CN206900649U - 一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，属于飞行器领域。它包括机翼连接杆、固定基座旋翼和基座，还包括伸缩翼、基座可变向旋翼和方向控制器，基座上对称分布有机翼连接杆，机翼连接杆一端与基座连接，另一端与固定基座旋翼连接；在机翼连接杆与基座连接位置处的下方，基座上对称分布有伸缩翼，针对现有技术中无人机飞行效率低，易失速的问题，它可以在旋翼无人机到达最大前进角前，与前进方向垂直的机翼连接杆方向上会伸出一对伸缩翼，防止失速，并且基座可变向旋翼持续加大前进角度，使得前进角接近到与地面水平的垂直角度，进行一般的固定翼飞行状态，增大旋翼无人机前进力，提高旋翼无人机飞行效率。

Description

一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机

技术领域

本实用新型涉及飞行器领域，尤其涉及一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机。

背景技术

目前无人飞行载具多数为四旋翼或八旋翼等的固定旋翼，其飞行控制需要经过各种数据统合运算结果来控制该无人飞机的飞行姿态、角度、爬升速率，在数种条件的配合下，会给无人飞机带来很多的限制。现有的固定旋翼无人飞行载具控制是用陀螺仪，比如四个旋翼，飞行状态，从A到B，动态方向、速度和位置的感测，固定翼仅具备上升的力量，前进和上下，需要使用四个螺旋桨的控制方式，在固定翼里面有陀螺仪或GPS，以控制左右，可旋转角度。

现有的快递公司采用无人机运送物品，无人机均为固定翼，速度、飞行距离和承载物品的重量均有限，且存在续航问题，为解决续航问题，增大电池，导致无人机质量增加，无人机飞行时角度飞太大，易失速掉落(升力小于重力)，现有的空拍用的无人机对续航和在空中的滞留时间要求较高，多个螺旋桨中的陀螺仪和GPS控制小型无人机，趋于简单，摄影、航拍使用时较为稳定，可以人工控制，但是体型较小，承载能力有限，不能够大型化，存在飞行距离、速度、重量和航程的问题，飞行效率低，一旦飞行角度太大，会存在失速。

中国发明专利申请，公开号：106155083A，公开日：2016年11月23日，公开了一种复合翼无人机应急控制方法，用于复合翼无人机的降落控制，所述应急操作方法为在复合翼无人机需要降落时，判定复合翼无人机与地面控制器的距离，在以上距离超过遥控距离时，复合翼无人机利用其上自动驾驶仪完成自动降落；在以上距离在遥控距离之内时，由地面控制器向复合翼无人机发出控制方式指令，所述控制方式指令为自动应急控制和手动应急控制中的任意一种；所述自动应急控制为：复合翼无人机利用其上自动驾驶仪完成自动降落；所述手动应急控制为：复合翼无人机利用地面控制器发出的降落控制指令，完成手动降落。通过该能够有效提高复合翼无人机应急迫降的成功率。其不足之处在于，对于无人机失速的情况时，仍不能避免无人机存在坠落的风险。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对现有技术中无人机飞行效率低，易失速的问题，本实用新型公开了一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机。它可以在旋翼无人机到达最大前进角前，与前进方向垂直的机翼连接杆方向上会伸出一对伸缩翼，防止失速，并且基座可变向旋翼持续加大前进角度，使得前进角接近到与地面水平的垂直角度，进行一般的固定翼飞行状态，增大旋翼无人机前进力，提高旋翼无人机飞行效率。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，包括机翼连接杆、固定基座旋翼和机座，还包括伸缩翼、基座可变向旋翼和方向控制器，机座上对称分布有机翼连接杆，机翼连接杆一端与机座连接，另一端与固定基座旋翼连接；伸缩翼设在机翼连接杆另一端或机座上，基座可变向旋翼持续加大前进速度，增加前进角度，在旋翼无人机到达最大前进角前，与前进方向垂直的机翼连接杆方向上会伸出一对伸缩翼，形成一对固定旋翼，克服旋翼无人机自身重力，防止失速，逆向旋转的固定基座旋翼停止转动，处于自由状态，并且基座可变向旋翼持续加大前进角度，使得前进角接近到与地面水平的垂直角度，进行一般的固定翼飞行状态，增大旋翼无人机前进力，提高旋翼无人机飞行效率。

优选地，所述基座可变向旋翼通过方向控制器固定在机座上或对称设置在机翼连接杆上，方向控制器的顶部与基座可变向旋翼的基座连接，方向控制器的底部与机座或机翼连接杆连接，通过方向控制器控制基座可变向旋翼运转，改变飞行姿态。

