CN203623963U

CN203623963U - 一种四旋翼空陆两用飞行器

Info

Publication number: CN203623963U
Application number: CN201320799659.9U
Authority: CN
Inventors: 杨一淳; 陆文华; 陈文杰; 忻悦骅
Original assignee: Shanghai University of Engineering Science
Current assignee: Shanghai University of Engineering Science
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2023-12-06

Abstract

本实用新型公开了一种四旋翼空陆两用飞行器，其包括涵道风扇自动升降装置和四个独立涵道风扇，所述的涵道风扇自动升降装置包括升降电机、丝杆、丝杆约束件、电机机架、支撑杆、丝杆螺母和4个涵道风扇升降梁；所述的独立涵道风扇包括涵道、涵道固定座、手动涵道锁定机架、旋转电机、旋转电机固定座、螺旋桨、涵道驱动环、涵道支撑杆和倾转轴承支撑架；在涵道固定座上设有手动止转销孔。本实用新型实现了四旋翼飞行器的空中模式和陆地模式的手动转换，使四旋翼飞行器实现空陆两用的同时，具备了较大升力；而且还具有结构简单、操作方便，可较容易的完成各种空中和陆地作业等优点。

Description

一种四旋翼空陆两用飞行器

技术领域

本实用新型涉及一种四旋翼飞行器，具体说，是涉及一种四旋翼空陆两用飞行器。

背景技术

随着国内外对四旋翼飞行器的研究发展，在1907年，Bréguet-Richet就让世界上第一架四旋翼飞行器“Gyroplane No.1”升上了天空，但由于构造复杂、不易操纵等原因，大型四旋翼飞行器的发展一直都比较缓慢，但是随着新型材料、微电机和惯性导航技术的发展，四旋翼飞行器逐步从不成熟的理论模型逐步变成了真实的实体进入了军事、民用两大方面进行探测侦查等多方面的实际运用。而其独特的飞行控制方式，也让四旋翼飞行器成为了国内外学者研究的新宠，不断推动四旋翼飞行器的高速发展。

20世纪80年代，美国研制出了使用涵道风扇为小型飞行器提供升力，用于空中侦察和监视的小型飞行器；奠定了涵道风扇在飞行器上使用的基础，而配合四旋翼飞行器的良好飞行性能是实现陆地运行的能力。而现有技术中的空陆两用飞行器存在空中飞行不灵活、升力小、不能进行俯仰、自旋滚转等复杂动作及结构复杂等缺陷问题。本领域啓需研发一种具备较大升力、能灵便执行空中任务且可实现空陆两用的四旋翼飞行器。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本实用新型旨在提供一种具备升力较同体积飞行器大，同时结构巧妙、可实现空陆两用的四旋翼飞行器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种四旋翼空陆两用飞行器，包括涵道风扇自动升降装置和四个独立涵道风扇，其特征在于：

所述的涵道风扇自动升降装置包括升降电机，所述升降电机连接有丝杆，在所述丝杆的顶端设置有丝杆约束件，所述丝杆与丝杆约束件通过滚动轴承连接；所述升降电机固定在电机机架的下方，所述丝杆约束件通过四根支撑杆固定在电机机架的上方；所述丝杆上套设有一丝杆螺母，所述丝杆螺母通过转动销与4个涵道风扇升降梁转动连接；每个涵道风扇升降梁均通过一个摇杆与电机机架连接，每个摇杆的一端通过转动销与涵道风扇升降梁转动连接、另一端通过转动销与电机机架的一侧转动连接；

所述的独立涵道风扇包括涵道、涵道固定座、手动涵道锁定机架、旋转电机和旋转电机固定座，在旋转电机的输出轴上固定连接有螺旋桨，在旋转电机的转子上套设有涵道驱动环；所述的涵道驱动环与手动涵道锁定机架螺纹连接；所述的手动涵道锁定机架固定在旋转电机固定座上，在所述的手动涵道锁定机架上固定连接有4根对称分布的涵道支撑杆，每根涵道支撑杆的另一端均与涵道的侧面固定连接；在旋转电机固定座的左右侧面对称销接有倾转轴承支撑架，所述的倾转轴承支撑架的另一端与涵道固定座固定连接；所述的涵道固定座固定在涵道风扇升降梁的末端；所述涵道通过滚动轴承与涵道固定座连接；在所述涵道固定座上还设有手动止转销孔，所述手动止转销孔的大小与手动止转销相适配。

