CN206885340U - 一种组合式飞行器起降装置 - Google Patents

Abstract

一种组合式飞行器起降装置，属航空技术领域，包括固定翼飞机、多旋翼飞机和主控中心。固定翼飞机与多旋翼飞行器均安装有通信模块和GPS定位系统；主控中心分别与固定翼飞机和多旋翼飞行器采用无线连接，固定翼飞机与多旋翼飞行器采用无线连接；固定翼飞机有前活动转板、后活动转板、伸缩杆和激光测距传感器；多旋翼飞行器的机体上平面为凹弧形曲面，凹弧形曲面设有环形凹槽、前凹槽和后凹槽，环形凹槽的机械手手张开或合拢抓住伸缩杆上的圆环，使固定翼飞机与多旋翼飞行器进行分离或紧锁。本实用新型组合式飞行器起降装置及方式，操作方便，起降效率高，节约了场地资源和支出成本，更有利于固定翼飞机的普及。

Description

一种组合式飞行器起降装置

技术领域

一种组合式飞行器起降装置，属航空技术领域，尤其涉及飞行器起降装置。

背景技术

传统的固定翼飞机起飞和降落都需要较长的地面跑道，并且所需的起降场地面积大，建造跑道支出成本高，造成场地资源的浪费，但是固定翼飞机的耗能较小，续航能力强，安全性好；而多旋翼飞行器的耗能较大，续航时间比较短，安全性差，但是多旋翼飞行器能够垂直起降，所需的起降场地面积小。目前，有一些将固定翼飞机与多旋翼飞行器结合起来发明一些能垂直起降的固定翼飞机，虽然解决了固定翼飞机起降存在的问题，但是这些能垂直起降的固定翼飞机的效率性、稳定性和安全性低。

发明内容

本发明的目的是克服固定翼飞机和多旋翼飞行器的上述不足，以及利用固定翼飞机和多旋翼飞行器的各自优点，发明一种通过固定翼飞机和多旋翼飞行器对接的起降装置及方式。

一种组合式飞行器起降装置，包括固定翼飞机、多旋翼飞行器和主控中心。固定翼飞机与多旋翼飞行器均安装有通信模块和GPS定位系统；主控中心分别与固定翼飞机和多旋翼飞行器采用无线连接，固定翼飞机与多旋翼飞行器采用无线连接。所述固定翼飞机包括机身、主翼、尾翼、起落架和发动机；起落架用于固定翼飞机出现紧急情况时降落使用。所述机身底部安装有前活动转板、后活动转板、伸缩杆和激光测距传感器；所述前活动转板和后活动转板的结构相同，伸缩杆置于机身底部中心位置，激光测距传感器置于伸缩杆后侧边，所述伸缩杆的末端安装有圆环，圆环与伸缩杆通过螺纹连接；所述激光测距传感器用于精确定位。所述多旋翼飞行器包括机体、机臂、支撑装置、螺旋桨和电动机；所述机体的上平面为凹弧形曲面，并且该平面具有一定的倾斜度，倾斜的角度为3°～10°，机体前端高于机体尾端，凹弧形曲面与固定翼飞机机身底部互相贴合，机体内安装有控制器；所述凹弧形曲面设有前凹槽和后凹槽，所述前凹槽和后凹槽的结构相同，凹弧形曲面的中心位置还设有环形凹槽，所述环形凹槽的内壁安装有光电传感器，环形凹槽的内平面安装有机械手，光电传感器所处位置高于机械手顶端的位置，光电传感器用于检测有无物体，机械手的后侧边也安装有激光测距传感器，激光测距传感器与机械手相连接，所述控制器分别与机械手和光电传感器连接；所述凹弧形曲面的位置高于螺旋桨的位置，前活动转板的厚度小于前凹槽的宽度，后活动转板的厚度小于后凹槽的宽度，所述前活动转板和后活动转板是分别与前凹槽和后凹槽相对接的，当前活动转板和后活动转板分别与前凹槽和后凹槽对接时，环形凹槽所处的位置与伸缩杆的位置对应。

