CN111232191A - 一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，包括机体、旋翼、发动机，所述发动机固定连接在机体上，所述机体上还固定设置有旋翼盘、舵机和小舵，所述旋翼设置于所述旋翼盘内、与发动机的转轴固定连接在一起，所述舵机和小舵设置于旋翼盘的边缘附近。本发明具有更高的气动效率，耗电更少、飞行时间更长；而且结构较为简单，容易实现自动、智能的控制；并且有平移的飞行模式，更方便在悬浮中准确地定位。

Description

一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器
技术领域
本发明涉及一种旋翼飞行器，尤其涉及一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器。
背景技术
飞行器的旋翼结构有单旋翼、同轴双旋翼、四旋翼等。直升飞机是典型的单旋翼或同轴双旋翼的飞行器，如果要控制飞行姿态，必需要求旋翼能够一边旋转一边调整旋转平面，所以采用此类结构的飞行器的缺点在于：旋翼轴心部分设计比较复杂，增加了机体的重量和成本。
用于航拍的无人飞行器要求具有自动、智能的控制，要求更加简单的机械结构，目前通常采用四旋翼结构。
四旋翼飞行器，又称为四轴飞行器，只需要增加或减小四个旋翼的旋转速度，就可以实现任意角度的倾转，一般设计成对角线上的一对旋翼具有相同的旋转方向，两对旋翼的旋转方向相反，调整两对旋翼的旋转速度，还可以实现转向。
对于给定尺寸限制的飞行器来说，旋翼越多，实际可用的旋翼盘面积就越小，而产生升力的效率，是随着旋翼盘面积的降低而减小的，所以目前四旋翼飞行器存在的问题在于：飞行效率不高，比较耗电，飞行时间短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，实现自动、智能的控制；并且有平移的飞行模式，更方便在悬浮中准确地定位。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，包括机体、旋翼、发动机，所述发动机固定连接在机体上，所述机体上还固定设置有旋翼盘、舵机和小舵，所述旋翼设置于所述旋翼盘内、与发动机的转轴固定连接在一起，所述舵机和小舵设置于旋翼盘的边缘。
优选的，所述小舵能够相对旋翼盘发生旋转，转轴平行于旋翼平面。
优选的，所述小舵包括移动控制舵或转向舵，所述移动控制舵的舵面和旋转轴的方向平行于所述旋翼盘的切向，所述转向舵的舵面和旋转轴舵面和旋转轴方向接近所述旋翼盘的法向。
优选的，所述小舵的数量是一个或者多个，每个小舵都有一个舵机匹配连接。
优选的，所述旋翼盘具有涵道或者筋，所述小舵和舵机安装在旋翼外围的涵道上或者筋上，所述筋的方向是所述旋翼盘的径向。
优选的，所述旋翼有两个，包括左旋翼和右旋翼，所述左旋翼和右旋翼并列安装，所述发动机有两台，包括左发动机和右发动机，分别带动所述左旋翼和右旋翼旋转，所述左旋翼和右旋翼的旋转方向相反，所述旋翼盘有两个，包括左旋翼盘和右旋翼盘，固定在机体的左右两端，分别将左旋翼和右旋翼包围在内。
优选的，所述移动控制舵有四个，分别设置于：所述左旋翼盘的前缘、所述左旋翼盘的后缘、所述右旋翼盘的前缘、所述右旋翼盘的后缘。
优选的，所述旋翼有两个，包括上旋翼和下旋翼，所述上旋翼和下旋翼共轴布置，所述上旋翼和下旋翼的旋转方向相反。
优选的，所述移动控制舵有四个，分别设置于所述旋翼盘的前、后、左、右四个位置。
优选的，所述四个移动控制舵按90度的间隔部署。
优选的，所述旋翼盘上还设置有转向舵，所述转向舵的数量是一个。
本发明的有益效果主要体现在：
本发明所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，由于旋翼设置于所述旋翼盘内、与发动机的转轴固定连接在一起，所述舵机和小舵设置于旋翼盘的边缘，因此本发明所述的旋翼飞行器具有更高的气动效率，耗电更少、飞行时间更长，并且结构较为简单，容易实现自动、智能的控制。
进一步地，所述小舵包括移动控制舵或转向舵，所述移动控制舵的舵面方向平行于所述旋翼盘的切向，所述转向舵的舵面方向接近所述旋翼盘的法向，因此本发明所述的旋翼飞行器具有平移的飞行模式，更方便在悬浮中准确地定位。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器的结构示意图；
图2是本发明实施例中的一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器的结构示意图的局部侧视图；
图3是本发明的第二实施例中的一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器的结构示意图；
图4是本发明的第三实施例中的一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图1和图2，本发明揭示了一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，包括机体、旋翼1、发动机2，所述发动机2固定连接在机体上，所述机体上还固定设置有旋翼盘3、舵机和小舵，所述旋翼1设置于所述旋翼盘3内、与发动机2的转轴固定连接在一起，所述舵机和小舵设置于旋翼盘3的边缘附近。所述小舵能够相对旋翼盘3发生旋转，转轴平行于旋翼平面。所述小舵包括移动控制舵4或转向舵5，所述移动控制舵4的舵面和旋转轴的方向平行于所述旋翼盘3的切向，舵面旋转时，可以产生侧向移动力，也可以产生一个下压力矩使旋翼盘3倾转，造成飞行器向着舵的位置飞行；所述转向舵5的舵面和旋转轴方向接近所述旋翼盘3的法向，舵面旋转时，产生一个转向力矩。所述旋翼1的旋转中心与所述发动机转轴的旋转中心位于同一轴线。所述小舵的数量是一个或者多个，每个小舵都有一个舵机匹配连接。所述旋翼盘3具有涵道31或者筋32，所述小舵和舵机安装在旋翼1外围的涵道31上或者筋32上，所述筋32的方向是所述旋翼盘3的径向。平衡状态下，舵平面垂直于旋翼盘3。当小舵偏转时，可以利用旋翼1产生的气流调整飞行器的状态。
参考图3，揭示了又一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，采用并列双旋翼系统，所述旋翼有两个，包括左旋翼6和右旋翼7，所述左旋翼6和右旋翼7并列安装。所述发动机有两台，包括左发动机8和右发动机9，分别带动所述左旋翼6和右旋翼7旋转，所述左旋翼6和右旋翼7的旋转方向相反。所述旋翼盘有两个，包括左旋翼盘10和右旋翼盘11，固定在机体的左右两端，分别将左旋翼6和右旋翼7包围在内。所述移动控制舵12有四个，分别设置于：所述左旋翼盘10的前缘、所述左旋翼盘10的后缘、所述右旋翼盘11的前缘、所述右旋翼盘11的后缘。前缘两个移动控制舵旋转大角度，飞机向前倾转并向前移动；后缘移动两个控制舵旋转大角度，飞机向后倾转并向后移动；右边两个移动控制舵向内旋转大角度，飞机向右倾斜并向右移动；四个移动控制舵同步小角度偏转，飞机向前或向后平移；左右两对移动控制舵反向旋转，飞机转向。
参考图4，揭示了又一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，采用共轴双旋翼系统，所述旋翼有两个，包括上旋翼13和下旋翼14，所述上旋翼13和下旋翼14共轴布置。所述上旋翼13和下旋翼14的旋转方向相反。所述移动控制舵15有四个，分别设置于所述旋翼盘16的前、后、左、右四个位置，这四个移动控制舵按90度的间隔部署，任何一个移动控制舵大角度旋转，飞机朝移动控制舵的方向倾转并移动，相对的两个移动控制舵同步小角度偏转，飞机在这个方向平移。所述旋翼盘16上还可以增加一个转向舵17，用以控制转向。
本发明所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，包括机体、旋翼、发动机，所述发动机固定连接在机体上，所述机体上还固定设置有旋翼盘、舵机和小舵，所述旋翼设置于所述旋翼盘内、与发动机的转轴固定连接在一起，所述舵机和小舵设置于旋翼盘的边缘，因此本发明所述的旋翼飞行器具有更高的气动效率，耗电更少、飞行时间更长，并且结构较为简单，容易实现自动、智能的控制。
进一步地，所述小舵包括移动控制舵或转向舵，所述移动控制舵的舵面方向平行于所述旋翼盘的切向，所述转向舵的舵面方向接近所述旋翼盘的法向，因此本发明所述的旋翼飞行器具有平移的飞行模式，更方便在悬浮中准确地定位。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (11)

