CN108910057A - 一种具有多发动机的飞翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种具有多发动机的飞翼无人机。其包括机身，机身设有至少3条气路，每条气路中设置有一台发动机；其中一条气路为主气路，主气路的主喷口设置在机身的尾端中部；另外两条气路为辅助气路，两个辅助气路的辅助喷口分别设置在机身尾端的两侧，且辅助喷口为矢量喷口，矢量喷口设有喷管。本发明通过设置主气路和辅助气路，并在辅助气路的出口设置有矢量喷口，使得飞翼无人机的机身平衡可以通过辅助气路来调节，同时结合内侧襟翼、外侧副翼的调整，使得无人机的可控性增加。

Description

一种具有多发动机的飞翼无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种具有多发动机的飞翼无人机。

背景技术

目前民用无人机大多数采用的是常规布局，较少采用飞翼布局，但飞翼布局无人机的气动特性是高于常规布局的，飞翼布局气动效率高，升阻比大，隐身性能好，由于飞翼布局无人机的的操纵性和稳定性难以保证，舵面操纵效率低，为了解决这种问题，一般采用襟副翼，阻力方向舵，升降舵等多舵面进行控制，或者机翼表面装扰流板的方法。但在飞行过程中，难免会遇到刮风等恶劣天气，容易造成无人机失速，无人机平衡难以控制，此时往往造成无人机坠机。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有多发动机的飞翼无人机。

一种具有多发动机的飞翼无人机，包括机身，机身设有至少3条气路，每条气路中设置有一台发动机；其中一条气路为主气路，主气路的主喷口设置在机身的尾端中部；另外两条气路为辅助气路，两个辅助气路的辅助喷口分别设置在机身尾端的两侧，且辅助喷口为矢量喷口，矢量喷口设有喷管。

进一步地，主气路的进气口设置于机身的前端中部，两条辅助气路的进气口设置于机身的前端两侧，主气路和两条辅助气路均呈线性设置。

进一步地，机身的两侧分别设置有机翼，机翼的后端内侧设有内侧襟翼，机翼的后端外侧设有外侧副翼；内侧襟翼、外侧副翼均与机翼活动连接。

进一步地，所述内侧襟翼包括主襟翼和副襟翼，主襟翼包括后端开口的主壳体，副襟翼的前端插入主壳体的后端内部并与主壳体套接，主壳体内设有转轴，机身内设有舵机，转轴有舵机驱动连接，舵机可驱动转轴旋转并带动内侧襟翼翻转；转轴套接有前锥形齿轮，所述副襟翼活动连接有沿着副襟翼长度方向设置的旋转轴，旋转轴可相对副襟翼旋转，旋转轴的前端螺纹连接有后锥形齿轮，主壳体设有用于限位后锥形齿轮的限位结构，后锥形齿轮与前锥形齿轮啮合；当舵机驱动转轴旋转时，内侧襟翼旋转；同时通过前锥形齿轮与后锥形齿轮传动并带动旋转轴旋转，旋转轴带着副襟翼相对后锥形齿轮移动，从而实现副襟翼的展开或缩回。

进一步地，所述外侧副翼连接有副转轴，所述转轴设有通孔，副转轴的一端穿过通孔与舵机连接。

优选地，机身设置有切换器以及用于驱动切换器相对机身移动的切换驱动机构，舵机通过切换器分别与转轴、副转轴驱动连接，所述切换器包括中间传动轴，所述舵机设有输出轴，输出轴连接有A主动齿轮和B主动齿轮，转轴连接有A从动齿轮，副转轴连接有B从动齿轮，所述中间传动轴连接有两组中间齿轮，一组中间齿轮包括A+中间齿轮和A-中间齿轮，另一组中间齿轮包括B+中间齿轮和B-中间齿轮；其中，A主动齿轮通过所述一组中间齿轮与A从动齿轮啮合，B主动齿轮通过所述另一组中间齿轮与B从动齿轮啮合，A+中间齿轮与B+中间齿轮相邻设置；当舵机只控制转轴旋转时，切换器相对机身移动，A主动齿轮通过A-中间齿轮与A从动齿轮连接，当舵机只控制副转轴旋转时，切换器相对机身移动，B主动齿轮通过B-中间齿轮与B从动齿轮连接，当舵机控制转轴以及副转轴转动时，切换器相对机身移动，A主动齿轮通过A+中间齿轮与A从动齿轮连接，B主动齿轮通过B+中间齿轮与B从动齿轮连接。

