CN114379774B - 一种十字结构飞行器及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞行器领域，提供了一种十字结构飞行器及其方法。其中，十字结构飞行器包括底板；纵向支撑杆，其安装在底板上；纵向支撑杆上安装有纵列旋翼组；横向支撑杆，其安装在底板上，且与所述纵向支撑杆垂直交叉设置，构成十字结构；所述横向支撑杆安装有横列旋翼组；舵机，其与每个旋翼组对应设置；所述舵机用于驱动相应旋翼组以各自的支撑杆为轴向独立倾转，在飞行器在前进/后退飞行时控制横列旋翼组向前/向后倾转，纵列旋翼组左右倾转来控制飞行方向。

Description

一种十字结构飞行器及其方法

技术领域

本发明属于飞行器领域，尤其涉及一种十字结构飞行器及其方法。

背景技术

当前四轴无人机结构以“X”形或“工”字形居多，假定四个旋翼组分别为旋翼组一、旋翼组二、旋翼组三和旋翼组四，这四个旋翼组时针方向从“X”形或者“工”字形的左上方的端点开始分别安装于该结构的四个端点。这里的旋翼组通常指螺旋桨、电机、电机安装座的组合体。飞行时必须也只能是两个旋翼组为一组，当前的四轴飞行器如果在飞行过程中不论哪一个轴发生故障，那么飞行器将坠毁。当前四轴飞行器靠转速差实现飞行和转弯，效率相对较低，飞行操控不够灵活，而且没有安全保护机制。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明的第一个方面提供一种十字结构飞行器，其利用一个纵列式飞行器和一个横列式飞行器垂直交叉组合的十字结构，四个旋翼组都可以横向倾转，同样配置有飞控模块和驱动电机的电调，具有飞行效率高，操控灵活，同时还具有两种故障保护机制的特点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一种十字结构飞行器，包括：

底板；

纵向支撑杆，其安装在底板上；纵向支撑杆上安装有纵列旋翼组；

横向支撑杆，其安装在底板上，且与所述纵向支撑杆垂直交叉设置，构成十字结构；所述横向支撑杆安装有横列旋翼组；

舵机，其与每个旋翼组对应设置；所述舵机用于驱动相应旋翼组以各自的支撑杆为轴向独立倾转，在飞行器在前进/后退飞行时控制横列旋翼组向前/向后倾转，纵列旋翼组左右倾转来控制飞行方向。

作为一种实施方式，所述纵列旋翼组包括至少两个旋翼组，对称安装在纵向支撑杆上；所述横列旋翼组包括至少两个旋翼组，对称安装在横向支撑杆上。

作为一种实施方式，所述纵向支撑杆和横向支撑杆均为一体式结构，，且呈垂直交叉关系安装在底板上面。

作为一种实施方式，所述纵向支撑杆和横向支撑杆均由分体式两段倾转轴构成，且这些倾转轴均安装在底板的同一侧。

本发明还提供了第二种十字结构飞行器，其包括：

底板；

纵向支撑杆，其安装在底板上；纵向支撑杆上安装有纵列旋翼组；

横向支撑杆，其安装在底板上，且与所述纵向支撑杆垂直交叉设置，构成十字结构；所述横向支撑杆安装有横列旋翼组；

两个舵机，其中一个舵机用于驱动纵列旋翼组同时运行，另一舵机用于驱动横列旋翼组同时运行；所述舵机用于当纵向或横向飞行时，控制相应方向支撑杆的旋翼组倾转，另一方向支撑杆上的旋翼组不倾转只提供升力保持飞行器的平衡。

作为一种实施方式，所述纵向支撑杆和横向支撑杆均为一体式结构，且分别安装在底板的上面和下面；所述纵列旋翼组包括至少两个旋翼组，对称安装在纵向支撑杆上；所述横列旋翼组包括至少两个旋翼组，对称安装在横向支撑杆上。

作为一种实施方式，所述纵向支撑杆和横向支撑杆均为一体式结构，且分别安装在底板的顶部；所述纵列旋翼组仅包括一个旋翼组，安装在纵向支撑杆前端；所述横列旋翼组包括两个旋翼组，分别安装在横向支撑杆右端和左端。