所述伸缩杆能收回固定翼飞机的机身内，前活动转板和后活动转板也能转动收回固定翼飞机的机身内。

所述多旋翼飞行器还包括支撑装置，支撑装置包括弹簧减震器和万向轮，弹簧减震器用于减弱多旋翼飞行器降落时产生的反冲力，万向轮方便多旋翼飞行器在地面上的移动。

本发明组合式飞行器起降装置及方式还包括能源补给系统，所述能源补给系统可为多旋翼飞行器或固定翼飞机供电或供油。

本发明组合式飞行器的起飞方式，是通过起降装置实现的：起飞时，前活动转板和后活动转板分别与前凹槽和后凹槽完全对接，使凹弧形曲面与固定翼飞机机身底部互相贴合，环形凹槽所处的位置与伸缩杆的位置对应，环形凹槽的内平面的机械手抓住伸缩杆上的圆环，使固定翼飞机紧锁在多旋翼飞行器的凹弧形曲面上；然后多旋翼飞行器启动电动机，多旋翼飞行器将固定翼飞机垂直托起在空中一定高度；多旋翼飞行器托着固定翼飞机加速向前飞行，固定翼飞机启动发动机，由于多旋翼飞行器前进飞行会向前倾斜，所以将机体的凹弧形曲面设为倾斜平面，倾斜的角度设为3°～10°，使固定翼飞机还有一定仰角，更有利于固定翼飞机的起飞；当固定翼飞机达到起飞的速度后，并将起飞信号传给多旋翼飞行器，多旋翼飞行器通过控制器控制机械手松开圆环，从而固定翼飞机脱离了多旋翼飞行器，固定翼飞机脱离多旋翼飞行器后，前活动转板、后活动转板和伸缩杆自动收回机身内，多旋翼飞行器返回。

本发明组合式飞行器的降落方式，是通过起降装置实现的：当固定翼飞机需要降落时，固定翼飞机通过通信模块将降落信号传至主控中心，然后主控中心指令多旋翼飞行器空中对接固定翼飞机；当多旋翼飞行器通过GPS定位系统探测到固定翼飞机方位时，多旋翼飞行器对固定翼飞机进行定位跟踪和测量速度，多旋翼飞行器慢慢地靠近固定翼飞机的正下方，多旋翼飞行器与固定翼飞机以相同的速度同向水平飞行；然后通过固定翼飞机和多旋翼飞行器的激光测距传感器进行精准定位，伸缩杆慢慢伸向环形凹槽内平面的机械手，当圆环伸到光电传感器所处的水平面时，光电传感器检测到物体，并将信号传至控制器，再由控制器控制机械手合拢抓住伸缩杆上的圆环，从而将固定翼飞机与多旋翼飞行器紧锁起来，然后伸缩杆收缩，使前活动转板与前凹槽完全对接，后活动转板与后凹槽完全对接，使凹弧形曲面与固定翼飞机机身底部互相贴合，然后固定翼飞机熄火，多旋翼飞行器托载固定翼飞机降落地面。

本发明组合式飞行器起降装置，操作方便，起降效率高，利用固定翼飞机与多旋翼飞行器连接组合，让多旋翼飞行器为固定翼飞机制造空中跑道，节约了场地资源和支出成本，更有利于固定翼飞机的普及。

附图说明

图1是本发明一种组合式飞行器起降装置及方式的结构示意图；图2是本发明一种组合式飞行器起降装置及方式的信号连接示意图；图3是本发明一种组合式飞行器起降装置及方式的局部剖视侧视示意图；图4是伸缩杆和机械手的剖视示意图；图5是本发明一种组合式飞行器起降装置及方式的正视示意图；图6是固定翼飞机机身底部的平面图；图7是支撑装置的剖视示意图。

图中，1-固定翼飞机，11-机身，12-主翼，13-尾翼，14-起落架，15-发动机，16-前活动转板，17-后活动转板，18-伸缩杆，181-圆环，19-激光测距传感器；2-多旋翼飞行器，21-机体，211-控制器，22-机臂，23-支撑装置，231-弹簧减震器，232-万向轮，24-螺旋桨，25-电动机，26-凹弧形曲面，261-前凹槽，262-后凹槽，263-环形凹槽，27-光电传感器，28-机械手；3-主控中心；4-通信模块；5-GPS定位系统。

