CN111661331A - 一种可变模态环翼涵道的无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可变模态环翼涵道的无人机，包括无人机机身、支撑组件、涵道动力组件、外环翼、旋翼动力组件；无人机机身厚度大于外环翼厚度，外环翼套接安装在无人机机身外侧中间位置，无人机机身上安装有主梁，主梁与外环翼内壁连接；旋翼动力组件包括底座，底座安装在外环翼内壁上，支撑组件一端安装在无人机机身上，另一端安装在底座上，旋翼动力组件有螺旋桨，涵道动力组件安装在无人机机身上，旋翼动力组件驱动螺旋桨带动无人机飞行，涵道动力组件推动无人机飞行。本发明所述的涵道组和旋翼使飞行模式可自由切换，切换迅捷流畅；涵道产生大推力提供较大的飞行雷诺数，旋翼组增强高速条件下无人机机动性能，电机驱动提供相同方向的矢量拉力。

Description

一种可变模态环翼涵道的无人机

技术领域

本发明属于无人机技术领域，尤其是涉及一种可变模态环翼涵道的无人机。

背景技术

无人机作为一个新兴产业，一步一步迈向人们的生活，从之前的消费级无人机到现在广泛应用于农林保植、地形勘探、抢险救灾等等，以固定翼与旋翼两种为主要代表的无人航空器发挥着极其重要的作用，但两种无人机的结构各有优劣，近些年来也有不少创新发明旨在将两种类型的飞行器进行整合，但依旧还是没有很好的设计方案可以将两者的优点最大化。针对一些旋翼和固定翼结合的飞机，如成熟的V-22“鱼鹰”飞机，虽然该飞机在性能和实战方面皆有不俗的表现，但是实践出真理，随着投入使用的时间越长所暴露出来的问题就越明显：1、能源消耗严重，与普通直升机不同，采用大扭转角设计螺旋桨旋翼，飞行过程大多数的能源用来螺旋桨提供升力，而飞行器自身重量较大，使得飞行效率较低；2、气动特性复杂，该类航空器出现环涡状态的现象较为严重，两副螺旋桨旋翼采用的是较为独特的横列式布置方式，一旦在飞行过程中出现一侧旋翼进入涡环状态，而另一侧则正常工作的情况，就会导致左右两侧的升力失衡，飞机就会向着受到涡环影响的一侧旋翼方向滚转；3、稳定性和安全性有待提高，裸露的螺旋桨有一定的安全隐患，而且针对较为复杂的飞行环境，双倾转机构在维持稳定性上存在先天的缺陷；4、机动性能差强人意，虽然可以轻松完成空中悬停，垂直起降等动作，但是有失灵活性，无法进行更加细腻的操作，而且受飞行速度的限制，部分创新型航空器升力面的设计都没能发挥出作用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种可变模态环翼涵道的无人机，以解决无人机能源消耗严重、气动特性复杂、稳定性和安全性不高、以及机动性能不高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种可变模态环翼涵道的无人机，包括无人机机身、固定在无人机机身上的支撑组件、安装在无人机机身上的涵道动力组件、安装在支撑组件上的外环翼、以及安装在外环翼上的旋翼动力组件；

所述无人机机身厚度大于外环翼厚度，所述外环翼套接安装在无人机机身外侧中间位置，所述无人机机身上安装有主梁，所述主梁贯穿无人机机身与外环翼内壁连接；所述旋翼动力组件包括底座，所述底座安装在外环翼内壁上，所述支撑组件一端安装在无人机机身上，另一端安装在底座上，所述旋翼动力组件向外延伸连接有螺旋桨，所述涵道动力组件安装在无人机机身远离螺旋桨一端临近端部，所述旋翼动力组件驱动螺旋桨带动无人机飞行，所述涵道动力组件推动无人机飞行。

进一步的，所述无人机机身包括第一大翼肋、多个第二大翼肋，所述主梁依次贯穿第一大翼肋、多个第二大翼肋与外环翼连接，所述外环翼包括多个小翼肋，多个小翼肋通过木质支撑条连接，所述旋翼动力组件安装在木质支撑条上，所述支撑组件包括挡板、撑杆，所述第一大翼肋安装在挡板上，所述主梁通过固定件固定在挡板上，所述撑杆一端安装在挡板上，另一端固定在旋翼动力组件上。

