CN106143898A - 一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机 - Google Patents

一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，包括机身及安装在机身上的机翼和机尾：机身左右两侧设有俯仰倾转动力装置；机身底部设有前起落架和主起落架；机身上部设有设备舱盖，设备舱内部设有航空遥测相机；机身上部设有控制舱舱盖，控制舱内设有控制装置；机身后部设有反扭平衡动力装置；机翼安装在机身两侧，机翼上设有机翼舵面；机尾通过尾撑杆连接机身，机尾包括平尾、俯仰舵面、垂尾和偏航舵面。本发明的优点体现在：可以达到飞机使用同一套动力系统进行垂直起降倾转平飞，使无人机起飞、降落不受场地要求，更加节省结构重量，飞机更加平稳飞行，飞行时间更长，操作更加简单，飞行过程更加智能。

Description

一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机。
背景技术
现有技术中的固定翼无人机中，一般只能滑跑起飞、弹射起飞、混合式垂直起降功能，都会使飞机起飞、降落受环境场地影响，导致飞机的强度寿命打折扣，附属配套设施太多太复杂，飞机结构浪费的重量太多，飞机巡航半径也会因此缩短。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，使飞机达到垂直起降功能。
为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，包括机身及安装在机身上的机翼和机尾：
机身左右两侧设有俯仰倾转动力装置；机身底部设有前起落架和主起落架；机身上部设有设备舱舱盖，设备舱内部设有航空遥测相机，相机镜头置于机身底部；机身上部设有控制舱舱盖，控制舱内设有控制装置；机身上部设有动力舱舱盖，动力舱内设有动力电池组件；机身后部设有反扭平衡动力装置；
机翼安装在机身两侧，机翼上设有机翼舵面；
机尾通过尾撑杆连接机身，机尾包括平尾、俯仰舵面、垂尾和偏航舵面，垂尾安装在尾撑杆上，平尾垂直于垂尾安装，偏航舵面安装在垂尾末端，俯仰舵面安装在平尾末端。
进一步的，机身前端设有空速管；
进一步的，机翼端部设有航向灯。
进一步的，机翼设有快拆结构，快拆机构是利用机身前主梁和后主梁通过凹凸限位进行固定，然后通过锥销进行预紧连接。
进一步的，机身在俯仰倾转动力装置的电机安装处设有外散热片。
进一步的，反扭平衡动力装置包括螺旋桨、动力电机、电机安装座、旋转组件、机身后端面、电调、驱动传动机构、加强端面、舵机和支撑端面：
机身后端面、加强端面、支撑端面连接在一起形成一个刚性体；电调固定安装在机身后端面上；螺旋桨通过螺帽安装在电机上，然后整体螺丝连接到电机安装座上；电机安装座通过旋转组件安装在机身后端面与加强端面形成的刚性体上部，舵机安装在加强端面上，舵机通过驱动传动机构与电机安装座进行传动驱动。
进一步的，所述俯仰倾转动力装置包括机翼端面、加强端面、支撑端面、驱动舵机、电调、动力电机安装座、驱动传动组件、动力电机和螺旋桨：
机翼端面、加强端面和支撑端面连接构成稳固的刚性框架，驱动舵机采用左右各一个的布局方式分别安装在机翼端面和加强端面上，电调和动力电机安装座均安装在机翼端面和加强端面之间，电调位于刚性框架的中部，动力电机安装座位于刚性框架的前端，动力电机安装座上有转动轴，驱动舵机通过左右的驱动传动组件驱动动力电机安装座进行90°的倾转运动，动力电机整体安装在动力电机安装座上，螺旋桨安装在动力电机上。
进一步的，所述控制装置为飞控自驾仪，使用螺纹连接固定在机身内的骨架上。
进一步的，所述机翼舵面通过机翼舵面铰链与机翼连接，通过机翼驱动舵机连接机翼驱动拨杆来使机翼舵面活动；所述偏航舵面通过铰链与机翼连接，通过偏航驱动舵机连接偏航驱动拨杆来使偏航舵面活动；所述俯仰舵面通过俯仰舵面铰链与机翼连接，通过俯仰驱动舵机连接俯仰驱动拨杆来使俯仰舵面活动。
本发明公开的一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，具有以下有益效果：
本发明的固定翼飞机，可以使飞机达到垂直起降功能，同一套动力可在垂直起降时提供垂直起降的升力、达到预定航线高度动力系统可进行90°的倾转、提供飞机平飞过程的拉力，并且飞机保留了前三点式起落架，可进行垂直起降过程的减震增稳和兼具了滑跑起飞的起飞降落模式，机翼采用了上单翼并保留上倾角，机身采用一体流线机身。
