CN114715393A - 一种复合翼无人机 - Google Patents

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CN114715393A CN202210643346.8A CN202210643346A CN114715393A CN 114715393 A CN114715393 A CN 114715393A CN 202210643346 A CN202210643346 A CN 202210643346A CN 114715393 A CN114715393 A CN 114715393A
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王伟
张海林
宋积镇
李鹏波
王越
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Xining Land Survey And Planning Research Institute Co ltd
Chengdu Rainpoo Technology Co ltd
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Xining Land Survey And Planning Research Institute Co ltd
Chengdu Rainpoo Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种复合翼无人机,包括机身、机翼、尾翼、平飞动力单元、多旋翼动力单元,所述机翼为由无人机左侧延伸至右侧的整体式结构,所述机身通过第一旋转部可转动安装在机翼下方;通过第一旋转部,机身可旋转至平行于机翼的翼展方向;所述多旋翼动力单元包括多个垂直动力螺旋桨,各垂直动力螺旋桨均匹配有驱动电机以及支架;垂直动力螺旋桨通过驱动电机安装于支架一端的下侧,支架另一端可转动安装在机翼下方;通过支架相对于机翼转动,垂直动力螺旋桨可转动至机翼正下方;所述尾翼包括设置在机身后端下方的垂直尾翼。采用本方案提出的无人机结构设计,不仅可实现无人机折叠收纳以便于运输和存放,同时可有效降低无人机折叠后的高度。

Description

一种复合翼无人机
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域,特别是涉及一种复合翼无人机。
背景技术
固定翼垂直起降无人机因兼顾固定翼无人机的高速飞行能力、持久飞行能力和多旋翼无人机的垂直起降能力,被广泛使用于各个领域。在固定翼垂直起降无人机的结构设计上,以包括单独的垂直起降动力单元和平飞动力单元的复合翼无人机为例,由于其不仅包含了固定翼无人机的大型机翼,还包括整套多旋翼无人机的动力单元、固定翼无人机的动力单元,故该类无人机通常整体机身较大,零件较多。为便于运输,平时使用时需要将无人机整体拆成若干个零件,运输到目的地后再拼装好使用,故在使用上相对麻烦。因此,针对该问题,设计出一种便于运输的固定翼垂直起降无人机是很有必要的。
现有专利申请文件中,如申请号为:CN202021843283.3,发明创造名称为一种可快速拆装和折叠的固定翼无人机的技术方案,提供了一种机身和机翼相对可拆卸、尾翼与机身相对可拆卸、多旋翼动力单元在机翼上可折叠的技术方案;申请号为:CN202121018303.8,发明创造名称为一种可垂直起降的折叠固定翼无人机的技术方案,提供了一种转变螺旋桨相对于机身的姿态,可获得固定翼飞行姿态、多旋翼飞行姿态以分别适应垂直起降飞行、长续航飞行的技术方案,同时为一种机翼相对于机身可折叠,具有方便携带和运输的技术方案。
对现有可折叠的无人机进行进一步优化,对无人机结构设计的发展具有促进意义。
发明内容
针对上述提出的对现有可折叠的无人机进行进一步优化,对无人机结构设计的发展具有促进意义的技术问题,本发明提供了一种复合翼无人机。采用本方案提出的无人机结构设计,不仅可实现无人机折叠收纳以便于运输和存放,同时可有效降低无人机折叠后的高度。
针对上述问题,本发明提供的一种复合翼无人机及加工方法通过以下技术要点来解决问题:一种复合翼无人机,包括机身、机翼、尾翼、用于实现固定翼飞行的平飞动力单元、用于实现多旋翼飞行的多旋翼动力单元,所述机翼为由无人机左侧延伸至右侧的整体式结构,所述机身通过第一旋转部可转动安装在机翼下方;
通过第一旋转部,机身可旋转至平行于机翼的翼展方向;
所述多旋翼动力单元包括多个垂直动力螺旋桨,各垂直动力螺旋桨均匹配有驱动电机以及支架;
垂直动力螺旋桨通过驱动电机安装于支架一端的下侧,支架另一端可转动安装在机翼下方;
通过支架相对于机翼转动,垂直动力螺旋桨可转动至机翼正下方;
所述尾翼包括设置在机身后端下方的垂直尾翼。
本方案针对现有整体机身较大,零件较多的无人机形式,提供了一种通过改变结构布局以及连接方式,以适应无人机运输和存放过程中折叠后无人机高度需求的技术方案。
具体的,现有复合翼无人机中,由于其机体结构中包括平飞动力单元以及多旋翼动力单元,故此种形式的无人机一般结构较为复杂,同时为满足无人机挂载需求、方便无人机起降,一般在机身上设置有起落架,为简化结构、方便无人机控制,包括起落架以固定姿态固定于机身上的运用,在该运用下,所述起落架为机身下方外凸的部分。
本方案针对如上所述的现有无人机结构特点,提供一种通过限定机身与机翼连接方式、限定垂直动力螺旋桨在机翼上的连接方式、限定垂直尾翼在机身上的连接方式,可使得无人机在被折叠收纳后,整体能够形成沿着机翼翼展方向的条形结构同时可合理利用机翼下方空间的具体方案。
更为具体的,本方案中,通过设置为机翼为整体式结构,针对机翼,无论是在无人机收纳或使用状态下,机翼均为展开的形态,相对于如采用设置为分体式机翼分别设置在机身的左侧和右侧,针对收纳需要,并不需要复杂的结构以维持如通过折叠的方式收纳和展开、通过插接的方式收纳和展开,一体式机翼由于其本身形状和结果稳定,还具有便于通过第一旋转部实现其与机身连接的特点;进一步限定为机身可旋转至平行于机翼的翼展方向,旨在使得机身在存放或运输状态下具有与机翼平行的姿态,适应于狭长的存放空间;具体多旋翼动力单元以及垂直尾翼的设置形式,旨在使得多旋翼动力单元以及垂直尾翼在存放或运输状态下具有与机翼平行的姿态,适应于狭长的存放空间;同时在高度方向上,由于机身与起落架必然会增加折叠后无人机的高度,故在必然高度下,利用机身下方空间容纳多旋翼动力单元及垂直尾翼,以达到降低折叠后无人机高度的目的;同时,相较于现有技术中常见的采用插接可拆卸形式解决运输时无人机的体积问题,采用旋转部作为无人机形状调节部件,由于现有插接锁定结构相对于旋转锁定结构体积相对复杂且操作繁琐,故本方案在解决无人机不便运输和存放的同时,还具有易于操作、使用方便的特点。