作为一种实施方式，所述底板的前后两端还分别设置有一机翼。

作为一种实施方式，所述横向支撑杆为一体式结构，所述纵向支撑杆由分体式两段倾转轴构成，所述横向支撑杆和纵向支撑杆均安装在底板的顶部。

作为一种实施方式，所述纵向支撑杆的一段倾转轴伸过与横向支撑杆的交叉点，且通过倾转轴端部的齿轮连接，以实现操控其中一段倾转轴转动带动另一段倾转轴反方向转动。

本发明还提供了如上述第一种所述的十字结构飞行器的控制方法，其包括：

独立驱动控制各个旋翼组以各自的支撑杆为轴向独立倾转；

在飞行器在前进/后退飞行时控制横列旋翼组向前/向后倾转，纵列旋翼组左右倾转来控制方向。

本发明还提供了如上述第二种所述的十字结构飞行器的控制方法，其包括：

驱动控制纵列旋翼组同时运行，驱动控制横列旋翼组同时运行；

当纵向或横向飞行时，控制相应方向支撑杆的旋翼组倾转，另一方向支撑杆上的旋翼组不倾转只提供升力保持飞行器的平衡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的飞行器采用一个纵列式飞行器和一个横列式飞行器垂直交叉组合的十字结构，使得纵列旋翼组和横列旋翼组都可以横向倾转，同样配置有飞控模块和驱动电机的电调，具有飞行效率高，操控灵活，同时还具有两种故障保护机制等特点，在一个旋翼组发生故障转速降低或者停转后，同列对侧的另一个旋翼组也同步降低转速直至停止运转，飞行器靠另一列的两个旋翼组继续飞行或缓慢降落，不会坠毁，即使同列的两个旋翼组都发生故障也不会坠毁。

本发明尤其对于可倾转旋翼组的某个旋翼组发生故障后，同列对侧的另一个旋翼组不停转继续工作产生升力，这个升力对飞行器来说也是一个扭力，此时飞控会指令给另外一列的两个旋翼组加速旋转，发送指令给倾转装置驱动这两个旋翼组向仍在旋转的旋翼组那个方向倾转一定角度，抑制这个旋翼组产生的扭力，使飞行器保持平衡并继续飞行。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书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。

图1（a）是本发明实施例1的十字结构飞行器立体示意图；

图1（b）是本发明实施例1的十字结构飞行器局部放大图；

图1（c）是本发明实施例1的十字结构飞行器立体示意图；

图2（a）是本发明实施例2的十字结构飞行器立体俯视图；

图2（b）是本发明实施例2的十字结构飞行器立体仰视图；

图3是本发明实施例3的十字结构飞行器立体示意图；

图4是本发明实施例4的十字结构飞行器立体示意图；

图5是本发明实施例5的十字结构飞行器立体示意图；

图6是本发明实施例6的十字结构飞行器立体示意图。

其中：1-纵向支撑杆；2-横向支撑杆；3-舵机；4-电机座；5-电机；6-螺旋桨；7-齿轮；8-底板；9-轴承；10-前机翼；11-后机翼；12-垂直尾翼；13-涵道；14-皮带；15-摇杆；16-斜连杆；17-T形连杆；18-涵道；19-摆臂；20-缆绳；21-滑轮；22-拉簧；23-连杆；24-滑动铰接器；25-操控横轴。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

参照图1（a）和图1（b），本实施例的十字结构飞行器，包括旋翼组A、旋翼组B、旋翼组C、旋翼组D、纵向支撑杆1、横向支撑杆2、舵机3和底板8。

在具体实施中，纵向支撑杆1，其安装在底板8上面；纵向支撑杆上安装有纵列旋翼组A和纵列旋翼组C；

横向支撑杆2，其安装在底板8下面且与所述纵向支撑杆垂直交叉设置，构成十字结构，如图1（a）所示；所述横向支撑杆安装有横列旋翼组B和横列旋翼组D。

如图1（b）所示，每个旋翼组包括电机5和螺旋桨6，电机5安装在电机安装座4上，电机安装座4固定连接舵机3的输出轴。

在本实施例中，舵机与每个旋翼组对应设置在各自支撑杆的外端；所述舵机用于驱动相应旋翼组以各自的支撑杆为轴向独立倾转，在飞行器在前进/后退飞行时控制横列旋翼组向前/向后倾转，纵列旋翼组左右倾转来控制飞行方向。

