CN108408025A - 一种具有伸展功能的飞机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有伸展功能的飞机系统，包括机身、推进器和伸缩机翼，机身上至少设有两套推进器，推进器对称设置在机身两侧；每套推进器通过角度调节转轴与减速器连接，减速器设置在推进器对应的机身内，减速器与电机传动连接，电机通过减速器带动角度调节转轴转动，从而调节推进器的推进角度；角度调节转轴中部设有万向节，在角度调节转轴的前端套设有转动轴套，角度调节转轴水平一侧对应的机身上设有推进器伸缩缸，推进器伸缩缸上的推进器伸缩臂与转动轴套连接，通过推进器伸缩缸的推进器伸缩臂带动推进器绕万向节左右转动，从而调节推进器的展开角度。机身两侧分别设有一件伸缩机翼，在一件伸缩机翼内设有至少两套机翼伸缩缸。

Description

一种具有伸展功能的飞机系统
技术领域
本发明涉及飞机技术领域，具体涉及一种具有伸展功能的飞机系统。
背景技术
目前常见的多旋翼(推进器)垂直起降无人机或直升机几乎全部集中在消费领域，多旋翼垂直起降无人机专业归类上称为消费级无人机。其有效载荷只有几百克到几千克，受产业链和自身技术条件限制，国内为数众多的无人机研发企业至今尚未开发出大载荷的多旋翼无人机，他们的产品更多地被用于航拍、娱乐或完成极少量的工业级飞行任务。
传统的固定翼飞机优点是飞行速度快，航程和巡航时间长，缺点是起降距离长，要求高质量的跑道。多旋翼无人机的优点是较小的起降场地，能垂直起降，空中悬停，缺点是功耗大、速度慢、续航时间短。
另外，固定翼无人机由于机翼长，以及多旋翼(推进器)悬挂在机身上，导致飞机的占用空间比较大，从而增加了飞机的占用空间，不利于固定翼无人机的长期发展。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术不足，提供一种具有伸展功能的飞机系统，解决固定翼无人机由于机翼长，以及多旋翼(推进器)悬挂在机身上，导致飞机的占用空间比较大，从而增加了飞机的占用空间，不利于固定翼无人机的长期发展的问题。
还解决现有多推进器飞机的推进器采用固定安装，无法实现多角度动力推进的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种具有伸展功能的飞机系统，包括机身、推进器和伸缩机翼，所述机身上至少设有两套推进器，所述推进器对称设置在机身两侧；
每套所述推进器通过角度调节转轴与减速器连接，所述减速器设置在推进器对应的机身内，减速器与电机传动连接，所述电机通过减速器带动角度调节转轴转动，从而调节推进器的推进角度；
所述角度调节转轴中部设有万向节，在角度调节转轴的前端套设有转动轴套，所述角度调节转轴水平一侧对应的机身上设有推进器伸缩缸，所述推进器伸缩缸上的推进器伸缩臂与转动轴套连接，通过推进器伸缩缸的推进器伸缩臂带动推进器绕万向节左右转动，从而调节推进器的展开角度；
所述机身两侧分别设有一件伸缩机翼，所述伸缩机翼包括多段伸缩翼套接而成，在一件伸缩机翼内设有至少两套机翼伸缩缸。
本发明一种具有伸展功能的飞机系统，相对于固定翼飞机，在机身尾部通过设置一套推进器，本发明通过设置至少两套可以改变推进方向的推进器，从而可以取消机身尾部通过设置一套推进器，还能提高至少一倍的推进力，从而使飞机的飞行速度至少提高一倍。
进一步的，所述减速器采用涡轮蜗杆减速器。
进一步的，所述转动轴套两侧的角度调节转轴上设有限位环。
进一步的，所述推进器采用涵道推进器。
进一步的，所述推进器伸缩缸的底座与机身铰轴连接，推进器伸缩臂与转动轴套也铰轴连接。
