CN109606667A - 一种可折叠倾斜翼飞行器 - Google Patents

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邢普
刘鑫博
冼林杰
杨祺
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    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
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Abstract

本发明公开了一种可折叠倾斜翼飞行器，包括机体、动力系统、转向系统，机体包括螺旋桨机翼外架、主体机、起落架，螺旋桨机翼外架包括第一螺旋桨机翼外架、第二螺旋桨机翼外架，第一螺旋桨机翼外架包括第一外架、第一机翼，第二螺旋桨机翼外架包括第二外架、第二机翼，第一机翼通过转动轴与主机体上端转动连接，第二机翼通过转动轴与主机下端转动连接，第一机翼左右两侧对称设有第一外架，第二机翼左右两侧对称设有第二外架，第一外架、第二外架内部均固定安装有动力系统，第一外架、第二外架上均设有转向系统，起落架设于主体机底端。本发明优点：提高了飞行装置的稳定性，飞行效率更高，减少了重量，节能、实用性强。

Description

一种可折叠倾斜翼飞行器
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，特别是涉及一种可折叠倾斜翼飞行器，具有搭载重量大、节能、稳定性高、停放占用面积小等多种优势，可以用于航空飞行动力以及交通运输领域。
背景技术
随着经济的不断发展以及人们生活需求的日益变化，人们对交通工具的要求越来越高，不仅要求交通工具的便捷性，更需要快递，安全。因此也带动了旋翼飞行器的发展。
如今信息可以满足高速传送，而物流、运输速度却很缓慢。在一定程度上也限制了经济的发展，所以未来的运输可能都要空中运输才能较大的提升速度。在生活上，旋翼飞行亲可以进行各个方面的工作，例如：航拍功能，搜索功能等等。在军事上，低投入、高精度成为了信息化战争的重要指标，无人机的快速发展以及普及，，对现代化信息战争有着许多无法比拟的优势。尤其是旋翼飞行器，其智能化的普及和低成本的特点也越来越深受人们的喜爱。但选翼飞行器当需要有较大的载重量时，整体的体积就会变得很大，在陆地停放时占地面积大，很不方便，因此设计这款可以折叠的飞行器，有效地减少了停放时的体积，倾斜翼结构的设计还能满足高速飞行，有望成为未来飞行器的主力。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可折叠倾斜翼飞行器。
本发明采用如下技术方案：一种可折叠倾斜翼飞行器，包括机体、动力系统、转向系统，所述机体包括螺旋桨机翼外架、主体机、起落架，主机体内设有控制系统和动力电池组，螺旋桨机翼外架包括第一螺旋桨机翼外架、第二螺旋桨机翼外架，第一螺旋桨机翼外架、第二螺旋桨机翼外架对称设于主机体上，所述第一螺旋桨机翼外架包括第一外架、第一机翼，所述第二螺旋桨机翼外架包括第二外架、第二机翼，所述第一机翼通过转动轴与主机体上端转动连接，第二机翼通过转动轴与主机体下端转动连接，第一机翼左右两侧对称设有第一外架，第二机翼左右两侧对称设有第二外架，第一外架、第二外架内部均固定安装有动力系统，第一外架、第二外架上均设有转向系统，所述起落架设于主体机底端，设计的特殊结构能够保证螺旋桨机翼外架在竖直向下折叠与水平外展开90°的范围内转动，这种结构可以使得螺旋桨逐渐达到一定速度时，螺旋桨机翼外架自动展开到水平位置时被机体上部的结构卡住，机翼伸展过程结束，而螺旋桨低于这一速度时，螺旋桨机翼外架逐渐向下转动，转动到竖直向下时被机体挡住，机翼折叠过程结束。机翼的伸展和折叠依靠螺旋桨的一定速度，而这个转速远低于飞行时的速度，对正常飞行不会产生影响。这样就简化了整体的结构，减少了重量，并且节能、实用性强；
所述动力系统包括螺旋桨、电机、固定装置，所述螺旋桨通过固定装置固定于电机上，所述电机与控制系统电性连接；
所述转向系统包括减速步进电机、传动齿轮、转向器外壳、螺旋桨内架，所述传动齿轮包括第一齿轮、第二齿轮，所述螺旋桨内架包括转向器内架转动轴、转向器内架转动轴外端，所述减速步进电机与控制系统电性连接。
优选地，所述电机固定于螺旋桨内架，且电机位于螺旋桨内架下方，所述螺旋桨设于螺旋桨内架上方。
优选地，所述第一外架外表面、第二外架外表面上均固定安装有转向器外壳，且转向器外壳设于第一外架外表面的正下方、第二外架外表面的正上方。
优选地，所述减速步进电机、第一齿轮、第二齿轮设于转向器外壳内部，所述减速步进电机固定安装于转向器外壳下端，所述第一齿轮套设在减速步进电机的转动轴上，第二齿轮套设在转向器内架转动轴上，第二齿轮设于第一齿轮上方，且第二齿轮与第一齿轮啮合，减速步进电机可以提供大转矩，并且可以精确转动角度，有自锁功能，可以通过控制调解螺旋桨与电机的角度，以满足在起降时螺旋桨为飞行器提供垂直向上的动力，在高速飞行时，螺旋桨动力方向与前进方向一致，而气流对机翼的升力使飞行器保持高度。
优选地，所述螺旋桨采用多叶螺旋桨，且斜对角的螺旋桨旋转方向相同，相邻的螺旋桨旋转方向相反，并且可以根据载重量及用途适当改变结构增加螺旋桨组数。
