CN110104163A - 一种可垂起飞翼式无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可垂起飞翼式无人机，无人机包括机翼、前螺旋桨和副翼，副翼设置在无人机的后部，机翼左右两段翼部分别包括机翼外段、机翼中段和机翼后段。本发明的优点：兼具飞翼式飞机与旋翼式飞机的优点，减少电耗量，载重量大，飞机可利用空间充足。有更强的平衡性和操作稳定性，当无人机失速时，可变为旋翼机安全迫降，起保护载物的作用。
Description
技术领域
本发明属于航空无人机领域，具体涉及一种可垂起飞翼式无人机。
背景技术
飞翼式飞机没有尾翼和机身，除了飞行速度快，灵活性较高的特点外，其阻力小、翼负荷低、隐身性能好、机翼内可利用空间大等优势使其广泛应用于军事及生活中。然而飞翼式飞机的起降必须依赖跑道，直升机却没有此缺点，它可以零速度升降并悬停，但受旋翼的限制使其无法高速飞行，且航程非常短。自20世纪40年代以来，各国都在探索兼具直升机的垂直起降、悬停前后侧飞能力与固定翼飞机的高速度、航程远的特点的新型航空飞行器。
发明内容
基于上述背景技术及问题，本发明提供了:
一种可垂起飞翼式无人机，所述无人机包括机翼、前螺旋桨和副翼，所述副翼设置在无人机的后部，所述机翼左右两段翼部分别包括机翼外段、机翼中段和机翼后段，所述机翼中段与机翼后段的上部铰接，机翼中段与机翼后段之间连接有套杆，机翼外段与机翼中段的下部铰接，机翼外段与机翼后段之间连接有第一液压油缸，机翼后段的内部固定有拉动机构，固定杆固定设置在机翼后段的内部，固定杆上套接有套筒，拉动机构连接主动连杆，主动连杆铰接拉杆，所述拉杆铰接在从动连杆上，从动连杆的一端与套筒铰接，另一端设置有电机支撑，所述电机支撑上固定电机，电机的输出轴连接侧螺旋桨，所述机翼中段与机翼内段之间设置有皮套，所述侧螺旋桨的桨叶为可伸缩式，所述前置螺旋桨连接有倾转变换机构，所述倾角变换机构用于驱动前置螺旋桨在水平状态和垂直状态变换。
进一步地，所述机翼中段内部设置有支撑套，所述支撑套套接于从动杆，用于支撑从动杆。
进一步地，皮套在机翼中段处于竖直状态时能够起到保护机翼内部的作用。
进一步地，所述桨叶具有前端、后端和移动套，所述移动套设置在前端与后端之间，并且能够在之间滑动，所述桨叶的内部、在前端与后段连接有第二液压油缸，所述后端固定螺旋桨旋转轴上。
进一步地，套杆一端与机翼中段铰接，另一端与机翼后段铰接。
进一步地，第一液压油缸一端与机翼外段铰接，另一端与机翼后段铰接，所述第一液压油缸处于机翼的下方。
进一步地，所述支撑套固定在机翼中段内部，所述从动连杆能够在支撑套内旋转，所述套筒能够在固定杆上滑动，所述套杆为可伸缩式。
本发明的目的：设计一种通过使机翼变形来实现飞翼式与螺旋桨式互变的可垂起飞翼式无人机。保留飞翼式飞机速度快、灵活性高、航程远等特点，同时使该飞机可以像旋翼式飞机一样具有垂直起降与悬停的功能。
本发明的技术解决方案：以飞翼式飞机为原型，将机翼展弦比加大，将机翼分为三段，机翼尾端可变形展开成螺旋桨，机翼中段可转成竖直，内有舵机/拉动机构，飞机机头螺旋桨可转成竖直，使之变为三轴式螺旋桨无人机，可进行垂直起降与悬停动作。升空后再变回飞翼式无人机。
本发明的优点：兼具飞翼式飞机与旋翼式飞机的优点，减少电耗量，载重量大，飞机可利用空间充足。有更强的平衡性和操作稳定性，当无人机失速时，可变为旋翼机安全迫降，起保护载物的作用。
附图说明
