CN106043696A - 一种无人机飞行系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机飞行系统。一种无人机飞行系统，包括：固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置，以及分别连接固定翼飞行装置和旋翼飞行装置的控制系统，所述控制系统根据飞行和起落的情况控制固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置的运行和关闭。通过固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置相结合的飞行系统，兼有固定翼与旋翼两种飞行装置的优点，使得旋翼飞行装置既能提供无人机起落的动力，又能提供无人机水平飞行的动力，起降方便、续航时间长、飞行速度快。

Description

一种无人机飞行系统
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机飞行系统。
背景技术
目前无人机领域常见的飞机类型主要是固定翼与旋翼机。
其中固定翼飞机，主要靠动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力。其飞行速度快，航程和巡航时间长，但起降距离长，要求高质量的跑道，严重影响和妨碍了固定翼飞机的发展。
而旋翼机包括单旋翼与多旋翼，是由发动机或电动机驱动旋翼提供升力，把无人机拉升到空中。其优点是可以在较小场地垂直起降、空中悬停，但其效率远不如固定翼飞机的机翼，功耗大、速度慢、续航时间短也是存在的缺点。
现有的技术还公开了一种固定翼与电动多旋翼组成的复合飞行器，兼备固定翼飞机和旋翼机的特性，但其在切换到固定翼飞行模式时，电动多旋翼虽然停止了动力供给，但是旋翼的形状和构造在飞行气流中成了无人机飞行的负担，一方面加大了阻力，另一方面加大了操控难度，未能将二者完美的结合在一起。
为此航空领域的技术人员一直在找寻能兼有固定翼飞机和旋翼机优点且互不干扰的飞行器。
发明内容
本发明的目的在于提出无人机飞行系统，通过固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置，解决了现有技术固定翼飞行装置和旋翼飞行装置兼具时旋翼飞行装置在正常飞行时成为阻力的问题，兼有固定翼与旋翼两种飞行装置的优点，起降方便、续航时间长、飞行速度快。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种无人机飞行系统，包括：固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置，以及分别连接固定翼飞行装置和旋翼飞行装置的控制系统，所述控制系统根据飞行和起落的情况控制固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置的运行和关闭。
作为本技术方案的优选方案之一，所述旋翼飞行装置包括设置于机翼和/或机身上的延伸轴、可转动的连接在所述延伸轴的至少一端的倾转组件以及连接在所述倾转组件外端的电动旋翼机构，所述电动旋翼机构在倾转组件的带动下与水平面呈设定的角度以配合无人机的起飞、降落和飞行。
作为本技术方案的优选方案之一，所述延伸轴有两个，两个所述延伸轴纵向对称设置在机翼或机身上，连接在不同延伸轴上且呈纵向对称的电动旋翼机构的倾斜角度和高度差均保持一致。
作为本技术方案的优选方案之一，所述延伸轴的两端均连接有倾转组件，连接于同一延伸轴的前后两个倾转组件与水平面呈不同的角度以配合无人机的飞行或起落情况。
作为本技术方案的优选方案之一，所述延伸轴有一个，所述延伸轴设置在机身中轴线上，所述延伸轴与机身中轴线平行或与机身中轴线相垂直。
作为本技术方案的优选方案之一，所述延伸轴的两端均连接倾转组件，两个电动旋翼机构分别根据无人机的起落或飞行状况与水平面呈设定的高度差和设定的角度；且当延伸轴与机身中轴线相垂直设置时，两个倾转组件倾斜角度保持一致。
作为本技术方案的优选方案之一，所述电动旋翼机构以无人机重心为基点，对称分布。
作为本技术方案的优选方案之一，无人机水平飞行时，倾转组件与电动旋翼机构垂直连接，且前侧的倾转组件向下倾转90°，后侧的倾转组件向上倾转90°，所述前侧的电动旋翼机构和后侧的电动旋翼机构具有设定的高度差。