优选地，机翼连接杆沿机座所在方向斜向下，与机座形成夹角，旋翼无人机可以形成稳固的整体结构。

优选地，所述的机翼连接杆共有四根，对称分布在机座的外侧上，机翼连接杆一端与机座连接，另一端与固定基座旋翼连接。

优选地，所述的伸缩翼共有2个，分别位于两个相互对称的机翼连接杆的另一端上。

优选地，伸缩翼伸展开后，沿机座所在方向斜向下，与机座形成夹角，在伸缩翼伸出后，旋翼无人机仍可以形成稳固的整体结构。

优选地，机座内设有无人机控制器和陀螺仪，陀螺仪与无人机控制器连接，通过陀螺仪与无人机控制器连接检测旋翼无人机的飞行速度，便于无人机控制器控制旋翼无人机飞行。

优选地，所述的伸缩翼与无人机控制器连接，伸缩翼与机座的电池盒连接，机座内的电机、螺帽和螺杆一端依次连接，螺杆另一端与伸缩翼连接，伸缩翼位于基座上，伸缩翼伸出后所形成的一对固定翼所在方向与其中一对机翼连接杆所在方向垂直。无人机控制器控制伸缩翼的伸缩，在旋翼无人机到达最大前进角前，与前进方向垂直的机翼连接杆方向上会伸出一对伸缩翼，形成一对固定旋翼，克服旋翼无人机自身重力，防止失速，逆时针旋转的固定基座旋翼停止转动，处于自由状态。

优选地，所述的机翼连接杆上的固定基座旋翼内侧设有基座可变向旋翼，基座可变向旋翼底部设有方向控制器，方向控制器与机座内的无人机控制器连接，可以在原来的固定旋翼的飞行基础上，增加可以改变角度的基座可变向旋翼，增加飞行力量，跟踪控制的参数可以增进飞行的各项条件。

优选地，所述伸缩翼位于固定基座旋翼的基座底部，向机座所在位置伸缩。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，伸缩翼设在机翼连接杆另一端或机座上。基座可变向旋翼持续加大前进速度，增加前进角度，在旋翼无人机到达最大前进角前，与前进方向垂直的机翼连接杆方向上会伸出一对伸缩翼，形成一对固定旋翼，克服旋翼无人机自身重力，防止失速，并且基座可变向旋翼持续加大前进角度，使得前进角接近到与地面水平的垂直角度，进行一般的固定翼飞行状态，增大旋翼无人机前进力，提高旋翼无人机飞行效率。

(2)本实用新型的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，基座可变向旋翼通过方向控制器固定在机座上或对称设置在机翼连接杆上，方向控制器的顶部与基座可变向旋翼的基座连接，方向控制器的底部与机座或机翼连接杆连接，通过方向控制器控制基座可变向旋翼运转，改变飞行姿态。

(3)本实用新型的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，机翼连接杆沿机座所在方向斜向下，与机座形成夹角，旋翼无人机可以形成稳固的整体结构。

(4)本实用新型的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，机翼连接杆共有四根，对称分布在机座的外侧上，在旋翼无人机到达最大前进角前，与前进方向垂直的机翼连接杆方向上会伸出一对伸缩翼，形成一对固定旋翼，克服旋翼无人机自身重力，防止失速。

(5)本实用新型的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，陀螺仪与无人机控制器连接，通过陀螺仪与无人机控制器连接检测旋翼无人机的飞行速度，便于无人机控制器控制旋翼无人机飞行。

(6)本实用新型的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，机翼连接杆上的固定基座旋翼内侧设有基座可变向旋翼，基座可变向旋翼底部设有方向控制器，方向控制器与机座内的无人机控制器连接，可以在原来的固定旋翼的飞行基础上，增加可以改变角度的基座可变向旋翼，增加飞行力量，跟踪控制的参数可以增进飞行的各项条件。

附图说明

图1为本实用新型的旋翼无人机伸缩翼伸缩状态立体图；

图2为本实用新型的旋翼无人机伸缩翼伸缩状态侧视图；

图3为本实用新型的旋翼无人机伸缩翼伸展状态立体图；

图4为本实用新型的旋翼无人机伸缩翼伸展状态侧视图；

图5为一般旋翼无人机垂直升空状态图；

图6为一般旋翼无人机垂直升空状态侧面图；

图7为失速前的最大前进角之前相对前进方向垂直的机翼连接杆会伸出一对伸缩翼的状态图；

图8为失速前的最大前进角之前相对前进方向垂直的机翼连接杆会伸出一对伸缩翼的状态侧面图；

图9为基座可变向旋翼持续加大前进角度的飞行状态图；

图10为基座可变向旋翼持续加大前进角度的飞行状态侧面图；

图11为前进角接近到与地面水平的垂直角度进行一般的固定翼飞行状态图；

图12为前进角接近到与地面水平的垂直角度进行一般的固定翼飞行状态侧面图。

图中标号为：

4、伸缩翼；5、机座；6、机翼连接杆；7、固定基座旋翼；8、基座可变向旋翼；9、方向控制器；10、地面。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，包括机翼连接杆6、固定基座旋翼7和机座5，还包括伸缩翼4、基座可变向旋翼8和方向控制器9，机座5上对称分布有机翼连接杆6，机翼连接杆6一端与机座5连接，伸缩翼4设在机翼连接杆6另一端或机座5上；机翼连接杆6另一端设有伸缩翼4。伸缩翼4位于固定基座旋翼7的基座底部，向内伸缩，即向机座5所在位置伸缩。

