CN113335498A - 一种旋转外翼机翼结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转外翼机翼结构，固定内翼的每端均固定有第一电机，每个第一电机均通过转轴连接有旋转外翼，以驱动对应的旋转外翼转动；固定内翼的每端均固定有锁定机构，在平飞巡航阶段，锁定机构锁定对应的旋转外翼，且将旋转外翼锁定为旋转外翼的翼面平行固定内翼翼面的状态；控制器分别电信连接第一电机和锁定机构。本发明公开了一种旋转外翼机翼结构，旋转外翼在垂直升降和平飞巡航过程中均可发挥相应的作用，从而提高其利用效率。

Description

一种旋转外翼机翼结构

技术领域

本发明涉及无人机的机翼技术领域，更具体的说是涉及一种旋转外翼机翼结构。

背景技术

为了适应日益复杂的飞行任务，迫切需要一种新型的无人机，这种无人机既能像固定翼无人机一样高速水平巡航，又可以像旋翼无人机一样垂直起降、定点悬停以及低速稳定飞行。

现有的三种垂直起降高速巡航无人机主要有三类：倾转旋翼/倾转涵道无人机、升力螺旋桨/升力发动机式无人机以及尾座式垂直起降无人机，倾转旋翼/倾转涵道无人机从起降模式转换为巡航模式时，需要通过倾转旋翼来实现，倾转控制难度较大；升力螺旋桨/升力发动机式无人机在巡航阶段，升力式螺旋桨不工作，成为死重，导致螺旋桨效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种旋转外翼机翼结构，旋转外翼在垂直升降和平飞巡航过程中均可发挥相应的作用，从而提高其利用效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种旋转外翼机翼结构，包括：

固定内翼；

旋转外翼，所述固定内翼的每端均固定有第一电机，每个所述第一电机均通过转轴连接有所述旋转外翼，以驱动对应的所述旋转外翼转动；

锁定机构，所述固定内翼的每端均固定有所述锁定机构，在平飞巡航阶段，所述锁定机构锁定对应的所述旋转外翼，且将所述旋转外翼锁定为所述旋转外翼的翼面平行所述固定内翼翼面的状态；

控制器，所述控制器分别电信连接所述第一电机和所述锁定机构。

优选的，所述转轴的一端通过联轴器连接在对应的所述第一电机的输出轴上，另一端固定连接对应的所述旋转外翼靠近所述固定内翼的一端。

优选的，所述锁定机构包括：

环形凹槽，所述环形凹槽沿所述转轴的圆周开设在所述转轴的侧壁上；

定位块，所述定位块固定在所述环形凹槽内，并位于所述转轴与所述旋转外翼相对的一端；

第二电机，所述第二电机固定在所述固定内翼上，并与所述控制器电信连接；

电机齿轮，所述电机齿轮固定在所述第二电机的输出轴上；

锁定杆，所述锁定杆的轴线垂直所述第二电机输出轴的轴线，同时平行所述固定内翼的轴线，且所述锁定杆上固定有齿条，所述齿条的轴线平行所述锁定杆的轴线，同时所述齿条与所述电机齿轮啮合传动，以驱动所述锁定杆的一端插接在所述环形凹槽内，并与所述定位块抵接，以锁定所述转轴，且当所述锁定杆的一端抵接所述定位块时，所述旋转外翼的翼面平行所述固定内翼的翼面，同时所述锁定杆插接在所述环形凹槽内的一端与所述环形凹槽过盈配合。

优选的，所述锁定杆插接在所述环形凹槽内的一端为椎体结构，且所述椎体结构靠近所述环形凹槽的一端为小头端。

优选的，所述环形凹槽的槽底宽度小于所述环形凹槽的槽口宽度。

优选的，还包括：速度传感器，所述速度传感器固定在所述旋转外翼内，并与所述控制器电信连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种旋转外翼机翼结构，可以实现如下技术效果：

(1)应用本发明的无人机在垂直升降过程中，第一电机驱动旋转外翼转动，旋转外翼旋转提供升力，在平飞巡航阶段，锁定机构将旋转外翼锁定为旋转外翼的翼面平行固定内翼翼面的状态，旋转外翼与固定内翼配合，共同提供平飞巡航动力，使得旋转外翼在不同飞行模式下均可以发挥作用，因此提高了本发明旋转外翼(可看做螺旋桨)的使用效率，避免出现在一种模式下，使旋转外翼(可看做螺旋桨)出现死重的问题。

(2)本发明锁定机构对旋转外翼的锁定和解锁过程均简单，因此可以使旋转外翼快速转变工作模式，即可以从本发明垂直升降提供升力的模式快速转换为本发明平飞巡航提供平飞动力的模式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种旋转外翼机翼结构的结构图(图中未画出锁定机构和第一电机)；