进一步的，所述推进器伸缩缸和机翼伸缩缸采用液压缸，或者采用电动推杆。
进一步的，所述机身上四套推进器，机身每侧设置两套推进器。
进一步的，所述机翼伸缩缸采用多节伸缩电动缸。
进一步的，所述伸缩机翼包括四段伸缩翼套接而成，相邻两段伸缩翼首尾套接。
进一步的，四段所述伸缩翼分别为：第一伸缩翼、第二伸缩翼、第三伸缩翼和第四伸缩翼，在第一伸缩翼内均布设有三套第一机翼伸缩缸，第一机翼伸缩缸的缸座与机身连接，所述第一机翼伸缩缸的第一机翼伸缩臂端头连接在第二伸缩翼外端上；在第二伸缩翼内均布设有两套第二机翼伸缩缸，所述第二机翼伸缩缸的缸座连接在第二伸缩翼内端上，所述第二机翼伸缩缸的第二机翼伸缩臂端头连接在第三伸缩翼外端上；所述第三伸缩翼内中部设有一套第三机翼伸缩缸，所述第三机翼伸缩缸的缸座连接在第三伸缩翼的内端上，所述第三机翼伸缩缸的第三机翼伸缩臂端头连接在第四伸缩翼外端上。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种具有伸展功能的飞机系统，通过将推进器与可以转动的角度调节转轴连接，从而通过调节推进器推进方向的改变应用飞机的不同飞行模式，比如垂直提升时，将推进器调节为垂直状态，推进器向下推进，需要快速下降时，推进器向上推进，当飞机需要前进飞行巡航模式，将推进器调节为水平状态，推进器向后推进，当飞机需要后进飞行巡航模式，推进器向前推进；
2、本发明一种具有伸展功能的飞机系统，通过在角度调节转轴水平一侧的机身上设有推进器伸缩缸，所述推进器伸缩缸上的推进器伸缩臂与转动轴套连接，通过推进器伸缩缸的推进器伸缩臂带动推进器绕万向节左右转动，从而调节推进器的展开角度，通过控制推进器展开角度，同时配合机身两侧分别设有一件伸缩机翼，一方面可以控制飞机的占用空间，便于存放；解决了固定翼无人机由于机翼长，以及多旋翼(推进器)悬挂在机身上，导致飞机的占用空间比较大，从而增加了飞机的占用空间，不利于固定翼无人机的长期发展的问题；
3、本发明一种具有伸展功能的飞机系统，将可以变向的多推进器(旋翼)和机翼与机身一体化设计，可以根据起飞场地的情况，选择不同的起飞方式，将多推进器(旋翼)和固定翼飞机完美结合，有效发挥固定翼飞机的飞行速度快，航程和巡航时间长优点，还同时可以发挥多推进器(旋翼)起飞不需要长跑道，能垂直起降，空中悬停的优点；
4、本发明一种具有伸展功能的飞机系统，相对于固定翼飞机，在机身尾部通过设置一套推进器，本发明通过设置至少两套可以改变推进方向的推进器，从而可以取消机身尾部通过设置一套推进器，还能提高至少一倍的推进力，从而使飞机的飞行速度至少提高一倍；
5、本发明一种具有伸展功能的飞机系统，将伸缩机翼包括四段伸缩翼套接而成，相邻两段伸缩翼首尾套接。四段所述伸缩翼分别为：第一伸缩翼、第二伸缩翼、第三伸缩翼和第四伸缩翼，在第一伸缩翼内均布设有三套第一机翼伸缩缸，第一机翼伸缩缸的缸座与机身连接，所述第一机翼伸缩缸的第一机翼伸缩臂端头连接在第二伸缩翼外端上；在第二伸缩翼内均布设有两套第二机翼伸缩缸，所述第二机翼伸缩缸的缸座连接在第二伸缩翼内端上，所述第二机翼伸缩缸的第二机翼伸缩臂端头连接在第三伸缩翼外端上；所述第三伸缩翼内中部设有一套第三机翼伸缩缸，所述第三机翼伸缩缸的缸座连接在第三伸缩翼的内端上，所述第三机翼伸缩缸的第三机翼伸缩臂端头连接在第四伸缩翼外端上。