进一步的，多个第二大翼肋均匀分布在第一大翼肋两侧，所述第一大翼肋包括上翼肋、下翼肋，所述挡板包括第一挡板、第二挡板，所述第一大翼肋垂直安装在第一挡板上，第一挡板上设有第一矩形通孔，所述上翼肋上设有与第一矩形通孔相对应的凸台，所述凸台完全嵌入到第一矩形通孔，所述第二挡板上设有第一豁口、第二矩形通孔，所述第一豁口与下翼肋厚度相对应，所述下翼肋上还设有与挡板厚度相对应的第二豁口，所述下翼肋安装在第二挡板上，所述下翼肋上设有多个圆孔，所述下翼肋贯穿第二矩形通孔，一端端面贴合于第一挡板，所述下翼肋其中一个圆孔上部位于第一豁口内，所述下翼肋位于其中一个圆孔下方设有第二豁口，所述第二挡板位于第二豁口内，所述第一挡板、第二挡板位于两个第二大翼肋之间。

进一步的，所述第一大翼肋下方安装有底板，所述底板上设有多个第一凹槽，所述第一凹槽宽度与第一大翼肋、第二大翼肋厚度相对应，所述第一大翼肋与其相邻的两个第二大翼肋垂直安装在底板上的第一凹槽内，所述底板上设有矩形槽，所述第一挡板、第二挡板垂直位于矩形槽内；

所述第一大翼肋、多个第二大翼肋上分别对应设有多个圆孔，所述第一大翼肋其中一个圆孔临近第一挡板，主梁依次贯穿临近第一挡板的圆孔、多个第二大翼肋上分别与第一大翼肋上临近第一挡板的圆孔相对应的圆孔，所述固定件贯穿在主梁上贴合于第一大翼肋端面，一端通过螺栓固定在第一挡板上；

所述第一挡板、第二挡板形状相同，为四角星型，所述第一挡板与第二挡板四角上通过两组卡片进行连接，所述卡片由两半矩形片组成，每个半矩形片上分别设有半圆孔，两个半矩形拼接形成一个圆孔，所述卡片远离圆孔两端通过螺栓固定在第一挡板、第二挡板上，所述撑杆一端安装在圆孔内，所述撑杆设有四根，分别安装在第一挡板与第二挡板之间的四个角上。

进一步的，所述旋翼动力组件设有四组，每组所述旋翼动力组件包括电机座、旋翼电机、螺旋桨，每组旋翼动力组件等距离对称的安装在外环翼上，所述电机座底部设有第二凹槽，所述木质支撑条安装在第二凹槽内，所述电机座远离第二凹槽一侧的向外延伸有电机卡爪，所述电机卡爪上设有第一圆形通孔，所述撑杆另一端安装在第一圆形通孔内，所述旋翼电机安装在电机卡爪内。

进一步的，所述外环翼包括上环翼、下环翼，所述上环翼、下环翼结构相同，所述上环翼、下环翼通过凯夫拉、第一碳杆连接，所述上环翼、下环翼分别包括多个小翼肋，多个所述小翼肋上分别设有多个第三凹槽，每个小翼肋前后两端分别设有两个第三凹槽，所述木质支撑条包括第一木质支撑条、第二木质支撑条，所述第一木质支撑条安装在每个小翼肋后端的第三凹槽内，所述第二木质支撑条安装在每个小翼肋前端的第三凹槽内；所述上环翼的第一木质支撑条、第二木质支撑条分别与下环翼的第一木质支撑条、第二木质支撑条通过凯夫拉连接，所述第一碳杆安装在凯夫拉内部，所述主梁两端分别通过凯夫拉与第一碳杆连接。

进一步的，所述第一大翼肋、多个第二大翼肋远离主梁一端贯穿有辅梁，所述涵道动力组件安装在辅梁临近端部，所述涵道动力组件包括涵道电机、涵道固定件、支撑板，所述涵道固定件包括涵道卡圈、涵道底座，所述涵道卡圈位于涵道底座上方，所述涵道底座贯穿在辅梁临近端部，所述涵道电机机身安装在涵道卡圈内，所述涵道电机一端安装有涵道固定板，所述涵道固定板上设有第二圆形通孔，所述涵道电机一端位于第二圆形通孔内；

