CN110712738A - 民用轻便型飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及民用轻便型飞行器，包括飞行器主体和飞行器动力系统，所述飞行器主体呈蝠形，所述飞行器主体包括机身和机翼；机身中部开设有呈环状的通槽，所述通槽内设置有固定座，所述固定座与机身连接；所述机翼为两个，两个所述机翼固定至机身两侧端面；所述动力系统包括驱动单元和两组传动单元，两组所述传动单元分别设置于机身两侧，所述驱动单元设置于固定座内，所述机身两侧内部均设置有输出轴，所述输出轴用于连接传动单元与驱动单元。本发明飞行器通过调整飞行器机身内的两个电机的转速迫使两个螺旋桨随壳体转动，转向角度不受限制，增加了飞行器的姿态调节手段，很大程度上提高了飞行器对环境的适应能力。

Description

民用轻便型飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别是涉及民用轻便型飞行器。

背景技术

目前无人机在航拍、农业，植保、自拍、快递运输、灾难救援等等领域得到了广泛的应用，大大提高了无人机的用途，如授权公告号为CN 207826539 U的专利公开了《可重组式电动无人机飞行器及电动无人机飞行器组》其电动无人机飞行器包括机身、主梁、电动机、螺旋桨、电磁吸条、电磁控制器和飞行器控制系统，通过飞行器控制系统控制螺旋桨为飞行器提供升力，但是，飞行器转向或者提升速度时，无法保证其转向或提升速度的稳定。申请公开号为CN 107097944 U的专利公开了《飞行器》主要包括主体、第一螺旋桨、第二螺旋桨、第一框架和第二框架；其通过姿态控制轴布置在机身三周的重心位置，并未两个矢量的舵机可以按照任意方位安装，通过调节矢量舵机保持飞行器在X轴和Y轴偏转，即动力单元设置在中心的主体上，方向控制设置在第一框架和第二框架，此飞行器将方向控制设置在第一框架和第二框架，其在转向过程中通过第一框架与第二框架的翻转实现转向，该飞行器结构简单，飞行效率高；但是，飞行器在飞行过程中除了接受自身提供的动力，同时还会收到环境中气流、风向等因素的影响，此飞行器在转向过程中并不能很好的保证飞行器的稳定性。

已有的直升机主旋翼在结构上可以实现零航速状态下的姿态控制，但是航程较低，而螺旋桨固定翼飞行器又会在低速状态下处于失速的威胁下。并且即使是直升机的旋翼系统可以改变扇面的区域内量的输出也不能保证直升机可以在苛刻环境下，在坡度较大的斜坡上起降。

发明内容

本发明为解决现有技术中不能垂直起降、环境适应性差的问题，提供一种方便垂直起降、环境适应性好的无人机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

民用轻便型飞行器，包括飞行器主体和飞行器动力系统，所述飞行器主体呈蝠形，所述飞行器主体包括机身和机翼；所述机身前端与后端均呈“V”形结构，机身中部为长方形板体，所述机身前端与后端均向机身中部平滑过渡；机身中部开设有呈环状的通槽，所述通槽内设置有固定座，所述固定座与机身连接；所述机翼为两个，两个所述机翼固定至机身两侧端面；

所述动力系统包括驱动单元和两组传动单元，两组所述传动单元分别设置于机身两侧，所述传动单元包括电机、输出轴和动力输出装置，所述电机固定于机翼与机身连接处内部，所述动力输出装置与电机连接，所述输出轴设置于机身两侧内部，所述输出轴一端与动力输出装置连接、另一端穿过机身的通槽设置于固定座内；

所述驱动单元包括动力转换装置、传动轴和旋翼装置，所述动力转换装置设置于固定座内，所述动力转换装置包括第三锥齿轮与第四锥齿轮，所述第三锥齿轮与第四锥齿轮均为两个，第三锥齿轮与第四锥齿轮呈十字形布设，两个所述第三锥齿轮相对设置，所述第三锥齿轮与其两侧的第四锥齿轮啮合；所述第三锥齿轮固定于输出轴端部，所述传动轴为两个，单个所述传动轴一端与第四锥齿轮啮合、另一端固定连接旋翼装置。