作为一种优选方案，所述的升降电机选用12伏直流电机。

作为一种优选方案，所述的丝杆选用2毫米导程单头丝杆。

作为一种优选方案，所述的旋转电机选用外转子式无刷直流电机。

作为一种优选方案，所述的涵道驱动环过盈装配在旋转电机的转子外周。

作为一种优选方案，在所述的手动涵道锁定机架的上端设有内螺纹，在所述的涵道驱动环上设有外螺纹。

作为一种优选方案，所述涵道的下侧面周边为倒角结构。

与现有技术相比，本实用新型通过巧妙利用四旋翼飞行器和空陆两用飞行器的优势，通过机械结构配以电机丝杆的直线驱动副，实现了涵道风扇与水平面成零至四十五度的升降控制，实现四旋翼飞行器的空中模式和陆地模式的手动转换，使四旋翼飞行器在具有极佳的空中飞行性能的情况下具有了执行陆地行使的能力，使四旋翼飞行器实现了空陆两用的同时，具备了升力较同体积飞行器大，在一定程度上解决了现有技术中的空陆两用飞行器所存在的空中飞行不灵活、升力小、不能进行俯仰、自旋滚转等复杂动作的缺陷问题。另外，本实用新型所提供的飞行器还具有结构简单、操作方便，可较容易的完成各种空中和陆地作业等优点。

附图说明

图1是本实用新型所述的四旋翼空陆两用飞行器的结构示意图；

图2是本实用新型中所述的涵道风扇自动升降装置的结构示意图；

图3是本实用新型中所述的独立涵道风扇的内部结构示意图；

图4是本实用新型中所述的独立涵道风扇的剖面图；

图5是本实用新型所述的四旋翼空陆两用飞行器在飞行模式时的状态图。

图6是本实用新型所述的四旋翼空陆两用飞行器在陆地运行模式时的状态图。

图中：1、涵道风扇自动升降装置；11、升降电机；12、丝杆；13、丝杆约束件；14、电机机架；15、支撑杆；16、丝杆螺母；17、涵道风扇升降梁；18、摇杆；2、独立涵道风扇；21、涵道；22、涵道固定座；23、手动涵道锁定机架；24、旋转电机；25、旋转电机固定座；26、螺旋桨；27、涵道驱动环；28、涵道支撑杆；29、倾转轴承支撑架；3、手动止转销孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。

如图1所示：本实用新型提供的一种四旋翼空陆两用飞行器，包括涵道风扇自动升降装置1和四个独立涵道风扇2。

如图2所示：所述的涵道风扇自动升降装置1包括升降电机11，所述升降电机11连接有丝杆12，在所述丝杆12的顶端设置有丝杆约束件13，所述丝杆12与丝杆约束件13通过滚动轴承连接，以实现丝杆的双端支撑；所述升降电机11固定在电机机架14的下方，所述丝杆约束件13通过四根支撑杆15固定在电机机架14的上方；所述丝杆12上套设有一丝杆螺母16，所述丝杆螺母16通过转动销与4个涵道风扇升降梁17转动连接，丝杆12转动时会带动丝杆螺母16成上下直线运动，与升降电机11一起形成电机丝杆直线驱动副；每个涵道风扇升降梁17均通过一个摇杆18与电机机架14连接，每个摇杆18的一端通过转动销与涵道风扇升降梁17转动连接、另一端通过转动销与电机机架14的一侧转动连接。

如图3和图4所示：所述的独立涵道风扇2包括涵道21、涵道固定座22、手动涵道锁定机架23、旋转电机24和旋转电机固定座25，在旋转电机24的输出轴上固定连接有螺旋桨26，在旋转电机24的转子上套设有涵道驱动环27；所述的涵道驱动环27与手动涵道锁定机架23螺纹连接；所述的手动涵道锁定机架23固定在旋转电机固定座25上，在所述的手动涵道锁定机架23上固定连接有4根对称分布的涵道支撑杆28，每根涵道支撑杆28的另一端均与涵道21的侧面固定连接；在旋转电机固定座25的左右侧面对称销接有倾转轴承支撑架29，所述的倾转轴承支撑架29的另一端与涵道固定座22固定连接；所述的涵道固定座22固定在涵道风扇升降梁17的末端；所述涵道21通过滚动轴承与涵道固定座22连接；在所述涵道固定座22上还设有手动止转销孔3，所述手动止转销孔3的大小与手动止转销（图中未示出）相适配。