在本实例中，所述纵列旋翼组包括两个旋翼组，旋翼组A和旋翼组C，对称安装在纵向支撑杆上；旋翼组A、旋翼组C是安装在纵向支撑杆1上的，可以看作纵列组。所述横列旋翼组包括两个旋翼组，对称安装在横向支撑杆上。旋翼组B、旋翼组D是安装在横向支撑杆2上的，可称之为横列组，这两个组垂直交叉组合在一起成为这个十字结构飞行器。整个飞行器顺时针方向A、B、C、D排列四个旋翼组，旋翼组A是飞行器的前方，旋翼组C是后方。

在其他实例中，纵列旋翼组中的旋翼组的数量，本领域技术人员也可根据实际情况来具体设置；横列旋翼组中的旋翼组的数量，本领域技术人员也可根据实际情况来具体设置，此处不再累述。

在图1（a）中，所述纵向支撑杆1和横向支撑杆2均为一体式结构，且分别安装在底板8的上面和下面。

本实施例还可以将纵向支撑杆和横向支撑杆都分为两段，每段通过轴承安装在底板上，分别将四个舵机安装在底板上控制四个旋翼的倾转，如图1（c）所示。

本实施例的十字结构飞行器的操控原理为：

本实施例1在起飞时四个旋翼组启动旋转，逐渐增加转速达到一定拉力后起飞离地，前进或后退飞行时纵列组旋翼主要提供升力和改变飞行方向，横列组旋翼主要是产生拉力驱动飞行器并产生一部分升力和参与改变飞行方向。旋翼组A是飞行器的前方可称为机头，旋翼组C是后方可称为机尾。以前飞为例，飞行器飞行时本体可以不向前倾斜，此时纵列组旋翼只产生升力保持飞行器高度和飞行器前后平衡，横列两个组旋翼前倾产生拉力拉动飞行器前飞，同时产生一部分升力保持飞行高度和飞行器左右平衡，向右转弯时旋翼组A向右倾转带动转机头向右转动，旋翼组C向左倾转带动机尾向左转动，整个机体顺时针转弯。同时横列组旋翼也做转弯动作，旋翼组D减小前倾角度并增加转速以增加拉力和升力，旋翼组B增加前倾角度并减小转速，以减小拉力和升力。此时飞行器以向右倾斜的姿态向右转弯，向左转弯执行以上相反的动作。如果前飞的同时纵列组两个旋翼同时向左或向右倾转，飞行器在前飞同时向左或向右飘移。

该实施例特点是四个旋翼都可以独立倾转，纵向飞行时横列组的两个旋翼都会向前或向后倾转，纵列组左右倾转来控制方向，飞行器不必倾斜机身也可实现飞行和转弯等动作，同时飞行效率较高，飞行机动灵活。

实施例2

如图2（a）所示，本实施例提供的十字结构飞行器，其包括旋翼组A、旋翼组B、旋翼组C、旋翼组D、纵向支撑杆1、横向支撑杆2、舵机3、底板8、轴承9、皮带14。

在具体实施中，纵向支撑杆1，其安装在底板8上；纵向支撑杆1上安装有纵列旋翼组A和旋翼组C；

横向支撑杆2，其安装在底板8上，且与所述纵向支撑杆垂直交叉设置，构成十字结构，所述横向支撑杆安装有横列旋翼组B和旋翼组D。

两个舵机3，分别安装在底板8的上面和下面，安装在上面的舵机3通过皮带驱动纵向支撑杆1倾转，纵向支撑杆1带动纵列旋翼组倾转，安装在下面的舵机通过皮带驱动横向支撑杆2倾转，横向支撑杆2带动横列旋翼组倾转；所述舵机用于当纵向或横向飞行时，控制相应方向支撑杆的旋翼组倾转提供拉力，另一方向支撑杆上的旋翼组不倾转只提供升力保持飞行器的飞行高度和平衡。

如图2（a）所示，所述纵向支撑杆1和横向支撑杆2均为一体式结构，且分别安装在底板的上面和下面；所述纵列旋翼组包括两个旋翼组，对称安装在纵向支撑杆上；所述横列旋翼组包括两个旋翼组，对称安装在横向支撑杆上。

在具体实施中，纵向支撑杆1通过轴承3安装在底板8的上面，横向支撑杆2通过轴承3安装在底板8的下面。

在其他实例中，纵列旋翼组中的旋翼组的数量，本领域技术人员也可根据实际情况来具体设置；横列旋翼组中的旋翼组的数量，本领域技术人员也可根据实际情况来具体设置，此处不再累述。