上述伸缩机翼的伸缩结构设计，可以根据伸缩翼不同位置设置不同数量的机翼伸缩缸，一方面可以提高对应的伸缩翼的支撑强度，同时另一方面提高相邻两段伸缩翼的伸缩效率，还通过设置多个小型的机翼伸缩缸(第一机翼伸缩缸、第二机翼伸缩缸和第三机翼伸缩缸)取代两个大的多节机翼伸缩缸，可以有效减轻机翼的负载重量，实现伸缩机翼各个伸缩翼同步伸缩，相对于采用两个大的多节机翼伸缩缸，需要一段一段的伸缩，这样会导致伸缩翼表面出现不平滑过渡，从而影响飞机飞行时的动力平衡，增大机翼的阻力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一种具有伸展功能的飞机系统的俯视结构示意图；
图2为本发明图1中A处放大结构示意图；
图3为本发明一种具有伸展功能的飞机系统的主视结构示意图；
图4为本发明采用多级机翼伸缩缸的伸缩机翼结构示意图；
附图中标记及对应的零部件名称：
1-机身，2-推进器，3-角度调节转轴，4-减速器，5-电机，6-万向节，7-转动轴套，8-推进器伸缩缸，9-推进器伸缩臂，10-伸缩机翼，11-限位环，12-伸缩翼，13-机翼伸缩缸，14-第一伸缩翼，15-第二伸缩翼，16-第三伸缩翼，17-第四伸缩翼，18-第一机翼伸缩缸，19-第一机翼伸缩臂，20-第二机翼伸缩缸，21-第二机翼伸缩臂，22-第三机翼伸缩缸，23-第三机翼伸缩臂。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-3所示，本发明一种具有伸展功能的飞机系统，包括机身1、推进器2和伸缩机翼10，机身1的结构和现有带机翼的无人机相同，可以采用电力或燃油提供能源，所述机身1上至少设有两套推进器2，所述推进器2对称设置在机身1两侧；每套所述推进器2通过角度调节转轴3与减速器4连接，角度调节转轴3与推进器2圆筒外壳牢固连接，所述减速器4设置在推进器2对应的机身1内，减速器4与电机5传动连接，所述电机5通过减速器4带动角度调节转轴3转动，从而调节推进器2的推进角度；本发明一种具有伸展功能的飞机系统，通过将推进器与可以转动的角度调节转轴连接，从而通过调节推进器推进方向的改变应用飞机的不同飞行模式，比如垂直提升时，将推进器调节为垂直状态，推进器向下推进，需要快速下降时，推进器向上推进，当飞机需要前进飞行巡航模式，将推进器调节为水平状态，推进器向后推进，当飞机需要后进飞行巡航模式，推进器向前推进。
所述角度调节转轴3中部设有万向节6，通过在角度调节转轴3上设置万向节6，可以使推进器2绕万向节6任一角度转动，在角度调节转轴3的前端套设有转动轴套7，转动轴套7可以在角度调节转轴3上转动，从而不会限制角度调节转轴3的转动，为了限制推进器2绕万向节6任一角度转动，所述角度调节转轴3水平一侧对应的机身1上设有推进器伸缩缸8，所述推进器伸缩缸8上的推进器伸缩臂9与转动轴套7连接，通过推进器伸缩缸8的推进器伸缩臂9带动推进器2绕万向节6左右转动，从而调节推进器2的展开角度。
推进器伸缩缸8、角度调节转轴3和机身1形成一个稳固的三角形结构，从而保证推进器2的支撑强度。每套推进器2都配置相同的控制设备，这样可以单独控制每套推进器2根据实际飞行需要调整对应的推进方向。
所述机身1两侧分别设有一件伸缩机翼10，所述伸缩机翼10包括多段伸缩翼12套接而成，在一件伸缩机翼10内设有至少两套机翼伸缩缸13。本发明一种具有伸展功能的飞机系统，通过在角度调节转轴水平一侧的机身上设有推进器伸缩缸，所述推进器伸缩缸上的推进器伸缩臂与转动轴套连接，通过推进器伸缩缸的推进器伸缩臂带动推进器绕万向节左右转动，从而调节推进器的展开角度，通过控制推进器展开角度，同时配合机身两侧分别设有一件伸缩机翼，一方面可以控制飞机的占用空间，便于存放；解决了固定翼无人机由于机翼长，以及多旋翼(推进器)悬挂在机身上，导致飞机的占用空间比较大，从而增加了飞机的占用空间，不利于固定翼无人机的长期发展的问题。
