CN203638094U - 一种微型飞行器 - Google Patents
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Abstract
一种微型飞行器，包括舵机、机翼、机架、螺旋桨、电机，机架由直线机架和弧形机架组成，舵机安装在直线机架上，机翼与舵机相连接，电机安装在弧形机架远离舵机的一端，螺旋桨安装在电机上，螺旋桨与机翼分别位于机架的二侧。这种微型无人飞行器可以垂直起降，结构简单、气动效率高、便于携带，可以作为单兵携带的侦查、测绘飞行平台，可以在任务时间内完成测绘和侦察的任务，尤其是隐蔽侦察上。
Description
技术领域
本实用新型是一种飞行器，属于飞行技术领域。
背景技术
20世纪90年代中期以来，无人机技术得到了蓬勃的发展，其中微型无人飞行器由于体积小、隐蔽性好、重量轻、成本低、灵活性强、操作简单等突出特点，无论在军事领域还是民用领域，微型飞行器都有十分诱人的应用前景。目前，已经出现了各种各样探索性的微型飞行器，有微型固定翼型、扑翼型、旋翼型、环翼型、尾扑型等。但是或续航时间短或任务载荷不达标或机构复杂不易携带。
实用新型内容
为了克服这些困难，在综合研究了槭树种子的重量分布和气动布局以后，本实用新型仿照槭树种子设计了这样一款微型无人飞行器，它由多叶桨、伺服机构、电机等部件组成。电机带动螺旋桨产生拉力使机翼绕机体的旋转中心旋转产生升力，它具有结构简单、气动效率高、便于携带等优点。
本实用新型实现其功能所采用的技术方案是：一种微型飞行器，包括舵机、机翼、机架、螺旋桨、电机，机架由直线机架和弧形机架组成，舵机安装在直线机架上，机翼与舵机相连接，电机安装在弧形机架远离舵机的一端，螺旋桨安装在电机上，螺旋桨与机翼分别位于机架的二侧。
优选地：飞行器的旋转中心和重心之间具有一定的距离。
优选地：舵机安装在靠近弧形机架处。
优选地：机翼靠近电机的一侧为前缘，另一侧为后缘，前缘为直线，后缘为勺状曲线。
优选地：机翼是部分中空的。
优选地：还包括电机固定架，弧形机架远离舵机的一端安装有电机固定架，电机安装在电机固定架上。
优选地：：还包括电池、导线，电池安装在直线机架远离电机的一端，电池通过导线与舵机及电机相连接。
优选地：还包括控制芯片，控制芯片安装在直线机架远离电机的一端，电池与控制芯片相连接，控制芯片通过导线与舵机及电机相连接。
优选地：还包括齿轮、连接凸台、橡胶头环、管、齿轮，连接凸台安装在舵机附近的机架上，连接凸台上设置有通孔，管一端从通孔穿出，橡胶头环安装在管的一端，管的另一端与机翼相连接，机翼与连接凸台之间的管上还安装有齿轮,舵机也安装有齿轮，舵机上的齿轮与管上的齿轮相啮合。
优选地：管为碳纤维管。
本实用新型的有益效果是：这种微型无人飞行器结构简单、气动效率高、便于携带，可以垂直起降，可以作为单兵携带的侦查、测绘飞行平台，可以在任务时间内完成测绘和侦察的任务，尤其是隐蔽侦察上。
附图说明
图1是本实用新型整机布局示意图。
图2是机翼与机架连接接头处的示意图。
附图标记名称如下：1、电池；2、直线机架；3、舵机；4、机翼；5、齿轮；6、连接凸台；7、机架；8、弧形机架；9、螺旋桨；10、电机固定架；11、电机；12、橡胶头环；13、管；14、齿轮；15、控制芯片；16、盒子。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
一种微型飞行器，包括电池1、舵机3、机翼4、机架7、螺旋桨9、电机11、控制芯片15。机架7由直线机架2和弧形机架8组成。舵机3安装在直线机架2上，靠近弧形机架8处。机翼4与舵机3相连接，电机11安装在弧形机架8远离舵机3的一端（机架7的一端），螺旋桨9安装在电机11上，螺旋桨9与机翼4分别位于机架7的二侧。机架7为长条形，电池1安装在直线机架2远离电机11的一端（机架7的另一端），电池1通过导线、控制芯片15与舵机3、电机11相连接，舵机3安装在机架7上，机翼4与舵机3相连接，电机11与机翼4分别位于机架7的二侧。舵机3安装在靠近弧形机架8处，更有利于飞行器的飞行。电机11位于机翼4的上方。机翼4的一侧（靠近电机的一侧）为机翼前缘段，前缘为直线，，另一侧（靠近电池的一侧）为后缘段，后缘为勺状曲线。为了减轻飞行器的重量，机翼4是部分中空的。
在舵机3附近的机架7上还安装有连接凸台6，连接凸台6可以安装在靠近电机11的一侧，也可以安装在远离电机11的一侧。连接凸台6上设置有通孔，碳纤维管13的一端从通孔的一端穿入，从通孔的另一端穿出。在碳纤维管13的一端从通孔的另一端穿出后，把橡胶头环12安装在碳纤维管13的一端上，橡胶头环12使碳纤维管13不会向机翼4一侧串动。这样的话使得碳纤维管13可以在通孔中转动。碳纤维管13的另一端伸入机翼4的中空部分，与机翼4相连接，机翼4与碳纤维管13之间不会相对转动，从而使机翼4可以转动。在机翼4与连接凸台6之间的碳纤维管13上还安装有齿轮5，碳纤维管13与齿轮5之间不会有相对转动，而且齿轮5可以使碳纤维管13不会向远离机翼4的一侧串动，舵机3在靠近机翼4的一侧安装有齿轮14，齿轮14与齿轮5相啮合。通过舵机3传动齿轮14，齿轮14传动齿轮5，齿轮5传动碳纤维管13，碳纤维管13传动机翼4，实现舵机3对机翼4的传动和控制。舵机3为数字舵机。