更为具体的,在具体实施时,优选通过第一旋转部将机身连接在机翼长度方向的中部且具体连接点处于机翼宽度方向的中部,相应支架在机翼上的连接点位于第一旋转部设置点的前侧和/或后侧,这样,可获得如:折叠后机身、机翼、支架相平行的状态以尽可能获得折叠后的狭长结构形式;根据具体机翼以及机身设置方式,可设置为折叠后的无人机为机翼实现对机身、多旋翼动力单元全面覆盖。在具体实施时,优选设置为第一旋转部与机翼之间的转动轴、支架与机翼之间的转动轴轴线均垂直于机翼的翼展(长度)方向。
同时作为本领技术人员,为保持无人机飞行式零部件之间的相对姿态、角度或位置,可采用特定形式的旋转部件本身达到以上姿态、角度或位置约束的目的;采用旋转部件以外的单独约束部件达到姿态、角度或位置约束的目的。
更进一步的技术方案为:
为进一步减小无人机在折叠后所占用的空间体积,同时适应以上以狭长为折叠目的的具体实现方式,设置为:所述平飞动力单元包括桨叶可折叠至平行于机身长度方向的水平动力螺旋桨;
各垂直动力螺旋桨均配置有单独的支架,所述支架为直杆状结构,所述垂直动力螺旋桨上的桨叶可折叠为与支架的长度方向平行。作为本领域技术人员,相应的桨叶可折叠至平行于机身长度方向的水平动力螺旋桨、桨叶可折叠为与支架的长度方向平行的垂直动力螺旋桨采用现有技术即可:现有技术中,使用状态下的螺旋桨桨叶相对于转动轴呈发散状态,仅需要采用桨叶相对于转动轴连接座可转动连接,同时转动为特定长度方向即可匹配机身的长度方向、支架的长度方向。
作为一种具体的机身与机翼连接形式,设置为:所述第一旋转部为:包括转轴及转动套,所述转轴嵌入转动套中,转轴可相对于转动套绕转轴轴线转动;
所述转轴为空心轴,转轴的内侧安装有安装座,还包括安装于安装座上的平键;
所述转轴侧壁上设置有通孔,所述转动套内壁上设置有键槽,在转轴的径向方向上,所述平键相对于安装座的伸出长度可调:所述平键可伸出至局部位于所述通孔中且前端伸入所述键槽中;所述平键可回退至由所述键槽中脱离;
所述转轴的下端与机身固定连接,所述转动套固定于机翼的底侧,转轴的上端嵌入转动套中。本方案中,所述转轴与转动套为第一旋转部上可相对转动以实现机身与机翼相对转动的零件,所述平键作为转轴与转动套相对转动相互锁止的零件,所述安装座作为承载所述平键,同时通过平键相对于安装座伸缩,实现平键与转轴、转动套配合配合状态改变的零件。以上方案为针对无人机设计时需要考虑的自身重量、体积、外形对无人机续航的影响提出的具体结构形式或连接方式,通过设置为利用转轴为安装座提供安装空间,可有效避免如安装座导致无人机风阻增加、在机身、机翼等上匹配安装座安装给无人机机身、机翼设计带来的影响。在具体运用时,当平键穿过转轴嵌入转动套上的键槽后,即获得转轴转动锁止状态;当平键回退至由键槽中脱出后,转轴即可相对于转动套转动以适应机身相对于机翼角度或姿态调节;针对如如上第一旋转部在机翼的长度方向和宽度方向均居中安装的运用,将安装座设置在转轴内还便于无人机飞行姿态下的重心布局。针对平键相对于安装座伸出和回退,可在安装座内设置如以电能作为驱动能源的驱动部件,也可在安装座内设置联动部件,通过来自安装座外部的外力(如对联动部件通过操作工具进行推、拉)迫使平键回退或外伸。同时作为本领域技术人员,所述平键与转轴上的通孔可保持长期的配合关系,针对转动套上的键槽,以上键槽的数量及位置可设置为键槽仅用于无人机飞行姿态下的锁止约束:在无人机处理折叠状态下,可采用具体容纳腔的收纳盒进行存放和姿态约束,此情况下,转轴与转动套可相对转动可使得相应零件可相对活动以方便无人机在容纳腔中的收纳、通过受力缓冲以达到防损目的。
为提升无人机飞行姿态下机身与机翼相对位置或角度的稳定性,在安装座内部结构简单、安装座本身重量较轻的前提下,利用两个平键实现转轴与转动套防转动约束,同时利于无人机飞行姿态下重心配置的技术方案,设置为:所述平键的数量为两个,相对于安装座,两个平键由安装座的一对相对端伸出;
与两个平键配套的:所述转轴上设置有两个呈正对设置的通孔,所述转动套上设置有两个呈正对设置的键槽;
所述安装座内还设置用于调节平键相对于安装座伸出状态的推力组件;所述推力组件包括两块夹持在安装座内侧、均可沿着转轴径向方向滑动、相互平行的两块推板,两块推板之间夹持有弹簧;
其中一个平键的端部作用在其中一块推板的外表面上,另一个平键的端部作用在另一块推板的外表面上,各平键相对于安装座伸出或回退时的运动方向均沿着两块推板的间距方向。作为本领域技术人员,以上配置为两个呈正对设置的通孔、两个呈正对设置的键槽用于与两个平键配套即为:两个通孔与两个键槽形成两个工作组,各工作组分别服务于一个平键。更为具体的,本方案提供了一种内部包括推力组件的安装座,推力组件具体结构中,可通过安装座的内壁约束两推板在安装座内部的滑动轨迹,且满足:所述滑动轨迹与平键的运动方向一致,推板之间的弹簧通过改变弹性压缩量适应平键的伸出和回退,具体推力组件具有结构简单、重量轻以及故障率低的特点。在具体实施时,如以下设置为平键具有局部暴露在相应间隙中的运用的方案,并不需要直接对推板或弹簧施加作用力实现平键相对于安装座状态调节,故可将安装座设置为具有通孔、其他部分封闭的壳体;针对如转轴至少有一端开口的运用,可将安装座朝向所述开口的一端设置为敞口的形式,通过该敞口且采用操作工具,利用所述敞口作为操作窗口为推板提供作用力以改变平键相对于安装座的伸出状态。本领域技术人员可根据第一旋转部具体设置方式进行合理选择,以下平键局部暴露在所述间隙、平键的端部具有导向坡面的方案,仅为操作效率较高、操作非常方便、可将安装座设置为封闭的壳体结构以利于推力组件可靠性、且不需要其他辅助操作工具的技术方案。在具体实施时,在转动套对平键施加的约束间接作用到弹簧上的运用,优选设置为推力组件中弹簧始终处于压缩状态,这样,可理解为键槽与通孔对位后,平键可自动弹出以实现锁止目的。在平键与推板的连接方式上,考虑到无人机飞行时存在振动的工况,优选设置为平键与相应推板均焊接连接:在安装座端部未封装之前,平键由通孔嵌入安装座后,由安装座的端部实现相应焊接;同时安装座部分的配合方式满足:平键回退至安装座中后,转轴的内径满足可将包括安装座、平键的装配体嵌入到转轴内部;为提升安装座部分的结构紧凑性,可利用安装座的侧壁约束平键实现平键运动轨迹约束或防摆动约束,考虑到加工精度,亦可采用专用的导向件实现推板运动轨迹导向,如在安装座内安装平行于平键高度的导向杆,以上导向杆对穿推板且与推板上的导向孔间隙配合。