所述第一大翼肋、多个第二大翼肋临近端部处分别对应设有第一插槽，所述第一插槽内安装有后墙，所述支撑板一侧端面固定于后墙端面。

进一步的，所述第一大翼肋、多个第二大翼肋尾部分别安装有后缘，所述后缘一端设有第二插槽，所述第二插槽与第一大翼肋、多个第二大翼肋的厚度相对应的，所述第一大翼肋、多个第二大翼肋插接在后缘的第二插槽内。

进一步的，所述第一大翼肋、多个第二大翼肋远离第二插槽一端临近端部处设有第三圆形通孔，所述第三圆形通孔内安装有前缘。

相对于现有技术，本发明所述的一种可变模态环翼涵道的无人机具有以下优势：

(1)本发明所述的无人机机身依靠电力驱动的动力系统，该飞行器的动力系统由涵道组和旋翼组构成，两个动力组相互独立又相互协调，使飞行模式可自由切换，切换迅捷流畅；涵道产生大推力提供较大的飞行雷诺数，旋翼组增强高速条件下无人机机动性能，电机驱动提供相同方向的矢量拉力，电机差速提供不同拉力，产生力矩、弯矩，轻松完成空中悬停、自转、翻滚等动作；螺栓、卡圈固定，拆装便利。

(2)本发明所述的环翼，基本环翼是一种升力大、阻力小的升力面，升阻比较大，失速特性好，在较大的范围内稳定性强，抵御侧向风，结构强度大，操稳特性易于满足；再就是机身采用飞翼布局，旋翼动力组和环翼很好地弥补了飞翼操纵性能低的不足，尽可能放大飞翼气动性能好的优势，附加升力，提高气动效率，节约资源，提升飞行器的续航能力。起飞与降落采用垂直起降，可根据环境与任务的不同灵活切换，能适应各种复杂的地形。

(3)本发明所述的可变模态环翼涵道无人机操稳特性优异，气动效率可观，飞行条件范围广泛，更符合现代无人机的要求，未来具有广阔的发展前景，还可搭载多模块执行多种任务，如军事对地侦查与打击，民用航拍测绘、民航驱鸟

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种可变模态环翼涵道的无人机结构图一；

图2为本发明实施例所述的一种可变模态环翼涵道的无人机结构图二；

图3为本发明实施例所述的一种可变模态环翼涵道的无人机俯视图；

图4为本发明实施例所述的一种可变模态环翼涵道的无人机正视图；

图5为本发明实施例所述的外环翼与支撑组件连接图；

图6为本发明实施例所述的一种可变模态环翼涵道的无人机结构图三；

图7为本发明实施例所述的支撑组件结构图一；

图8为本发明实施例所述的支撑组件结构图二；

图9为本发明实施例所述的第一大翼肋结构图；

图10为本发明实施例所述的无人机机身部分结构图；

图11为本发明实施例所述的涵道动力组件结构图。

附图标记说明：

1、外环翼；2、无人机机身；3、支撑组件；4、旋翼动力组件；5、支架；11、上环翼；12、下环翼；13、凯夫拉；14、第一碳杆；111、第一木质支撑条；112、第二木质支撑条；113、小翼肋；21、主梁；22、辅梁；23、第一大翼肋；24、第二大翼肋；25、底板；26、后缘；27、后墙；28、前缘；211、固定件；221、配合管件；241、通孔；231、上翼肋；232、下翼肋；2321、凹槽；2311、凸台；31、第一挡板；32、第二挡板；34、撑杆；33、卡片；311、第一矩形通孔；321、豁口；322、第二矩形通孔；41、电机座；42、电机卡爪；43、旋翼电机；44、螺旋桨；6、涵道动力组件；61、涵道电机；62、涵道固定件；63、支撑板；621、涵道卡圈；622、涵道底座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图11所示，一种可变模态环翼涵道的无人机，包括无人机机身2、固定在无人机机身2上的支撑组件3、安装在无人机机身2上的涵道动力组件6、安装在支撑组件3上的外环翼1、以及安装在外环翼1上的旋翼动力组件4；

