CN115108015A - 一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组 - Google Patents

一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组 Download PDF

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CN115108015A CN202210936006.4A CN202210936006A CN115108015A CN 115108015 A CN115108015 A CN 115108015A CN 202210936006 A CN202210936006 A CN 202210936006A CN 115108015 A CN115108015 A CN 115108015A
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Abstract

本发明公开了一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，属于无人机技术领域，包括：主体机构、翼型调整机构、开关舱机构、微型四旋翼升降机构和微型四旋翼夹持机构；本发明在需要时可以将微型四旋翼无人机抬升至机舱外，并将微型四旋翼无人机向前倾斜，使得微型四旋翼无人机可以正常起飞，可以让微型四旋翼无人机在起飞时不只拥有向上的加速度，还有一定的向前加速度，有效防止微型四旋翼无人机与固定翼载机机舱的尾舵碰撞的问题，和起飞瞬间由于没有向前加速度而容易导致的侧翻问题；采用新翼型的固定翼无人机组可以在更短的跑道起飞并拥有更小的失速速度，将机翼整体重新调整回上弧线较小的形状之后可以减少阻力提高续航里程。

Description

一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体为一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组。
背景技术
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，随着电子信息技术的高速发展，无人机在航拍摄影、农林业、管线巡检、测绘、消防救援等领域有了越来越多的应用场景。按无人机动力结构分类，主要分为固定翼无人机、多旋翼无人机以及垂直起降固定翼无人机。
固定翼无人机虽然续航能力和飞行速度都较为优秀，但飞行依靠机翼与空气的相对运动来产生升力，动力布局决定了它只能在飞行中获得升力，不能在空中保持悬停状态，灵活性较差，而直接悬挂携带多旋翼无人机虽然可以另外达到悬停拍摄的目的，但放飞时由于固定翼无人机飞行时的带速相对较高，而多旋翼无人机起飞瞬间由于没有向前加速度而容易导致侧翻，多旋翼无人机在放出时也可能会发生与固定翼载机机舱的尾舵碰撞，同时，固定翼的机翼为了获得更大的升力就会影响续航能力，为此，提出一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组。
发明内容
本发明的目的在于提供一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，包括：主体机构、翼型调整机构、开关舱机构、微型四旋翼升降机构和微型四旋翼夹持机构；
其中，主体机构包括固定翼载机机舱，所述固定翼载机机舱上固定连接有整体壁板，所述整体壁板的外部固定连接有PET布机翼蒙皮，所述固定翼载机机舱的外部安装有尾舵；
其中，翼型调整机构包括U形条，所述U形条滑动连接于所述固定翼载机机舱的内部，所述固定翼载机机舱的内底部安装有第一舵机，所述第一舵机的输出轴固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆的外部螺纹连接有底板，所述底板上固定连接有U形条，所述U形条的外部固定连接有第三连接块，所述第三连接块与所述PET布机翼蒙皮固定连接；
其中，微型四旋翼升降机构包括U形板，所述U形板的内部通过轴承座转动连接有第二转轴，所述第二转轴的外部固定连接有两个凸轮，所述U形板的内部开设有两个第一滑槽，所述第一滑槽的内部滑动连接有第一转轴，所述第一转轴的外部固定连接有两个凹轮，两个所述凸轮分别与两个所述凹轮滚动连接，所述第二转轴的外部固定连接有主动齿轮，所述第一转轴的外部固定连接有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合连接，所述第一转轴的外部转动连接有两个滑动板，所述U形板的内部开设有两个第二滑槽，两个所述滑动板分别滑动连接于所述第二滑槽的内部，所述U形板的内部开设有两个倾斜槽，所述倾斜槽与所述第二滑槽连通，所述U形板上固定连接有平台板，微型四旋翼夹持机构安装于所述平台板上，微型四旋翼夹持机构上设置有微型四旋翼无人机。