通过本发明的飞机，可以达到飞机使用同一套动力系统进行垂直起降倾转平飞，使无人机起飞、降落不受场地要求，更加节省结构重量，飞机更加平稳飞行，飞行时间更长，操作更加简单，飞行过程更加智能，所有运动杆机构隐藏于机身，降低机身风阻，并且飞机拍摄装置和电池更换更加便捷，使用者执行任务更加快捷，起飞和降落更加随时随地，配有前三点式起落架，更兼具了滑跑起飞和降落，模式更多，机身采用了碳纤维框架融合加强PMI泡沫复合材料新技术，使本小型无人机达到一体式智能化的工业无人机。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的底部视图；
图3是本发明的爆炸示意图；
图4是反扭平衡动力装置的内部结构示意图；
图5是俯仰倾转动力装置的内部结构示意图；
其中：
1-机翼，2-俯仰倾转动力装置，201-螺旋桨，202-支撑端面，203-动力电机，204-动力电机安装座，205-保护罩，206-驱动传动组件，207-驱动舵机，208-电调，209-机翼端面，2010-电调散热片，2011-加强端面，2012-机身前梁，2013-机身后梁，3-控制舱舱盖，4-空速管，5-前起落架，6-外散热片，7-快拆结构，8-主起落架，9-航向灯，10-机翼舵面，1001-机翼驱动舵机，1002-机翼驱动拨杆，1003-机翼舵面铰链，11-尾撑杆，12-偏航舵面，1201-偏航驱动舵机，1202-偏航驱动拨杆，13-垂尾，14-俯仰舵面，1401-俯仰驱动舵机，1402-俯仰驱动拨杆，1403-俯仰舵面铰链，15-平尾，16-反扭平衡动力装置，1601-螺旋桨，1602-动力电机，1603-电机安装座，1604-旋转组件，1605-机身后端面，1606-电调，1607-驱动传动机构，1608-加强端面，1609-舵机，1610-支撑端面，17-设备舱舱盖，18-航空遥测相机，19-动力舱舱盖，1901-动力电池组件，20-锥销，
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
请参见图1-图3。一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，包括机身及安装在机身上的机翼1和机尾：
机身1左右两侧设有俯仰倾转动力装置2；机身底部设有前起落架5和主起落架8；机身上部设有设备舱舱盖17，设备舱内部设有航空遥测相机18，相机镜头置于机身底部；机身上部设有控制舱舱盖3，控制舱内设有控制装置；机身上部设有动力舱舱盖19，动力舱内设有动力电池组件1901；机身后部设有反扭平衡动力装置16；
机翼1安装在机身两侧，机翼1上设有机翼舵面10；
机尾通过尾撑杆11连接机身，机尾包括平尾15、俯仰舵面14、垂尾13和偏航舵面12，垂尾13安装在尾撑杆11上，平尾15垂直于垂尾13安装，偏航舵面12安装在垂尾13末端，俯仰舵面14安装在平尾15末端。
作为一种具体实施例，机身前端设有空速管4；
作为一种具体实施例，机翼端部设有航向灯9。
作为一种具体实施例，机翼设有快拆结构，快拆机构是利用机身前梁2012和机身后梁2013通过凹凸限位进行固定，然后通过锥销20进行预紧连接。
作为一种具体实施例，机身在俯仰倾转动力装置的电机安装处设有外散热片6。
请参见图4，作为一种具体实施例，反扭平衡动力装置16包括螺旋桨1601、动力电机1602、电机安装座1603、旋转组件1604、机身后端面1605、电调1606、驱动传动机构1607、加强端面1608、舵机1609和支撑端面1610：
机身后端面1605、加强端面1608、支撑端面1610连接在一起形成一个刚性体；电调1606固定安装在机身后端面1605上；螺旋桨1601通过螺帽安装在电机上，然后整体螺丝连接到电机安装座1603上；电机安装座1603通过旋转组件安装在机身后端面1605与加强端面1608形成的刚性体上部，舵机安装在加强端面1608上，舵机通过驱动传动机构与电机安装座1603进行传动驱动。
请参见图5，作为一种具体实施例，所述俯仰倾转动力装置2包括机翼端面209、加强端面2011、支撑端面202、驱动舵机207、电调208、动力电机安装座204、驱动传动组件206、动力电机203、电调散热片2010、保护罩205和螺旋桨201：
机翼端面209、加强端面2011和支撑端面202连接构成稳固的刚性框架，驱动舵机207采用左右各一个的布局方式分别安装在机翼端面209和加强端面2011上，电调208和动力电机安装座204均安装在机翼端面209和加强端面2011之间，电调208位于刚性框架的中部，动力电机安装座204位于刚性框架的前端，动力电机安装座204上有转动轴，驱动舵机207通过左右的驱动传动组件206驱动动力电机安装座204进行90°的倾转运动，动力电机203整体安装在动力电机安装座204上，螺旋桨201安装在动力电机203上，电调208通过所述电调散热片2010进行预紧固定，保护罩205安装在机翼端面209和加强端面2011上，对驱动传动组件206进行遮挡。
作为一种具体实施例，所述控制装置为飞控自驾仪，使用螺纹连接固定在机身内的骨架上。