具体实施方式

现结合图对本发明加以具体说明：一种组合式飞行器起降装置，包括固定翼飞机1、多旋翼飞行器2和主控中心3；固定翼飞机1与多旋翼飞行器2均安装有通信模块4和GPS定位系统5；主控中心3分别与固定翼飞机1和多旋翼飞行器2采用无线连接，固定翼飞机1与多旋翼飞行器2采用无线连接。所述固定翼飞机1包括机身11、主翼12、尾翼13、起落架14和发动机15，起落架14用于固定翼飞机1出现紧急情况时降落使用；机身11底部安装有前活动转板16、后活动转板17、伸缩杆18和激光测距传感器19；所述前活动转板16和后活动转板17的结构相同，伸缩杆18置于机身11底部中心位置，激光测距传感器19置于伸缩杆18后侧边，所述伸缩杆18的末端安装有圆环181，圆环181与伸缩杆18通过螺纹连接；所述激光测距传感器19用于精确定位，所述伸缩杆18能收回固定翼飞机1的机身11内，前活动转板16和后活动转板17也能转动收回固定翼飞机1的机身11内。多旋翼飞行器2包括机体21、机臂22、支撑装置23、螺旋桨24和电动机25；机体21的上平面为凹弧形曲面26，并且该平面具有一定的倾斜度，倾斜的角度为3°～10°，机体21前端高于机体21尾端，凹弧形曲面26与固定翼飞机1机身11底部互相贴合，机体21内安装有控制器211；所述凹弧形曲面2设有前凹槽261和后凹槽262，所述前凹槽261和后凹槽262的结构相同，凹弧形曲面2的中心位置还设有环形凹槽263，所述环形凹槽263的内壁安装有光电传感器27，环形凹槽263的内平面安装有机械手28，光电传感器27所处位置高于机械手28顶端的位置，光电传感器27用于检测有无物体，机械手28的后侧边也安装有激光测距传感器19，激光测距传感器19与机械手28相连接，所述控制器211分别与机械手28和光电传感器27连接；所述支撑装置23包括弹簧减震器231和万向轮232，弹簧减震器231用于减弱多旋翼飞行器2降落时产生的反冲力，万向轮232方便多旋翼飞行器2在地面上的移动。凹弧形曲面26的位置高于螺旋桨24的位置，前活动转板16的厚度小于前凹槽261的宽度，后活动转板17的厚度小于后凹槽262的宽度，所述前活动转板16和后活动转板17是分别与前凹槽261和后凹槽262相对接的，当前活动转板16和后活动转板17分别与前凹槽261和后凹槽262对接时，环形凹槽263所处的位置与伸缩杆18的位置对应。组合式飞行器起降装置还包括能源补给系统，能为多旋翼飞行器2和固定翼飞机1供电或供油。

本发明组合式飞行器的起飞方式，是通过起降装置实现的：起飞时，前活动转板16和后活动转板17分别与前凹槽261和后凹槽262完全对接，使凹弧形曲面26与固定翼飞机1机身11底部互相贴合，环形凹槽263所处的位置与伸缩杆18的位置对应，环形凹槽263内平面的机械手28抓住伸缩杆18上的圆环181，使固定翼飞机1紧锁在多旋翼飞行器2的凹弧形曲面26上；然后多旋翼飞行器2启动电动机25，多旋翼飞行器2将固定翼飞机1垂直托起在空中一定高度；多旋翼飞行器2托着固定翼飞机1加速向前飞行，固定翼飞机1启动发动机15，由于多旋翼飞行器2前进飞行会向前倾斜，所以将机体21的凹弧形曲面26设为倾斜平面，倾斜的角度设为3°～10°，使固定翼飞机1还有一定攻角，更有利于固定翼飞机1的起飞；当固定翼飞机1达到起飞的速度后，并将起飞信号传给多旋翼飞行器2，多旋翼飞行器2通过控制器211控制机械手28松开圆环181，从而固定翼飞机1脱离了多旋翼飞行器2，固定翼飞机1脱离多旋翼飞行器2后，前活动转板16、后活动转板17和伸缩杆18自动收回机身11内，多旋翼飞行器2自动返航。