优选的，微型四旋翼夹持机构包括安装架，所述安装架固定连接于所述平台板上，所述安装架的外部滑动连接有传动杆，所述安装架的外部固定连接有凸板，所述凸板的外部安装有第三舵机，所述第三舵机的输出轴贯穿所述凸板的外壁且固定连接有圆片，所述圆片的外部固定连接有第三转轴，所述第三转轴的外部转动连接有连接杆，所述连接杆的外部转动连接有第一连接块，所述第一连接块的外部与所述传动杆固定连接，所述传动杆的一端固定连接有推动杆，所述推动杆的外部套接有两个滑套，两个所述滑套的外部均铰接有第二连接片，所述第二连接片的另一端与所述安装架铰接，两个所述滑套的外部均铰接有第一连接片，所述第一连接片的外部铰接有第二连接块，所述第二连接块的内部固定连接有定位杆，所述第二连接块滑动连接于所述安装架的内部，所述定位杆的外部固定连接有夹板。
优选的，开关舱机构包括直线导轨，所述直线导轨安装于所述固定翼载机机舱的内部，所述直线导轨的滑台上固定连接有舱盖，所述固定翼载机机舱上开设有放出口。
优选的，所述舱盖位于所述放出口的下方。
优选的，所述螺纹杆的一端固定连接有限位块。
优选的，所述固定翼载机机舱的内底部安装有控制模块，所述控制模块上安装有信号接收模块。
优选的，所述固定翼载机机舱的底部安装有飞机轮胎。
优选的，所述U形板的外部安装有第二舵机，所述第二舵机的输出轴通过联轴器与所述第二转轴的一端固定连接。
优选的，所述U形板的外部安装有电动推杆，所述电动推杆的活塞杆端部安装有滚轮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明的固定翼载机机舱内包含一可伸缩的微型四旋翼升降机构和微型四旋翼夹持机构以起到固定和放飞微型四旋翼无人机的作用，由多个舵机控制，分别控制抬升和固定，在需要时可以将微型四旋翼无人机抬升至机舱外，并将微型四旋翼无人机向前倾斜，使得微型四旋翼无人机可以正常起飞，可以让微型四旋翼无人机在起飞时不只拥有向上的加速度，还有一定的向前加速度，有效防止微型四旋翼无人机与固定翼载机机舱的尾舵碰撞的问题，和起飞瞬间由于没有向前加速度而容易导致的侧翻问题；
二、本发明的翼型在将PET布机翼蒙皮拉动绷紧，使机翼整体形成上弧线比下弧线较大的形状之后，翼型调整机构将所产生的升力约为传统翼型的两倍，采用新翼型的固定翼载机机舱可以在更短的跑道起飞并拥有更小的失速速度，将机翼整体重新调整回上弧线较小的形状之后可以减少阻力提高续航里程。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的中固定翼载机机舱的剖面结构示意图；
图3为本发明的中平台板的结构示意图；
图4为本发明的中从动齿轮的结构示意图；
图5为本发明的中凸轮的结构示意图；
图6为本发明的中第二转轴的结构示意图；
图7为本发明的中推动杆的结构示意图；
图8为本发明的中图2中的A区放大结构示意图；
图9为本发明的中倾斜槽的结构示意图。
图中：1、固定翼载机机舱；2、整体壁板；3、U形条；4、放出口；5、尾舵；6、直线导轨；7、舱盖；8、微型四旋翼无人机；9、安装架；10、U形板；11、平台板；12、第一滑槽；13、第一转轴；14、轴承座；15、第二转轴；16、第一连接片；17、推动杆；18、从动齿轮；19、凹轮；20、凸轮；21、主动齿轮；22、传动杆；23、第一连接块；24、连接杆；25、圆片；26、凸板；27、滑套；28、第二连接片；29、定位杆；30、第二连接块；31、夹板；32、第三连接块；33、PET布机翼蒙皮；34、限位块；35、螺纹杆；36、底板；37、第一舵机；38、控制模块；39、信号接收模块；40、飞机轮胎；41、第二舵机；42、滑动板；43、第二滑槽；44、倾斜槽；45、第三舵机；46、第三转轴；47、电动推杆；48、滚轮。
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。
请参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案：
一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，包括：主体机构、翼型调整机构、开关舱机构、微型四旋翼升降机构和微型四旋翼夹持机构。
如图1-图3所示，主体机构的组成：主体机构包括固定翼载机机舱1，固定翼载机机舱1上固定连接有整体壁板2，整体壁板2的外部固定连接有PET布机翼蒙皮33，固定翼载机机舱1的外部安装有尾舵5。