弧形机架8远离舵机3的一端（机架7的一端）安装有电机固定架10，电机11安装在电机固定架10上，螺旋桨9安装在电机11上。管13使用碳纤维的目的在于减轻飞行器的重量，当然也可以使用其他固体材料制成的管子。
更进一步的，在直线机架2远离电机11的一端（机架7的另一端）设置有盒子16，盒子16内放置电池1与控制芯片15。也就是说电池1、控制芯片15安装在直线机架2远离电机11的一端（机架7的另一端）。电池1与控制芯片15相连接，控制芯片15与舵机3、电机11相连接，从而控制舵机3及电机11。
飞行器起飞时，由电机11驱动螺旋桨9旋转产生拉力带动机翼4绕旋转中心旋转产生升力从而起飞，当要进行方向飞行时通过舵机3周期性地带动齿轮5使得机翼4改变攻角，从而实现飞行器升力的周期变化，改变整架飞行器旋转形成的桨盘的倾斜方向，进行360度方位的航向操纵，保证了飞行器能够准确的飞行到目的地执行侦察、测绘等任务并安全返回，当飞行器需要降落时，只要将它操作至指定地点上空，减小直至关闭电机11，它便可自转下滑。
当携带时，可以将图2中橡胶头环12取下，将飞行器分为机架7、电机11和机翼4部分分开放置携带。
由于这款仿“槭树种子“微型飞行器结构简单，仅有电机11和舵机3两个伺服机构，并采用了高升力翼型的机翼4同时仅有一片机翼4在旋转，减少了多旋翼飞行器尾涡的气动干扰，因此其任务载荷大大提高，续航时间得以延长，并且由于自身处在不断旋转之中，可以通过现有的图像处理技术来使侦查、测绘360°方位无死角得以实现。
所设计的微型飞行器外形仿生，机翼4部分外形犹如槭树种子的叶片部分，采用高升力翼型以提高升阻比，保证单叶的气动效率，机翼4与机架7通过伸长的碳纤维管13连接在一起，同时在连接处有一舵机3，通过舵机3的齿轮14来带动碳纤维管13上固定的齿轮5，从而周期控制机翼4的迎角，改变整机受到的升力大小，控制旋转时的全机形成的桨盘倾斜方向来进行航向操纵。在机架7的另一端靠近机翼4处搭载电池1、控制设备和侦查测绘仪器单元，一端安装有电机11，采用三叶桨及以上的螺旋桨9来消除旋转时螺旋桨9关于转轴垂直方向转动惯量不断变化而引起的多余震荡，通过电机11驱动螺旋桨9产生的拉力来使机翼4绕机体的旋转中心旋转来产生升力，带动整个机体上升，而且其旋转中心和重心有一定的位移差以保证一定的偏心矩使飞行器具有飞行稳定性，也就是说飞行器的旋转中心和重心之间具有一定的距离，在机架的别的部分可以搭载配重来调配整架飞行器的重心来使飞行器具有自稳定性。
Claims (10)
1.一种微型飞行器，其特征在于：包括舵机（3）、机翼（4）、机架（7）、螺旋桨（9）、电机（11），机架（7）由直线机架（2）和弧形机架（8）组成，舵机（3）安装在直线机架（2）上，机翼（4）与舵机（3）相连接，电机（11）安装在弧形机架（8）远离舵机（3）的一端，螺旋桨（9）安装在电机（11）上，螺旋桨（9）与机翼（4）分别位于机架（7）的二侧。
2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：飞行器的旋转中心和重心之间具有一定的距离。
3.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：舵机（3）安装在靠近弧形机架（8）处。
4.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：机翼（4）靠近电机（11）的一侧为前缘，另一侧为后缘，前缘为直线，后缘为勺状曲线。
5.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：机翼（4）是部分中空的。
6.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：还包括电机固定架（10），弧形机架（8）远离舵机（3）的一端安装有电机固定架（10），电机（11）安装在电机固定架（10）上。
7.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：还包括电池（1）、导线，电池（1）安装在直线机架（2）远离电机（11）的一端，电池（1）通过导线与舵机（3）及电机（11）相连接。
8.根据权利要求7所述的飞行器，其特征在于：还包括控制芯片（15），控制芯片（15）安装在直线机架（2）远离电机（11）的一端，电池（1）与控制芯片（15）相连接，控制芯片（15）通过导线与舵机（3）及电机（11）相连接。
9.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：还包括齿轮（5）、连接凸台（6）、橡胶头环（12）、管（13）、齿轮（14），连接凸台（6）安装在舵机（3）附近的机架（7）上，连接凸台（6）上设置有通孔，管（13）一端从通孔穿出，橡胶头环（12）安装在管（13）的一端，管（13）的另一端与机翼（4）相连接，机翼（4）与连接凸台（6）之间的管（13）上还安装有齿轮（5）,齿轮（14）安装在舵机（3）上，齿轮（5）与齿轮（14）相啮合。
10.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于：管（13）为碳纤维管。
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2013
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