旋翼无人机从地面10上起飞后，依靠基座可变向旋翼8及方向控制器9与固定基座旋翼7一起配合改变飞行姿态，比如上升、下降和前进的速度、角度等，如图1和3所示，如图5-12，基座可变向旋翼8持续加大前进速度，增加前进角度，在旋翼无人机到达最大前进角前，与前进方向垂直的机翼连接杆方向上6方向上会伸出一对伸缩翼4，形成一对固定旋翼，克服旋翼无人机自身重力，防止失速，逆向旋转的固定基座旋翼7停止转动，处于自由状态，并且基座可变向旋翼8持续加大前进角度，使得前进角接近到与地面水平的垂直角度，进行一般的固定翼飞行状态，增大旋翼无人机前进力，提高旋翼无人机飞行效率。可以垂直起飞、固定翼飞行、垂直降落，形成一次又一次的循环，达到点对点的最佳飞行任务、最佳效率和最少耗能，起降地点要求低，应用广泛，提升旋翼无人机飞行达到另一个层级。

实施例2

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，在实施例1的基础上作进一步改进，所述的机座5的顶端设有基座可变向旋翼8，基座可变向旋翼8底部设有方向控制器9，方向控制器9与机座5内的无人机控制器连接。

通过方向控制器9控制基座可变向旋翼8运转，改变飞行姿态，可以在原来的固定旋翼7的飞行基础上，增加可以改变角度的基座可变向旋翼8，增加飞行力量，跟踪控制的参数可以增进飞行的各项条件，如飞行效率、飞行姿态、爬升速率和飞行速度。

另外，所述基座可变向旋翼8通过方向控制器9固定在机座5上或对称设置在机翼连接杆6上，方向控制器9的顶部与基座可变向旋翼8的基座连接，方向控制器9的底部与机座5或机翼连接杆6连接。

本实用新型的技术方案内容是将直升机与飞机的结合，形成一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机。

直升机起飞时，顺时针旋转的固定基座旋翼7和逆时针旋转的固定基座旋翼7共同作用，使得直升机垂直起飞，起飞到指定点后，基座可变向旋翼8动作，改变前进角，在到达最大前进角前，伸缩翼4伸出，克服重力，提供前进力，转换成一般飞机的飞行状态，逆时针旋转的固定基座旋翼7停止转动，处于自由状态，依靠基座可变向旋翼8改变水平前进角飞行，变换各种飞行姿态。

降落过程：

基座可变向旋翼8改变角度达到机身前进角最大(垂直)，伸缩翼4收回，逆时针旋转的固定基座旋翼7开始作用，同时基座可变向旋翼8改变角度，前进角逐渐达到水平，基座可变向旋翼8不再动作，依靠顺时针旋转的固定基座旋翼7和逆时针旋转的固定基座旋翼7共同作用，使得直升机垂直降落。

伸缩翼4位于机翼连接杆6(即碳纤维支架)内或基座5内，与机座5的电池盒连接，伸缩翼4伸出缩入，位于机座5内的电机旋转实现螺帽，螺杆作用，实现伸缩翼4伸出缩入。

在无人机飞行中会有一个前进角，在失速前的最大前进角之前，相对前进方向垂直的机翼连接杆6方向上会伸出一对伸缩翼4，防止失速，逆时针旋转的固定基座旋翼7停止转动，处于自由状态，并且基座可变向旋翼8加大角度的进一步旋转，直到前进角接近到与地面水平的角度，进行一般的固定翼飞行状态，期间随着起飞、降落和飞行，可以任意的改变无人机的飞行状态，达到两种飞行器(直升机与飞机)各自的最佳需求。

实施例3

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，在实施例1或2的基础上作进一步改进，机翼连接杆6沿机座5所在方向斜向下，与机座5形成夹角，旋翼无人机可以形成稳固的整体结构。

实施例4

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，在实施例1-3任一技术方案的基础上作进一步改进，所述的机翼连接杆6共有四根，对称分布在机座5的外侧上，机翼连接杆6一端与机座5连接，另一端与固定基座旋翼7连接。