如图2-图8所示，翼型调整机构的组成：翼型调整机构包括U形条3，U形条3滑动连接于固定翼载机机舱1的内部，固定翼载机机舱1的内底部安装有第一舵机37，第一舵机37的输出轴固定连接有螺纹杆35，螺纹杆35的外部螺纹连接有底板36，底板36上固定连接有U形条3，U形条3的外部固定连接有第三连接块32，第三连接块32与PET布机翼蒙皮33固定连接。
如图2-图8所示，翼型调整机构的原理：在启动固定翼载机机舱1时，通过在整体壁板2上设置PET布机翼蒙皮33，然后启动第一舵机37带动螺纹杆35转动，螺纹杆35转动使底板36推动U形条3向远离第一舵机37的方向移动，U形条3带动第三连接块32，从而将PET布机翼蒙皮33拉动绷紧，使机翼整体形成上弧线比下弧线较大的形状，提高升力系数降低失速速度，在固定翼载机机舱1巡航时，反向转动第一舵机37使第三连接块32带动PET布机翼蒙皮33恢复使上弧度减小，从而减少阻力提高续航里程。
如图1-图2所示，开关舱机构的组成：开关舱机构包括直线导轨6，直线导轨6安装于固定翼载机机舱1的内部，直线导轨6的滑台上固定连接有舱盖7，固定翼载机机舱1上开设有放出口4。
如图1-图2所示，开关舱机构的原理：通过操作将微型四旋翼无人机8放出时，信号接收模块39收到地面指令将信号传导至控制模块38，控制模块38控制直线导轨6带动舱盖7移动，使舱盖7不再阻挡放出口4，方便微型四旋翼无人机8放出。
如图3-图9所示，微型四旋翼升降机构的组成：微型四旋翼升降机构包括U形板10，U形板10的内部通过轴承座14转动连接有第二转轴15，第二转轴15的外部固定连接有两个凸轮20，U形板10的内部开设有两个第一滑槽12，第一滑槽12的内部滑动连接有第一转轴13，第一转轴13的外部固定连接有两个凹轮19，两个凸轮20分别与两个凹轮19滚动连接，第二转轴15的外部固定连接有主动齿轮21，第一转轴13的外部固定连接有从动齿轮18，主动齿轮21与从动齿轮18啮合连接，第一转轴13的外部转动连接有两个滑动板42，U形板10的内部开设有两个第二滑槽43，两个滑动板42分别滑动连接于第二滑槽43的内部，U形板10的内部开设有两个倾斜槽44，倾斜槽44与第二滑槽43连通，U形板10上固定连接有平台板11，微型四旋翼夹持机构安装于平台板11上，微型四旋翼夹持机构上设置有微型四旋翼无人机8。
如图3-图9所示，微型四旋翼升降机构的原理：启动第二舵机41带动第二转轴15转动，第二转轴15带动主动齿轮21转动180°，主动齿轮21转动的同时带动从动齿轮18同样转动180°，从而使从动齿轮18带动第一转轴13的位置转动至原位置的上方，凸轮20推动凹轮19，第一滑槽12对第一转轴13起到限位的作用，从而使主动齿轮21正常对从动齿轮18传动，凹轮19和从动齿轮18带动第一转轴13向上，从而带动滑动板42向上移动，从而带动平台板11向上移动使微型四旋翼夹持机构将微型四旋翼无人机8送出放出口4准备放飞。
如图3-图7所示，微型四旋翼夹持机构的组成：微型四旋翼夹持机构包括安装架9，安装架9固定连接于平台板11上，安装架9的外部滑动连接有传动杆22，安装架9的外部固定连接有凸板26，凸板26的外部安装有第三舵机45，第三舵机45的输出轴贯穿凸板26的外壁且固定连接有圆片25，圆片25的外部固定连接有第三转轴46，第三转轴46的外部转动连接有连接杆24，连接杆24的外部转动连接有第一连接块23，第一连接块23的外部与传动杆22固定连接，传动杆22的一端固定连接有推动杆17，推动杆17的外部套接有两个滑套27，两个滑套27的外部均铰接有第二连接片28，第二连接片28的另一端与安装架9铰接，两个滑套27的外部均铰接有第一连接片16，第一连接片16的外部铰接有第二连接块30，第二连接块30的内部固定连接有定位杆29，第二连接块30滑动连接于安装架9的内部，定位杆29的外部固定连接有夹板31。
如图3-图7所示，微型四旋翼夹持机构的原理：启动第三舵机45带动圆片25，圆片25带动第三转轴46，第三转轴46推动连接杆24，连接杆24推动第一连接块23，第一连接块23带动传动杆22，传动杆22使推动杆17往复移动，推动杆17移动的同时使滑套27在推动杆17上往复移动，滑套27移动的同时会推动第一连接片16，第一连接片16推动第二连接块30，第二连接块30带动定位杆29在安装架9上移动，定位杆29推动两个夹板31对微型四旋翼无人机8夹持，在推动杆17向靠近连接杆24的方向移动时，第二连接片28将滑套27拉向推动杆17两端的位置。
为了对底板36进行限位，螺纹杆35的一端固定连接有限位块34。