进一步地，所述机翼包括多个翅片和连接杆，单个所述翅片呈纺锤形，单个翅片上开设有通孔，所述连接杆穿过翅片上的通孔将多个翅片连接形成机翼。

进一步地，所述固定座包括壳体和套管，所述壳体与套管均为中空管体，所述套管为两个，单个所述套管一端与壳体连通、另一端穿过机身设置于电机一侧，所述输出轴设置于套管内。

进一步地，所述动力输出装置包括第一锥齿轮与第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与电机固定连接，所述第二锥齿轮固定于输出轴端部，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。

进一步地，所述动力转换装置包括第三锥齿轮与第四锥齿轮，所述第三锥齿轮与第四锥齿轮均为两个，第三锥齿轮与第四锥齿轮呈十字形布设，两个所述第三锥齿轮相对设置，所述第三锥齿轮与其两侧的第四锥齿轮啮合。

进一步地，所述动力转换装置还包括有轴承，所述轴承为两个，单个所述轴承套合至传动轴外壁，所述轴承与固定座固定连接。

进一步地，所述旋翼装置包括旋翼绞和桨叶，所述旋翼绞与传动轴固定连接，所述旋翼绞两端连接有桨叶。

进一步地，所述动力系统还包括有两组转向装置，单组所述转向装置设置于动力转换装置与旋翼装置之间用于辅助动力系统转向。

进一步地，所述转向装置为倾斜盘，所述倾斜盘套合至传动轴外壁，所述倾斜盘与动力转换装置连接，倾斜盘与旋翼装置连接。

通过上述技术方案，本发明的有益效果为：

本发明的动力系统结构简单、紧凑，通过两组传动单元与驱动单元实现飞行器的动力系统的正常运行同时通过两组传动单元的电机的速度差实现旋翼装置随固定座转动，转向角度不受限制，增加了飞行器的姿态调节手段，很大程度上提高了飞行器对环境的适应能力。

本发明的飞行器主体为蝠形，机身前端与后端均呈“V”形结构，机身前端与后端均向机身中部平滑过渡；减小机身在飞行过程中的风阻，机翼为多个呈纺锤形的翅片组成，多个翅片通过斜向设置的连接杆连接，增加机翼的强度与稳定性。

附图说明

图1是本发明民用轻便型飞行器的结构示意图。

图2是本发明民用轻便型飞行器的俯视结构示意图。

图3是本发明民用轻便型飞行器的爆炸图。

图4是本发明民用轻便型飞行器的图3中A处放大结构图。

图5是本发明民用轻便型飞行器的图3中B处放大结构图。

图6是本发明民用轻便型飞行器的驱动单元结构示意图。

图7是本发明民用轻便型飞行器的动力固定座内部剖视图。

图8是本发明民用轻便型飞行器的动力系统原理图。

图9是本发明民用轻便型飞行器的单个翅片结构示意图。

附图中标号为：1为机身，2为机翼，3为提手，4为套管，5为桨叶，6为通槽，7为旋翼绞，8为倾斜盘，9为翅片，10为壳体，11为电机座，12为电机，13为第二锥齿轮，14为第一锥齿轮，15为连接杆，16为输出轴，17为第三锥齿轮，18为第四锥齿轮，19为传动轴，20 为通孔，21为轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明：

如图1～图9所示，民用轻便型飞行器，包括飞行器主体和飞行器动力系统，所述飞行器主体呈蝠形，所述飞行器主体包括机身1和机翼2；所述机身1前端与后端均呈“V”形结构，减小机身1在飞行过程中的风阻，机身1中部为长方形板体，所述机身1前端与后端均向机身1中部平滑过渡。

机身1中部开设有呈环状的通槽6，所述通槽6内设置有固定座，所述固定座与机身1连接；具体的，所述固定座包括壳体10和套管4，所述壳体10与套管4均为中空管体，所述套管4为两个，单个所述套管4一端与壳体10连通、另一端穿过机身1设置于电机12一侧，壳体10与套管4螺纹连接。