与现有技术相比，本发明具有的优点：整体的流线型设计在一定程度上提高了飞行装置的稳定性，飞行效率更高，可以用作小型飞机，两栖或三栖交通工具的飞行动力，亦可以用于货运飞行器等，用途广泛；机翼的伸展和折叠依靠螺旋桨的一定转速，而在这个转速远低于飞行时的速度，对正常飞行不会产生影响，这样就简化了整体的结构，减少了重量，节能、实用性强；机翼采用上部凸起，下部凹进去的结构，像是鸟的翅膀，这种设计会使得有高速气流流过机翼时，由于上下表面的气压差，会为飞行器提供升力，节能，并且可以高速飞行。
附图说明
图1是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的整体结构示意图。
图2是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的动力系统局部放大图。
图3是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的转向系统局部放大图。
图4是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的转向系统原理图。
图5是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的机体结构示意图。
图6是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的机翼折叠局部放大图。
图7是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的机翼完全折叠时的状态图。
图8是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的空中快速飞行时的状态图。
图9是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的机翼某处截面图。
图10是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的准备起飞时的状态图。
图11是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的机翼完全展开将要飞起来的状态图。
图12是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的空中快速飞行时的俯视图。
图13是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的螺旋桨内架结构示意图。
图14是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的转动轴部分截图。
图15是本发明一种可折叠倾斜翼飞行器的螺旋桨机翼外架示意图。
附图标记说明:100、动力系统110、螺旋桨120、电机130、固定装置200、转向系统210、减速步进电机220、转向器外壳230、第一齿轮240、第二齿轮250、螺旋桨内架251、转向器内架转动轴252、转向器内架转动轴外端300、机体310、第一外架311、第二外架320、第二机翼321、第一机翼330、主机体340、起落架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
一种可折叠倾斜翼飞行器，包括机体(300)、动力系统(100)、转向系统(200)，所述机体(300)包括螺旋桨机翼外架、主体机(330)、起落架(340)，主机体(330)内设有控制系统和动力电池组，螺旋桨机翼外架包括第一螺旋桨机翼外架、第二螺旋桨机翼外架，第一螺旋桨机翼外架、第二螺旋桨机翼外架对称设于主机体(330)上，所述第一螺旋桨机翼外架包括第一外架(310)、第一机翼(321)，所述第二螺旋桨机翼外架包括第二外架(311)、第二机翼(320)，所述第一机翼(321)通过转动轴与主机体(330)上端转动连接，第二机翼(320)通过转动轴与主机体(330)下端转动连接，第一机翼(321)左右两侧对称设有第一外架(310)，第二机翼(320)左右两侧对称设有第二外架(311)，第一外架(310)、第二外架(311)内部均固定安装有动力系统(100)，第一外架(310)、第二外架(311)上均设有转向系统(200)，所述起落架(340)设于主体机(330)底端，设计的特殊结构能够保证螺旋桨机翼外架在竖直向下折叠与水平外展开90°的范围内转动，这种结构可以使得螺旋桨(110)逐渐达到一定速度时，螺旋桨机翼外架自动展开到水平位置时被主机体(330)上部的结构卡住，机翼伸展过程结束，而螺旋桨(110)低于这一速度时，螺旋桨机翼外架逐渐向下转动，转动到竖直向下时被主机体(300)挡住，机翼折叠过程结束。机翼的伸展和折叠依靠螺旋桨(110)的一定速度，而这个转速远低于飞行时的速度，对正常飞行不会产生影响，这样就简化了整体的结构，减少了重量，并且节能、实用性强；
所述动力系统(100)包括螺旋桨(110)、电机(120)、固定装置(130)，所述螺旋桨(110)通过固定装置(130)固定于电机(120)上，所述电机(120)与控制系统电性连接；
所述转向系统(200)包括减速步进电机(210)、传动齿轮、转向器外壳(220)、螺旋桨内架(250)，所述传动齿轮包括第一齿轮(230)、第二齿轮(240)，所述螺旋桨内架(250)包括转向器内架转动轴(251)、转向器内架转动轴外端(252)，所述减速步进电机(210)与控制系统电性连接。