所述无人机机身2厚度大于外环翼1厚度，所述外环翼1套接安装在无人机机身2外侧中间位置，所述无人机机身2上安装有主梁21，所述主梁21贯穿无人机机身2与外环翼1内壁连接；所述旋翼动力组件4包括底座，所述底座安装在外环翼1内壁上，所述支撑组件3一端安装在无人机机身2上，另一端安装在底座上，所述旋翼动力组件4向外延伸连接有螺旋桨44，所述涵道动力组件6安装在无人机机身2远离螺旋桨44一端临近尾部，所述旋翼动力组件4驱动螺旋桨44带动无人机飞行，所述涵道动力组件6推动无人机飞行。

如图1至图6所示，所述无人机机身2包括第一大翼肋23、多个第二大翼肋24，所述主梁21依次贯穿第一大翼肋23、多个第二大翼肋24与外环翼1连接，所述外环翼1包括多个小翼肋113，多个小翼肋113通过木质支撑条连接，所述旋翼动力组件4安装在木质支撑条上，所述支撑组件3包括挡板、撑杆34，所述第一大翼肋23安装在挡板上，所述主梁21通过固定件211固定在挡板上，所述撑杆34一端安装在挡板上，另一端固定在旋翼动力组件4上。

如图2、图7至图10所示，多个第二大翼肋24均匀分布在第一大翼肋23两侧，所述第一大翼肋23包括上翼肋231、下翼肋232，所述挡板包括第一挡板31、第二挡板32，所述第一大翼肋23垂直安装在第一挡板31上，第一挡板31上设有第一矩形通孔311，所述上翼肋231上设有与第一矩形通孔311相对应的凸台2311，所述凸台2311完全嵌入到第一矩形通孔311241，所述第二挡板32上设有第一豁口321、第二矩形通孔322，所述第一豁口321与下翼肋232厚度相对应，所述下翼肋232上还设有与挡板厚度相对应的第二豁口321，所述下翼肋232安装在第二挡板32上，所述下翼肋232上设有多个圆孔，所述下翼肋232贯穿第二矩形通孔322，一端端面贴合于第一挡板31，所述下翼肋232其中一个圆孔上部位于第一豁口321内，所述下翼肋232位于其中一个圆孔下方设有第二豁口321，所述第二挡板32位于第二豁口321内，所述第一挡板31、第二挡板32位于两个第二大翼肋24之间。

如图7至图10所示，所述第一大翼肋23下方安装有底板25，所述底板25上设有多个第一凹槽2321，所述第一凹槽2321宽度与第一大翼肋23、第二大翼肋24厚度相对应，所述第一大翼肋23与其相邻的两个第二大翼肋24垂直安装在底板25上的第一凹槽2321内，所述底板25上设有矩形槽，所述第一挡板31、第二挡板32垂直位于矩形槽内；每个结构安装完成并用环氧调试液固定，底板用以放置分电板、飞控、电池等重要单元。

所述第一大翼肋23、多个第二大翼肋24上分别对应设有多个圆孔，所述第一大翼肋23其中一个圆孔临近第一挡板31，主梁21依次贯穿临近第一挡板31的圆孔、多个第二大翼肋24上分别与第一大翼肋23上临近第一挡板31的圆孔相对应的圆孔，所述固定件211贯穿在主梁21上贴合于第一大翼肋23端面，一端通过螺栓固定在第一挡板31上；

所述第一挡板31、第二挡板32形状相同，为四角星型，所述第一挡板31与第二挡板32四角上通过两组卡片33进行连接，所述卡片33由两半矩形片组成，每个半矩形片上分别设有半圆孔，两个半矩形拼接形成一个圆孔，所述卡片33远离圆孔两端通过螺栓固定在第一挡板31、第二挡板32上，所述撑杆34一端安装在圆孔内，所述撑杆34设有四根，分别安装在第一挡板31与第二挡板32之间的四个角上；所述撑杆34呈空心圆柱，为旋翼电机导线放置提供空间。

如图5所示，所述旋翼动力组件4设有四组，每组所述旋翼动力组件4包括电机座41、旋翼电机43、螺旋桨44，每组旋翼动力组件4等距离对称的安装在外环翼1上，所述电机座41底部设有第二凹槽2321，所述木质支撑条安装在第二凹槽2321内，所述电机座41远离第二凹槽2321一侧的向外延伸有电机卡爪42，所述电机卡爪42上设有第一圆形通孔241，所述撑杆34另一端安装在第一圆形通孔241内，所述旋翼电机43安装在电机卡爪42内。