本实施例的该十字结构飞行器的操控方法为：

本实施例的起飞与实施例1相同，不再复述。向前飞行时横列组旋翼向前倾转，产生拉力拉动飞行器向前飞行并保持左右平衡，此时纵列组旋翼不倾转只提供升力保持飞行器的飞行高度和前后平衡，如果此时纵列组旋翼向左或向右倾转时，飞行器在向前飞行的同时向左或向右漂移，飞行器转弯由横列组两个旋翼的转速差来实现，向右转弯时左边旋翼转速快些，右边旋翼转速慢些，左转弯时相反。

飞行器向左飞时，纵列组旋翼向左倾转，横列组旋翼不倾转只提供升力保持左右方向的平衡，转弯时由纵列组的两个旋翼的转速差来实现。

本实施例特点是飞行灵活，飞行器飞行时不需要倾斜机身，结构相对实施例1简单，只需要两个舵机。

实施例3

如图3所示，本实施例由前段纵向支撑杆1-1、后段纵向支撑杆1-2、横向支撑杆2、齿轮7、底板8、轴承9、前机翼10、后机翼11、垂直尾翼12、摇杆15和斜连杆16构成。

具体地，横向支撑杆和纵向支撑杆均通过轴承装在底板8的上面。所述前段纵向支撑杆伸过与横向支撑杆的交叉点，且端部装有齿轮，与后段纵向支撑杆的齿轮咬合，以实现转动其中一段纵向支撑杆带动另一段纵向支撑杆反方向转动。

横列组两端的旋翼组为固定安装，不可独立倾转可以由横向支撑杆带动整体倾转。纵列组的纵向支撑杆分为两段并加长，两段纵向支撑杆的内端通过两个相同的齿轮上下关系连接，可实现操控其中一段转动带动另一段反方向转动，两段纵向支撑杆的外端分别固定安装一个旋翼组，不可独立倾转，由纵向支撑杆带动倾转。

具体的，前机翼10安装在底板8的前部，后机翼11安装底板8的后部，后机翼11上面两边分别设有一个垂直尾翼12；

驱动机构同样由A、C、D、B四个旋翼组分布在前后左右位置，前段纵向支撑杆1-1通过两个轴承安装在底板8的上面，前段纵向支撑杆1-1的内端伸过与横向支撑杆2的交叉点并安装有一个齿轮7，前段纵向支撑杆1-1的外端伸过前机翼后固定安装旋翼组A，后段纵向支撑杆1-2通过两个轴承安装在底板8的上面，后段纵向支撑杆1-2的内端安装有一个与前段纵向支撑杆1-1相同的齿轮并相互咬合，后段纵向支撑杆1-2的外端伸过后机翼后固定安装旋翼组C，横向支撑杆2穿过前段纵向支撑杆1-1与底板8的空隙并通过两个轴承安装在底板8上面，同时横向支撑杆2两端伸出底板8左右两侧并固定安装旋翼组D和旋翼组B。

操控部分由摇杆和连杆构成，其中，纵向支撑杆和横向支撑杆分别由摇杆和连杆来对应操控。在本实施例中，连杆为斜连杆。

摇杆15下端为叉子形结构，通过轴销与前段纵向支撑杆1-1连接，所述斜连杆16下端为叉子形结构，通过轴销与横向支撑杆2连接，斜连杆16上端为滑环结构套入摇杆15上部，并可在摇杆15上滑动即组成操控部分，前推摇杆时，通过斜连杆传动会带动横向支撑杆向前转动同时带动两个横列旋翼组向前倾转，纵列旋翼组不动，左右推摇杆时，会带动前端纵向支撑杆左右转动同时带动前纵列旋翼组左右倾转，斜连杆在摇杆上滑动，横向支撑杆不动。

本实施例的该飞行器的操控方法为：

本实施例起飞时，纵列组和横列组四个旋翼组不倾转，水平向上共同旋转产生升力，拉动飞行器起飞离地。

飞行器前飞时，前推摇杆操控横列组旋翼逐渐向前倾转，飞行器会逐渐向前加速飞行，两个机翼产生的升力逐渐加大。此时飞行器的升力主要由纵列组两个旋翼和前后两个机翼产生，横列组两个旋翼主要产生拉力拉动飞行器前行并产生一定升力，横列组向前倾转角度越大拉力越大飞行器前飞速度越快，在逐渐的倾转时横列组产生的升力逐渐减小，升力主要由纵列组和前后两个机翼提供。最后横列组向前倾转至近90度角度时不再产生升力只产生拉力拉动飞行器前飞，升力完全由前后两个机翼产生保持飞行高度，此时纵列组也逐渐降低转速。