所述机翼2为两个，两个所述机翼2固定至机身1两侧端面；单个所述机翼2包括多个翅片9，单个所述翅片9呈纺锤形，多个所述翅片9顺次固定连接；相邻两个翅片9的其中一个翅片9的面积小于另一个翅片9的面积。纺锤形设计使翅片9顺次固定连接后形成流线型结构，减小风阻，提高无人机的轻便性。所述机翼2内斜向设置有连接杆，单个翅片9上开设有通孔20，所述连接杆顺次穿过多个翅片9上的通孔20将多个翅片9固定连接，增加机翼2的稳定性。

所述动力系统包括驱动单元和两组传动单元。两组所述传动单元分别设置于机身1两侧，所述传动单元包括电机12、输出轴16和动力输出装置，所述电机12固定于机翼2与机身1连接处内部，所述机翼2与机身1连接处内部设置有电机12座11，所述电机12固定至电机12座11上；所述动力输出装置与电机12连接，所述输出轴16为两个，单个所述输出轴16一端与动力输出装置连接、另一端穿过机身1的通槽6设置于固定座内；所述输出轴16设置于套管4内。所述动力输出装置包括第一锥齿轮14与第二锥齿轮13，所述第一锥齿轮14与电机12固定连接，所述第二锥齿轮13固定于输出轴16端部，所述第一锥齿轮14与第二锥齿轮13啮合。

所述驱动单元包括动力转换装置和旋翼装置，所述动力转换装置设置于固定座内，所述动力转换装置包括第三锥齿轮17、第四锥齿轮18和轴承21，所述第三锥齿轮17与第四锥齿轮18均为两个，第三锥齿轮17与第四锥齿轮18呈十字形布设，两个所述第三锥齿轮17相对设置，所述第三锥齿轮17与其两侧的第四锥齿轮18啮合，所述第三锥齿轮17固定于输出轴16端部，所述第四锥齿轮18连接有传动轴19，所述传动轴19与旋翼装置连接。所述动力转换装置包括第三锥齿轮17、第四锥齿轮18和轴承21，所述轴承21为两个，单个所述轴承21套合至传动轴19外壁，所述轴承21与固定座固定连接。所述旋翼装置包括旋翼绞7和桨叶5，所述旋翼绞7与传动轴19固定连接，所述旋翼绞7两端连接有桨叶5。

为了进一步优化产品结构，所述传动轴19上连接有倾斜盘8，所述倾斜盘8分别与动力转换装置和旋翼装置连接，倾斜盘8控制旋翼的倾角，倾斜盘8为动力系统提供一个周期的变距，当本发明从垂直起降转变到水平飞行时时，内部动力转换装置将动力系统转换至飞行状态。

为了进一步优化产品结构，本发明还提供有监控系统用于控制电机12转速。

飞行器起降时，动力系统的两组旋翼装置相互平行，启动时；两组传动单元的电机12启动，使动力输出装置进行转动，动力输出装置通过输出轴16将动力传输至驱动单元，驱动单元运动是旋翼装置转动进行起降。

在飞行器实际飞行中，飞行器动力系统的两个电机12的转速的大小相同但方向相反，驱动单元中动力转换装置的两个第三锥齿轮17与两个第四锥齿轮18的转速大小相同，两个旋翼装置中的桨叶5的旋向相反，共同作用为飞行器提供升力。

飞行器由水平升降变为垂直升降时，两个电机12的转速的大小出现差异，导致两个第三锥齿轮17的转速不同，其中一个第一锥齿轮14迫使与其对应的传动轴19产生沿输出轴16的周向的作用力，两个作用力相互叠合驱动固定座转动，两个旋翼装置随固定座转动，从而使飞行器旋翼装置又水平状态调整为垂直状态。