如图2和图3所示，所述外环翼1包括上环翼11、下环翼12，所述上环翼11、下环翼12结构相同，所述上环翼11、下环翼12通过凯夫拉13、第一碳杆14连接，所述上环翼11、下环翼12分别包括多个小翼肋113，多个所述小翼肋113上分别设有多个第三凹槽2321，每个小翼肋113前后两端分别设有两个第三凹槽2321，所述木质支撑条包括第一木质支撑条111、第二木质支撑条112，所述第一木质支撑条111安装在每个小翼肋113后端的第三凹槽2321内，所述第二木质支撑条112安装在每个小翼肋113前端的第三凹槽2321内；所述上环翼11的第一木质支撑条111、第二木质支撑条112分别与下环翼12的第一木质支撑条111、第二木质支撑条112通过凯夫拉13连接，所述第一碳杆14安装在凯夫拉13内部，所述主梁21两端分别通过凯夫拉13与第一碳杆14连接。

上下环翼通过木质支撑条连接，支撑条表面特和碳条增加刚性，采用轻木做蒙板加固结构。

如图2和图10所示，所述第一大翼肋23、多个第二大翼肋24远离主梁21一端贯穿有辅梁22，所述涵道动力组件6安装在辅梁22临近端部，所述涵道动力组件6包括涵道电机61、涵道固定件62、支撑板63，所述涵道固定件62包括涵道卡圈621、涵道底座622，所述涵道卡圈621位于涵道底座622上方，所述涵道底座622贯穿在辅梁22临近端部，所述涵道电机61安装在涵道卡圈621内，所述涵道电机61一端安装有涵道固定板，所述涵道固定板上设有第二圆形通孔241，所述涵道电机61一端位于第二圆形通孔241内；辅梁22加强结构的同时还用于对涵道动力组导线的收集，同样呈中空圆柱状，导线经过辅梁22从配合管件221的圆形孔伸出，与位于底板16上的分电板相连；涵道动力组为无人机提供了足够的飞行推力，是飞机平飞过程中的主要动力，在合适的飞行雷诺数下，极大程度地发挥了飞翼布局与环形机翼的优良性能。

如图2和图4所示，所述第一大翼肋23、多个第二大翼肋24临近端部处分别对应设有第一插槽，所述第一插槽内安装有后墙27，所述支撑板63一侧端面固定于后墙27端面。

如图2和图4所示，所述第一大翼肋23、多个第二大翼肋24尾部分别安装有后缘26，所述后缘26一端设有第二插槽，所述第二插槽与第一大翼肋23、多个第二大翼肋24的厚度相对应的，所述第一大翼肋23、多个第二大翼肋24插接在后缘26的第二插槽内。

如图2和图4所示，所述第一大翼肋23、多个第二大翼肋24远离第二插槽一端临近端部处设有第三圆形通孔241，所述第三圆形通孔241内安装有前缘28。

旋翼组的存在，实现了该发明的垂直起降过程以及飞行模式即垂飞与平飞之间的灵活转换，无人机垂直飞行的过程中，四颗电机对角线位置相连夹角呈90°，并以相同的转速转动，传递到螺旋桨产生相同大小的升力，飞机稳定悬停在半空；当电机形成差速，四个作用点的升力大小也发生了改变，不同的升力形成力矩，从而轻松完成原地调转，左右斜飞等飞行动作，具有很强的机动性能。当飞机呈垂直状态飞行时，以机身为分界平面，位于机身上方的两颗电机转速升高，机身下方的两颗电机转速适当下降，机身上方的拉力远大于下方的拉力，形成超大俯仰的力矩，在力矩作用下飞机改为平飞状态，飞行模态改变后，旋翼组电机不作为主要的动力源，主要动力源由涵道组提供，旋翼组用来调节控制飞机的俯仰，滚转与偏航。

可变模态环翼涵道无人机采用环形机翼分布于飞翼机身上下的布局方式，四旋翼完全对称安装于环翼，涵道电机安装于机身后部，通过旋翼电机差速产生力矩完成飞机姿态的调控与切换，涵道电机提供较高飞行速度，动力系统相辅相成，执行相应的飞行指令。该项目同时能够完成自主巡航，可搭载多模块执行多种任务，有良好的使用前景。