本发明的有益效果：本发明通过设置主气路和辅助气路，并在辅助气路的出口设置有矢量喷口，使得飞翼无人机的机身平衡可以通过辅助气路来调节，同时结合内侧襟翼、外侧副翼的调整，使得无人机的可控性增加。

附图说明

图1为本实施例的一种结构示意图。

图2为图1的另一视角的示意图。

图3为内侧襟翼的一种结构示意图。

图4为舵机驱动内侧襟翼、外侧副翼的结构示意图。

附图标记包括：

1——机身；2——机翼；3——外侧副翼；4——内侧襟翼；5——辅助气路；6——辅助气路；7——主气路；8——发动机；9——发动机；10——发动机；11——喷管；12——喷管；13——主喷口；21——转轴；22——后锥形齿轮；23——旋转轴；24——前锥形齿轮；41——主襟翼；42——副襟翼；26——A从动齿轮；27——B从动齿轮；101——中间传动轴；102——B-中间齿轮；103——B+中间齿轮；104——A+中间齿轮；105——A-中间齿轮；28——B主动齿轮；29——A主动齿轮；25——副转轴。

具体实施方式

以下结合附图对发明进行详细的描述。如图1至图4所示。

实施例1：一种具有多发动机的飞翼无人机，包括机身1，机身1设有至少3条气路，每条气路中设置有一台发动机8、9、10；其中一条气路为主气路7，主气路7的主喷口13设置在机身1的尾端中部；另外两条气路为辅助气路5、6，两个辅助气路5、6的辅助喷口分别设置在机身1尾端的两侧，且辅助喷口为矢量喷口，矢量喷口设有喷管11、12。

本技术方案中采用3条气路设置，相对现有的飞翼无人机增加了两条辅助气路5，该两条辅助气路5的辅助喷口设置在机身1尾端两侧，且为矢量喷口；当飞机在飞行时，可通过主气路7提供推力，提供飞机的升力。当飞机遇到特殊情况，导致机身1不能平稳时，可以启动至少一套辅助气路5，并通过改变矢量喷口的方向，给飞机提供一个力矩来平衡飞机的机身1，同时也给飞机提供了动力，避免飞机失去控制。

进一步地，主气路7的进气口设置于机身1的前端中部，两条辅助气路5的进气口设置于机身1的前端两侧，主气路7和两条辅助气路5均呈线性设置。

本技术方案中，将主气路7、辅助气路5均设置为线性或直线，使得空气在进入机身1后，不会对机身1产生力矩，使得机身1可以保持平稳。

进一步地，机身1的两侧分别设置有机翼2，机翼2的后端内侧设有内侧襟翼4，机翼2的后端外侧设有外侧副翼3；内侧襟翼4、外侧副翼3均与机翼2活动连接。

设置外侧副翼3、内侧襟翼4后，可以增加无人机的机动性。飞行时，若无人机需要转向，且所需偏转角度较小时，可以调节外侧副翼3角度，如若向左滚小角度，左翼外侧副翼3上偏一定角度，右翼外侧副翼3下偏相同角度；向右滚时反之。若飞行时需偏转角度较大，可调整内侧襟翼4角度，调整方式与外侧副翼3相似，或内外两侧副翼混控，同时，左右两侧矢量喷管差动旋转。例如右滚大角度时，左喷管向下偏转一定角度，左侧向下推力大于右侧向下推力，配合副翼的运动，进而实现无人机右滚。若无人机需要左转运动时，两侧发动机喷管恢复至原位，此时左侧发动机不工作，右侧发动机根据需要的偏转的角度调节推力大小，反之亦然。从而更有效地提高了飞翼布局无人机的操纵性能。

