CN205891235U - 一种小型垂直起降快递无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种小型垂直起降快递无人机，包括机身、机翼和尾翼；所述机身包括前机身和后机身，前机身和后机身固定连接，前机身内部空心，内部放置有飞机控制系统、线路及电源，所述后机身上固定设有尾电动机，所述尾电动机的输出轴垂直向上且与螺旋桨轴承连接；所述机翼通过旋转机构设于前机身上，所述前机身两侧的机翼上对称设有翼吊电动机，所述翼吊电动机的输出轴伸出机翼前缘，且轴承连接有螺旋桨，所述翼吊电动机通过油门控制器与飞机控制系统相连，所述机翼的后缘铰接有副翼；所述尾翼与所述后机身固定连接。本实用新型集合了旋翼类和固定翼类两种飞行器的优势，能够满足快递无人机的要求，解决了目前无人机短航程问题。

Description

一种小型垂直起降快递无人机

技术领域

本实用新型属于无人机领域，尤其是涉及一种小型垂直起降快递无人机。

背景技术

目前，民用小型无人机运输行业分为旋翼类和固定翼类。固定翼类拥有很好的气动效率，但起降要求高，低空慢速下操控性差；旋翼类拥有很好地机动性，需要简单的降落要求，但能量利用率较低，航程短。在兴起的无人机快递运输中，多采用旋翼机工作，其良好的机动性，成熟可靠的飞行控制技术，能够符合快递运输无人机高安全性的要求，但被其短航程限制，旋翼无人机的工作效率不高，电能耗损快，就快递公司而言，其带来的效益有待考量，所以无法大面积推广。

与其他倾转旋翼机相比，其固定翼常规布局使其拥有很高的能源转换效率，其良好的经济性是其作为快递无人机的基础。另外倾转过渡时，相比于其他倾转类旋翼机，其转变柔和缓慢，保证了过度的平稳。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种小型垂直起降快递无人机，能够克服目前旋翼类快递无人机的航程小的不足，在满足安全、机动和起降要求的同时，能够提高巡航时效率、减少能耗和提高效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种小型垂直起降快递无人机，包括机身、机翼和尾翼；

所述机身为流线型，所述机身包括前机身和后机身，所述前机身和后机 身固定连接，所述前机身内部空心，内部放置有飞机控制系统、线路及电源，所述后机身上固定设有尾电动机，所述尾电动机的输出轴垂直向上且与螺旋桨轴承连接；

所述机翼通过旋转机构设于所述前机身上，所述前机身两侧的机翼上对称设有翼吊电动机，所述翼吊电动机的输出轴伸出机翼前缘，且轴承连接有螺旋桨，所述翼吊电动机通过油门控制器与飞机控制系统相连，所述机翼的后缘铰接有副翼；

所述尾翼与所述后机身固定连接。

进一步的，所述前机身在与机翼的连接处设有开口向上的凹槽，所述旋转机构固定设于所述凹槽内，所述旋转机构包括电机、连杆、第一摇臂和第二摇臂，所述电机的两侧均设有电机输出轴，电机输出轴的方向与所述机翼的设置方向平行，所述连杆垂直对称设于所述电机输出轴的两侧，所述电机输出轴穿过连杆且与连杆固定连接，所述连杆的两端分别与第一摇臂和第二摇臂的一端铰接，所述第一摇臂和第二摇臂的另一端分别与主梁和后梁铰接，所述主梁和后梁的分别与所述机翼的设置方向平行，且垂直于所述第一摇臂和第二摇臂，所述主梁和后梁分别与所述机翼插接，所述机翼以主梁和后梁为承受空气载荷的部件，通过第一摇臂和第二摇臂将机翼与旋转机构相连。

进一步的，所述旋转机构设于安装盒中，所述安装盒固定设于所述前机身向上的凹槽内，所述电机固定设于所述安装盒底部，所述安装盒的顶部沿着所述第一摇臂和第二摇臂的运动方向设有缝隙，所述第一摇臂和第二摇臂的上端穿过缝隙。

进一步的，所述后机身为碳管，所述碳管的直径为40mm。

进一步的，所述尾电动机通过尾电动机座设于所述后机身上，所述尾电 动机随尾电动机座一同在以后机身的纵截面的圆心为中心，以后机身的轴线为法线组成的平面上进行左右0°～5°之间的小幅摆动。