创新点一——环形机翼搭配飞翼布局的设计，该发明的机身采用飞翼布局，大大减轻自身重量，具有优异的气动性能，降低飞机的能源消耗；机翼采用了椭圆形环翼，该机翼具有升阻比大，稳定性好，结构强度大，失速特性好，抵抗侧向风等优点，两者结合弥补了飞翼布局稳定性差的不足，又提升了无人机整体的气动性能。

创新点二——混合动力的设计，该发明有两套独立的动力系统，分别为涵道组和旋翼组，各司其职又相互联系。涵道可以降低螺旋桨的桨尖损失，从而在一定程度上提高了螺旋桨的气动效率，而且由于螺旋桨吸流在涵道唇口处产生绕流，形成低压区，使涵道产生附加拉力，可以提供无人机快速飞行的能力；旋翼动力组实现了无人机垂直起降的功能，而且大大提高了飞行器的机动性能，可以完成内容复杂及难度较高的飞行任务。

创新点三——可变飞行模态的设计，通过旋翼组电机差速的作用，无人机可进行“垂飞”和“平飞”之间的模态变化，灵活切换飞行状态，将固定翼与旋翼进行巧妙结合。

根据创新点一，该飞行器采用环形机翼搭配飞翼布局的设计，飞翼气动性能优良，提高气动效率，解决了无人机气动特性复杂的问题；环形机翼升阻比较大，失速特性好，在较大的范围内稳定性强，抵御侧向风，结构强度大，操稳特性易于满足，解决了稳定性差的问题。同时环翼和飞翼的设计可以满足一定的载重需求。

根据创新点二，该飞行器采用混合动力的设计，动力系统由涵道组和旋翼组构成，两个动力组相互独立又相互协调，涵道产生大推力提供较大的飞行雷诺数；旋翼组增强高速条件下无人机机动性能。

根据创新点三，该飞行器采用可变模态的设计，将固定翼与旋翼进行巧妙结合，垂直飞行状态的无人机因其有出色的机动性能，适合完成难度较大的飞行任务；平飞下的无人机可以快速飞行，在有限的时间内提高任务完成量。

具体装配过程如下：

机身主梁21的材料采用圆柱形碳杆，先穿好第一大翼肋，接着将两组固定件211穿好贴于第一大翼肋两侧，之后先将支撑组件的两块星型结构的挡板和卡片4配合，通过螺栓连接固定，此时螺栓不必太紧，紧接着用固定件211将主梁13与挡板通过螺栓连接，相互约束成为整体。之后将其余第二大翼肋以固定的间隔依次穿于主梁之上，每根第二大翼肋前端留有圆孔，前缘采用碳杆做材料依次穿过该小孔，后缘的凹槽与翼肋尾部配合相互约束卡位，翼肋中后段留有凹槽，后墙同样留有凹槽，两凹槽相互配合，做进一步的翼肋位置修正；主梁的两端各有一根第一碳杆；通过凯夫拉缠绕固定连接，第一碳杆用于无人机机身与外环翼的连接；底板位于第一大翼肋与两根第二大翼肋之间，底板留有凸出与凹槽，三根翼肋与底板相互扦插配合构成整体，并用环氧调试液固定。涵道电机用涵道卡圈固定并通过环氧调试液加固；涵道卡圈下的涵道固定件通过螺栓11连接固定，安装于辅助梁8上。

外环翼分为上环翼与下环翼两部分，拼接方法与机身类似，翼肋通过木质支撑条固定位置，相互扦插构成整体。上下环翼在连接处用凯夫拉与第一碳杆缠绕连接。旋翼电机座与相邻翼肋贴合并用环氧调试液固定，旋翼电机插入正确的电机座孔中。

四根撑杆分别插入对应卡片的圆形孔中，配合固定，拧紧螺栓。第一挡板开有第一矩形通孔与第一大翼肋配合，并用环氧调试液加固，之后将后下翼肋安装在第二挡板开有的豁口中，第二挡板上开有第二矩形通孔322用于旋翼电机导线的收集。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可变模态环翼涵道的无人机，其特征在于：包括无人机机身(2)、固定在无人机机身(2)上的支撑组件(3)、安装在无人机机身(2)上的涵道动力组件(6)、安装在支撑组件(3)上的外环翼(1)、以及安装在外环翼(1)上的旋翼动力组件(4)；