进一步地，所述内侧襟翼4包括主襟翼41和副襟翼42，主襟翼41包括后端开口的主壳体，副襟翼42的前端插入主壳体的后端内部并与主壳体套接，主壳体内设有转轴21，机身1内设有舵机，转轴21有舵机驱动连接，舵机可驱动转轴21旋转并带动内侧襟翼4翻转；转轴21套接有前锥形齿轮24，所述副襟翼42活动连接有沿着副襟翼42长度方向设置的旋转轴23，旋转轴23可相对副襟翼42旋转，旋转轴23的前端螺纹连接有后锥形齿轮22，主壳体设有用于限位后锥形齿轮22的限位结构，后锥形齿轮22与前锥形齿轮24啮合；当舵机驱动转轴旋转时，内侧襟翼4旋转；同时通过前锥形齿轮24与后锥形齿轮22传动并带动旋转轴23旋转，旋转轴23带着副襟翼42相对后锥形齿轮22移动，从而实现副襟翼42的展开或缩回。

本技术方案将内侧襟翼4设置呈多层结构，在调整内侧襟翼4的角度时，同时也将内侧襟翼4的表面积改变，如在起飞时，通过调整内侧襟翼4的角度同时获得大面积的内侧襟翼4，使得无人机短时间内获得较大的升力并升空；在飞行途中，通过调整内侧襟翼4的角度使得其复位，内侧襟翼4回缩；减少无人机的飞行阻力，使得无人机的能量获得最佳使用效率，延长其飞行时间。在具体设置时：副襟翼42内设有两个轴承座，轴承座内嵌设有轴承，旋转轴23与轴承套接。后锥形齿轮22的两侧分别设置有挡块，限制后锥形齿轮22的前后移动。优选地，前锥形齿轮24与后锥形齿轮22之间设置有离合器。

进一步地，所述外侧副翼3连接有副转轴25，所述转轴设有通孔，副转轴25的一端穿过通孔与舵机连接。

由于外侧副翼3设置在内侧襟翼4的外侧，在控制外侧副翼3时，需要通过内侧襟翼4设置结构或者在机身1上设置结构，由于无人机的体积较小，机身1上设置其他结构必然导致结构复杂，难度增加；而内侧襟翼4也是与机身1活动连接，为使得结构简单化，将转轴设置为轴筒结构，使得无人机在控制副翼时，直接控制副转轴25即可，操作方便。

优选地，机身1设置有切换器以及用于驱动切换器相对机身1移动的切换驱动机构，舵机通过切换器分别与转轴、副转轴25驱动连接，所述切换器包括中间传动轴101，所述舵机设有输出轴，输出轴连接有A主动齿轮29和B主动齿轮28，转轴连接有A从动齿轮26，副转轴25连接有B从动齿轮27，所述中间传动轴101连接有两组中间齿轮，一组中间齿轮包括A+中间齿轮104和A-中间齿轮105，另一组中间齿轮包括B+中间齿轮103和B-中间齿轮102；其中，A主动齿轮29通过所述一组中间齿轮与A从动齿轮26啮合，B主动齿轮28通过所述另一组中间齿轮与B从动齿轮27啮合，A+中间齿轮104与B+中间齿轮103相邻设置；当舵机只控制转轴旋转时，切换器相对机身1移动，A主动齿轮29通过A-中间齿轮105与A从动齿轮26连接，当舵机只控制副转轴25旋转时，切换器相对机身1移动，B主动齿轮28通过B-中间齿轮102与B从动齿轮27连接，当舵机控制转轴以及副转轴25转动时，切换器相对机身1移动，A主动齿轮29通过A+中间齿轮104与A从动齿轮26连接，B主动齿轮28通过B+中间齿轮103与B从动齿轮27连接。