作为本技术方案的优选方案之一，所述倾转组件的长度可调和/或所述电动旋翼机构的翼长可调，以配合倾转组件与电动旋翼机构转动空间的需求,以及电动旋翼机构之间的高度差的设置。
作为本技术方案的优选方案之一，所述固定翼飞行装置包括机身、机翼和动力装置，所述动力装置安装在机头或机身后部，所述电动旋翼机构可以是固定浆距也可以是可调浆距。
有益效果：通过固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置相结合的飞行系统，兼有固定翼与旋翼两种飞行装置的优点，使得旋翼飞行装置既能提供无人机起落的动力，又能提供无人机水平飞行的动力，起降方便、续航时间长、飞行速度快。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的无人机飞行系统的结构示意图一；
图2是本发明实施例1提供的无人机飞行系统的结构示意图二。
图中：
1、延伸轴；2、倾转组件；3、机翼；4、电动旋翼机构；5、机身。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种无人机飞行系统，如图1-2所示，包括：固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置，以及分别连接固定翼飞行装置和旋翼飞行装置的控制系统，所述旋翼飞行装置包括设置于机翼和/或机身上的延伸轴1、可转动的连接在所述延伸轴1的至少一端的倾转组件2以及连接在所述倾转组件2外端的电动旋翼机构4，所述电动旋翼机构4在倾转组件2的带动下与水平面呈设定的角度以配合无人机的起飞、降落和飞行。所述倾转组件2的转动带动电动旋翼机构4在水平面和竖直面这两个方向之间变换，当所述电动旋翼机构4在水平面内转动，实现无人机的快速起落；当所述电动旋翼机构4在竖直平面内转动时，所述电动旋翼机构4旋转所带动的气流推动无人机向前或向后飞行；当电动旋翼机构4在斜面内转动时，电动旋翼机构4旋转所带动的气流推动无人机倾斜运动，用于配合无人机转弯、俯冲、爬升或气流复杂的情况；所述电动旋翼机构4以无人机重心为基点，对称分布，以保证无人机运行的稳定性和飞行路线的准确性。所述固定翼飞行装置包括机身5、机翼3和动力装置，所述动力装置安装在机头或机身后部。所述控制系统根据飞行和起落的情况控制固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置的运行和关闭。
具体实施时，所述延伸轴1有两个，两个所述延伸轴1纵向对称设置在机翼3或机身5上，连接在不同延伸轴1上且呈纵向对称的电动旋翼机构4的倾斜角度和高度差均保持一致。以保持无人机飞行的平衡性。所述倾转组件2的外端连接有电动旋翼机构4，所述电动旋翼机构4的转动轴和倾转组件2的长度方向相垂直，所述电动旋翼机构4的旋翼的旋转平面与所述倾转组件2相平行。
每个所述延伸轴1可以仅一端连接有电动旋翼机构4，也可以两端均连接有倾转组件2。在实际应用中，也可以根据无人机的飞行、起落及俯冲、爬升时，通过控制系统使得连接于同一延伸轴1的前后两个倾转组件2与水平面呈不同的角度以配合无人机的要求。
当每个所述延伸轴1的两端均连接有倾转组件2且在无人机水平飞行状态时，倾转组件2与电动旋翼机构4垂直连接，且前侧的倾转组件2向下倾转90°，后侧的倾转组件2向上倾转90°，所述前侧的电动旋翼机构和后侧的电动旋翼机构可以等距也可以具有设定的高度差。
当所述电动旋翼机构4在水平面内转动实现无人机垂直起飞时，加大转速或调整桨矩使得无人机升空，且可在空中悬停或前后左右飞行；当所述电动旋翼机构4在水平面内转动实现无人机垂直降落时，减小转速或调整桨矩使得无人机缓缓着陆。
实施例2
与实施例1不同的是，所述延伸轴1有一个，所述延伸轴1设置在机身中轴线上，所述延伸轴1与机身中轴线平行或与机身中轴线相垂直。
所述延伸轴1的可以仅一端连接有倾转组件2，也可以是所述延伸轴1的两端均连接倾转组件2，当所述延伸轴1仅一端连接有倾转组件2时，倾转组件2可以在无人机起落时与水平面平行，以带动电动旋翼机构4与水平面平行；也可以在无人机水平飞行时将所述倾转组件2顺时针向下转于延伸轴1下方或者向上转于延伸轴1的上方，带动电动旋翼机构4在竖直平面内旋转，为无人机水平方向提供水平推力；倾斜组件2还可以在无人机俯冲、爬升或遇到侧面气流时，与水平面呈设定的角度，以增强无人机飞行的平稳性。