图2为本发明锁定机构的原理结构图。

其中，1-固定内翼；3-转轴；2-旋转外翼；4-锁定机构；41-环形凹槽；42- 定位块；43-第二电机；44-电机齿轮；45-锁定杆；451-齿条。

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。

本发明实施例公开了一种旋转外翼机翼结构，包括：

固定内翼1；

旋转外翼2，固定内翼1的每端均固定有第一电机，每个第一电机均通过转轴3连接有旋转外翼2，以驱动对应的旋转外翼2转动；

锁定机构4，固定内翼1的每端均固定有锁定机构4，在平飞巡航阶段锁定机构4锁定对应的旋转外翼2，且将旋转外翼2锁定为旋转外翼2的翼面平行固定内翼1翼面的状态；

控制器，控制器分别电信连接第一电机和锁定机构4。

应用本发明的无人机在垂直升降过程中，第一电机驱动旋转外翼2转动，旋转外翼2旋转提供升力，在平飞巡航阶段，锁定机构4将旋转外翼2锁定为旋转外翼2的翼面平行固定内翼1翼面的状态，旋转外翼2与固定内翼1 配合，共同提供平飞巡航动力，使得旋转外翼2在不同飞行模式下均可以发挥作用，因此提高了本发明旋转外翼(可看做螺旋桨)的使用效率，避免出现在一种模式下，旋转外翼出现不作为的死重问题。

为了进一步优化上述技术方案，转轴3的一端通过联轴器连接在对应的第一电机的输出轴上，另一端固定连接对应的旋转外翼2靠近固定内翼1的一端。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：第一电机可以通过转轴3驱动旋转外翼2转动，且旋转外翼2连接转轴3的一端与固定内翼1 靠近，则当旋转外翼2被锁定机构4锁定后，可以与固定内翼1形成一个完整的机翼，从而可以使旋转外翼2与固定内翼1共同为平飞巡航阶段提供飞行动力。

为了进一步优化上述技术方案，锁定机构4包括：

环形凹槽41，环形凹槽41沿转轴3的圆周开设在转轴3的侧壁上；

定位块42，定位块42固定在环形凹槽41内，并位于转轴3与旋转外翼 2相对的一端；

第二电机43，第二电机43固定在固定内翼1上，并与控制器电信连接；

电机齿轮44，电机齿轮44固定在第二电机43的输出轴上；

锁定杆45，锁定杆45的轴线垂直第二电机43输出轴的轴线，同时平行固定内翼1的轴线，且锁定杆45上固定有齿条451，齿条451的轴线平行锁定杆45的轴线，同时齿条451与电机齿轮44啮合传动，以驱动锁定杆45的一端插接在环形凹槽41内，并与定位块42抵接，以锁定转轴3，且当锁定杆 45的一端抵接定位块42时，旋转外翼2的翼面平行固定内翼1的翼面，同时锁定杆45插接在环形凹槽41内的一端与环形凹槽41过盈配合。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：通过第二电机43驱动电机齿轮44转动，当电机齿轮44驱动齿条451向靠近转轴3的方向移动时，可以驱动锁定杆45插入至环形凹槽41内，以进一步降低转轴3的转速，并可与定位块42抵接，从而定位块42可以进一步阻止转轴3转动，并且由于锁定杆45撞击定位块42时速度较慢，且锁定杆45插接在环形凹槽41内的一端与环形凹槽41过盈配合，从而转轴3不会出现回转的问题，则可以将旋转外翼2锁定；当第二电机43反转，电机齿轮44驱动齿条451向远离转轴3的方向移动时，则锁定杆45从环形凹槽41内抽离，从而实现对旋转外翼2解锁的作用。

同时，本发明锁定机构4对旋转外翼2的锁定和解锁过程均简单，因此可以使旋转外翼2快速转变工作模式，即可以从本发明垂直升降提供升力的模式快速转换为本发明平飞巡航提供平飞动力的模式。

为了进一步优化上述技术方案，锁定杆45插接在环形凹槽41内的一端为椎体结构，且椎体结构靠近环形凹槽41的一端为小头端。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：使锁定杆45的椎体结构一端容易插入至环形凹槽41内，提高本发明锁定的效率。

为了进一步优化上述技术方案，环形凹槽41的槽底宽度小于环形凹槽41 的槽口宽度。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：使锁定杆45的椎体结构一端更容易插入至环形凹槽41内，进一步提高本发明锁定的效率。

为了进一步优化上述技术方案，还包括：速度传感器，速度传感器固定在旋转外翼2内，并与控制器电信连接。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：通过速度传感器监测旋转外翼2的转速，从而可以使控制器更加精准控制锁定机构4的开启，使锁定机构4在旋转外翼2的速度降下来后及时对旋转外翼2进行锁定。