作为一种调节转轴与转动套配合状态非常便捷的技术方案,设置为:机翼与机身之间具有间隙,所述平键局部暴露在所述间隙中;
所述平键用于嵌入键槽的一端还设置有导向坡面,所述导向坡面的尺寸及形式满足:在平键嵌入键槽动作完成后,导向坡面全部进入到键槽内;在键槽的槽口与导向坡面产生正压力时,所述正压力可产生迫使平键向安装座中回退的分力。本方案中,在平键嵌入键槽动作完成后,由于导向坡面全部进入到键槽内,这样,在平键受剪时,导向坡面并不能发挥产生分力而导致平键由键槽中脱离的作用;在需要直接挤压平键迫使平键回退而移除平键对转轴相对于转动套转动的锁止状态时,如通过所述间隙使用者采用手指操作,由于手指皮肤具有一定的弹性,故并不能保证挤压到终点位置时平键完全由键槽中退出,此时即可利用导向坡面发挥的作用,在施加迫使机身与机翼相对转动的力时,利用键槽的槽口与导向坡面产生正压力的分力,迫使平键向安装座中回退以移除平键的锁止作用。故本方案为一种操作非常便捷的关联第一旋转部的设计以及安装方案。
如上所述,由于机身与机翼的连接方式为可转动连接,而单纯的转动套与转轴配合能够实现转动连接配置目的但不能实现锁止目的,现有技术中,为达到锁止目的,可采用的方式包括但不局限于如采用抱箍、锁定销等,现有技术中实现方式虽多,以抱箍为例,为本身尺寸及重量较大,以锁定销为例,考虑到飞行过程中的振动需要为锁定销配置锁定销防脱件,这样也会较大的增加无人机的重量,作为一种不仅可实现转动套与转轴防转动锁定,同时可通过是否能够装配锁定螺钉,实现机身、机翼之间夹角(一般为90°)精确控制,通过自身上的连接螺纹即可在一定程度上实现防脱的技术方案,设置为:所述转动套的内侧以及转轴的外侧上还设置有骑缝螺钉孔;
当所述平键嵌入所述键槽后,转动套与转轴各自上的骑缝螺钉孔围成规整的内螺纹螺钉孔,所述内螺纹螺钉孔的孔口朝向机翼的顶面。本方案中,考虑到平键方便嵌入键槽,优选设置为平键与键槽之间具有一定的配合间隙,在使用过程中亦会发生一定程度的磨损,故单纯采用平键实现机身与机翼防转,存在机身相对于机翼角度约束可靠性或精准性不高的问题,区别于如上提出的抱箍或锁定销,采用骑缝螺钉孔作为锁定螺钉的安装孔:作为本领域技术人员,骑缝螺钉孔即为在螺钉孔的周向方向上,其中的一部分螺钉孔位于转动套上,另一部分螺钉孔位于转轴上,随着转动套与转轴的相对转动,组成骑缝螺钉孔的两部分通过随转会错开或对中,错开状态下锁定螺钉并不能完成连接;对中状态下围成规整的内螺纹螺钉孔适应锁定螺钉连接,这样,当平键嵌入键槽后,使用者通过微调机身相对于机翼的角度,当完成锁定螺钉连接后,即可利用相应螺纹的弹性变形实现锁定螺钉防脱;锁定螺钉本身可作为受剪件实现转轴相对于转动套防转锁止;区别于如为锁定螺钉配置位于转轴、转动套侧壁的螺钉孔,利用摩擦力实现防转锁止的方式,本方案由于锁定螺钉通过受剪直接参与锁止,故具有更高的可靠性。
作为多旋翼动力单元的具体实现方式,设置为:所述多旋翼动力单元包括多旋翼飞行姿态下位于机翼前方的螺旋桨单元以及位于机翼后方的螺旋桨单元;
位于机翼前方的螺旋桨单元为:支架通过第二旋转部与机翼转动连接,在无人机处于多旋翼飞行姿态下,第二旋转部所在端的支架的上表面与机翼的下表面相贴;
位于机翼后方的螺旋桨单元为:支架通过第三旋转部与机翼转动连接,在无人机处于多旋翼飞行姿态下,第三旋转部所在端的支架的上表面与机翼的下表面相贴;
所述第二旋转部以及第三旋转部两者均包括转轴及转动套,在各者上:所述转轴嵌入转动套中,转轴可相对于转动套绕转轴轴线转动;
所述转轴为空心轴,转轴的内侧安装有安装座,还包括安装于安装座上的平键;
所述转轴侧壁上设置有通孔,所述转动套内壁上设置有键槽,在转轴的径向方向上,所述平键相对于安装座的伸出长度可调:所述平键可伸出至局部位于所述通孔中且前端伸入所述键槽中;所述平键可回退至由所述键槽中脱离;
所述转轴的下端与支架固定连接,所述转动套固定于机翼的底侧,转轴的上端嵌入转动套中。本方案中,同样采用如上所述的包括转动套、安装座、转轴以及平键的旋转部实现多旋翼动力单元在机翼上安装,更为具体的,提供了一种稳定性好的螺旋桨单元布局。与以上等同的,采用本技术方案,第二旋转部、第三旋转部结构简单,相对于支架、机翼的外露部件可仅为转动套和/或转轴,有利于无人机的风阻设计以及减重设计。通过设置为在无人机处于多旋翼飞行姿态下,第二旋转部所在端的支架、第三旋转部所在端的支架上表面与机翼的下表面相贴,旨在实现:针对各支架以及安装在其上的垂直动力螺旋桨,由于支架为一根悬臂梁,在垂直动力螺旋桨工作时,可利用垂直动力螺旋桨所产生升力使得支架与机翼之间产生正压力,以上正压力产生的摩擦力可提升支架角度的稳定性,在无人机飞行时,一般情况下,相比于机身相对于机翼,支架与机翼之间的偏转力更小,故针对第二旋转部、第三旋转部的具体结构设计,与第一旋转部相区别的,可仅利用骑缝螺钉孔中的锁定螺钉实现支架相对于机翼锁定,这样,不仅可使得支架折叠更为便捷,同时可提升无人机整体的结构紧凑性。同时作为本领域技术人员,位于机翼前方的螺旋桨单元即为通过相应支架,将相应垂直动力螺旋桨布局到机翼前方的螺旋桨单元;位于机翼后方的螺旋桨单元即为通过相应支架,将相应垂直动力螺旋桨布局到机翼后方的螺旋桨单元。在第二旋转部、第三旋转部上,各零部件之间的配合关系以及工作原理与第一旋转部上相应零件的相同。同时作为本领域技术人员,以上第二旋转部、第三旋转部各自的数量均优选设置为偶数个。
考虑到单个零件的重心位置以方便如相对于沿着机翼长度方向的中心线,设置为在机翼单侧,第二旋转部对称布置、第三旋转部对称布置;同时作为一种第二旋转部、第三旋转部减重设计的技术方案,更进一步的,设置为:各者上平键的数量均为两个,相对于安装座,两个平键由安装座的一对相对端伸出;
与两个平键配套的:所述转轴上设置有两个呈正对设置的通孔,所述转动套上设置有两个呈正对设置的键槽;
所述安装座内还设置用于调节平键相对于安装座伸出状态的推力组件;所述推力组件包括两块夹持在安装座内侧、均可沿着转轴径向方向滑动、相互平行的两块推板,两块推板之间夹持有弹簧;
其中一个平键的端部作用在其中一块推板的外表面上,另一个平键的端部作用在另一块推板的外表面上,各平键相对于安装座伸出或回退时的运动方向均沿着两块推板的间距方向。与以上相同的,所述安装座作为平键的承载体同时作为平键伸出状态控制部件或为实现所述伸出状态控制提供结构基础,与以上等同的,本方便不仅便于配置相应旋转部重心位置,同时对无人机风阻以及重量影响小。