为了接收地面遥控操作命令，并对固定翼载机机舱1、直线导轨6、微型四旋翼无人机8、第一舵机37、第二舵机41、第三舵机45和电动推杆47做出控制，固定翼载机机舱1的内底部安装有控制模块38，控制模块38上安装有信号接收模块39。
为了方便飞机起降，固定翼载机机舱1的底部安装有飞机轮胎40。
为了给第二转轴15提供动力，U形板10的外部安装有第二舵机41，第二舵机41的输出轴通过联轴器与第二转轴15的一端固定连接。
为了将倾斜的滑动板42扶正从倾斜槽44进入第二滑槽43中，U形板10的外部安装有电动推杆47，电动推杆47的活塞杆端部安装有滚轮48。
根据上述技术方案对本方案工作步骤进行总结梳理：在启动固定翼载机机舱1时，通过在整体壁板2上设置PET布机翼蒙皮33，然后启动第一舵机37带动螺纹杆35转动，螺纹杆35转动使底板36推动U形条3向远离第一舵机37的方向移动，U形条3带动第三连接块32，从而将PET布机翼蒙皮33拉动绷紧，使机翼整体形成上弧线比下弧线较大的形状，提高升力系数降低失速速度，在固定翼载机机舱1巡航时，反向转动第一舵机37使第三连接块32带动PET布机翼蒙皮33恢复使上弧度减小，从而减少阻力提高续航里程，通过操作将微型四旋翼无人机8放出时，信号接收模块39收到地面指令将信号传导至控制模块38，控制模块38控制直线导轨6带动舱盖7移动，使舱盖7不再阻挡放出口4，方便微型四旋翼无人机8放出，启动第二舵机41带动第二转轴15转动，第二转轴15带动主动齿轮21转动180°，主动齿轮21转动的同时带动从动齿轮18同样转动180°，从而使从动齿轮18带动第一转轴13的位置转动至原位置的上方，凸轮20推动凹轮19，第一滑槽12对第一转轴13起到限位的作用，从而使主动齿轮21正常对从动齿轮18传动，凹轮19和从动齿轮18带动第一转轴13向上，从而带动滑动板42向上移动，从而带动平台板11向上移动使微型四旋翼夹持机构将微型四旋翼无人机8送出放出口4，在滑动板42向上移动时，滑动板42底部倾斜到倾斜槽44，滑动板42整体向靠近整体壁板2的方向倾斜，从而使微型四旋翼无人机8获得向前的角度，然后准备放飞微型四旋翼无人机8，接着启动微型四旋翼无人机8之后，然后启动第三舵机45带动圆片25，圆片25带动第三转轴46，第三转轴46推动连接杆24，连接杆24推动第一连接块23，第一连接块23带动传动杆22，传动杆22使推动杆17往复移动，推动杆17移动的同时使滑套27在推动杆17上往复移动，滑套27移动的同时会推动第一连接片16，第一连接片16推动第二连接块30，第二连接块30带动定位杆29在安装架9上移动，定位杆29推动两个夹板31对微型四旋翼无人机8夹持，在推动杆17向靠近连接杆24的方向移动时，第二连接片28将滑套27拉向推动杆17两端的位置，从而将微型四旋翼无人机8放出，启动第三舵机45将夹板31收回，然后启动电动推杆47推动滑动板42的底部一侧，为了将倾斜的滑动板42扶正从倾斜槽44进入第二滑槽43中，重新反向转动第二舵机41使滑动板42下降，最后再次启动直线导轨6将舱盖7推回至放出口4的下方对放出口4进行封闭。
综上：本发明的固定翼载机机舱1内包含一可伸缩的微型四旋翼升降机构和微型四旋翼夹持机构以起到固定和放飞微型四旋翼无人机8的作用，由多个舵机控制，分别控制抬升和固定，在需要时可以将微型四旋翼无人机8抬升至机舱外并将微型四旋翼无人机8向前倾斜使得微型四旋翼无人机8可以正常起飞，可以让微型四旋翼无人机8在起飞时不只拥有向上的加速度，还有一定的向前加速度，有效防止微型四旋翼无人机8与固定翼载机机舱1的尾舵5碰撞的问题，和起飞瞬间由于没有向前加速度而容易导致的侧翻问题；本发明的翼型在将PET布机翼蒙皮33拉动绷紧，使机翼整体形成上弧线比下弧线较大的形状之后，翼型调整机构将所产生的升力约为传统翼型的两倍，采用新翼型的固定翼载机机舱1可以在更短的跑道起飞并拥有更小的失速速度，将机翼整体重新调整回上弧线较小的形状之后可以减少阻力提高续航里程。
本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，其特征在于，包括：主体机构、翼型调整机构、开关舱机构、微型四旋翼升降机构和微型四旋翼夹持机构；
其中，主体机构包括固定翼载机机舱(1)，所述固定翼载机机舱(1)上固定连接有整体壁板(2)，所述整体壁板(2)的外部固定连接有PET布机翼蒙皮(33)，所述固定翼载机机舱(1)的外部安装有尾舵(5)；
其中，翼型调整机构包括U形条(3)，所述U形条(3)滑动连接于所述固定翼载机机舱(1)的内部，所述固定翼载机机舱(1)的内底部安装有第一舵机(37)，所述第一舵机(37)的输出轴固定连接有螺纹杆(35)，所述螺纹杆(35)的外部螺纹连接有底板(36)，所述底板(36)上固定连接有U形条(3)，所述U形条(3)的外部固定连接有第三连接块(32)，所述第三连接块(32)与所述PET布机翼蒙皮(33)固定连接；
