CN206087292U - 飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种飞行器，包括：机身、第一动力单元、第二动力单元和第三动力单元，其中第一动力单元和第二动力单元的旋翼直径大于第三动力单元的旋翼直径，可以快速改变气流速度甚至反转气流方向，快速完成翻滚动作，从而获取极大的机动性。同时通过设置具有气流偏向机构的第三动力单元，可以减少前飞时的阻力和快速完成偏航动作。

Description

飞行器

技术领域

本实用新型涉及一种飞行器，尤其涉及一种机动飞行器。

背景技术

多轴飞行器通常包括机身、机臂、飞控装置、电源、电调、电机、旋翼和功能性传感器，如超声波传感器等。

电动直升机通常还包括尾翼及锁尾陀螺仪，控制旋翼变距的周期变距及总距的控制装置，该控制装置包括舵机、倾斜盘、连杆等构件。

现有的多轴飞行器基本只靠改变旋翼转速来调整飞行姿态，平移飞行需要倾斜机身，因而增加了机身的迎风面积，导致飞行阻力的增加，使多轴飞行器的动作反应慢，机动性差，电机频繁的加减速使动能损失大，电机热损耗大，效率低。而现有的电动直升机通常只有一个变距桨和一个尾桨，横向翻滚动作不灵活，平移飞行速度低。

现有的多轴飞行器，一般通过调整旋翼转速实现姿态控制，姿态响应速度低下，如果桨叶直径偏大的话还会进一步的延迟旋翼的姿态响应速度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种飞行动作灵活，机动性强，能高速平移飞行、节能的飞行器。

为实现上述目的，本实用新型提供的飞行器包括：机身、第一动力单元、第二动力单元和第三动力单元，所述第一动力单元通过第一机臂固定在所述机身的第一侧，并靠近所述机身的第一端，所述第二动力单元通过第二机臂固定在所述机身的与所述第一侧相对的第二侧，并靠近所述第一端；所述第一动力单元和所述第二动力单元的旋翼直径都为D，所述第三动力单元设置在靠近所述机身的与所述第一端相对的第二端的中部，其旋翼直径为d，其中d≤0.5D，所述第三动力单元设置有气流偏向机构。由以上方案可见，大旋翼的第一动力单元和第二动力单元使飞行器飞行速度快，而第三动力单元的旋翼直径小，旋翼转速高，气流响应速度快，飞行器灵活性高。

较具体地，所述第三动力单元的旋翼直径d≤0.25D。进一步减小第三动力单元的旋翼直径，增加灵活性。

更具体地，所述第三动力单元为涵道风扇。涵道风扇结构紧凑、安全性高。

较具体地，所述第一动力单元的旋翼的转轴和所述第二动力单元的旋翼的转轴与所述机身所在平面的法向的夹角为3°至8°，两动力单元的旋翼的转轴的轴线相交于所述机身的上方。可以使气流支承跨度更大，使飞行器飞行更加平稳。

优选地，所述第一动力单元具有可变距旋翼、周期变距及总距控制装置，所述第二动力单元具有可变距旋翼、周期变距及总距控制装置。可变距旋翼、周期变距及总距控制装置的第一动力单元和第二动力单元，可以快速改变气流速度甚至反转气流方向，快速完成翻滚动作，从而获取极大的机动性。

较具体地，所述气流偏向机构包括第一转向电机和第一转轴，所述第一转轴沿所述机身的长度方向设置，所述第三动力单元的旋翼通过支架可旋转地安装在所述第一转轴上。所产生的水平推力分量作为调节飞行器偏航的力矩，可以快速完成偏航动作。

更具体地，所述气流偏向机构包括第二转向电机和第二转轴，所述第二转轴沿所述机身的宽度方向安装在所述支架上，所述第三动力单元的旋翼可旋转地安装在所述第二转轴上。获得水平推力分量，无需倾斜机身便可以快速向前飞行，可以减少前飞阻力。

更具体地，所述第一转向电机与所述第一转轴之间通过齿轮啮合，以控制第一转轴倾转。可以保证转向过程中驱动力矩平衡，提高工作可靠性和延长部件的使用寿命。

更具体地，所述第二转向电机通过连杆机构与所述第二转轴连接，以驱动所述第二转轴转动。结构强度高，工作平稳。

较具体地，所述气流偏向机构包括安装在所述第三动力单元的旋翼下方的导流板，所述导流板包括由第三转向电机驱动的可绕机身长度方向转动的第一导流板，以及由第四转向电机驱动的可绕机身宽度方向转动的第二导流板。

本实用新型的有益效果是：

与传统的三轴飞行器相比，本实用新型可以快速改变气流速度甚至反转气流方向，快速完成翻滚动作，从而获取较大的机动性，并可以减少前飞时的阻力和快速完成偏航动作。

附图说明

图1是本实用新型实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的正视图；

图3是本实用新型实施例中第三动力单元的结构示意图；

图4是本实用新型实施例去除旋翼后的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，机动飞行器包括机身和第一动力单元1、第二动力单元2和第三动力单元3。第一动力单元1和第二动力单元2布置在机身宽度方向的两侧，第一动力单元1通过第一机臂11固定在所述机身的第一侧，并靠近所述机身第一端，具有可变距旋翼13、周期变距及总距控制装置14；第二动力单元2通过第二机臂12固定在所述机身的与第一侧相对的第二侧，并靠近所述机身第一端，具有可变距旋翼13、周期变距及总距控制装置14。通过第一动力单元1和第二动力单元2上的两组周期变距及总距控制装置14，可以改变可变距旋翼13的桨距角，从而快速改变气流速度甚至反转气流方向，快速完成翻滚动作，翻滚速度是普通多轴飞行器的2倍以上，普通电动直升机的3倍以上。