与以上第一旋转部上导向坡面相区别的,为使得第二旋转部、第三旋转部上的导向坡面在平键完全嵌入键槽后,并不需要如采用手指压入平键的方式,采用直接转动支架的方式即可驱动平键由键槽中退出,以适应以上提出的支架顶面与机翼底面相贴的装配方式,设置为:所述平键用于嵌入键槽的一端还设置有导向坡面,所述导向坡面的尺寸及形式满足:在平键嵌入键槽动作完成后,导向坡面局部进入到键槽内;在键槽的槽口与导向坡面产生正压力时,所述正压力可产生迫使平键向安装座中回退的分力。作为本领域技术人员,关于第一旋转部上平键的导向坡面,第二旋转部以及第三旋转部上的导向坡面,如在键槽槽深一定的情况下,仅需要设置为第一旋转部上平键的导向坡面在平键长度方向上的覆盖尺寸小于第二旋转部以及第三旋转部上的导向坡在平键长度方向上的覆盖尺寸,这样,在第一旋转部上,当平键完全嵌入键槽后,导向坡面并不与键槽的侧面直接接触;在第二旋转部以及第三旋转部上,当平键完全嵌入键槽后,利用所述导向坡面与键槽的侧面相接触实现转轴相对于转动套防转即可。
作为一种结构简单、操作方便且重量轻的转轴防转方案,设置为:所述转动套的内侧以及转轴的外侧上还设置有骑缝螺钉孔;
当所述平键嵌入所述键槽后,转动套与转轴各自上的骑缝螺钉孔围成规整的内螺纹螺钉孔,所述内螺纹螺钉孔的孔口朝向机翼的顶面。本方案中,采用骑缝螺钉孔与锁定螺钉实现转轴防转的设计构思与以上第一旋转部结构设计构思相同。在具体实施时,针对以上提出的第一旋转部、第二旋转部以及第三旋转部,由于锁定螺钉的嵌入过程为推挤转轴、转动套的过程,优选的,设置为各自上的骑缝螺钉孔均为两个,且在具体使用时,各自上的骑缝螺钉孔对称布置,这样,有利于提升转轴与转动套的同轴度以避免水平动力螺旋桨、垂直动力螺旋桨在无人机上位置发生偏离。在具体安装时,针对任意旋转部,当嵌入第一个锁定螺钉后,在该锁定螺钉未完全旋合到位的情况下完成另一个锁定螺钉在骑缝螺钉孔上的初配合,最后再同步拧入以使得安装终了转轴与转动套同轴。
本发明具有以下有益效果:
本方案针对现有无人机结构特点,提供一种通过限定机身与机翼连接方式、限定垂直动力螺旋桨在机翼上的连接方式、限定垂直尾翼在机身上的连接方式,可使得无人机在被折叠收纳后,整体能够形成沿着机翼翼展方向的条形结构同时可合理利用机翼下方空间的具体方案。
更为具体的,本方案中,通过设置为机翼为整体式结构,针对机翼,无论是在无人机收纳或使用状态下,机翼均为展开的形态,相对于如采用设置为分体式机翼分别设置在机身的左侧和右侧,针对收纳需要,并不需要复杂的结构以维持如通过折叠的方式收纳和展开、通过插接的方式收纳和展开,一体式机翼由于其本身形状和结果稳定,还具有便于通过第一旋转部实现其与机身连接的特点;进一步限定为机身可旋转至平行于机翼的翼展方向,旨在使得机身在存放或运输状态下具有与机翼平行的姿态,适应于狭长的存放空间;具体多旋翼动力单元以及垂直尾翼的设置形式,旨在使得多旋翼动力单元以及垂直尾翼在存放或运输状态下具有与机翼平行的姿态,适应于狭长的存放空间;同时在高度方向上,由于机身与起落架必然会增加折叠后无人机的高度,故在必然高度下,利用机身下方空间容纳多旋翼动力单元及垂直尾翼,以达到降低折叠后无人机高度的目的;同时,相较于现有技术中常见的采用插接可拆卸形式解决运输时无人机的体积问题,采用旋转部作为无人机形状调节部件,由于现有插接锁定结构相对于旋转锁定结构体积相对复杂且操作繁琐,故本方案在解决无人机不便运输和存放的同时,还具有易于操作、使用方便的特点。
附图说明
图1 为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例的仰视图,该示意图中,无人机处于展开状态;
图2为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例的立体结构示图,该示意图中,无人机处于展开状态,视口位于无人机的下侧侧面;
图3为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例的仰视图,该示意图中,无人机处于折叠状态;
图4为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例的立体结构示图,该示意图中,无人机处于折叠状态,视口位于无人机的下侧侧面;
图5为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例的主视图,该示意图中,无人机处于折叠状态;
图6为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例中,机翼的仰视图,该示意图中用于展示骑缝螺钉孔在转动套上的设置方式;
图7为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例中,机翼的仰视图,该示意图中用于展示键槽在转动套上的设置方式;
图8为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例中,旋转部的剖视图,该旋转部可为第一旋转部、第二旋转部、第三旋转部中的任意一个;
图9为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例的局部结构示意图,用于反映通过第一旋转部实现的机身与机翼的连接关系;
图10为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例中,转轴部分的结构示意图,该示意图中用于展示转轴与平键的配合关系;
图11为本方案所述的一种复合翼无人机一个具体实施例中,平键的结构示意图,该示意图中,视口正对平键的端面。
附图中的附图标记分别为:1、机身,2、机翼,21、第一旋转部,3、水平尾翼,4、垂直尾翼,5、起落架,6、水平动力螺旋桨,7、支架,71、第二旋转部,72、第三旋转部,73、驱动电机,74、垂直动力螺旋桨,8、转动套,9、骑缝螺钉孔,10、键槽,11、转轴,12、平键,13、推板,14、弹簧,15、导向坡面,16、安装座。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,但是本发明不仅限于以下实施例:
实施例1:
如图1至图11所示,一种复合翼无人机,包括机身1、机翼2、尾翼、用于实现固定翼飞行的平飞动力单元、用于实现多旋翼飞行的多旋翼动力单元,所述机翼2为由无人机左侧延伸至右侧的整体式结构,所述机身1通过第一旋转部21可转动安装在机翼2下方;
通过第一旋转部21,机身1可旋转至平行于机翼2的翼展方向;
所述多旋翼动力单元包括多个垂直动力螺旋桨74,各垂直动力螺旋桨74均匹配有驱动电机73以及支架7;
垂直动力螺旋桨74通过驱动电机73安装于支架7一端的下侧,支架7另一端可转动安装在机翼2下方;