进一步的，所述副翼对称设于机翼的后缘，所述副翼通过舵机操控，所述舵机设于所述机翼在距翼尖三分之一处，所述舵机与飞机控制系统相连。

进一步的，所述尾翼包括水平尾翼和两端对称设置的垂尾，所述水平尾翼包括安定面和舵面，所述安定面上设有升降舵，所述升降舵通过舵机来控制，所述舵机与飞机控制系统相连。

进一步的，所述翼吊电动机分别设于两侧机翼的二分之一处。

相对于现有技术，本实用新型所述的小型垂直起降快递无人机具有以下优势：

本实用新型所述的小型垂直起降快递无人机，通过旋转机构实现旋翼模式和固定翼模式的切换，全机配置三枚电动机，排布形式为翼吊双发，尾部单发，整个机翼带动翼吊电动机进行90度倾转实现模式切换，通过飞机控制系统的控制，在旋翼模式下，进行类似三轴式旋翼机的运动，在固定翼模式下，通过翼吊双发式固定翼进行巡航飞行；本实用新型集合了旋翼类和固定翼类两种飞行器的优势，在超低空和恶劣空域下，能进行稳定安全的机动飞行，在高空良好的环境下，能进行很好经济性的巡航运输，能够满足快递无人机的要求，带来更好的效益，解决了目前无人机短航程问题。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的小型垂直起降快递无人机的结构示意 图；

图2为本实用新型实施例所述的小型垂直起降快递无人机在平飞模式下的俯视图；

图3为本实用新型实施例所述的小型垂直起降快递无人机在悬停模式下的侧视图；

图4为本实用新型实施例所述的小型垂直起降快递无人机的前机身与旋转机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的小型垂直起降快递无人机旋转机构的内部结构示意图。

附图标记说明：

1-前机身；2-后机身；3-机翼；4-尾翼；5-尾电动机；6-螺旋桨；7-旋转机构；701-电机；702-连杆；703-第一摇臂；704-第二摇臂；705-电机输出轴；706-主梁；707-后梁；8-翼吊电动机；9-副翼；10-安装盒

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指 示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种小型垂直起降快递无人机，包括机身、机翼3和尾翼4；

所述机身包括前机身1和后机身2，所述前机身1和后机身2固定连接，所述前机身1内部空心，内部放置有飞机控制系统、线路及电源，所述后机身2上固定设有尾电动机5，所述尾电动机5的输出轴垂直向上且与螺旋桨6轴承连接；

所述机翼3通过旋转机构7设于所述前机身1上，所述前机身1两侧的机翼3上对称设有翼吊电动机8，所述翼吊电动机8的输出轴伸出机翼3前缘，且轴承连接有螺旋桨6，所述翼吊电动机8通过油门控制器与飞机控制系统相连，所述机翼3的后缘铰接有副翼9；

所述尾翼4与所述后机身2固定连接。

上述前机身1在与机翼3的连接处设有开口向上的凹槽，所述旋转机构7固定设于所述凹槽内，所述旋转机构7包括电机701、连杆702、第一摇臂703和第二摇臂704，所述电机701的两侧均设有电机输出轴705，电机输出轴705的方向与所述机翼3的设置方向平行，所述连杆702垂直对称设于所 述电机输出轴705的两侧，所述电机输出轴705穿过连杆702且与连杆702固定连接，所述连杆702的两端分别与第一摇臂703和第二摇臂704的一端铰接，所述第一摇臂703和第二摇臂704的另一端分别与主梁706和后梁707铰接，所述主梁706和后梁707的分别与所述机翼3的设置方向平行，且垂直于所述第一摇臂703和第二摇臂704，所述主梁706和后梁707分别与所述机翼3插接，所述机翼3以主梁706和后梁707为承受空气载荷的部件，通过第一摇臂703和第二摇臂704将机翼3与旋转机构7相连。

上述旋转机构7设于安装盒10中，所述安装盒10固定设于所述前机身1向上的凹槽内，所述电机701固定设于所述安装盒10底部，所述安装盒10的顶部沿着所述第一摇臂703和第二摇臂704的运动方向设有缝隙，所述第一摇臂703和第二摇臂704的上端穿过缝隙。

上述后机身2为碳管，所述碳管的直径为40mm。

上述尾电动机5通过尾电动机座设于所述后机身2上。

上述副翼9对称设于机翼3的后缘，所述副翼9通过舵机操控，所述舵机设于所述机翼3在距翼尖三分之一处，所述舵机与飞机控制系统相连。

上述尾翼4包括水平尾翼和两端对称设置的垂尾401，所述水平尾翼包括安定面402和舵面403，所述安定面402上设有升降舵，所述升降舵通过舵机来控制，所述舵机与飞机控制系统相连。