作为一种优选方案，所述的升降电机11选用12伏直流电机；所述的丝杆12选用2毫米导程单头丝杆；所述的旋转电机24选用外转子式无刷直流电机；所述的涵道驱动环27过盈装配在旋转电机24的转子外周；在所述的手动涵道锁定机架23的上端设有内螺纹，在所述的涵道驱动环27上设有外螺纹；所述涵道21的下侧面周边为倒角结构。

本实用新型所述的四旋翼空陆两用飞行器的使用操作如下：

在需启动飞行器空中运行模式时，手持飞行器，旋松手动涵道锁定机架23与涵道驱动环27的螺纹连接，同时将手动止转销插入设在涵道固定座22上的手动止转销孔3内，使涵道固定座22与涵道风扇升降梁17保持静止，从而保证涵道21在飞行过程中处于静止状态；同时启动升降电机11使丝杆12产生转动，丝杆12的转动会带动丝杆螺母16成向上直线运动，从而使电机丝杆直线驱动副进行向上直线运动，将4个涵道风扇升降梁17升起，随着螺旋桨26的转动升力的增加，四旋翼飞行器即可起飞。

在需启动飞行器陆地运行模式时，去除手动止转销孔3内的手动止转销，同时旋紧手动涵道锁定机架23与涵道驱动环27的螺纹连接，使得涵道固定座22与涵道风扇升降梁17保持相对转动从而保证涵道21在陆地运行过程中处于可旋转状态；同时启动升降电机11使丝杆12产生转动，丝杆12的转动会带动丝杆螺母16成向下直线运动，从而使电机丝杆直线驱动副进行向下直线运动，将4个涵道风扇升降梁17放下，随着旋转电机24的转动，会带动涵道21旋转，四旋翼飞行器即可在陆地上进行旋转运行。

综上所述可见：本实用新型通过巧妙利用四旋翼飞行器和空陆两用飞行器的优势，通过机械结构配以电机丝杆的直线驱动副，实现了涵道风扇与水平面成零至四十五度的升降控制，实现四旋翼飞行器的空中模式和陆地模式的手动转换，使四旋翼飞行器在具有极佳的空中飞行性能的情况下具有了执行陆地行使的能力，使四旋翼飞行器实现了空陆两用的同时，具备了升力较同体积飞行器大，在一定程度上解决了现有技术中的空陆两用飞行器所存在的空中飞行不灵活、升力小、不能进行俯仰、自旋滚转等复杂动作的缺陷问题。另外，本实用新型所提供的飞行器还具有结构简单、操作方便，可较容易的完成各种空中和陆地作业等优点。

最后应当说明的是：以上内容只用于对本实用新型的技术方案做进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种四旋翼空陆两用飞行器，包括涵道风扇自动升降装置和四个独立涵道风扇，其特征在于：

2.如权利要求1所述的四旋翼空陆两用飞行器，其特征在于：所述的升降电机选用12伏直流电机。

3.如权利要求1所述的四旋翼空陆两用飞行器，其特征在于：所述的丝杆选用2毫米导程单头丝杆。

4.如权利要求1所述的四旋翼空陆两用飞行器，其特征在于：所述的旋转电机选用外转子式无刷直流电机。

5.如权利要求1所述的四旋翼空陆两用飞行器，其特征在于：所述的涵道驱动环过盈装配在旋转电机的转子外周。

6.如权利要求1所述的四旋翼空陆两用飞行器，其特征在于：在所述的手动涵道锁定机架的上端设有内螺纹，在所述的涵道驱动环上设有外螺纹。

7.如权利要求1所述的四旋翼空陆两用飞行器，其特征在于：所述涵道的下侧面周边为倒角结构。