飞行器转弯由操控纵列组旋翼来实现，右推摇杆操控旋翼组A向右倾转，由于齿轮的传动作用会带动旋翼组C向左倾转，飞行器会向右转弯，飞行器的转弯是需要配合横滚动作来完成的，飞行器的横滚，由操控横列组两个旋翼的转速差来实现，横列组左右两个旋翼组倾转角度相同，左侧旋翼组转速增加，同时右侧旋翼组转速减小，飞行器以向右倾斜的姿态向右转弯，向左转弯执行相反操作动作。

飞行器的俯仰由操控纵列组前后两个旋翼来实现，增加旋翼组A的转速，减小旋翼组C的转速，飞行器抬头爬升，反之飞行器低头俯冲。

本实施例是多旋翼飞行器与固定翼飞行器的组合，特点是有了两个机翼，达到了一定速度后纵列组两个旋翼停转，由机翼产生升力横列组产生拉力，在不失灵活性的情况下会延长航时和航程。

实施例4

本实施例与实施例3类似，减少了一个旋翼组，在本实施例中，连杆为T形连杆。本实施例的飞行器由旋翼组A、旋翼组B、旋翼组D、纵向支撑杆1、横向支撑杆2、底板8、轴承9、前机翼10、后机翼11、垂直尾翼12、摇杆15、T形连杆17、涵道18和摆臂19组成，如图4所示。所述涵道18与底板8固定连接，所述前机翼10为两段分别固定安装在涵道左右两边；所述纵向支撑杆1通过两个轴承纵向安装在底板8的上面，所述纵向支撑杆1前端伸入涵道18固定安装有旋翼组A并可在涵道18内倾转；所述后机翼11分为两段分别通过横向支撑杆2及轴承安装在底板8的后部，横向支撑杆2也分为两段，外端分别插入两段后机翼11内部与后机翼固定连接，后机翼可在所述横向支撑杆2的带动下倾转，所述横向支撑杆2内端分别向下弯折90度形成摆臂，所述两个摆臂分别通过关节轴承与T形连杆17的横向两端相连，所述T形连杆的竖向一端与摇杆15的中部通过关节轴承相连，所述摇杆15的下端为叉字形结构，通过轴销与纵向支撑杆1的后端相连；所述旋翼组B和旋翼组D分别为两个并列互为备份关系设置，分别安装在两段后机翼11的前缘，所述垂直尾翼12固定安装旋翼组B和旋翼组D的外侧旋翼组的轴线上。

连接完成后，后拉摇杆可带动两段后机翼11共同向前倾转并带动横列旋翼组向前倾转，纵列旋翼组不倾转，前推摇杆可带动两段后机翼11共同向后倾转并带动横列旋翼组向后倾转，纵列旋翼组不倾转；左右推摇杆可带动纵列旋翼组A左右倾转，同时带动两段后机翼及横列旋翼组分别向相反方向倾转，两段后机翼不仅可以产生升力，操控其向相反方向倾转还起到了舵面的作用。

本实施例的飞行器的操控方法为：

本实施例停在地面时两段后机翼竖直朝上，横列组旋翼面朝上，起飞时纵列组和横列组的三个旋翼组不倾转，水平向上共同旋转产生升力，拉动飞行器起飞离地，在飞行一定高度后逐渐后拉摇杆操控两段后机翼逐渐向前倾转带动横列组旋翼逐渐向前倾转，飞行器逐渐向前加速飞行，向前飞行过程中主机翼升力逐渐加大，此时飞行器的升力由纵列旋翼组A和主机翼以及横列组旋翼D旋翼组B共同产生，横列组向前倾转角度越来越大，产生拉力越来越大飞行器前飞速度越来越快，此时横列组旋翼产生的升力逐渐减小产生拉力逐渐加大，升力主要由纵列旋翼组A和两段后机翼提供，最后横列组旋翼向前倾转接近90度角度时不再产生升力只产生拉力拉动飞行器前飞，飞行器升力完全由两段后机翼产生，此时纵列组旋翼也逐渐降低转速维持一个很小的转速。