上述翼吊电动机8分别设于两侧机翼3的二分之一处。

如图1～5所示，飞机起飞时，尾电动机5和机翼3两侧的翼吊电动机8三枚发动机垂直向上，通过三枚电动机转速的差别以及升降舵的舵机的控制，实现滚转、偏航、俯仰三个方向上的运动，躲避障碍，调整姿态，达到相对较合适的高度和环境。在抵达良好空域和指定高度后，由飞机控制系统控制旋转机构7进行模式变换，倾转机翼3，转换为固定翼模式。在固定翼 模式副翼9、升降舵、翼吊电动机8进行油门和姿态控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小型垂直起降快递无人机，其特征在于：包括机身、机翼(3)和尾翼(4)；

所述机身包括前机身(1)和后机身(2)，所述前机身(1)和后机身(2)固定连接，所述前机身(1)内部空心，内部放置有飞机控制系统、线路及电源，所述后机身(2)上固定设有尾电动机(5)，所述尾电动机(5)的输出轴垂直向上且与螺旋桨(6)轴承连接；

所述机翼(3)通过旋转机构(7)设于所述前机身(1)上，所述前机身(1)两侧的机翼(3)上对称设有翼吊电动机(8)，所述翼吊电动机(8)的输出轴伸出机翼(3)前缘，且轴承连接有螺旋桨(6)，所述翼吊电动机(8)通过油门控制器与飞机控制系统相连，所述机翼(3)的后缘铰接有副翼(9)；

所述尾翼(4)与所述后机身(2)固定连接。

2.根据权利要求1所述的小型垂直起降快递无人机，其特征在于：所述前机身(1)在与机翼(3)的连接处设有开口向上的凹槽，所述旋转机构(7)固定设于所述凹槽内，所述旋转机构(7)包括电机(701)、连杆(702)、第一摇臂(703)和第二摇臂(704)，所述电机(701)的两侧均设有电机输出轴(705)，电机输出轴(705)的方向与所述机翼(3)的设置方向平行，所述连杆(702)垂直对称设于所述电机输出轴(705)的两侧，所述电机输出轴(705)穿过连杆(702)且与连杆(702)固定连接，所述连杆(702)的两端分别与第一摇臂(703)和第二摇臂(704)的一端铰接，所述第一摇臂(703)和第二摇臂(704)的另一端分别与主梁(706)和后梁(707)铰接，所述主梁(706)和后梁(707)的分别与所述机翼(3)的设置方向平行，且垂直于所述第一摇臂(703)和第二摇臂(704)，所述主梁(706)和后梁(707)分别与所述机翼(3)插接，所述机翼(3)以主梁(706)和 后梁(707)为承受空气载荷的部件，通过第一摇臂(703)和第二摇臂(704)将机翼(3)与旋转机构(7)相连。

3.根据权利要求2所述的小型垂直起降快递无人机，其特征在于：所述旋转机构(7)设于安装盒(10)中，所述安装盒(10)固定设于所述前机身(1)向上的凹槽内，所述电机(701)固定设于所述安装盒(10)底部，所述安装盒(10)的顶部沿着所述第一摇臂(703)和第二摇臂(704)的运动方向设有缝隙，所述第一摇臂(703)和第二摇臂(704)的上端穿过缝隙。

4.根据权利要求1所述的小型垂直起降快递无人机，其特征在于：所述后机身(2)为碳管，所述碳管的直径为40mm。

5.根据权利要求1所述的小型垂直起降快递无人机，其特征在于：所述尾电动机(5)通过尾电动机座设于所述后机身(2)上。

6.根据权利要求1所述的小型垂直起降快递无人机，其特征在于：所述副翼(9)对称设于机翼(3)的后缘，所述副翼(9)通过舵机操控，所述舵机设于所述机翼(3)在距翼尖三分之一处，所述舵机与飞机控制系统相连。

7.根据权利要求1所述的小型垂直起降快递无人机，其特征在于：所述尾翼(4)包括水平尾翼和两端对称设置的垂尾(401)，所述水平尾翼包括安定面(402)和舵面(403)，所述安定面(402)上设有升降舵，所述升降舵通过舵机来控制，所述舵机与飞机控制系统相连。

8.根据权利要求1所述的小型垂直起降快递无人机，其特征在于：所述翼吊电动机(8)分别设于两侧机翼(3)的二分之一处。