1.一种使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，包括机体、旋翼、发动机，所述发动机固定连接在机体上，其特征在于，所述机体上还固定设置有旋翼盘、舵机和小舵，所述旋翼设置于所述旋翼盘内、与发动机的转轴固定连接在一起，所述舵机和小舵设置于旋翼盘的边缘。
2.如权利要求1所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述小舵能够相对旋翼盘发生旋转，转轴平行于旋翼平面。
3.如权利要求1所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述小舵包括移动控制舵或转向舵，所述移动控制舵的舵面和旋转轴的方向平行于所述旋翼盘的切向，所述转向舵的舵面和旋转轴的方向接近所述旋翼盘的法向。
4.如权利要求1所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述小舵的数量是一个或者多个，每个小舵都有一个舵机匹配连接。
5.如权利要求1所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述旋翼盘具有涵道或者筋，所述小舵和舵机安装在旋翼外围的涵道上或者筋上，所述筋的方向是所述旋翼盘的径向。
6.如权利要求1所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述旋翼有两个，包括左旋翼和右旋翼，所述左旋翼和右旋翼并列安装，所述发动机有两台，包括左发动机和右发动机，分别带动所述左旋翼和右旋翼旋转，所述左旋翼和右旋翼的旋转方向相反，所述旋翼盘有两个，包括左旋翼盘和右旋翼盘，固定在机体的左右两端，分别将左旋翼和右旋翼包围在内。
7.如权利要求6所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述移动控制舵有四个，分别设置于：所述左旋翼盘的前缘、所述左旋翼盘的后缘、所述右旋翼盘的前缘、所述右旋翼盘的后缘。
8.如权利要求1所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述旋翼有两个，包括上旋翼和下旋翼，所述上旋翼和下旋翼共轴布置，所述上旋翼和下旋翼的旋转方向相反。
9.如权利要求8所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述移动控制舵有四个，分别设置于所述旋翼盘的前、后、左、右四个位置。
10.如权利要求9所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述四个移动控制舵按90度的间隔部署。
11.如权利要求8所述的使用舵面控制姿态的旋翼飞行器，其特征在于，所述旋翼盘上还设置有转向舵，所述转向舵的数量是一个。
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