飞行器低速飞行时转弯由左右推摇杆操控纵列旋翼组和横列旋翼组共同来实现，左推摇杆时，纵列旋翼组A向左倾转并增加转速，横列旋翼组B向前倾转并增加转速，横列旋翼组D向后倾转并减小转速，三个旋翼组共同拉动飞行器向左转弯，向右转弯时向右推摇杆；高速飞行时同样由三个旋翼组共同拉动实现转弯，同时后机翼会起到舵面的作用使飞行器向转弯方向横滚，使飞行器向转弯方向倾斜完成转弯。

飞行器的俯仰低速时由操控纵列旋翼组A来实现，低速飞行时旋翼组A增加转速飞行器抬头爬升，减小转速飞行器低头俯冲。高速飞行时的俯仰由操控飞行器的两段后机翼的俯角仰角来实现，后机翼上仰角加大时飞行器低头俯冲，后机翼俯角加大时飞行器抬头爬升。

本实施例机构简单轻巧，飞行灵活，同样因为有主机翼而延长航程和航时。

实施例5

本实施例与实施例4类似，由旋翼组A、旋翼组B、旋翼组D、纵向支撑杆1、横向支撑杆2、底板8、轴承9、前机翼10、后机翼11、垂直尾翼12、摇杆15、摆臂19、缆绳20、滑轮21和拉簧22组成，如图5所示。

所述前机翼10固定安装在底板8前部，纵向支撑杆1后部通过两个轴承安装在底板8上，纵向支撑杆1前端向前延伸过前机翼10固定安装旋翼组A，旋翼组A可以在纵向支撑杆1的带动下自由倾转；所述后机翼11分为两段分别通过横向支撑杆2及轴承安装在底板8的后部，所述横向支撑杆2也分为两段，外端分别插入两段后机翼11内部与后机翼固定连接，后机翼11可在所述横向支撑杆2的带动下倾转，所述横向支撑杆2内端分别向上弯折90度形成摆臂19，所述两个摆臂19分别连接一根拉簧22，所述拉簧22的另一端与底板连接；所述摇杆15的下端为叉子形结构，通过轴销与纵向支撑杆1的后端连接，所述缆绳20的中间与摇杆固定连接，两端分别绕过滑轮21与所述两个摆臂19连接；所述旋翼组B和旋翼组D分别为两个并列互为备份关系设置，分别安装在两段后机翼11的前缘，所述垂直尾翼12固定安装旋翼组B和旋翼组D的外侧旋翼组的轴线上。

连接完成后，前推摇杆可带动两段后机翼11共同向前倾转并带动横列旋翼组向前倾转，纵列旋翼组不倾转，后拉摇杆可带动两段后机翼11共同向后倾转并带动横列旋翼组向后倾转，纵列旋翼组不倾转；左右推摇杆可带动纵列旋翼组A左右倾转，同时带动两段后机翼及横列旋翼组分别向相反方向倾转，起到了舵面的作用。

本实施例的飞行器的操控方法为：

本实施例垂直起飞时的操控方法与实施例4相同，不同的是本实施例前飞时向前推摇杆，其它不再累述。本实施例机构简单轻巧，飞行灵活，同样因为有主机翼而延长航程和航时。

实施例6

本实施例与实施例5相似。由旋翼组A、旋翼组B、旋翼组D、纵向支撑杆1、横向支撑杆2、底板8、轴承9、前机翼10、后机翼11、垂直尾翼12、摇杆15、摆臂19、连杆23、滑动铰接件24和操控横轴25组成，如图6所示。

所述前机翼10固定安装在底板8前部，纵向支撑杆1后部通过两个轴承安装在底板8上，纵向支撑杆1前端向前延伸过前机翼10固定安装旋翼组A，旋翼组A可以在纵向支撑杆1的带动下自由倾转；所述纵向支撑杆后端两侧削平，插入滑动铰接器24的纵向缝隙，并可在纵向缝隙内滑动，可由缝隙带动下左右旋转，滑动铰接器24的上部固定连接摇杆15，滑动铰接器24的后部开有横向缝隙通过轴销与操控横轴25相连，操控横轴25通过两个轴承固定在底板8上，滑动铰接器24可绕轴销左右倾转，可绕操控横轴25前后倾转，所述操控横轴25两端固定连接有摆臂19；所述横向支撑杆2通过两个轴承安装在底板8的后部，所述后机翼11分为两段，横向支撑杆2两端分别插入后机翼11的内部并固定连接，后机翼11可在横向支撑杆2的带动下倾转，所述横向支撑杆2的中部固定安装有两个摆臂19与操控横轴25两端的两个摆臂分别通过连杆23连接；所述旋翼组B和旋翼组D分别为两个前后对转互为备份关系设置，分别安装在两段后机翼11的中部，所述垂直尾翼12固定安装旋翼组B和旋翼组D的轴线上即形成本实施例。