作为一种具体实施例，所述机翼舵面10通过机翼舵面铰链1003与机翼连接，通过机翼驱动舵机1001连接机翼驱动拨杆1002来使机翼舵面活动；所述偏航舵面12通过铰链与机翼连接，通过偏航驱动舵机1201连接偏航驱动拨杆1202来使偏航舵面12活动；所述俯仰舵面14通过俯仰舵面铰链1403与机翼连接，通过俯仰驱动舵机1401连接俯仰驱动拨杆1402来使俯仰舵面14活动。
本发明可以进行垂起起降的大载重固定翼飞机，同一套动力可以完成垂直起降过程所需要的升力和平飞过程的拉力，动力系统可进行90°倾转。飞机可更换螺旋桨，外漏散热结构，前导流进气口，左右机翼采用适合滑翔的上单翼加外上倾角，机身上的航空遥测设备和电池都可以轻松拆卸、更换、尾翼和机翼的舵面运动机构都是内埋式机构，整机配合上符合空气动力学的流线型机身和机翼，满足工业化使用要求。
对于本发明的飞机中凡是使用三旋翼式动力布局，机翼前动力装置，机身尾部反扭平衡动力电机或者前进气外散热装置，模仿本机上单翼翼型加一定角度上倾角，自动拆卸拍摄装备和电池，舵机内藏式连接机构，外形相似本机一体流线型的飞机，都是本机的替代方案。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，其特征在于，包括机身及安装在机身上的机翼和机尾：
机身左右两侧设有俯仰倾转动力装置；机身底部设有前起落架和主起落架；机身上部设有设备舱舱盖，设备舱内部设有航空遥测相机，相机镜头置于机身底部；机身上部设有控制舱舱盖，控制舱内设有控制装置；机身上部设有动力舱舱盖，动力舱内设有动力电池组件；机身后部设有反扭平衡动力装置；
机翼安装在机身两侧，机翼上设有机翼舵面；
机尾通过尾撑杆连接机身，机尾包括平尾、俯仰舵面、垂尾和偏航舵面，垂尾安装在尾撑杆上，平尾垂直于垂尾安装，偏航舵面安装在垂尾末端，俯仰舵面安装在平尾末端。
2.根据权利要求1所述的一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，其特征在于，机身前端设有空速管 。
3.根据权利要求1所述的一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，其特征在于，机翼端部设有航向灯。
4.根据权利要求1所述的一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，其特征在于，机翼设有快拆结构，快拆机构是利用机身前主梁和后主梁通过凹凸限位进行固定，然后通过锥销进行预紧连接。
5.根据权利要求1所述的一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，其特征在于，机身在俯仰倾转动力装置的电机安装处设有外散热片。
6.根据权利要求1所述的一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，其特征在于，反扭平衡动力装置包括螺旋桨、动力电机、电机安装座、 旋转组件、机身后端面、电调、驱动传动机构、加强端面、舵机和支撑端面：
机身后端面、加强端面、支撑端面连接在一起形成一个刚性体；电调固定安装在机身后端面上；螺旋桨通过螺帽安装在电机上，然后整体螺丝连接到电机安装座上；电机安装座通过旋转组件安装在机身后端面与加强端面形成的刚性体上部，舵机安装在加强端面上，舵机通过驱动传动机构与电机安装座进行传动驱动。
7.根据权利要求1所述的一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，其特征在于，所述俯仰倾转动力装置包括机翼端面、加强端面、支撑端面、驱动舵机、电调、动力电机安装座、驱动传动组件、动力电机和螺旋桨：
机翼端面、加强端面和支撑端面连接构成稳固的刚性框架，驱动舵机采用左右各一个的布局方式分别安装在机翼端面和加强端面上，电调和动力电机安装座均安装在机翼端面和加强端面之间，电调位于刚性框架的中部，动力电机安装座位于刚性框架的前端，动力电机安装座上有转动轴，驱动舵机通过左右的驱动传动组件驱动动力电机安装座进行90°的倾转运动，动力电机整体安装在动力电机安装座上，螺旋桨安装在动力电机上。
8.根据权利要求1所述的一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，其特征在于，所述控制装置为飞控自驾仪，使用螺纹连接固定在机身内的骨架上。
9.根据权利要求1所述的一种垂直起降倾转旋翼固定翼飞机，其 特征在于，所述机翼舵面通过机翼舵面铰链与机翼连接，通过机翼驱动舵机连接机翼驱动拨杆来使机翼舵面活动；所述偏航舵面通过铰链与机翼连接，通过偏航驱动舵机连接偏航驱动拨杆来使偏航舵面活动；所述俯仰舵面通过俯仰舵面铰链与机翼连接，通过俯仰驱动舵机连接俯仰驱动拨杆来使俯仰舵面活动。
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