通过支架7相对于机翼2转动,垂直动力螺旋桨74可转动至机翼2正下方;
所述尾翼包括设置在机身1后端下方的垂直尾翼4。
本方案针对现有整体机身1较大,零件较多的无人机形式,提供了一种通过改变结构布局以及连接方式,以适应无人机运输和存放过程中折叠后无人机高度需求的技术方案。
具体的,现有复合翼无人机中,由于其机体结构中包括平飞动力单元以及多旋翼动力单元,故此种形式的无人机一般结构较为复杂,同时为满足无人机挂载需求、方便无人机起降,一般在机身1上设置有起落架5,为简化结构、方便无人机控制,包括起落架5以固定姿态固定于机身1上的运用,在该运用下,所述起落架5为机身1下方外凸的部分。
本方案针对如上所述的现有无人机结构特点,提供一种通过限定机身1与机翼2连接方式、限定垂直动力螺旋桨74在机翼2上的连接方式、限定垂直尾翼4在机身1上的连接方式,可使得无人机在被折叠收纳后,整体能够形成沿着机翼2翼展方向的条形结构同时可合理利用机翼2下方空间的具体方案。
更为具体的,本方案中,通过设置为机翼2为整体式结构,针对机翼2,无论是在无人机收纳或使用状态下,机翼2均为展开的形态,相对于如采用设置为分体式机翼2分别设置在机身1的左侧和右侧,针对收纳需要,并不需要复杂的结构以维持如通过折叠的方式收纳和展开、通过插接的方式收纳和展开,一体式机翼2由于其本身形状和结果稳定,还具有便于通过第一旋转部21实现其与机身1连接的特点;进一步限定为机身1可旋转至平行于机翼2的翼展方向,旨在使得机身1在存放或运输状态下具有与机翼2平行的姿态,适应于狭长的存放空间;具体多旋翼动力单元以及垂直尾翼4的设置形式,旨在使得多旋翼动力单元以及垂直尾翼4在存放或运输状态下具有与机翼2平行的姿态,适应于狭长的存放空间;同时在高度方向上,由于机身1与起落架5必然会增加折叠后无人机的高度,故在必然高度下,利用机身1下方空间容纳多旋翼动力单元及垂直尾翼4,以达到降低折叠后无人机高度的目的;同时,相较于现有技术中常见的采用插接可拆卸形式解决运输时无人机的体积问题,采用旋转部作为无人机形状调节部件,由于现有插接锁定结构相对于旋转锁定结构体积相对复杂且操作繁琐,故本方案在解决无人机不便运输和存放的同时,还具有易于操作、使用方便的特点。
更为具体的,在具体实施时,优选通过第一旋转部21将机身1连接在机翼2长度方向的中部且具体连接点处于机翼2宽度方向的中部,相应支架7在机翼2上的连接点位于第一旋转部21设置点的前侧和/或后侧,这样,可获得如:折叠后机身1、机翼2、支架7相平行的状态以尽可能获得折叠后的狭长结构形式;根据具体机翼2以及机身1设置方式,可设置为折叠后的无人机为机翼2实现对机身1、多旋翼动力单元全面覆盖。在具体实施时,优选设置为第一旋转部21与机翼2之间的转动轴、支架7与机翼2之间的转动轴轴线均垂直于机翼2的翼展(长度)方向。
同时作为本领技术人员,为保持无人机飞行式零部件之间的相对姿态、角度或位置,可采用特定形式的旋转部件本身达到以上姿态、角度或位置约束的目的;采用旋转部件以外的单独约束部件达到姿态、角度或位置约束的目的。
实施例2:
本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化:
为进一步减小无人机在折叠后所占用的空间体积,同时适应以上以狭长为折叠目的的具体实现方式,设置为:所述平飞动力单元包括桨叶可折叠至平行于机身1长度方向的水平动力螺旋桨6;
各垂直动力螺旋桨74均配置有单独的支架7,所述支架7为直杆状结构,所述垂直动力螺旋桨74上的桨叶可折叠为与支架7的长度方向平行。作为本领域技术人员,相应的桨叶可折叠至平行于机身1长度方向的水平动力螺旋桨6、桨叶可折叠为与支架7的长度方向平行的垂直动力螺旋桨74采用现有技术即可:现有技术中,使用状态下的螺旋桨桨叶相对于转动轴呈发散状态,仅需要采用桨叶相对于转动轴连接座可转动连接,同时转动为特定长度方向即可匹配机身1的长度方向、支架7的长度方向。
实施例3:
本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化:
作为一种具体的机身1与机翼2连接形式,设置为:所述第一旋转部21为:包括转轴11及转动套8,所述转轴11嵌入转动套8中,转轴11可相对于转动套8绕转轴11轴线转动;
所述转轴11为空心轴,转轴11的内侧安装有安装座16,还包括安装于安装座16上的平键12;
所述转轴11侧壁上设置有通孔,所述转动套8内壁上设置有键槽10,在转轴11的径向方向上,所述平键12相对于安装座16的伸出长度可调:所述平键12可伸出至局部位于所述通孔中且前端伸入所述键槽10中;所述平键12可回退至由所述键槽10中脱离;
所述转轴11的下端与机身1固定连接,所述转动套8固定于机翼2的底侧,转轴11的上端嵌入转动套8中。本方案中,所述转轴11与转动套8为第一旋转部21上可相对转动以实现机身1与机翼2相对转动的零件,所述平键12作为转轴11与转动套8相对转动相互锁止的零件,所述安装座16作为承载所述平键12,同时通过平键12相对于安装座16伸缩,实现平键12与转轴11、转动套8配合配合状态改变的零件。以上方案为针对无人机设计时需要考虑的自身重量、体积、外形对无人机续航的影响提出的具体结构形式或连接方式,通过设置为利用转轴11为安装座16提供安装空间,可有效避免如安装座16导致无人机风阻增加、在机身1、机翼2等上匹配安装座16安装给无人机机身1、机翼2设计带来的影响。在具体运用时,当平键12穿过转轴11嵌入转动套8上的键槽10后,即获得转轴11转动锁止状态;当平键12回退至由键槽10中脱出后,转轴11即可相对于转动套8转动以适应机身1相对于机翼2角度或姿态调节;针对如如上第一旋转部21在机翼2的长度方向和宽度方向均居中安装的运用,将安装座16设置在转轴11内还便于无人机飞行姿态下的重心布局。针对平键12相对于安装座16伸出和回退,可在安装座16内设置如以电能作为驱动能源的驱动部件,也可在安装座16内设置联动部件,通过来自安装座16外部的外力(如对联动部件通过操作工具进行推、拉)迫使平键12回退或外伸。同时作为本领域技术人员,所述平键12与转轴11上的通孔可保持长期的配合关系,针对转动套8上的键槽10,以上键槽10的数量及位置可设置为键槽10仅用于无人机飞行姿态下的锁止约束:在无人机处理折叠状态下,可采用具体容纳腔的收纳盒进行存放和姿态约束,此情况下,转轴11与转动套8可相对转动可使得相应零件可相对活动以方便无人机在容纳腔中的收纳、通过受力缓冲以达到防损目的。