连接完成后，前推摇杆可带动两段后机翼11共同向前倾转并带动横列旋翼组向前倾转，纵列旋翼组不倾转，后拉摇杆可带动两段后机翼11共同向后倾转并带动横列旋翼组向后倾转，纵列旋翼组不倾转；左右推摇杆可带动纵列旋翼组左右倾转，两段后机翼及横列旋翼组不倾转。

本实施例垂直起飞和前飞时的操控方法与实施例5相同，不同的是转弯控制，本实施例转弯时由纵列旋翼组左右倾转和左右两侧的横列旋翼组的转速差来实现。向左转弯时左推摇杆，带动纵列旋翼组向左倾转同时增加转速，同时横列旋翼组的左侧旋翼组减小转速，右侧旋翼组增加转速，增加和减小的幅度相同，飞行器以向左倾斜的姿态向左转弯，右转弯操控方式相反。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (14)

1.一种十字结构飞行器，其特征在于，包括：

底板；

纵向支撑杆，其安装在底板上；纵向支撑杆上安装有纵列旋翼组；

横向支撑杆，其安装在底板上，且与所述纵向支撑杆垂直交叉设置，构成十字结构；所述横向支撑杆安装有横列旋翼组；

两个舵机，其中一个舵机用于驱动纵列旋翼组同时运行，另一舵机用于驱动横列旋翼组同时运行；所述舵机用于当纵向或横向飞行时，控制相应方向支撑杆的旋翼组倾转，另一方向支撑杆上的旋翼组不倾转只提供升力保持飞行器的平衡；

所述横向支撑杆为一体式结构，所述纵向支撑杆由分体式两段倾转轴构成，所述横向支撑杆和纵向支撑杆均安装在底板的上面；

所述纵向支撑杆的一段倾转轴伸过与横向支撑杆的交叉点，且通过倾转轴端部的齿轮连接，以实现操控其中一段倾转轴转动带动另一段倾转轴反方向转动；

所述纵向支撑杆和横向支撑杆分别由摇杆和斜连杆来对应操控，所述摇杆下端为叉子形结构，通过轴销与前段纵向支撑杆连接，所述斜连杆下端为叉子形结构，通过轴销与横向支撑杆连接，斜连杆上端为滑环结构套入摇杆上部，并可在摇杆上滑动即组成操控部分，前推摇杆时，通过斜连杆传动会带动横向支撑杆向前转动同时带动两个横列旋翼组向前倾转，纵列旋翼组不动，左右推摇杆时，会带动前端纵向支撑杆左右转动同时带动前纵列旋翼组左右倾转，斜连杆在摇杆上滑动，横向支撑杆不动。

2.如权利要求1所述的十字结构飞行器，其特征在于，所述底板的前后两端还分别设置有一机翼，分别为前机翼和后机翼。

3.如权利要求2所述的十字结构飞行器，其特征在于，所述底板与涵道固定连接，所述前机翼为两段分别固定安装在涵道左右两边；所述纵向支撑杆为一段设有一个旋翼组，通过两个轴承纵向安装在底板的上面，所述纵向支撑杆前端伸入涵道，且固定安装有纵列旋翼组并可在涵道内倾转；所述后机翼分为两段分别通过横向支撑杆及轴承安装在底板的后部，横向支撑杆也分为两段，外端分别插入两段后机翼内部与后机翼固定连接，后机翼可在所述横向支撑杆的带动下倾转。

4.如权利要求3所述的十字结构飞行器，其特征在于，所述横向支撑杆内端分别向下弯折90度形成摆臂，所述两个摆臂分别通过关节轴承与T形连杆的横向两端相连，所述T形连杆的竖向一端与摇杆的中部通过关节轴承相连，所述摇杆的下端为叉字形结构，通过轴销与纵向支撑杆的后端相连。

5.如权利要求3或4所述的十字结构飞行器，其特征在于，所述横列旋翼组并列设置互为备份，且分别通过后机翼与横向支撑杆连接，横列旋翼组安装在两段后机翼的前缘，横列旋翼组的外侧旋翼组的轴线上还固定安装有垂直尾翼。