所述无人机机身(2)厚度大于外环翼(1)厚度，所述外环翼(1)套接安装在无人机机身(2)外侧中间位置，所述无人机机身(2)上安装有主梁(21)，所述主梁(21)贯穿无人机机身(2)与外环翼(1)内壁连接；所述旋翼动力组件(4)包括底座，所述底座安装在外环翼(1)内壁上，所述支撑组件(3)一端安装在无人机机身(2)上，另一端安装在底座上，所述旋翼动力组件(4)向外延伸连接有螺旋桨(44)，所述涵道动力组件(6)安装在无人机机身(2)远离螺旋桨(44)一端临近尾部，所述旋翼动力组件(4)驱动螺旋桨(44)带动无人机飞行，所述涵道动力组件(6)推动无人机飞行。

2.根据权利要求1所述的一种可变模态环翼涵道的无人机，其特征在于：所述无人机机身(2)包括第一大翼肋(23)、多个第二大翼肋(24)，所述主梁(21)依次贯穿第一大翼肋(23)、多个第二大翼肋(24)与外环翼(1)连接，所述外环翼(1)包括多个小翼肋(113)，多个小翼肋(113)通过木质支撑条连接，所述旋翼动力组件(4)安装在木质支撑条上，所述支撑组件(3)包括挡板、撑杆(34)，所述第一大翼肋(23)安装在挡板上，所述主梁(21)通过固定件(211)固定在挡板上，所述固定件(211)设有两组，所述撑杆(34)一端安装在挡板上，另一端固定在旋翼动力组件(4)上。

3.根据权利要求2所述的一种可变模态环翼涵道的无人机，其特征在于：多个第二大翼肋(24)均匀分布在第一大翼肋(23)两侧，所述第一大翼肋(23)包括上翼肋(231)、下翼肋(232)，所述挡板包括第一挡板(31)、第二挡板(32)，所述第一大翼肋(23)垂直安装在第一挡板(31)上，第一挡板(31)上设有第一矩形通孔(311)，所述上翼肋(231)上设有与第一矩形通孔(311)相对应的凸台(2311)，所述凸台(2311)完全嵌入到第一矩形通孔(311)，所述第二挡板(32)上设有第一豁口(321)、第二矩形通孔(322)，所述第一豁口(321)与下翼肋(232)厚度相对应，所述下翼肋(232)上还设有与挡板厚度相对应的第二豁口(321)，所述下翼肋(232)安装在第二挡板(32)上，所述下翼肋(232)上设有多个圆孔，所述下翼肋(232)贯穿第二矩形通孔(322)，一端端面贴合于第一挡板(31)，所述下翼肋(232)其中一个圆孔上部位于第一豁口(321)内，所述下翼肋(232)位于其中一个圆孔下方设有第二豁口(321)，所述第二挡板(32)位于第二豁口(321)内，所述第一挡板(31)、第二挡板(32)位于两个第二大翼肋(24)之间。

4.根据权利要求3所述的一种可变模态环翼涵道的无人机，其特征在于：所述第一大翼肋(23)下方安装有底板(25)，所述底板(25)上设有多个第一凹槽(2321)，所述第一凹槽(2321)宽度与第一大翼肋(23)、第二大翼肋(24)厚度相对应，所述第一大翼肋(23)与其相邻的两个第二大翼肋(24)垂直安装在底板(25)上的第一凹槽(2321)内，所述底板(25)上设有矩形槽，所述第一挡板(31)、第二挡板(32)垂直位于矩形槽内；

所述第一大翼肋(23)、多个第二大翼肋(24)上分别对应设有多个圆孔，所述第一大翼肋(23)其中一个圆孔临近第一挡板(31)，主梁(21)依次贯穿临近第一挡板(31)的圆孔、多个第二大翼肋(24)上分别与第一大翼肋(23)上临近第一挡板(31)的圆孔相对应的圆孔，所述固定件(211)设有两组，两组所述固定件(211)贯穿在主梁(21)上贴合于第一大翼肋(23)两侧端面，一端通过螺栓固定在第一挡板(31)上；