为提升无人机飞行姿态下机身1与机翼2相对位置或角度的稳定性,在安装座16内部结构简单、安装座16本身重量较轻的前提下,利用两个平键12实现转轴11与转动套8防转动约束,同时利于无人机飞行姿态下重心配置的技术方案,设置为:所述平键12的数量为两个,相对于安装座16,两个平键12由安装座16的一对相对端伸出;
与两个平键12配套的:所述转轴11上设置有两个呈正对设置的通孔,所述转动套8上设置有两个呈正对设置的键槽10;
所述安装座16内还设置用于调节平键12相对于安装座16伸出状态的推力组件;所述推力组件包括两块夹持在安装座16内侧、均可沿着转轴11径向方向滑动、相互平行的两块推板13,两块推板13之间夹持有弹簧14;
其中一个平键12的端部作用在其中一块推板13的外表面上,另一个平键12的端部作用在另一块推板13的外表面上,各平键12相对于安装座16伸出或回退时的运动方向均沿着两块推板13的间距方向。作为本领域技术人员,以上配置为两个呈正对设置的通孔、两个呈正对设置的键槽10用于与两个平键12配套即为:两个通孔与两个键槽10形成两个工作组,各工作组分别服务于一个平键12。更为具体的,本方案提供了一种内部包括推力组件的安装座16,推力组件具体结构中,可通过安装座16的内壁约束两推板13在安装座16内部的滑动轨迹,且满足:所述滑动轨迹与平键12的运动方向一致,推板13之间的弹簧14通过改变弹性压缩量适应平键12的伸出和回退,具体推力组件具有结构简单、重量轻以及故障率低的特点。在具体实施时,如以下设置为平键12具有局部暴露在相应间隙中的运用的方案,并不需要直接对推板13或弹簧14施加作用力实现平键12相对于安装座16状态调节,故可将安装座16设置为具有通孔、其他部分封闭的壳体;针对如转轴11至少有一端开口的运用,可将安装座16朝向所述开口的一端设置为敞口的形式,通过该敞口且采用操作工具,利用所述敞口作为操作窗口为推板13提供作用力以改变平键12相对于安装座16的伸出状态。本领域技术人员可根据第一旋转部21具体设置方式进行合理选择,以下平键12局部暴露在所述间隙、平键12的端部具有导向坡面15的方案,仅为操作效率较高、操作非常方便、可将安装座16设置为封闭的壳体结构以利于推力组件可靠性、且不需要其他辅助操作工具的技术方案。在具体实施时,在转动套8对平键12施加的约束间接作用到弹簧14上的运用,优选设置为推力组件中弹簧14始终处于压缩状态,这样,可理解为键槽10与通孔对位后,平键12可自动弹出以实现锁止目的。在平键12与推板13的连接方式上,考虑到无人机飞行时存在振动的工况,优选设置为平键12与相应推板13均焊接连接:在安装座16端部未封装之前,平键12由通孔嵌入安装座16后,由安装座16的端部实现相应焊接;同时安装座16部分的配合方式满足:平键12回退至安装座16中后,转轴11的内径满足可将包括安装座16、平键12的装配体嵌入到转轴11内部;为提升安装座16部分的结构紧凑性,可利用安装座16的侧壁约束平键12实现平键12运动轨迹约束或防摆动约束,考虑到加工精度,亦可采用专用的导向件实现推板13运动轨迹导向,如在安装座16内安装平行于平键12高度的导向杆,以上导向杆对穿推板13且与推板13上的导向孔间隙配合。
作为一种调节转轴11与转动套8配合状态非常便捷的技术方案,设置为:机翼2与机身1之间具有间隙,所述平键12局部暴露在所述间隙中;
所述平键12用于嵌入键槽10的一端还设置有导向坡面15,所述导向坡面15的尺寸及形式满足:在平键12嵌入键槽10动作完成后,导向坡面15全部进入到键槽10内;在键槽10的槽口与导向坡面15产生正压力时,所述正压力可产生迫使平键12向安装座16中回退的分力。本方案中,在平键12嵌入键槽10动作完成后,由于导向坡面15全部进入到键槽10内,这样,在平键12受剪时,导向坡面15并不能发挥产生分力而导致平键12由键槽10中脱离的作用;在需要直接挤压平键12迫使平键12回退而移除平键12对转轴11相对于转动套8转动的锁止状态时,如通过所述间隙使用者采用手指操作,由于手指皮肤具有一定的弹性,故并不能保证挤压到终点位置时平键12完全由键槽10中退出,此时即可利用导向坡面15发挥的作用,在施加迫使机身1与机翼2相对转动的力时,利用键槽10的槽口与导向坡面15产生正压力的分力,迫使平键12向安装座16中回退以移除平键12的锁止作用。故本方案为一种操作非常便捷的关联第一旋转部21的设计以及安装方案。
如上所述,由于机身1与机翼2的连接方式为可转动连接,而单纯的转动套8与转轴11配合能够实现转动连接配置目的但不能实现锁止目的,现有技术中,为达到锁止目的,可采用的方式包括但不局限于如采用抱箍、锁定销等,现有技术中实现方式虽多,以抱箍为例,为本身尺寸及重量较大,以锁定销为例,考虑到飞行过程中的振动需要为锁定销配置锁定销防脱件,这样也会较大的增加无人机的重量,作为一种不仅可实现转动套8与转轴11防转动锁定,同时可通过是否能够装配锁定螺钉,实现机身1、机翼2之间夹角(一般为90°)精确控制,通过自身上的连接螺纹即可在一定程度上实现防脱的技术方案,设置为:所述转动套8的内侧以及转轴11的外侧上还设置有骑缝螺钉孔9;
当所述平键12嵌入所述键槽10后,转动套8与转轴11各自上的骑缝螺钉孔9围成规整的内螺纹螺钉孔,所述内螺纹螺钉孔的孔口朝向机翼2的顶面。本方案中,考虑到平键12方便嵌入键槽10,优选设置为平键12与键槽10之间具有一定的配合间隙,在使用过程中亦会发生一定程度的磨损,故单纯采用平键12实现机身1与机翼2防转,存在机身1相对于机翼2角度约束可靠性或精准性不高的问题,区别于如上提出的抱箍或锁定销,采用骑缝螺钉孔9作为锁定螺钉的安装孔:作为本领域技术人员,骑缝螺钉孔9即为在螺钉孔的周向方向上,其中的一部分螺钉孔位于转动套8上,另一部分螺钉孔位于转轴11上,随着转动套8与转轴11的相对转动,组成骑缝螺钉孔9的两部分通过随转会错开或对中,错开状态下锁定螺钉并不能完成连接;对中状态下围成规整的内螺纹螺钉孔适应锁定螺钉连接,这样,当平键12嵌入键槽10后,使用者通过微调机身1相对于机翼2的角度,当完成锁定螺钉连接后,即可利用相应螺纹的弹性变形实现锁定螺钉防脱;锁定螺钉本身可作为受剪件实现转轴11相对于转动套8防转锁止;区别于如为锁定螺钉配置位于转轴11、转动套8侧壁的螺钉孔,利用摩擦力实现防转锁止的方式,本方案由于锁定螺钉通过受剪直接参与锁止,故具有更高的可靠性。
实施例4:
本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化:
作为多旋翼动力单元的具体实现方式,设置为:所述多旋翼动力单元包括多旋翼飞行姿态下位于机翼2前方的螺旋桨单元以及位于机翼2后方的螺旋桨单元;