第三动力单元设置在靠近所述机身的与所述第一端相对的第二端的中部，具有旋翼和气流偏向机构。继续如图1、3所示，气流偏向机构包括第一转向电机6和第一转轴4，第一转轴4沿机身的长度方向设置，第三动力单元3的旋翼通过支架可旋转地安装在第一转轴4上。气流偏向机构还包括第二转向电机（图中未示出）和第二转轴5，第二转轴5沿机身宽度方向安装在支架上，第三动力单元的旋翼可旋转的安装在第二转轴5上。第三动力单元3绕第一转轴4转动时，所产生的水平推力分量作为调节飞行器偏航的力矩，可以快速完成偏航动作。第三动力单元3绕第二转轴5向前倾倒时，获得水平推力分量，无需倾斜机身便可以快速向前飞行，可以减少前飞阻力。

如图2所示，可变距旋翼的转轴与机身所在的平面的法向的夹角为3°至8°，两可变距旋翼的转轴的轴线相交于机身的上方。优选地，所述夹角为3°至5°。通过上述设置，可以使气流支承跨度更大，使飞行器飞行更加平稳。

进一步地，两可变距旋翼的转轴所在的平面与机身所在的平面垂直。

如图3和图4所示，第一转向电机6与第一转轴4之间通过齿轮10啮合，以控制第一转轴倾转。通过齿轮与第一转轴4啮合的设置，可以保证转向过程中驱动力矩平衡，提高工作可靠性和延长部件的使用寿命。优选地，第一转向电机6设置为两个，可以进一步增大驱动力，使载荷更均匀。优选地，齿轮与第一转轴4之间通过键连接。

继续如图4所示，第二转向电机通过连杆机构与第二转轴连接，以驱动第二转轴转动。具体地，第二转向电机通过摇杆8与推杆7连接，再由推杆7与摇臂9连接，带动第二转轴转动。优选地，也可以选用双推杆的结构，受力更加均匀，结构强度更高，工作更平稳。

气流偏向机构还可包括安装在第三动力单元的旋翼下方的导流板，导流板可包括由第三转向电机驱动的可绕机身长度方向转动的第一导流板，以及由第四转向电机驱动的可绕机身宽度方向转动的第二导流板。

以上所述实施例只是为本实用新型的较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，凡依本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种飞行器，包括：机身、第一动力单元、第二动力单元和第三动力单元，所述第一动力单元通过第一机臂固定在所述机身的第一侧，并靠近所述机身的第一端，所述第二动力单元通过第二机臂固定在所述机身的与所述第一侧相对的第二侧，并靠近所述第一端；

其特征在于：

所述第一动力单元和所述第二动力单元的旋翼直径都为D，所述第三动力单元设置在靠近所述机身的与所述第一端相对的第二端的中部，其旋翼直径为d，其中d≤0.5D，所述第三动力单元设置有气流偏向机构。

2.如权利要求1所述的飞行器，其中所述第三动力单元的旋翼直径d≤0.25D。

3.如权利要求2所述的飞行器，其中所述第三动力单元为涵道风扇。

4.如权利要求1所述的飞行器，其中所述第一动力单元的旋翼的转轴和所述第二动力单元的旋翼的转轴与所述机身所在平面的法向的夹角为3°至8°，两动力单元的旋翼的转轴的轴线相交于所述机身的上方。

5.如权利要求1至4任一项所述的飞行器，其中所述第一动力单元具有可变距旋翼、周期变距及总距控制装置，所述第二动力单元具有可变距旋翼、周期变距及总距控制装置。

6.如权利要求5所述的飞行器，其中所述气流偏向机构包括第一转向电机和第一转轴，所述第一转轴沿所述机身的长度方向设置，所述第三动力单元的旋翼通过支架可旋转地安装在所述第一转轴上。

7.如权利要求6所述的机动飞行器，其中所述气流偏向机构包括第二转向电机和第二转轴，所述第二转轴沿所述机身的宽度方向安装在所述支架上，所述第三动力单元的旋翼可旋转地安装在所述第二转轴上。

8.如权利要求7所述的飞行器，所述第二转向电机通过连杆机构与所述第二转轴连接，以驱动所述第二转轴转动。

9.如权利要求5所述的飞行器，所述第一转向电机与所述第一转轴之间通过齿轮啮合，以控制第一转轴倾转。

10.如权利要求5所述的飞行器，所述气流偏向机构包括安装在所述第三动力单元的旋翼下方的导流板，所述导流板包括由第三转向电机驱动的可绕机身长度方向转动的第一导流板，以及由第四转向电机驱动的可绕机身宽度方向转动的第二导流板。