所述第一挡板(31)、第二挡板(32)形状相同，为四角星型，所述第一挡板(31)与第二挡板(32)四角上通过两组卡片(33)进行连接，所述卡片(33)由两半矩形片组成，每个半矩形片上分别设有半圆孔，两个半矩形拼接形成一个圆孔，所述卡片(33)远离圆孔两端通过螺栓固定在第一挡板(31)、第二挡板(32)上，所述撑杆(34)一端安装在圆孔内，所述撑杆(34)设有四根，分别安装在第一挡板(31)与第二挡板(32)之间的四个角上。

5.根据权利要求1所述的一种可变模态环翼涵道的无人机，其特征在于：所述旋翼动力组件(4)设有四组，每组所述旋翼动力组件(4)包括电机座(41)、旋翼电机(43)、螺旋桨(44)，每组旋翼动力组件(4)等距离对称的安装在外环翼(1)上，所述电机座(41)底部设有第二凹槽(2321)，所述木质支撑条安装在第二凹槽(2321)内，所述电机座(41)远离第二凹槽(2321)一侧的向外延伸有电机卡爪(42)，所述电机卡爪(42)上设有第一圆形通孔(241)，所述撑杆(34)另一端安装在第一圆形通孔(241)内，所述旋翼电机(43)安装在电机卡爪(42)内。

6.根据权利要求2所述的一种可变模态环翼涵道的无人机，其特征在于：所述外环翼(1)包括上环翼(11)、下环翼(12)，所述上环翼(11)、下环翼(12)结构相同，所述上环翼(11)、下环翼(12)通过凯夫拉(13)、第一碳杆(14)连接，所述上环翼(11)、下环翼(12)分别包括多个小翼肋(113)，多个所述小翼肋(113)上分别设有多个第三凹槽(2321)，每个小翼肋(113)前后两端分别设有两个第三凹槽(2321)，所述木质支撑条包括第一木质支撑条(111)、第二木质支撑条(112)，所述第一木质支撑条(111)安装在每个小翼肋(113)后端的第三凹槽(2321)内，所述第二木质支撑条(112)安装在每个小翼肋(113)前端的第三凹槽(2321)内；所述上环翼(11)的第一木质支撑条(111)、第二木质支撑条(112)分别与下环翼(12)的第一木质支撑条(111)、第二木质支撑条(112)通过凯夫拉(13)连接，所述第一碳杆(14)安装在凯夫拉(13)内部，所述主梁(21)两端分别通过凯夫拉(13)与第一碳杆(14)连接。

7.根据权利要求2所述的一种可变模态环翼涵道的无人机，其特征在于：所述第一大翼肋(23)、多个第二大翼肋(24)远离主梁(21)一端贯穿有辅梁(22)，所述涵道动力组件(6)安装在辅梁(22)临近端部，所述涵道动力组件(6)包括涵道电机(61)、涵道固定件(62)、支撑板(63)，所述涵道固定件(62)包括涵道卡圈(621)、涵道底座(622)，所述涵道卡圈(621)位于涵道底座(622)上方，所述涵道底座(622)贯穿在辅梁(22)临近端部，所述涵道电机(61)机身安装在涵道卡圈(621)内，所述涵道电机(61)一端安装有涵道固定板，所述涵道固定板上设有第二圆形通孔(241)，所述涵道电机(61)一端位于第二圆形通孔(241)内；

所述第一大翼肋(23)、多个第二大翼肋(24)临近端部处分别对应设有第一插槽，所述第一插槽内安装有后墙(27)，所述支撑板(63)一侧端面固定于后墙(27)端面。

8.根据权利要求7所述的一种可变模态环翼涵道的无人机，其特征在于：所述第一大翼肋(23)、多个第二大翼肋(24)尾部分别安装有后缘(26)，所述后缘(26)一端设有第二插槽，所述第二插槽与第一大翼肋(23)、多个第二大翼肋(24)的厚度相对应的，所述第一大翼肋(23)、多个第二大翼肋(24)插接在后缘(26)的第二插槽内。

9.根据权利要求8所述的一种可变模态环翼涵道的无人机，其特征在于：所述第一大翼肋(23)、多个第二大翼肋(24)远离第二插槽一端临近端部处设有第三圆形通孔(241)，所述第三圆形通孔(241)内安装有前缘(28)。

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