位于机翼2前方的螺旋桨单元为:支架7通过第二旋转部71与机翼2转动连接,在无人机处于多旋翼飞行姿态下,第二旋转部71所在端的支架7的上表面与机翼2的下表面相贴;
位于机翼2后方的螺旋桨单元为:支架7通过第三旋转部72与机翼2转动连接,在无人机处于多旋翼飞行姿态下,第三旋转部72所在端的支架7的上表面与机翼2的下表面相贴;
所述第二旋转部71以及第三旋转部72两者均包括转轴11及转动套8,在各者上:所述转轴11嵌入转动套8中,转轴11可相对于转动套8绕转轴11轴线转动;
所述转轴11为空心轴,转轴11的内侧安装有安装座16,还包括安装于安装座16上的平键12;
所述转轴11侧壁上设置有通孔,所述转动套8内壁上设置有键槽10,在转轴11的径向方向上,所述平键12相对于安装座16的伸出长度可调:所述平键12可伸出至局部位于所述通孔中且前端伸入所述键槽10中;所述平键12可回退至由所述键槽10中脱离;
所述转轴11的下端与支架7固定连接,所述转动套8固定于机翼2的底侧,转轴11的上端嵌入转动套8中。本方案中,同样采用如上所述的包括转动套8、安装座16、转轴11以及平键12的旋转部实现多旋翼动力单元在机翼2上安装,更为具体的,提供了一种稳定性好的螺旋桨单元布局。与以上等同的,采用本技术方案,第二旋转部71、第三旋转部72结构简单,相对于支架7、机翼2的外露部件可仅为转动套8和/或转轴11,有利于无人机的风阻设计以及减重设计。通过设置为在无人机处于多旋翼飞行姿态下,第二旋转部71所在端的支架7、第三旋转部72所在端的支架7上表面与机翼2的下表面相贴,旨在实现:针对各支架7以及安装在其上的垂直动力螺旋桨74,由于支架7为一根悬臂梁,在垂直动力螺旋桨74工作时,可利用垂直动力螺旋桨74所产生升力使得支架7与机翼2之间产生正压力,以上正压力产生的摩擦力可提升支架7角度的稳定性,在无人机飞行时,一般情况下,相比于机身1相对于机翼2,支架7与机翼2之间的偏转力更小,故针对第二旋转部71、第三旋转部72的具体结构设计,与第一旋转部21相区别的,可仅利用骑缝螺钉孔9中的锁定螺钉实现支架7相对于机翼2锁定,这样,不仅可使得支架7折叠更为便捷,同时可提升无人机整体的结构紧凑性。同时作为本领域技术人员,位于机翼2前方的螺旋桨单元即为通过相应支架7,将相应垂直动力螺旋桨74布局到机翼2前方的螺旋桨单元;位于机翼2后方的螺旋桨单元即为通过相应支架7,将相应垂直动力螺旋桨74布局到机翼2后方的螺旋桨单元。在第二旋转部71、第三旋转部72上,各零部件之间的配合关系以及工作原理与第一旋转部21上相应零件的相同。同时作为本领域技术人员,以上第二旋转部71、第三旋转部72各自的数量均优选设置为偶数个。
考虑到单个零件的重心位置以方便如相对于沿着机翼2长度方向的中心线,设置为在机翼2单侧,第二旋转部71对称布置、第三旋转部72对称布置;同时作为一种第二旋转部71、第三旋转部72减重设计的技术方案,更进一步的,设置为:各者上平键12的数量均为两个,相对于安装座16,两个平键12由安装座16的一对相对端伸出;
与两个平键12配套的:所述转轴11上设置有两个呈正对设置的通孔,所述转动套8上设置有两个呈正对设置的键槽10;
所述安装座16内还设置用于调节平键12相对于安装座16伸出状态的推力组件;所述推力组件包括两块夹持在安装座16内侧、均可沿着转轴11径向方向滑动、相互平行的两块推板13,两块推板13之间夹持有弹簧14;
其中一个平键12的端部作用在其中一块推板13的外表面上,另一个平键12的端部作用在另一块推板13的外表面上,各平键12相对于安装座16伸出或回退时的运动方向均沿着两块推板13的间距方向。与以上相同的,所述安装座16作为平键12的承载体同时作为平键12伸出状态控制部件或为实现所述伸出状态控制提供结构基础,与以上等同的,本方便不仅便于配置相应旋转部重心位置,同时对无人机风阻以及重量影响小。
与以上第一旋转部21上导向坡面15相区别的,为使得第二旋转部71、第三旋转部72上的导向坡面15在平键12完全嵌入键槽10后,并不需要如采用手指压入平键12的方式,采用直接转动支架7的方式即可驱动平键12由键槽10中退出,以适应以上提出的支架7顶面与机翼2底面相贴的装配方式,设置为:所述平键12用于嵌入键槽10的一端还设置有导向坡面15,所述导向坡面15的尺寸及形式满足:在平键12嵌入键槽10动作完成后,导向坡面15局部进入到键槽10内;在键槽10的槽口与导向坡面15产生正压力时,所述正压力可产生迫使平键12向安装座16中回退的分力。作为本领域技术人员,关于第一旋转部21上平键12的导向坡面15,第二旋转部71以及第三旋转部72上的导向坡面15,如在键槽10槽深一定的情况下,仅需要设置为第一旋转部21上平键12的导向坡面15在平键12长度方向上的覆盖尺寸小于第二旋转部71以及第三旋转部72上的导向坡在平键12长度方向上的覆盖尺寸,这样,在第一旋转部21上,当平键12完全嵌入键槽10后,导向坡面15并不与键槽10的侧面直接接触;在第二旋转部71以及第三旋转部72上,当平键12完全嵌入键槽10后,利用所述导向坡面15与键槽10的侧面相接触实现转轴11相对于转动套8防转即可。
作为一种结构简单、操作方便且重量轻的转轴11防转方案,设置为:所述转动套8的内侧以及转轴11的外侧上还设置有骑缝螺钉孔9;
当所述平键12嵌入所述键槽10后,转动套8与转轴11各自上的骑缝螺钉孔9围成规整的内螺纹螺钉孔,所述内螺纹螺钉孔的孔口朝向机翼2的顶面。本方案中,采用骑缝螺钉孔9与锁定螺钉实现转轴11防转的设计构思与以上第一旋转部21结构设计构思相同。在具体实施时,针对以上提出的第一旋转部21、第二旋转部71以及第三旋转部72,由于锁定螺钉的嵌入过程为推挤转轴11、转动套8的过程,优选的,设置为各自上的骑缝螺钉孔9均为两个,且在具体使用时,各自上的骑缝螺钉孔9对称布置,这样,有利于提升转轴11与转动套8的同轴度以避免水平动力螺旋桨6、垂直动力螺旋桨74在无人机上位置发生偏离。在具体安装时,针对任意旋转部,当嵌入第一个锁定螺钉后,在该锁定螺钉未完全旋合到位的情况下完成另一个锁定螺钉在骑缝螺钉孔9上的初配合,最后再同步拧入以使得安装终了转轴11与转动套8同轴。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合翼无人机,包括机身(1)、机翼(2)、尾翼、用于实现固定翼飞行的平飞动力单元、用于实现多旋翼飞行的多旋翼动力单元,其特征在于,所述机翼(2)为由无人机左侧延伸至右侧的整体式结构,所述机身(1)通过第一旋转部(21)可转动安装在机翼(2)下方;
通过第一旋转部(21),机身(1)可旋转至平行于机翼(2)的翼展方向;