6.如权利要求2所述的十字结构飞行器，其特征在于，所述前机翼固定安装在底板前部，纵向支撑杆后部通过两个轴承安装在底板上，纵向支撑杆前端向前延伸过前机翼固定安装纵列旋翼组，纵列旋翼组可在纵向支撑杆的带动下自由倾转；所述后机翼分为两段，分别通过横向支撑杆及轴承安装在底板的后部，所述横向支撑杆也分为两段，外端分别插入两段后机翼内部与后机翼固定连接，后机翼可在所述横向支撑杆的带动下倾转。

7.如权利要求6所述的十字结构飞行器，其特征在于，所述横列旋翼组并列设置互为备份，且分别通过后机翼与横向支撑杆连接，横列旋翼组安装在两段后机翼的前缘，横列旋翼组的外侧旋翼组的轴线上还固定安装有垂直尾翼。

8.如权利要求2所述的十字结构飞行器，其特征在于，所述前机翼固定安装在底板前部，纵向支撑杆后部通过两个轴承安装在底板上，纵向支撑杆前端向前延伸过前机翼固定安装纵向旋翼组，纵向旋翼组可在纵向支撑杆的带动下自由倾转；所述纵向支撑杆后端两侧削平，插入滑动铰接器的纵向缝隙，并可在纵向缝隙内竖向滑动，由缝隙带动左右旋转，滑动铰接器的上部固定连接摇杆，滑动铰接器的后部开有横向缝隙通过轴销与操控横轴相连，操控横轴通过两个轴承固定在底板上，滑动铰接器可绕轴销左右倾转，可绕操控横轴前后倾转，所述操控横轴两端固定连接有摆臂。

9.如权利要求8所述的十字结构飞行器，其特征在于，所述横向支撑杆通过两个轴承安装在底板的后部，所述后机翼分为两段，横向支撑杆两端分别插入后机翼的内部并固定连接，后机翼可在横向支撑杆的带动下倾转，所述横向支撑杆的中部固定安装有两个摆臂与操控横轴两端的两个摆臂分别通过连杆连接。

10.如权利要求8或9所述的十字结构飞行器，其特征在于，所述横列旋翼组两个前后对转互为备份关系设置，分别安装在两段后机翼的中部，横列旋翼组的轴线上还固定安装有垂直尾翼。

11.一种如权利要求1-10中任一项所述的十字结构飞行器的控制方法，其特征在于，包括：

驱动控制纵列旋翼组同时运行，驱动控制横列旋翼组同时运行；

当纵向或横向飞行时，控制相应方向支撑杆的旋翼组倾转，另一方向支撑杆上的旋翼组不倾转只提供升力保持飞行器的平衡。

12.如权利要求11所述的十字结构飞行器的控制方法，其特征在于，所述的十字结构飞行器的控制方法，还包括共同操控纵列旋翼组和横列旋翼组来实现飞行器的转弯：

在低速飞行时，纵列旋翼组向左倾转并增加转速，一横列旋翼组向前倾转并增加转速，另一横列旋翼组向后倾转并减小转速，三个旋翼组共同拉动飞行器向设定方向转弯；高速飞行时同样由三个旋翼组共同拉动实现转弯，同时后机翼会起到舵面的作用使飞行器向转弯方向横滚，使飞行器向转弯方向倾斜完成转弯。

13.如权利要求11所述的十字结构飞行器的控制方法，其特征在于，所述的十字结构飞行器的控制方法，还包括：

前推摇杆带动两段后机翼共同向前倾转并带动横列旋翼组向前倾转，纵列旋翼组不倾转，后拉摇杆可带动两段后机翼共同向后倾转并带动横列旋翼组向后倾转，纵列旋翼组不倾转；左右推摇杆可带动纵列旋翼组左右倾转，同时带动两段后机翼及横列旋翼组分别向相反方向倾转用。

14.如权利要求11所述的十字结构飞行器的控制方法，其特征在于，所述的十字结构飞行器的控制方法，还包括转弯时由纵列旋翼组左右倾转和左右两侧的横列旋翼组的拉力差来实现：

向左转弯时左推摇杆，带动纵列旋翼组向左倾转同时增加转速，同时横列旋翼组的左侧旋翼组减小转速，右侧旋翼组增加转速，增加和减小的幅度相同，飞行器以向左倾斜的姿态向左转弯，右转弯操控方式相反。