CN105711837B - 一种双涵道无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双涵道无人飞行器，包括安装座、第一涵道和第二涵道，其中，第一涵道包括第一涵道架、第一螺旋桨、第一发动机、第一减震弹簧和第一转动副；第二涵道包括第二涵道架、第二螺旋桨、第二发动机、第二减震弹簧、第二转动副；第一涵道通过第一转动副与安装座相连，第二涵道通过第二转动副与安装座相连。本发明通过对双涵道构成及其设置方式进行改进，采用V字型设置的双涵道，能够有效解决无人飞行器缺乏防护的问题，提高无人飞行器飞行时的稳定性。

Description

一种双涵道无人飞行器

技术领域

本发明属于无人飞行器技术领域，更具体地，涉及一种双涵道无人飞行器，该飞行器的双涵道呈V字型。

背景技术

无人飞行器是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。目前，无人飞行器在航拍、农业植保、测绘等领域等已大量使用，并逐渐展露其巨大的使用价值。而涵道无人飞行器具有垂直起降和悬停的飞行特性，在体积、隐蔽性和飞行性能上都具有鲜明的特点，已成为当今微小型无人飞行器研究开发领域的研究热点。同传统的无人飞行器相比，涵道无人飞行器具有以下优势：机动性能独具特色，适于在城市复杂环境下执行任务；结构紧凑、推进效率高；噪音低、隐蔽性好。但是，目前，在无人飞行器的防护上，采取的措施较少，无人飞行器在复杂地形降落不稳时、无人飞行器操作员操作失误时或者无人机失控坠落时，往往会造成机身和机载设备受损，造成大量损失。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种双涵道无人飞行器，其中通过对关键的双涵道构成及其设置方式、以及无人飞行器的其他结构进行改进，与现有技术相比能够有效解决无人飞行器缺乏防护的问题，并且该无人飞行器的双涵道采用V字型设置，能大大提高无人飞行器飞行时的稳定性，确保无人飞行器的抗坠毁性能。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种双涵道无人飞行器，其特征在于，包括安装座(2)、第一涵道和第二涵道，其中，

所述第一涵道包括第一涵道架(3)、第一螺旋桨(4)、第一发动机(5)、第一减震弹簧(6)和第一转动副(7)；所述第一涵道架(3)通过所述第一减震弹簧(6)与所述第一转动副(7)连接；所述第一发动机(5)安装在所述第一涵道架(3)内，所述第一螺旋桨(4)与所述第一发动机(5)相连，并在该第一发动机(5)的带动下转动；

所述第二涵道包括第二涵道架(8)、第二螺旋桨(9)、第二发动机(10)、第二减震弹簧(11)、第二转动副(12)；所述第二涵道架(8)通过所述第二减震弹簧(11)与所述第二转动副(12)连接；所述第二发动机(10)安装在所述第二涵道架(8)内，所述第二螺旋桨(9)与所述第二发动机(10)相连，并在该第二发动机(10)的带动下转动；

所述第一涵道通过所述第一转动副(7)与所述安装座(2)相连，所述第二涵道通过所述第二转动副(12)与所述安装座(2)相连。

作为本发明的进一步优选，所述安装座(2)包括上安装架和下安装架，所述第一转动副(7)和所述第二转动副(12)均与该上安装架相连；所述上安装架与所述下安装架之间通过减震簧(13)相连接；所述上安装架和所述下安装架均为圆形，所述上安装架的圆半径小于所述下安装架的圆半径，所述上安装架所在平面与所述下安装架所在平面两者相互平行，该上安装架的圆心与该下安装架圆心的连线垂直于所述上安装架所在平面；所述第一转动副(7)和所述第二转动副(12)均安装在所述上安装架上。

作为本发明的进一步优选，所述第一转动副(7)的转轴与所述第二转动副(12)的转轴两者相平行。

作为本发明的进一步优选，该双涵道无人飞行器还包括防护罩(1)，该防护罩(1)与所述安装座(2)固定连接，所述第一涵道和所述第二涵道均位于该防护罩(1)的内部。

作为本发明的进一步优选，所述第一转动副(7)用于调节所述第一螺旋桨的旋转平面的空间位置，该第一转动副(7)的转角为0°～250°；所述第二转动副(12)用于调节所述第二螺旋桨的旋转平面的空间位置，该第二转动副(12)的转角为0°～250°。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：