其中，微型四旋翼升降机构包括U形板(10)，所述U形板(10)的内部通过轴承座(14)转动连接有第二转轴(15)，所述第二转轴(15)的外部固定连接有两个凸轮(20)，所述U形板(10)的内部开设有两个第一滑槽(12)，所述第一滑槽(12)的内部滑动连接有第一转轴(13)，所述第一转轴(13)的外部固定连接有两个凹轮(19)，两个所述凸轮(20)分别与两个所述凹轮(19)滚动连接，所述第二转轴(15)的外部固定连接有主动齿轮(21)，所述第一转轴(13)的外部固定连接有从动齿轮(18)，所述主动齿轮(21)与所述从动齿轮(18)啮合连接，所述第一转轴(13)的外部转动连接有两个滑动板(42)，所述U形板(10)的内部开设有两个第二滑槽(43)，两个所述滑动板(42)分别滑动连接于所述第二滑槽(43)的内部，所述U形板(10)的内部开设有两个倾斜槽(44)，所述倾斜槽(44)与所述第二滑槽(43)连通，所述U形板(10)上固定连接有平台板(11)，微型四旋翼夹持机构安装于所述平台板(11)上，微型四旋翼夹持机构上设置有微型四旋翼无人机(8)。
2.根据权利要求1所述的一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，其特征在于：微型四旋翼夹持机构包括安装架(9)，所述安装架(9)固定连接于所述平台板(11)上，所述安装架(9)的外部滑动连接有传动杆(22)，所述安装架(9)的外部固定连接有凸板(26)，所述凸板(26)的外部安装有第三舵机(45)，所述第三舵机(45)的输出轴贯穿所述凸板(26)的外壁且固定连接有圆片(25)，所述圆片(25)的外部固定连接有第三转轴(46)，所述第三转轴(46)的外部转动连接有连接杆(24)，所述连接杆(24)的外部转动连接有第一连接块(23)，所述第一连接块(23)的外部与所述传动杆(22)固定连接，所述传动杆(22)的一端固定连接有推动杆(17)，所述推动杆(17)的外部套接有两个滑套(27)，两个所述滑套(27)的外部均铰接有第二连接片(28)，所述第二连接片(28)的另一端与所述安装架(9)铰接，两个所述滑套(27)的外部均铰接有第一连接片(16)，所述第一连接片(16)的外部铰接有第二连接块(30)，所述第二连接块(30)的内部固定连接有定位杆(29)，所述第二连接块(30)滑动连接于所述安装架(9)的内部，所述定位杆(29)的外部固定连接有夹板(31)。
3.根据权利要求1所述的一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，其特征在于：开关舱机构包括直线导轨(6)，所述直线导轨(6)安装于所述固定翼载机机舱(1)的内部，所述直线导轨(6)的滑台上固定连接有舱盖(7)，所述固定翼载机机舱(1)上开设有放出口(4)。
4.根据权利要求3所述的一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，其特征在于：所述舱盖(7)位于所述放出口(4)的下方。
5.根据权利要求1所述的一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，其特征在于：所述螺纹杆(35)的一端固定连接有限位块(34)。
6.根据权利要求1所述的一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，其特征在于：所述固定翼载机机舱(1)的内底部安装有控制模块(38)，所述控制模块(38)上安装有信号接收模块(39)。
7.根据权利要求1所述的一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，其特征在于：所述固定翼载机机舱(1)的底部安装有飞机轮胎(40)。
8.根据权利要求1所述的一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，其特征在于：所述U形板(10)的外部安装有第二舵机(41)，所述第二舵机(41)的输出轴通过联轴器与所述第二转轴(15)的一端固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种搭载微型四旋翼的新型翼型固定翼无人机组，其特征在于：所述U形板(10)的外部安装有电动推杆(47)，所述电动推杆(47)的活塞杆端部安装有滚轮(48)。
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