在具体设置时，切换器固定于一个滑块上，机身1设有与滑块相配合的滑槽，且滑块螺纹连接有丝杆，丝杆与伺服电机连接；伺服电机与控制单元电连接；切换器的中间传动轴101可通过轴承固定于滑块上，A-中间齿轮105、A+中间齿轮104、B+中间齿轮103以及B-中间齿轮102依次固定于中间传动轴101上，相邻的两个中间齿轮的间距均不相等，由于3个间距不等，因此在调节切换器位置时，可以实现控制无人机的襟翼和侧翼转动时，可以根据需要进行控制，也可以分开控制；且同时由一个舵机控制，可有效减少负载。转轴中空，副转轴25穿过转轴；有效节省空间。

以上内容仅为发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对发明的限制。

Claims (6)

1.一种具有多发动机的飞翼无人机，包括机身，其特征在于：机身设有至少3条气路，每条气路中设置有一台发动机；其中一条气路为主气路，主气路的主喷口设置在机身的尾端中部；另外两条气路为辅助气路，两个辅助气路的辅助喷口分别设置在机身尾端的两侧，且辅助喷口为矢量喷口，矢量喷口设有喷管。

2.根据权利要求1所述的一种具有多发动机的飞翼无人机，其特征在于：主气路的进气口设置于机身的前端中部，两条辅助气路的进气口设置于机身的前端两侧，主气路和两条辅助气路均呈线性设置。

3.根据权利要求1所述的一种具有多发动机的飞翼无人机，其特征在于：机身的两侧分别设置有机翼，机翼的后端内侧设有内侧襟翼，机翼的后端外侧设有外侧副翼；内侧襟翼、外侧副翼均与机翼活动连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有多发动机的飞翼无人机，其特征在于：所述内侧襟翼包括主襟翼和副襟翼，主襟翼包括后端开口的主壳体，副襟翼的前端插入主壳体的后端内部并与主壳体套接，主壳体内设有转轴，机身内设有舵机，转轴有舵机驱动连接，舵机可驱动转轴旋转并带动内侧襟翼翻转；转轴套接有前锥形齿轮，所述副襟翼活动连接有沿着副襟翼长度方向设置的旋转轴，旋转轴可相对副襟翼旋转，旋转轴的前端螺纹连接有后锥形齿轮，主壳体设有用于限位后锥形齿轮的限位结构，后锥形齿轮与前锥形齿轮啮合；当舵机驱动转轴旋转时，内侧襟翼旋转；同时通过前锥形齿轮与后锥形齿轮传动并带动旋转轴旋转，旋转轴带着副襟翼相对后锥形齿轮移动，从而实现副襟翼的展开或缩回。

5.根据权利要求4所述的一种具有多发动机的飞翼无人机，其特征在于：所述外侧副翼连接有副转轴，所述转轴设有通孔，副转轴的一端穿过通孔与舵机连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有多发动机的飞翼无人机，其特征在于：机身设置有切换器以及用于驱动切换器相对机身移动的切换驱动机构，舵机通过切换器分别与转轴、副转轴驱动连接，所述切换器包括中间传动轴，所述舵机设有输出轴，输出轴连接有A主动齿轮和B主动齿轮，转轴连接有A从动齿轮，副转轴连接有B从动齿轮，所述中间传动轴连接有两组中间齿轮，一组中间齿轮包括A+中间齿轮和A-中间齿轮，另一组中间齿轮包括B+中间齿轮和B-中间齿轮；其中，A主动齿轮通过所述一组中间齿轮与A从动齿轮啮合，B主动齿轮通过所述另一组中间齿轮与B从动齿轮啮合，A+中间齿轮与B+中间齿轮相邻设置；当舵机只控制转轴旋转时，切换器相对机身移动，A主动齿轮通过A-中间齿轮与A从动齿轮连接，当舵机只控制副转轴旋转时，切换器相对机身移动，B主动齿轮通过B-中间齿轮与B从动齿轮连接，当舵机控制转轴以及副转轴转动时，切换器相对机身移动，A主动齿轮通过A+中间齿轮与A从动齿轮连接，B主动齿轮通过B+中间齿轮与B从动齿轮连接。