所述多旋翼动力单元包括多个垂直动力螺旋桨(74),各垂直动力螺旋桨(74)均匹配有驱动电机(73)以及支架(7);
垂直动力螺旋桨(74)通过驱动电机安装于支架(7)一端的下侧,支架(7)另一端可转动安装在机翼(2)下方;
通过支架(7)相对于机翼(2)转动,垂直动力螺旋桨(74)可转动至机翼(2)正下方;
所述尾翼包括设置在机身(1)后端下方的垂直尾翼(4)。
2.根据权利要求1所述的一种复合翼无人机,其特征在于,所述平飞动力单元包括桨叶可折叠至平行于机身(1)长度方向的水平动力螺旋桨(6);
各垂直动力螺旋桨(74)均配置有单独的支架(7),所述支架(7)为直杆状结构,所述垂直动力螺旋桨(74)上的桨叶可折叠为与支架(7)的长度方向平行。
3.根据权利要求1所述的一种复合翼无人机,其特征在于, 所述第一旋转部(21)为:包括转轴(11)及转动套(8),所述转轴(11)嵌入转动套(8)中,转轴(11)可相对于转动套(8)绕转轴(11)轴线转动;
所述转轴(11)为空心轴,转轴(11)的内侧安装有安装座(16),还包括安装于安装座(16)上的平键(12);
所述转轴(11)侧壁上设置有通孔,所述转动套(8)内壁上设置有键槽(10),在转轴(11)的径向方向上,所述平键(12)相对于安装座(16)的伸出长度可调:所述平键(12)可伸出至局部位于所述通孔中且前端伸入所述键槽(10)中;所述平键(12)可回退至由所述键槽(10)中脱离;
所述转轴(11)的下端与机身(1)固定连接,所述转动套(8)固定于机翼(2)的底侧,转轴(11)的上端嵌入转动套(8)中。
4.根据权利要求3所述的一种复合翼无人机,其特征在于,所述平键(12)的数量为两个,相对于安装座(16),两个平键(12)由安装座(16)的一对相对端伸出;
与两个平键(12)配套的:所述转轴(11)上设置有两个呈正对设置的通孔,所述转动套(8)上设置有两个呈正对设置的键槽(10);
所述安装座(16)内还设置用于调节平键(12)相对于安装座(16)伸出状态的推力组件;所述推力组件包括两块夹持在安装座(16)内侧、均可沿着转轴(11)径向方向滑动、相互平行的两块推板(13),两块推板(13)之间夹持有弹簧(14);
其中一个平键(12)的端部作用在其中一块推板(13)的外表面上,另一个平键(12)的端部作用在另一块推板(13)的外表面上,各平键(12)相对于安装座(16)伸出或回退时的运动方向均沿着两块推板(13)的间距方向。
5.根据权利要求4所述的一种复合翼无人机,其特征在于,机翼(2)与机身(1)之间具有间隙,所述平键(12)局部暴露在所述间隙中;
所述平键(12)用于嵌入键槽(10)的一端还设置有导向坡面(15),所述导向坡面(15)的尺寸及形式满足:在平键(12)嵌入键槽(10)动作完成后,导向坡面(15)全部进入到键槽(10)内;在键槽(10)的槽口与导向坡面(15)产生正压力时,所述正压力可产生迫使平键(12)向安装座(16)中回退的分力。
6.根据权利要求3至5中任意一项所述的一种复合翼无人机,其特征在于,所述转动套(8)的内侧以及转轴(11)的外侧上还设置有骑缝螺钉孔(9);
当所述平键(12)嵌入所述键槽(10)后,转动套(8)与转轴(11)各自上的骑缝螺钉孔(9)围成规整的内螺纹螺钉孔,所述内螺纹螺钉孔的孔口朝向机翼(2)的顶面。
7.根据权利要求1所述的一种复合翼无人机,其特征在于,所述多旋翼动力单元包括多旋翼飞行姿态下位于机翼(2)前方的螺旋桨单元以及位于机翼(2)后方的螺旋桨单元;
位于机翼(2)前方的螺旋桨单元为:支架(7)通过第二旋转部(71)与机翼(2)转动连接,在无人机处于多旋翼飞行姿态下,第二旋转部(71)所在端的支架(7)的上表面与机翼(2)的下表面相贴;
位于机翼(2)后方的螺旋桨单元为:支架(7)通过第三旋转部(72)与机翼(2)转动连接,在无人机处于多旋翼飞行姿态下,第三旋转部(72)所在端的支架(7)的上表面与机翼(2)的下表面相贴;
所述第二旋转部(71)以及第三旋转部(72)两者均包括转轴(11)及转动套(8),在各者上:所述转轴(11)嵌入转动套(8)中,转轴(11)可相对于转动套(8)绕转轴(11)轴线转动;
所述转轴(11)为空心轴,转轴(11)的内侧安装有安装座(16),还包括安装于安装座(16)上的平键(12);
所述转轴(11)侧壁上设置有通孔,所述转动套(8)内壁上设置有键槽(10),在转轴(11)的径向方向上,所述平键(12)相对于安装座(16)的伸出长度可调:所述平键(12)可伸出至局部位于所述通孔中且前端伸入所述键槽(10)中;所述平键(12)可回退至由所述键槽(10)中脱离;
所述转轴(11)的下端与支架(7)固定连接,所述转动套(8)固定于机翼(2)的底侧,转轴(11)的上端嵌入转动套(8)中。
8.根据权利要求7所述的一种复合翼无人机,其特征在于,各者上平键(12)的数量均为两个,相对于安装座(16),两个平键(12)由安装座(16)的一对相对端伸出;
与两个平键(12)配套的:所述转轴(11)上设置有两个呈正对设置的通孔,所述转动套(8)上设置有两个呈正对设置的键槽(10);
所述安装座(16)内还设置用于调节平键(12)相对于安装座(16)伸出状态的推力组件;所述推力组件包括两块夹持在安装座(16)内侧、均可沿着转轴(11)径向方向滑动、相互平行的两块推板(13),两块推板(13)之间夹持有弹簧(14);
其中一个平键(12)的端部作用在其中一块推板(13)的外表面上,另一个平键(12)的端部作用在另一块推板(13)的外表面上,各平键(12)相对于安装座(16)伸出或回退时的运动方向均沿着两块推板(13)的间距方向。
9.根据权利要求8所述的一种复合翼无人机,其特征在于,所述平键(12)用于嵌入键槽(10)的一端还设置有导向坡面(15),所述导向坡面(15)的尺寸及形式满足:在平键(12)嵌入键槽(10)动作完成后,导向坡面(15)局部进入到键槽(10)内;在键槽(10)的槽口与导向坡面(15)产生正压力时,所述正压力可产生迫使平键(12)向安装座(16)中回退的分力。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的一种复合翼无人机,其特征在于,所述转动套(8)的内侧以及转轴(11)的外侧上还设置有骑缝螺钉孔(9);
当所述平键(12)嵌入所述键槽(10)后,转动套(8)与转轴(11)各自上的骑缝螺钉孔(9)围成规整的内螺纹螺钉孔,所述内螺纹螺钉孔的孔口朝向机翼(2)的顶面。
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