实施例1：

本发明实施例公开了一种旋转外翼机翼结构，在控制器的作用下：

应用本发明的无人机在升降的过程中，第一电机通过转轴3驱动旋转外翼2旋转，以提供升力；

应用本发明的无人机从升降阶段转变平飞巡航阶段的转换过程中，第一电机停止工作，且当旋转外翼2的速度降下来，锁定机构4锁定对应的旋转外翼2，(飞之前做过大量试验，已将知晓当旋转外翼2的速度降下来的时间，因此根据速度降下来的时间，可以操控控制器，使控制器控制锁定机构4，以便使锁定机构4锁定对应的旋转外翼2)，并将旋转外翼2锁定为旋转外翼2 的翼面平行固定内翼1翼面的状态：

当应用本发明的无人机处于平飞巡航阶段，此时旋转外翼2的翼面保持平行固定内翼1翼面的状态，则旋转外翼2与固定内翼1共同提供平飞巡航动力。

锁定机构4锁定对应旋转外翼2的具体过程为：在控制器的作用下，第二电机43驱动电机齿轮44转动，当电机齿轮44驱动齿条451向靠近转轴3 的方向移动时，可以驱动锁定杆45插入至环形凹槽41内，以进一步降低转轴3的转速，并可与定位块42抵接，从而定位块42可以进一步阻止转轴3 转动，并且由于锁定杆45撞击定位块42时速度较慢，且锁定杆45插接在环形凹槽41内的一端与环形凹槽41过盈配合，从而转轴3不会出现回转的问题，则可以将旋转外翼2锁定。

当第二电机43反转，电机齿轮44驱动齿条451向远离转轴3的方向移动时，则锁定杆45从环形凹槽41内抽离，从而实现对旋转外翼2解锁的作用。

实施例2：在实施例1的基础上，速度传感器固定在旋转外翼2内，并与控制器电信连接，通过速度传感器监测旋转外翼2的转速，从而可以使控制器更加精准控制锁定机构4的开启，使锁定机构4在旋转外翼2的速度降下来后及时对旋转外翼2进行锁定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种旋转外翼机翼结构，其特征在于，包括：

固定内翼(1)；

旋转外翼(2)，所述固定内翼(1)的每端均固定有第一电机，每个所述第一电机均通过转轴(3)连接有所述旋转外翼(2)，以驱动对应的所述旋转外翼(2)转动；

锁定机构(4)，所述固定内翼(1)的每端均固定有所述锁定机构(4)，所述锁定机构(4)锁定对应的所述旋转外翼(2)，且在平飞巡航阶段，将所述旋转外翼(2)锁定为所述旋转外翼(2)的翼面平行所述固定内翼(1)翼面的状态；

控制器，所述控制器分别电信连接所述第一电机和所述锁定机构(4)。

2.根据权利要求1所述的一种旋转外翼机翼结构，其特征在于，所述转轴(3)的一端通过联轴器连接在对应的所述第一电机的输出轴上，另一端固定连接对应的所述旋转外翼(2)靠近所述固定内翼(1)的一端。

3.根据权利要求2所述的一种旋转外翼机翼结构，其特征在于，所述锁定机构(4)包括：

环形凹槽(41)，所述环形凹槽(41)沿所述转轴(3)的圆周开设在所述转轴(3)的侧壁上；

定位块(42)，所述定位块(42)固定在所述环形凹槽(41)内，并位于所述转轴(3)与所述旋转外翼(2)相对的一端；

第二电机(43)，所述第二电机(43)固定在所述固定内翼(1)上，并与所述控制器电信连接；

电机齿轮(44)，所述电机齿轮(44)固定在所述第二电机(43)的输出轴上；

锁定杆(45)，所述锁定杆(45)的轴线垂直所述第二电机(43)输出轴的轴线，同时平行所述固定内翼(1)的轴线，且所述锁定杆(45)上固定有齿条(451)，所述齿条(451)的轴线平行所述锁定杆(45)的轴线，同时所述齿条(451)与所述电机齿轮(44)啮合传动，以驱动所述锁定杆(45)的一端插接在所述环形凹槽(41)内，并与所述定位块(42)抵接，以锁定所述转轴(3)，且当所述锁定杆(45)的一端抵接所述定位块(42)时，所述旋转外翼(2)的翼面平行所述固定内翼(1)的翼面，同时所述锁定杆(45)插接在所述环形凹槽(41)内的一端与所述环形凹槽(41)过盈配合。

4.根据权利要求3所述的一种旋转外翼机翼结构，其特征在于，所述锁定杆(45)插接在所述环形凹槽(41)内的一端为椎体结构，且所述椎体结构靠近所述环形凹槽(41)的一端为小头端。

5.根据权利要求3所述的一种旋转外翼机翼结构，其特征在于，所述环形凹槽(41)的槽底宽度小于所述环形凹槽(41)的槽口宽度。

6.根据权利要求1所述的一种旋转外翼机翼结构，其特征在于，还包括：速度传感器，所述速度传感器固定在所述旋转外翼(2)内，并与所述控制器电信连接。

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