CN107826243A

CN107826243A - 一种复合式飞行器

Info

Publication number: CN107826243A
Application number: CN201710892646.9A
Authority: CN
Inventors: 单泽众; 卢翔; 黄琳; 张博; 梁晨
Original assignee: Civil Aviation University of China
Current assignee: Civil Aviation University of China
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2018-03-23

Abstract

本发明创造提供了一种复合式飞行器，包括机身结构、机身结构两侧的固定翼以及机身结构两侧对称设置的旋翼单元，在旋翼单元安装在固定翼上；所述旋翼单元包括沿机身结构方向布置的悬臂，悬臂的两端各设有一套旋翼组件；旋翼组件包括立柱以及立柱内部设置的直线滑动轴承；直线滑动轴承内上下滑动的设有碳杆，该碳杆的顶端设有驱动电机，在驱动电机上部安装有桨；所述机身结构上的舵机通过拉线控制碳杆，实现四个旋翼的差动操控。本发明创造所提出的复合式飞行器，在飞行中，其四个旋翼上的四个电机可差动操控，在旋翼与固定翼模式之间转换更加方便，所需转换时间更短，转换过程中飞行器更加稳定。除此之外，使飞机前进过程中有更大的推力和前进动力。

Description

一种复合式飞行器

技术领域

本发明创造属于飞行器设备技术领域，尤其是涉及一种复合式飞行器。

背景技术

目前，随着无人机执行任务环境越来越复杂、执行任务越来越多样性，对无人机的性能要求越来越高，虽然目前已出现了固定翼与旋翼结合的复合式无人机，能够基本满足航拍测绘、电力巡线等领域。但是，操控性较差，稳定性不佳，前进过程中，动力较弱，难以在固定翼和旋翼之间自由切换，以达到最佳的使用性能，因此，根据现有状况，仍亟需提升复合式无人机性能，以提升飞行器的动力及稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种复合式飞行器。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种复合式飞行器，包括机身结构、机身结构两侧的固定翼以及机身结构两侧对称设置的旋翼单元，在所述旋翼单元安装在固定翼上；

所述旋翼单元包括沿机身结构方向布置的悬臂，所述悬臂的两端各设有一套旋翼组件；所述旋翼组件包括立柱以及立柱内部设置的直线滑动轴承；

所述直线滑动轴承内上下滑动的设有碳杆，该碳杆的顶端设有驱动电机，在驱动电机上部安装有桨；

所述机身结构上的舵机通过拉线控制碳杆，实现四个旋翼的差动操控。

进一步，所述舵机驱动一大齿轮运动，该大齿轮驱动一小齿轮，通过小齿轮的转动来拉紧或放松拉线。

进一步，两所述旋翼单元上对角位置的两套旋翼组件同步控制。

进一步，所述碳杆外侧套装有护管。

进一步，所述直线滑动轴承通过固定轴承座安装在立柱上。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明创造所提出的复合式飞行器，在飞行中，其四个旋翼上的四个电机可差动操控，可极大的提高复合式飞行器的性能。通过控制电机的上下运动，差动控制，通过机械的方法，使其在旋翼与固定翼模式之间转换更加方便，所需转换时间更短，转换过程中飞行器更加稳定。除此之外，使飞机前进过程中有更大的推力和前进动力。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的结构示意图；

图2为本发明创造的正面结构示意图；

图3为本发明创造的俯视图；

图4为本发明创造中旋翼单元的结构示意图。

附图标记说明：

1-机身结构；2-固定翼；3-旋翼单元；4-悬臂；5-立柱；6-直线滑动轴承；7-碳杆；8-驱动电机；9-桨；10-拉线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种复合式飞行器，如图1至4所示，包括机身结构1、机身结构1两侧的固定翼2以及机身结构两侧对称设置的旋翼单元3，在所述旋翼单元3安装在固定翼2上；

所述旋翼单元3包括沿机身结构方向布置的悬臂4，所述悬臂4的两端各设有一套旋翼组件；所述旋翼组件包括立柱5以及立柱5内部设置的直线滑动轴承6；

所述直线滑动轴承6内上下滑动的设有碳杆7，该碳杆7的顶端设有驱动电机8，在驱动电机8上部安装有桨9；

所述机身结构1上的舵机通过拉线10控制碳杆7，实现四个旋翼的差动操控。

由于旋翼机横向运动比固定翼机灵敏，所以在前进过程中固定翼模式转换成旋翼机模式时，通过控制，旋翼机前发向下运动，后发向上运动，使旋翼机依然保持飞机前进姿态，而不像普通复合式无人机需要将旋翼机调转姿态，从而造成复合式无人机减少前进速度。另外，本发明创造提供的复合式飞行器的机身结构部分完全采用泡沫与碳杆结构，在保证飞机结构强度符合要求的前提下，整机质量达到最轻量化，为动力性能的提示奠定了基础。

上述舵机驱动一大齿轮运动，该大齿轮驱动一小齿轮，通过小齿轮的转动来拉紧或放松拉线10。大齿轮和小齿轮的齿轮比优选采用5：1-4：1，该比值范围内，齿轮组运行稳定，且在实现所需减速比的前提下，占用较小，整机结构布置更合理。

其中，两所述旋翼单元上对角位置的两套旋翼组件同步控制。当固定翼模式向前飞行，需要迅速转换成旋翼机模式，迅速悬停，则可通过控制旋翼机前发迅速向上运动，后发向下运动，从而当转换成旋翼机模式下，复合式无人机能快速减速，达到悬停目的。

上述碳杆7外侧套装有护管，能够避免碳杆模式，也提高碳杆上下滑动的顺畅度。通常，护管采用塑料管或尼龙管，自身还具有一定的自润滑性能。

上述直线滑动轴承通过固定轴承座安装在立柱上，以保证电机安装固定的稳固，确保桨工作时的稳定性。

需要说明的是，碳杆带动电机下移，进而带动桨下移，是通过舵机带动齿轮(实际上是由大小齿轮组成的齿轮组结构)转动，齿轮拉紧拉线实现的，需要升起相应一侧的桨时，只需通过舵机反转齿轮，松开拉线即可，拉线放松后，借助桨的升力，自动上提碳杆。

当复合式无人机以旋翼机模式向前飞行时，需转换成固定翼模式，常规复合式无人机当旋翼机模式前进过程中，其固定翼姿态是负迎角，而本复合式无人机通过差动控制，可以调整固定翼迎角，使固定翼以正迎角向前飞行。当复合式无人机前进过程中，旋翼机也可转到前下后上状态，使固定翼与旋翼机共同提供动力和升力。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims

1.一种复合式飞行器，其特征在于：包括机身结构、机身结构两侧的固定翼以及机身结构两侧对称设置的旋翼单元，在所述旋翼单元安装在固定翼上；

2.根据权利要求1所述的一种复合式飞行器，其特征在于：所述舵机驱动一大齿轮运动，该大齿轮驱动一小齿轮，通过小齿轮的转动来拉紧或放松拉线。

3.根据权利要求1或2所述的一种复合式飞行器，其特征在于：两所述旋翼单元上对角位置的两套旋翼组件同步控制。

4.根据权利要求1或2所述的一种复合式飞行器，其特征在于：所述碳杆外侧套装有护管。

5.根据权利要求1所述的一种复合式飞行器，其特征在于：所述直线滑动轴承通过固定轴承座安装在立柱上。