图1本发明无人机整体结构图；
图2本发明无人机机翼由飞行姿态变形为起降姿态时的过程图；
图3本发明无人机机翼起降姿态图；
图4本发明无人机机翼起降时展开图；
图5本发明螺旋桨桨叶展开图；
图中机翼1、前螺旋桨2、副翼3、机翼外段4、机翼中段5、机翼内段6、套杆7、第一液压油缸8、拉动机构9、固定杆10、套筒11、主动连杆12、拉杆13、从动连杆14、电机支撑15、电机16、侧螺旋桨17、皮套18、支撑套19、前端20、后端21、移动套22、第二液压油缸23。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-5所示，本发明公开了：一种可垂起飞翼式无人机，所述无人机包括机翼1、前螺旋桨2和副翼3，所述副翼3设置在无人机的后部，所述机翼1左右两段翼部分别包括机翼外段4、机翼中段5和机翼后段6，所述机翼中段5与机翼后段6的上部铰接，机翼中段5与机翼后段6之间连接有套杆7，机翼外段4与机翼中段5的下部铰接，机翼外段4与机翼后段6之间连接有第一液压油缸8，机翼后段6的内部固定有拉动机构9，固定杆10固定设置在机翼后段6的内部，固定杆10上套接有套筒11，拉动机构9连接主动连杆12，主动连杆12铰接拉杆13，所述拉杆13铰接在从动连杆14上，从动连杆14的一端与套筒11铰接，另一端设置有电机支撑15，所述电机支撑15上固定电机16，电机16的输出轴连接侧螺旋桨17，所述机翼中段5与机翼内段6之间设置有皮套18，所述侧螺旋桨17的桨叶为可伸缩式，所述前置螺旋桨2连接有倾转变换机构，所述倾角变换机构用于驱动前置螺旋桨2在水平状态和垂直状态变换。
所述机翼中段5内部设置有支撑套19，所述支撑套19套接于从动杆14，用于支撑从动杆14。
皮套18在机翼中段5处于竖直状态时能够起到保护机翼内部的作用。
所述桨叶具有前端20、后端21和移动套22，所述移动套22设置在前端20与后端21之间，并且能够在之间滑动，所述桨叶的内部、在前端20与后段21连接有第二液压油缸23，所述后端21固定螺旋桨旋转轴上，所述移动套22设置有多个。
套杆7一端与机翼中段5铰接，另一端与机翼后段铰接。
第一液压油缸8一端与机翼外段4铰接，另一端与机翼后段6铰接，所述第一液压油缸8处于机翼1的下方。
所述支撑套19固定在机翼中段内部，所述从动连杆14能够在支撑套19内旋转，所述套筒11能够在固定杆10上滑动，所述套杆7为可伸缩式。
飞行与巡航姿态为图1所示，为飞翼式飞机，速度快，航程远，灵活性高。
由巡航姿态变为起降姿态为图2所示，机翼中段5弯曲，同时机翼外段4打开，内部舵机/拉动机构9顺时针转动带动主动连杆12，主动连杆12拉动从动连杆14，同时使套筒11随惯性拉出，使从动连杆14变为竖直状态。
起降姿态为图3所示，机翼采用分段式，机翼内段与中段在机翼上表面由金属轴连接，下表面由特殊保护材料(皮套)连接，机翼中段与机翼外端在机翼下表面由金属轴连接，使飞机变成三轴式螺旋桨飞机，可平稳起降，并具备悬停功能。
起降姿态变形为飞行姿态时，侧螺旋桨收缩，再与电机折叠，通过舵机/拉动机构9带动主动连杆12转动使机翼变回水平，使电机平置，再由套筒11将电机往内收，同时机翼外段4与机翼中段5平置，前螺旋桨变回平置状态，回到飞行姿态。
套筒8可以在杆上自由伸缩，舵机/拉动机构9可以旋转带动主公连杆12控制从动连杆14的旋转。
运用本专利生成的飞机在结合变体飞机与飞翼式飞机优势的同时，实现了高低速飞行时最优的升力、机动特性和减阻效果，能够有效完成飞行任务，从而提高飞机的总体性能。