飞行器转向过程中，通过差速原理，即其中一个第三锥齿轮17加速，另一第三锥齿轮17保持转速，当加速时，第三锥齿轮17加速将加速能量通过第四锥齿轮18传递使第三锥齿轮17做除了绕中心轴旋转同时绕第三锥齿轮17旋转，从而实现飞行时转向；当变向结束后，加速的第三锥齿轮17恢复转速。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (8)

1.民用轻便型飞行器，包括飞行器主体和飞行器动力系统，其特征在于，所述飞行器主体呈蝠形，所述飞行器主体包括机身（1）和机翼（2）；所述机身（1）前端与后端均呈“V”形结构，机身（1）中部为长方形板体，所述机身（1）前端与后端均向机身（1）中部平滑过渡；机身（1）中部开设有呈环状的通槽（6），所述通槽（6）内设置有固定座，所述固定座与机身（1）连接；所述机翼（2）为两个，两个所述机翼（2）固定至机身（1）两侧端面；

所述动力系统包括驱动单元和两组传动单元，两组所述传动单元分别设置于机身（1）两侧，所述传动单元包括电机（12）、输出轴（16）和动力输出装置，所述电机（12）固定于机翼（2）与机身（1）连接处内部，所述动力输出装置与电机（12）连接，所述输出轴（16）设置于机身（1）两侧内部，所述输出轴（16）一端与动力输出装置连接、另一端穿过机身（1）的通槽（6）设置于固定座内；

所述驱动单元包括动力转换装置、传动轴（19）和旋翼装置，所述动力转换装置设置于固定座内，动力转换装置与输出轴（16）连接，所述传动轴（19）为两个，单个所述传动轴（19）一端与动力转换装置连接、另一端固定连接旋翼装置。

2.根据权利要求1所述民用轻便型飞行器，其特征在于，所述机翼（2）包括多个翅片（9）和连接杆，单个所述翅片（9）呈纺锤形，单个翅片（9）上开设有通孔（20），所述连接杆穿过翅片（9）上的通孔（20）将多个翅片（9）连接形成机翼（2）。

3.根据权利要求1所述民用轻便型飞行器，其特征在于，所述固定座包括壳体（10）和套管（4），所述壳体（10）与套管（4）均为中空管体，所述套管（4）为两个，单个所述套管（4）一端与壳体（10）连通、另一端穿过机身（1）设置于电机（12）一侧，所述输出轴（16）设置于套管（4）内。

4.根据权利要求1所述民用轻便型飞行器，其特征在于，所述动力输出装置包括第一锥齿轮（14）与第二锥齿轮（13），所述第一锥齿轮（14）与电机（12）固定连接，所述第二锥齿轮（13）固定于输出轴（16）端部，所述第一锥齿轮（14）与第二锥齿轮（13）啮合。

5.根据权利要求1所述民用轻便型飞行器，其特征在于，所述动力转换装置包括第三锥齿轮（17）与第四锥齿轮（18），所述第三锥齿轮（17）与第四锥齿轮（18）均为两个，第三锥齿轮（17）与第四锥齿轮（18）呈十字形布设，两个所述第三锥齿轮（17）相对设置，所述第三锥齿轮（17）与其两侧的第四锥齿轮（18）啮合；所述第三锥齿轮（17）固定于输出轴（16）端部。

6.根据权利要求5所述民用轻便型飞行器，其特征在于，所述动力转换装置还包括有轴承（21），所述轴承（21）为两个，单个所述轴承（21）套合至传动轴（19）外壁，所述轴承（21）与固定座固定连接。

7.根据权利要求1所述民用轻便型飞行器，其特征在于，所述旋翼装置包括旋翼绞（7）和桨叶（5），所述旋翼绞（7）与传动轴（19）固定连接，所述旋翼绞（7）两端连接有桨叶（5）。

8.根据权利要求1所述民用轻便型飞行器，其特征在于，所述动力系统还包括有两组倾斜盘（8）装置，所述倾斜盘（8）装置为倾斜盘（8），所述倾斜盘（8）套合至传动轴（19）外壁，所述倾斜盘（8）与动力转换装置连接，倾斜盘（8）与旋翼装置连接。

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