有蓄电池。
本发明的工作原理是：两个螺旋桨转动向下产生气流，且气流方向在不停进行矢量修正以保持整个机身平衡，但气流产生的压力只是托起螺旋桨产生升力，但不能即时对机身纵向平衡做修正。根据固定翼飞行器尾翼安定面的原理，在机身两侧各加装一片平衡襟翼，且伸入螺旋桨旋翼面下方，这样能使螺旋桨产生的下气流部分能作用到平衡襟翼上，使两个螺旋桨在进行矢量修正时，同时也通过平衡襟翼对机身的纵向平衡做修正，这样就彻底解决了两轴矢量旋翼飞行器纵向不稳定的问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，其特征在于，包括机身，机身的尾部设有尾翼和方向舵，所述机身的左右侧壁上分别固定安装有左机翼和右机翼，左机翼、右机翼和机身的下表面均安装有行走轮，且左机翼和右机翼的最外端分别活动设有左平衡襟翼和右平衡襟翼，左机翼和右机翼内分别安装有左倾转伺服机构和右倾转伺服机构，且左倾转伺服机构传动连接左平衡襟翼，右倾转伺服机构传动连接右平衡襟翼，左平衡襟翼和右平衡襟翼的最外端分别设有左马达固定翼和右马达固定翼，左平衡襟翼和右平衡襟翼内分别设有左平衡襟翼伺服机构和右平衡襟翼伺服机构，且左平衡襟翼伺服机构和右平衡襟翼伺服机构分别传动连接左马达固定翼和右马达固定翼，所述左马达固定翼和右马达固定翼内均安装有马达，且马达的输出轴上固定有螺旋桨；所述左机翼和右机翼的后边沿处分别活动设有左副翼和右副翼，左机翼和右机翼还分别设有左副翼伺服机构和右副翼伺服机构，左副翼伺服机构和右副翼伺服机构分别传动连接左副翼和右副翼，所述机身内侧尾部安装有方向伺服机构，且方向伺服机构传动连接方向舵；机身内还安装有主控板和信号接收器，主控板上设有可编程的控制器和三轴陀螺仪。
2.根据权利要求1所述的两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述左平衡襟翼伺服机构、右平衡襟翼伺服机构、左副翼伺服机构、右副翼伺服机构、左倾转伺服机构、方向伺服机构和右倾转伺服机构主要由伺服电机构成。
3.根据权利要求1所述的两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述机身、左机翼、右机翼尾翼和方向舵均采用碳纤维玻璃钢复合材料制成。
4.根据权利要求1所述的两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述马达采用电动马达或燃油马达。
5.根据权利要求1所述的两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，其特征在于，控制器连接三轴陀螺仪、信号接收器、左副翼伺服机构、右副翼伺服机构、左平衡襟翼伺服机构、右平衡襟翼伺服机构、左倾转伺服机构、方向伺服机构和右倾转伺服机构。
6.根据权利要求1所述的两轴矢量平衡襟翼倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述机身内还安装有蓄电池。
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