本发明的目的：设计一种通过使机翼变形来实现飞翼式与螺旋桨式互变的可垂起飞翼式无人机。保留飞翼式飞机速度快、灵活性高、航程远等特点，同时使该飞机可以像旋翼式飞机一样具有垂直起降与悬停的功能。
本发明的技术解决方案：以飞翼式飞机为原型，将机翼展弦比加大，将机翼分为三段，机翼尾端可变形展开成螺旋桨，机翼中段可转成竖直，内有舵机/拉动机构，飞机机头螺旋桨可转成竖直，使之变为三轴式螺旋桨无人机，可进行垂直起降与悬停动作。升空后再变回飞翼式无人机。
本发明的优点：兼具飞翼式飞机与旋翼式飞机的优点，减少电耗量，载重量大，飞机可利用空间充足。有更强的平衡性和操作稳定性，当无人机失速时，可变为旋翼机安全迫降，起保护载物的作用。
Claims (7)
1.一种可垂起飞翼式无人机，所述无人机包括机翼(1)、前螺旋桨(2)和副翼(3)，所述副翼(3)设置在无人机的后部，其特征在于：所述机翼(1)左右两段翼部分别包括机翼外段(4)、机翼中段(5)和机翼后段(6)，所述机翼中段(5)与机翼后段(6)的上部铰接，机翼中段(5)与机翼后段(6)之间连接有套杆(7)，机翼外段(4)与机翼中段(5)的下部铰接，机翼外段(4)与机翼后段(6)之间连接有第一液压油缸(8)，机翼后段(6)的内部固定有拉动机构(9)，固定杆(10)固定设置在机翼后段(6)的内部，固定杆(10)上套接有套筒(11)，拉动机构(9)连接主动连杆(12)，主动连杆(12)铰接拉杆(13)，所述拉杆(13)铰接在从动连杆(14)上，从动连杆(14)的一端与套筒(11)铰接，另一端设置有电机支撑(15)，所述电机支撑(15)上固定电机(16)，电机(16)的输出轴连接侧螺旋桨(17)，所述机翼中段(5)与机翼内段(6)之间设置有皮套(18，所述侧螺旋桨(17)的桨叶为可伸缩式，所述前置螺旋桨(2)连接有倾转变换机构，所述倾角变换机构用于驱动前置螺旋桨(2)在水平状态和垂直状态变换。
2.如权利要求1所述的一种可垂起飞翼式无人机，其特征在于：所述机翼中段(5)内部设置有支撑套(19)，所述支撑套(19)套接于从动杆(14)，用于支撑从动杆(14)。
3.如权利要求2所述的一种可垂起飞翼式无人机，其特征在于：皮套(18)在机翼中段(5)处于竖直状态时能够起到保护机翼内部的作用。
4.如权利要求2所述的一种可垂起飞翼式无人机，其特征在于：所述桨叶具有前端(20)、后端(21)和移动套(22)，所述移动套(22)设置在前端(20)与后端(21)之间，并且能够在之间滑动，所述桨叶的内部、在前端(20)与后段(21)连接有第二液压油缸(23)，所述后端(21)固定螺旋桨旋转轴上，所述移动套(22)设置有多个。
5.如权利要求2所述的一种可垂起飞翼式无人机，其特征在于：套杆(7)一端与机翼中段(5)铰接，另一端与机翼后段铰接。
6.如权利要求2所述的一种可垂起飞翼式无人机，其特征在于：第一液压油缸(8)一端与机翼外段(4)铰接，另一端与机翼后段(6)铰接，所述第一液压油缸(8)处于机翼(1)的下方。
7.如权利要求2所述的一种可垂起飞翼式无人机，其特征在于：所述支撑套(19)固定在机翼中段内部，所述从动连杆(14)能够在支撑套(19)内旋转，所述套筒(11)能够在固定杆(10)上滑动，所述套杆(7)为可伸缩式。
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