当所述延伸轴1的两端均连接电动旋翼机构4时，延伸轴1既可以沿机身中轴线设置，也可以与机身中轴线相垂直设置，当延伸轴1沿机身中轴线设置且无人机处于飞行状态时，所述倾转组件2倾转组件2与电动旋翼机构4垂直连接，且前侧的倾转组件2向下倾转90°，后侧的倾转组件2向上倾转90°，所述前侧的电动旋翼机构和后侧的电动旋翼机构具有设定的高度差；当无人机处于起落状态时，所述倾转组件2与水平面相平行，两个电动旋翼组件2处于同一水平面上；也可以根据无人机的飞行、起落及俯冲、爬升时，通过控制系统使得连接于同一延伸轴1的前后两个倾转组件2与水平面呈不同的角度以配合无人机的要求。
当延伸轴1与机身中轴线相垂直设置时，两个倾转组件2倾斜角度保持一致，以保持无人机飞行的平衡性。两个所述倾转组件2分别根据无人机的起落或飞行状况与水平面呈设定的角度。
实施例3
与实施例1和实施例2不同的是，所述倾转组件2的长度可调，以配合倾转组件2与电动旋翼机构4转动空间的需求,以及电动旋翼机构4之间的高度差的设置。
或者所述电动旋翼机构4的翼长可调，以配合倾转组件2与电动旋翼机构4转动空间的需求。
具体实施时，所述延伸轴1的数量包含但不局限于实施例1中的1个，和实施例2中的两个，也可以是三个甚至更多，延伸轴1的设置和安装的位置也可以是机身5和/或机翼3,其倾转组件2和电动旋翼机构4的工作模式参考实施例1和实施例2或将实施例1和实施例2相结合，均可。
综上所述，通过固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置相结合的飞行系统，兼有固定翼与旋翼两种飞行装置的优点，使得旋翼飞行装置既能提供无人机起落的动力，又能提供无人机水平飞行的动力，起降方便、续航时间长、飞行速度快。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机飞行系统，其特征在于，包括：固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置，以及分别连接固定翼飞行装置和旋翼飞行装置的控制系统，所述控制系统根据飞行和起落的情况控制固定翼飞行装置和旋转方向可变的旋翼飞行装置的运行和关闭。
2.根据权利要求1所述的无人机飞行系统，其特征在于，所述旋翼飞行装置包括设置于机翼和/或机身上的延伸轴(1)、可转动的连接在所述延伸轴(1)的至少一端的倾转组件(2)以及连接在所述倾转组件(2)外端的电动旋翼机构(4)，所述电动旋翼机构(4)在倾转组件(2)的带动下与水平面呈设定的角度以配合无人机的起飞、降落和飞行。
3.根据权利要求2所述的无人机飞行系统，其特征在于，所述延伸轴(1)有两个，两个所述延伸轴(1)纵向对称设置在机翼(3)或机身(5)上，连接在不同延伸轴(1)上且呈纵向对称的电动旋翼机构(4)的倾斜角度和高度差均保持一致。
4.根据权利要求3所述的无人机飞行系统，其特征在于，所述延伸轴(1)的两端均连接有倾转组件(2)，连接于同一延伸轴(1)的前后两个倾转组件(2)与水平面呈不同的角度以配合无人机的飞行或起落情况。
5.根据权利要求2所述的无人机飞行系统，其特征在于，所述延伸轴(1)有一个，所述延伸轴(1)设置在机身中轴线上，所述延伸轴(1)与机身中轴线平行或与机身中轴线相垂直。
6.根据权利要求5所述的无人机飞行系统，其特征在于，所述延伸轴(1)的两端均连接倾转组件(2)，两个电动旋翼机构(4)分别根据无人机的起落或飞行状况与水平面呈设定的高度差和设定的角度；且当延伸轴(1)与机身中轴线相垂直设置时，两个倾转组件(2)倾斜角度保持一致。
7.根据权利要求2-6任一项所述的无人机飞行系统，其特征在于，所述电动旋翼机构(4)以无人机重心为基点，对称分布。
8.根据权利要求3所述的无人机飞行系统，其特征在于，无人机水平飞行时，倾转组件(2)与电动旋翼机构(4)垂直连接，且前侧的倾转组件(2)向下倾转90°，后侧的倾转组件(2)向上倾转90°，所述前侧的电动旋翼机构(4)和后侧的电动旋翼机构(4)具有设定的高度差。
9.根据权利要求2-6任一项所述的无人机飞行系统，其特征在于，所述倾转组件(2)的长度可调和/或所述电动旋翼机构(4)的翼长可调，以配合倾转组件(2)与电动旋翼机构(4)转动空间的需求,以及电动旋翼机构(4)之间的高度差的设置。
10.根据权利要求1所述的无人机飞行系统，其特征在于，所述固定翼飞行装置包括机身(5)、机翼(3)和动力装置，所述动力装置安装在机头或机身后部，所述电动旋翼机构(4)可以是固定浆距也可以是可调浆距。
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