所述减速器4采用涡轮蜗杆减速器。涡轮蜗杆减速器具有自锁功能，从而在通过电机调整完减速器4推进角度后不需要电机消耗锁定电能，可以节省能源，便于增强飞机的续航能力。
所述转动轴套7两侧的角度调节转轴3上设有限位环11。通过设置限位环11可以限制转动轴套7在角度调节转轴3轴向上移动，避免伸缩缸无法推动推进器2绕万向节转动。
推进器2采用涵道推进器。涵道推进器或者涵道风扇螺旋桨的优点:由于叶尖处受涵道限制，冲击噪声减小。诱导阻力减少，而效率较高。在同样功率消耗下,涵道风扇较同样直径的孤立螺旋桨,会产生更大的推力。同时由于涵道的环括作用,其结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好,因此作为一种推力或升力装置,被应用于飞行器设计当中。
推进器伸缩缸8的底座与机身1铰轴连接，推进器伸缩臂9与转动轴套7也铰轴连接。铰接连接结构可以使推进器伸缩缸8、角度调节转轴3和机身1形成一个稳固的三角形结构，从而保证推进器2的支撑强度的同时，可以通过改变推进器伸缩缸8的推进器伸缩臂9伸缩长度，灵活改变推进器绕万向节的转动角度。
推进器伸缩缸8和机翼伸缩缸13采用液压缸，或者采用电动推杆。机身1上四套推进器2，机身每侧设置两套推进器2。可以根据飞机的设备配合选择实际的伸缩岗，所述机身1上四套推进器2，机身每侧设置两套推进器2。四套推进器2是我们将常用和技术比较成熟的飞行器推进结构。
机翼伸缩缸13采用多节伸缩电动缸。多节伸缩电动缸的伸缩臂由多段伸缩臂构成，该伸缩缸在相同伸缩缸长度的情况下，伸缩臂可以伸长几倍长。
本发明一种具有伸展功能的飞机系统，将可以变向的多推进器(旋翼)和机翼与机身一体化设计，可以根据起飞场地的情况，选择不同的起飞方式，将多推进器(旋翼)和固定翼飞机完美结合，有效发挥固定翼飞机的飞行速度快，航程和巡航时间长优点，还同时可以发挥多推进器(旋翼)起飞不需要长跑道，能垂直起降，空中悬停的优点；本发明一种具有伸展功能的飞机系统，相对于固定翼飞机，在机身尾部通过设置一套推进器，本发明通过设置至少两套可以改变推进方向的推进器，从而可以取消机身尾部通过设置一套推进器，还能提高至少一倍的推进力，从而使飞机的飞行速度至少提高一倍。
实施例2
如图1-4所示，本发明一种具有伸展功能的飞机系统，所述伸缩机翼10包括四段伸缩翼12套接而成，相邻两段伸缩翼12首尾套接。四段所述伸缩翼12分别为：第一伸缩翼14、第二伸缩翼15、第三伸缩翼16和第四伸缩翼17，在第一伸缩翼14内均布设有三套第一机翼伸缩缸18，第一机翼伸缩缸18的缸座与机身1连接，所述第一机翼伸缩缸18的第一机翼伸缩臂19端头连接在第二伸缩翼15外端上；在第二伸缩翼15内均布设有两套第二机翼伸缩缸20，所述第二机翼伸缩缸20的缸座连接在第二伸缩翼15内端上，所述第二机翼伸缩缸20的第二机翼伸缩臂21端头连接在第三伸缩翼16外端上；所述第三伸缩翼16内中部设有一套第三机翼伸缩缸22，所述第三机翼伸缩缸22的缸座连接在第三伸缩翼16的内端上，所述第三机翼伸缩缸22的第三机翼伸缩臂23端头连接在第四伸缩翼17外端上。上述机翼伸缩臂之所以需要和伸缩翼外端连接，伸缩缸的缸座与伸缩翼的内端连接，只要是通过机翼伸缩臂和伸缩缸为机翼的支撑强度起到支撑作用。