1.本发明使用双涵道，两个涵道都能上下转动，配合两副螺旋桨螺距的调整以及两个发动机转速的改变，使对飞行器的控制更加灵活，飞行器能完成的姿态更多样化。本发明通过对双涵道之间的夹角(即，第一螺旋桨的旋转平面与第二螺旋桨的旋转平面两者的空间相对位置)进行控制，能进一步提高无人飞行器飞行的稳定性，确保无人飞行器的抗坠毁性能。

第一转动副和第二转动副的转角均在0°～250°的范围内，以第一转动副和第二转动副均安装在安装座的上安装架上为例，则控制第一转动副使第一涵道架或第一减震弹簧碰到安装座的下安装架，定义此时第一转动副的转角为0°，然后控制第一转动副转动，使第一涵道架远离安装座的下安装架，定义此运动方向为正方向，则第一转动副的最大转角为250°；第二转动副同理，控制第二转动副使第二涵道架或第二减震弹簧碰到安装座的下安装架，定义此时第二转动副的转角为0°，然后控制第二转动副转动，使第二涵道架远离安装座的下安装架，定义此运动方向为正方向，则第二转动副的最大转角为250°。本发明通过控制第一涵道与第二涵道之间的空间相对位置，并结合调整第一涵道和第二涵道各自对飞行器作用的推力的方向和大小，能够更加灵活的调节该无人飞行器的飞行姿态，有利于飞行器上安装的功能设备更好的工作，能增加飞行器对飞行环境的适应能力，并确保在降落过程中该无人飞行器的安装座首先与地面接触，保证飞行器降落的安全性。

2.本发明在涵道架(包括第一涵道架和第二涵道架)与安装座的连接位置之间增设了减震装置，并在外部使用了防护罩或防护网，当飞行器受到撞击时，内部不容易受到破坏。尤其是安装座采用均为圆环形形状的上安装架和下安装架，其中上安装架的圆半径要小于下安装架的圆半径(例如，这两个安装座的圆环宽可相同，上安装架的内径要小于下安装架的内径，上安装架的外径也要小于下安装架的外径)，这两个安装架圆心间的连线垂直于任意安装架圆形所在平面，而上安装架与下安装架之间通过减震簧相连接，安装座通过采用上述结构以及连接方式，能进一步提高缓冲作用效果，保护该双涵道无人飞行器内部结构不被外力破坏。

附图说明

图1是本发明中V型抗坠毁双涵道无人飞行器的整体结构示意图；

图2是本发明中V型抗坠毁双涵道无人飞行器的防护罩结构示意图；

图3是本发明中V型抗坠毁双涵道无人飞行器的安装座结构示意图；

图4是本发明中V型抗坠毁双涵道无人飞行器的去除防护罩后主视图；

图5是本发明中V型抗坠毁双涵道无人飞行器的去除防护罩后俯视图；

图6是本发明中V型抗坠毁双涵道无人飞行器的去除防护罩后的结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：1为防护罩(或防护网)；2为安装座；3为第一涵道架；4为第一螺旋桨；5为第一发动机；6为第一减震弹簧；7为第一转动副；8为第二涵道架；9为第二螺旋桨；10为第二发动机；11为第二减震弹簧；12为第二转动副；13为减震簧。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

如图1－6所示，本发明中的V型抗坠毁双涵道无人飞行器，包括：防护罩(或防护网)1、第一涵道、第二涵道、安装座2四部分，其具体结构和工作方式为：

如图1－3所示，本发明是将防护罩1固定到安装座2上(即，将防护罩或防护网固定到机身上)，能够实现方便快捷的拆卸；防护罩1由合金或复合材料制成，质量轻并能够承受一定的冲击力，防护罩1能够在飞行器受到撞击时保护飞行器，减小飞行器的内部的损坏。

如图3－6所示，本发明中的飞行器具有双涵道，其中，第一涵道由第一涵道架3、第一螺旋桨4、第一发动机5、第一减震弹簧6和第一转动副7组成；第一螺旋桨4安装在第一发动机5上，第一螺旋桨4的螺距可以调节，第一发动机5转动时带动第一螺旋桨4转动，第一发动机5安装在第一涵道架3上，第一涵道架3上装有第一减震弹簧6，着陆时能起到减震作用，第一涵道架3通过第一转动副7连接到安装座2上，使第一涵道能上下转动。

第二涵道由第二涵道架8、第二螺旋桨9、第二发动机10、第二减震弹簧11、第二转动副12组成，第二螺旋桨9安装在第二发动机10上，第二螺旋桨9的螺距可以调节，第二发动机10转动时带动第二螺旋桨9转动，第二发动机9安装在第二涵道架8上，第二涵道架8上装有第二减震弹簧11，着陆时能起到减震作用，第二涵道架8通过第二转动副12连接到安装座2上，使第二涵道能上下转动。