优选地，所述电机(120)固定于螺旋桨内架(250)，且电机(120)位于螺旋桨内架(250)下方，所述螺旋桨(110)设于螺旋桨内架(250)上方。
优选地，所述第一外架(310)外表面、第二外架(311)外表面上均固定安装有转向器外壳(220)，且转向器外壳(220)设于第一外架(310)外表面的正下方、第二外架(311)外表面的正上方。
优选地，所述减速步进电机(210)、第一齿轮(230)、第二齿轮(240)设于转向器外壳(220)内部，所述减速步进电机(210)固定安装于转向器外壳(220)下端，所述第一齿轮(230)套设在减速步进电机(210)的转动轴上，第二齿轮(240)套设在转向器内架转动轴(251)上，第二齿轮(240)设于第一齿轮(230)上方，且第二齿轮(240)与第一齿轮(230)啮合，减速步进电机(210)可以提供大转矩，并且可以精确转动角度，有自锁功能，可以通过控制调解螺旋桨(110)与电机(120)的角度，以满足在起降时螺旋桨(110)为飞行器提供垂直向上的动力，在高速飞行时，螺旋桨(110)动力方向与前进方向一致，而气流对机翼(320)的升力使飞行器保持高度。
优选地，所述螺旋桨(110)采用多叶螺旋桨，且斜对角的螺旋桨(110)旋转方向相同，相邻的螺旋桨(110)旋转方向相反，并且可以根据载重量及用途适当改变结构增加螺旋桨(110)组数。
飞行器在地面停放状态，机翼完全折叠，准备起飞，电机(120)启动，转速逐渐增加，达到一定转速时，机翼开始随着转速的增加逐渐展开，当机翼转动到水平状态时，伸展结束。转速继续增加，增加到一定速度时，飞行器开始离开地面，通过控制系统的调节，平稳起飞，上升到一定高度时，转向系统(200)开始工作，控制螺旋桨(110)逐渐转动到水平位置，而此时螺旋桨(110)的转速逐渐增加，以提供必要的升力，此时飞行器向上前方飞行，当螺旋桨(110)转动到水平状态时，升力由气体对机翼的作用力提供，螺旋桨(110)的动力方向与前进方向一致，快速飞行。当接近目的地或需要降落时，首先需要减速，飞行器的电机(120)逐渐减速，并且此时转向系统(200)控制螺旋桨(110)轴线向竖直方向转动，当转动到竖直方向时，可以通过调节螺旋桨(110)的转动速度使得飞行器水平方向的速度减速到零，折叠过程结束，降落结束。
不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种可折叠倾斜翼飞行器，其特征在于，包括机体(300)、动力系统(100)、转向系统(200)，所述机体(300)包括螺旋桨机翼外架、主体机(330)、起落架(340)，主机体(330)内设有控制系统和动力电池组，螺旋桨机翼外架包括第一螺旋桨机翼外架、第二螺旋桨机翼外架，第一螺旋桨机翼外架、第二螺旋桨机翼外架对称设于主机体(330)上，所述第一螺旋桨机翼外架包括第一外架(310)、第一机翼(321)，所述第二螺旋桨机翼外架包括第二外架(311)、第二机翼(320)，所述第一机翼(321)通过转动轴与主机体(330)上端转动连接，第二机翼(320)通过转动轴与主机体(330)下端转动连接，第一机翼(321)左右两侧对称设有第一外架(310)，第二机翼(320)左右两侧对称设有第二外架(311)，第一外架(310)、第二外架(311)内部均固定安装有动力系统(100)，第一外架(310)、第二外架(311)上均设有转向系统(200)，所述起落架(340)设于主体机(330)底端；
所述动力系统(100)包括螺旋桨(110)、电机(120)、固定装置(130)，所述螺旋桨(110)通过固定装置(130)固定于电机(120)上，所述电机(120)与控制系统电性连接；
所述转向系统(200)包括减速步进电机(210)、传动齿轮、转向器外壳(220)、螺旋桨内架(250)，所述传动齿轮包括第一齿轮(230)、第二齿轮(240)，所述螺旋桨内架(250)包括转向器内架转动轴(251)、转向器内架转动轴外端(252)，所述减速步进电机(210)与控制系统电性连接。
2.根据权利要求1所述的可折叠倾斜翼飞行器，其特征在于，所述电机(120)固定于螺旋桨内架(250)，且电机(120)位于螺旋桨内架(250)下方，所述螺旋桨(110)设于螺旋桨内架(250)上方。
3.根据权利要求1所述的可折叠倾斜翼飞行器，其特征在于，所述第一外架(310)外表面、第二外架(311)外表面上均固定安装有转向器外壳(220)，且转向器外壳(220)设于第一外架(310)外表面的正下方、第二外架(311)外表面的正上方。
4.根据权利要求1所述的可折叠倾斜翼飞行器，其特征在于，所述减速步进电机(210)、第一齿轮(230)、第二齿轮(240)设于转向器外壳(220)内部，所述减速步进电机(210)固定安装于转向器外壳(220)下端，所述第一齿轮(230)套设在减速步进电机(210)的转动轴上，第二齿轮(240)套设在转向器内架转动轴(251)上，第二齿轮(240)设于第一齿轮(230)上方，且第二齿轮(240)与第一齿轮(230)啮合。
5.根据权利要求1所述的可折叠倾斜翼飞行器，其特征在于，所述螺旋桨(110)采用多叶螺旋桨，且斜对角的螺旋桨(110)旋转方向相同，相邻的螺旋桨(110)旋转方向相反。
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