本发明组合式飞行器的降落方式，是通过起降装置实现的：当固定翼飞机1需要降落时，固定翼飞机1通过通信模块4将降落信号传至主控中心3，然后主控中心3指令多旋翼飞行器2空中对接固定翼飞机1；当多旋翼飞行器2通过GPS定位系统5探测到固定翼飞机1方位时，多旋翼飞行器2对固定翼飞机1进行定位跟踪和测量速度，多旋翼飞行器2慢慢地靠近固定翼飞机1的正下方，多旋翼飞行器2与固定翼飞机1以相同的速度同向水平飞行；然后通过固定翼飞机1和多旋翼飞行器2的激光测距传感器19进行精准定位，伸缩杆18慢慢伸向环形凹槽263内平面的机械手28，当圆环181伸到光电传感器27所处的水平面时，光电传感器27检测到物体，并将信号传至控制器211，再由控制器211控制机械手28合拢抓住伸缩杆18上的圆环181，从而将固定翼飞机1与多旋翼飞行器2紧锁起来，然后伸缩杆18收缩，使前活动转板16与前凹槽261完全对接，后活动转板17与后凹槽262完全对接，使凹弧形曲面26与固定翼飞机1机身11底部互相贴合，然后固定翼飞机1熄火，多旋翼飞行器2托载固定翼飞机降落地面。

当固定翼飞机1需要加油或者供电时，固定翼飞机1通过与多旋翼飞行器2对接后，多旋翼飞行器2对固定翼飞机1进行加油和供电。

Claims (6)

1.一种组合式飞行器起降装置，其特征在于：包括固定翼飞机（1）、多旋翼飞行器（2）和主控中心（3）；固定翼飞机（1）与多旋翼飞行器（2）均安装有通信模块（4）和GPS定位系统（5）；主控中心（3）分别与固定翼飞机（1）和多旋翼飞行器（2）之间采用无线连接，固定翼飞机（1）与多旋翼飞行器（2）采用无线连接；所述固定翼飞机（1）包括机身（11）、主翼（12）、尾翼（13）、起落架（14）和发动机（15），主翼（12）安装在机身（11）左右两侧，尾翼（13）安装在机身（11）尾部，起落架（14）安装在机身（11）底部；所述机身（11）底部安装有激光测距传感器（19）、伸缩杆（18）、圆环（181）、前活动转板（16）和后活动转板（17），激光测距传感器（19）用于精确定位；所述多旋翼飞行器（2）包括机体（21）、机臂（22）、支撑装置（23）、螺旋桨（24）和电动机（25），机体（21）的上平面为凹弧形曲面（26），机体（21）内安装有控制器（211）；凹弧形曲面（26）是固定翼飞机（1）与多旋翼飞行器（2）对接的平台，环形凹槽（263）所处的位置与伸缩杆（18）的位置对应；机体（21）内安装有控制器（211），凹弧形曲面（26）设有前凹槽（261）、后凹槽（262）、环形凹槽（263）、光电传感器（27）、机械手（28）和激光测距传感器（19）。

2.根据权利要求1所述的一种组合式飞行器起降装置，其特征在于：所述前活动转板（16）和后活动转板（17）的结构相同。

3.根据权利要求1或2所述的一种组合式飞行器起降装置，其特征在于：所述凹弧形曲面（26）的倾斜表面的角度为3°～10°，机体（21）前端高于机体（21）尾端；所述凹弧形曲面（26）的位置高于螺旋桨（24）的位置。

4.根据权利要求1或2所述的一种组合式飞行器起降装置，其特征在于：所述支撑装置（23）包括弹簧减震器（231）和万向轮（232）。

5.根据权利要求1或2所述的一种组合式飞行器起降装置，其特征在于：伸缩杆（18）能收回固定翼飞机（1）的机身（11）内，前活动转板（16）和后活动转板（17）也能转动收回固定翼飞机（1）的机身（11）内。

6.根据权利要求1所述的一种组合式飞行器起降装置，其特征在于：伸缩杆（18）的末端安装有圆环（181），圆环（181）与伸缩杆（18）通过螺纹连接。