通过控制第一涵道架和第二涵道架相对与安装座的转动，能改变第一涵道架与第二涵道架之间的夹角。通过控制第一发动机、第二发动机的转速，第一螺旋桨、第二螺旋桨的螺距，第一涵道架与第二涵道架之间的夹角，从而达到控制飞行器行进的速度、方向，飞行器的姿态的目的。本发明的安装座2上还装有减震簧13，在降落时起到减震作用。

本发明中双涵道的飞行器，其第一涵道的中心线(对应第一螺旋桨转动的中心轴线)与第二涵道的中心线(对应第二螺旋桨转动的中心轴线)两者相交(即呈V字型)，既能够对该无人飞行器的姿态进行更加灵活的控制，又能够避免第一涵道与第二涵道之间不利的相互影响，使得该飞行器在飞行和降落过程中更加稳定、平缓。

本发明中的双涵道无人飞行器，可以通过控制两个涵道间的夹角、两个涵道电机的转速以及两组涵道电机螺旋桨的螺距来控制此飞行器的姿态、飞行速度和飞行方向；同时，通过设置减震机构和加装防护罩或防护网的方式对此V型抗坠毁双涵道无人飞行器进行保护。该V型抗坠毁双涵道无人飞行器相较于传统的涵道无人飞行器，具有控制更灵活，飞行器可保持姿态更为多样的特点，加装的防护罩或防护网以及减震机构能保护飞行器在坠落时机身和机载设备免于遭受损伤，实用性较强。

本发明通过对第一涵道以及第二涵道的空间相互位置进行调整，能进一步提高无人飞行器飞行的稳定性，确保无人飞行器的抗坠毁性能。

第一螺旋桨4可以包括多个螺旋浆，第二螺旋桨9类似。第一转动副的转动中心点与第一螺旋桨的旋转平面的中心点之间的连线段的长度，与第二转动副的转动中心点与第二螺旋桨的旋转平面的中心点之间的连线段的长度两者可以相等，也可以不相等；在相等情况下更利于实际操作控制。

本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种双涵道无人飞行器，其特征在于，包括安装座(2)、第一涵道和第二涵道，其中，

所述第一涵道包括第一涵道架(3)、第一螺旋桨(4)、第一发动机(5)、第一减震弹簧(6)和第一转动副(7)；所述第一涵道架(3)通过所述第一减震弹簧(6)与所述第一转动副(7)连接；所述第一发动机(5)安装在所述第一涵道架(3)内，所述第一螺旋桨(4)与所述第一发动机(5)相连，并在该第一发动机(5)的带动下转动；

所述第二涵道包括第二涵道架(8)、第二螺旋桨(9)、第二发动机(10)、第二减震弹簧(11)、第二转动副(12)；所述第二涵道架(8)通过所述第二减震弹簧(11)与所述第二转动副(12)连接；所述第二发动机(10)安装在所述第二涵道架(8)内，所述第二螺旋桨(9)与所述第二发动机(10)相连，并在该第二发动机(10)的带动下转动；

所述第一涵道通过所述第一转动副(7)与所述安装座(2)相连，所述第二涵道通过所述第二转动副(12)与所述安装座(2)相连；

所述第一转动副(7)用于调节所述第一螺旋桨的旋转平面的空间位置，该第一转动副(7)的转角为0°～250°；所述第二转动副(12)用于调节所述第二螺旋桨的旋转平面的空间位置，该第二转动副(12)的转角为0°～250°；

所述安装座(2)包括上安装架和下安装架，所述第一转动副(7)和所述第二转动副(12)均与该上安装架相连；所述上安装架与所述下安装架之间通过减震簧(13)相连接；所述上安装架和所述下安装架均为圆形，所述上安装架的圆半径小于所述下安装架的圆半径，所述上安装架所在平面与所述下安装架所在平面两者相互平行，该上安装架的圆心与该下安装架圆心的连线垂直于所述上安装架所在平面；所述第一转动副(7)和所述第二转动副(12)均安装在所述上安装架上；

该双涵道无人飞行器还包括防护罩(1)，该防护罩(1)与所述安装座(2)固定连接，所述第一涵道和所述第二涵道均位于该防护罩(1)的内部。

2.如权利要求1所述双涵道无人飞行器，其特征在于，所述第一转动副(7)的转轴与所述第二转动副(12)的转轴两者相平行。