上述伸缩机翼的伸缩结构设计，可以根据伸缩翼不同位置设置不同数量的机翼伸缩缸，一方面可以提高对应的伸缩翼的支撑强度，同时另一方面提高相邻两段伸缩翼的伸缩效率，还通过设置多个小型的机翼伸缩缸(第一机翼伸缩缸、第二机翼伸缩缸和第三机翼伸缩缸)取代两个大的多节机翼伸缩缸，可以有效减轻机翼的负载重量，实现伸缩机翼各个伸缩翼同步伸缩，相对于采用两个大的多节机翼伸缩缸，需要一段一段的伸缩，这样会导致伸缩翼表面出现不平滑过渡，从而影响飞机飞行时的动力平衡，增大机翼的阻力。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有伸展功能的飞机系统，包括机身(1)、推进器(2)和伸缩机翼(10)，其特征在于：所述机身(1)上至少设有两套推进器(2)，所述推进器(2)对称设置在机身(1)两侧；
每套所述推进器(2)通过角度调节转轴(3)与减速器(4)连接，所述减速器(4)设置在推进器(2)对应的机身(1)内，减速器(4)与电机(5)传动连接，所述电机(5)通过减速器(4)带动角度调节转轴(3)转动，从而调节推进器(2)的推进角度；
所述角度调节转轴(3)中部设有万向节(6)，在角度调节转轴(3)的前端套设有转动轴套(7)，所述角度调节转轴(3)水平一侧对应的机身(1)上设有推进器伸缩缸(8)，所述推进器伸缩缸(8)上的推进器伸缩臂(9)与转动轴套(7)连接，通过推进器伸缩缸(8)的推进器伸缩臂(9)带动推进器(2)绕万向节(6)左右转动，从而调节推进器(2)的展开角度；
所述机身(1)两侧分别设有一件伸缩机翼(10)，所述伸缩机翼(10)包括多段伸缩翼(12)套接而成，在一件伸缩机翼(10)内设有至少两套机翼伸缩缸(13)。
2.根据权利要求1所述的一种具有伸展功能的飞机系统，其特征在于：所述减速器(4)采用涡轮蜗杆减速器。
3.根据权利要求1所述的一种具有伸展功能的飞机系统，其特征在于：所述转动轴套(7)两侧的角度调节转轴(3)上设有限位环(11)。
4.根据权利要求1所述的一种具有伸展功能的飞机系统，其特征在于：所述推进器(2)采用涵道推进器。
5.根据权利要求1所述的一种具有伸展功能的飞机系统，其特征在于：所述推进器伸缩缸(8)的底座与机身(1)铰轴连接，推进器伸缩臂(9)与转动轴套(7)也铰轴连接。
6.根据权利要求1所述的一种具有伸展功能的飞机系统，其特征在于：所述推进器伸缩缸(8)和机翼伸缩缸(13)采用液压缸，或者采用电动推杆。
7.根据权利要求1所述的一种具有伸展功能的飞机系统，其特征在于：所述机身(1)上四套推进器(2)，机身每侧设置两套推进器(2)。
8.根据权利要求1所述的一种具有伸展功能的飞机系统，其特征在于：所述机翼伸缩缸(13)采用多节伸缩电动缸。
9.根据权利要求1所述的一种具有伸展功能的飞机系统，其特征在于：所述伸缩机翼(10)包括四段伸缩翼(12)套接而成，相邻两段伸缩翼(12)首尾套接。
10.根据权利要求9所述的一种具有伸展功能的飞机系统，其特征在于：四段所述伸缩翼(12)分别为：第一伸缩翼(14)、第二伸缩翼(15)、第三伸缩翼(16)和第四伸缩翼(17)，在第一伸缩翼(14)内均布设有三套第一机翼伸缩缸(18)，第一机翼伸缩缸(18)的缸座与机身(1)连接，所述第一机翼伸缩缸(18)的第一机翼伸缩臂(19)端头连接在第二伸缩翼(15)外端上；在第二伸缩翼(15)内均布设有两套第二机翼伸缩缸(20)，所述第二机翼伸缩缸(20)的缸座连接在第二伸缩翼(15)内端上，所述第二机翼伸缩缸(20)的第二机翼伸缩臂(21)端头连接在第三伸缩翼(16)外端上；所述第三伸缩翼(16)内中部设有一套第三机翼伸缩缸(22)，所述第三机翼伸缩缸(22)的缸座连接在第三伸缩翼(16)的内端上，所述第三机翼伸缩缸(22)的第三机翼伸缩臂(23)端头连接在第四伸缩翼(17)外端上。
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