所述的伸缩翼4共有2个，分别位于两个相互对称的机翼连接杆6的另一端上，如图5-12，基座可变向旋翼8持续加大前进速度，增加前进角度，在旋翼无人机到达最大前进角前，与前进方向垂直的机翼连接杆方向上6方向上会伸出一对伸缩翼4，形成一对固定旋翼，克服旋翼无人机自身重力，防止失速，逆时针旋转的固定基座旋翼7停止转动，处于自由状态，并且基座可变向旋翼8持续加大前进角度，使得前进角接近到与地面水平的垂直角度，进行一般的固定翼飞行状态，增大旋翼无人机前进力，提高旋翼无人机飞行效率。可以垂直起飞、固定翼飞行、垂直降落，形成一次又一次的循环，达到点对点的最佳飞行任务、最佳效率和最少耗能，起降地点要求低，应用广泛，提升旋翼无人机飞行达到另一个层级。

实施例5

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，在实施例1-4任一技术方案的基础上作进一步改进，伸缩翼4伸展开后，沿机座5所在方向斜向下，与机座5形成夹角，在伸缩翼4伸出后，旋翼无人机仍可以形成稳固的整体结构。

机座5内设有无人机控制器和陀螺仪，陀螺仪与无人机控制器连接，通过陀螺仪与无人机控制器连接检测旋翼无人机的飞行速度，便于无人机控制器控制旋翼无人机飞行。

实施例6

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，在实施例1-5任一技术方案的基础上作进一步改进，所述的伸缩翼4与无人机控制器连接，伸缩翼4与机座5的电池盒连接，机座5内的电机、螺帽和螺杆一端依次连接，螺杆另一端与伸缩翼4连接，伸缩翼4位于基座5上，伸缩翼4伸出后所形成的一对固定翼所在方向与其中一对机翼连接杆6所在方向垂直。

无人机控制器控制伸缩翼4的伸缩，如图5-12，基座可变向旋翼8持续加大前进速度，增加前进角度，在旋翼无人机到达最大前进角前，与前进方向垂直的机翼连接杆方向上6方向上会伸出一对伸缩翼4，形成一对固定旋翼，克服旋翼无人机自身重力，防止失速，逆时针旋转的固定基座旋翼7停止转动，处于自由状态，并且基座可变向旋翼8持续加大前进角度，使得前进角接近到与地面水平的垂直角度，进行一般的固定翼飞行状态，增大旋翼无人机前进力，提高旋翼无人机飞行效率。可以垂直起飞、固定翼飞行、垂直降落，形成一次又一次的循环，达到点对点的最佳飞行任务、最佳效率和最少耗能，起降地点要求低，应用广泛，提升旋翼无人机飞行达到另一个层级。

实施例7

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，在实施例1-6任一技术方案的基础上作进一步改进，所述的机翼连接杆6上的固定基座旋翼7内侧设有基座可变向旋翼8，基座可变向旋翼8底部设有方向控制器9，方向控制器9与机座5内的无人机控制器连接。

在机翼连接杆6上设置基座可变向旋翼8，通过方向控制器9控制基座可变向旋翼8运转，改变飞行姿态，可以在原来的固定旋翼7的飞行基础上，增加可以改变角度的基座可变向旋翼8，增加飞行力量，跟踪控制的参数可以增进飞行的各项条件。可以垂直起飞、固定翼飞行、垂直降落，形成一次又一次的循环，达到点对点最佳的飞行任务，最佳效率，最少耗能，起降地点要求低，应用广泛，提升旋翼无人机飞行达到另一个层级。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，包括机翼连接杆(6)、固定基座旋翼(7)和机座(5)，其特征在于，还包括伸缩翼(4)、基座可变向旋翼(8)和方向控制器(9)，机座(5)上对称分布有机翼连接杆(6)，机翼连接杆(6)一端与机座(5)连接，另一端与固定基座旋翼(7)连接；伸缩翼(4)设在机翼连接杆(6)另一端或机座(5)上。

2.根据权利要求1所述的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，其特征在于，所述基座可变向旋翼(8)通过方向控制器(9)固定在机座(5)上或对称设置在机翼连接杆(6)上，方向控制器(9)的顶部与基座可变向旋翼(8)的基座连接，方向控制器(9)的底部与机座(5)或机翼连接杆(6)连接。

3.根据权利要求1所述的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，其特征在于，机翼连接杆(6)沿机座(5)所在方向斜向下，与机座(5)形成夹角。

4.根据权利要求1所述的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，其特征在于，所述的机翼连接杆(6)共有四根，对称分布在机座(5)的外侧上，机翼连接杆(6)一端与机座(5)连接，另一端与固定基座旋翼(7)连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，其特征在于，所述的伸缩翼(4)共有2个，分别位于两个相互对称的机翼连接杆(6)的另一端上。

6.根据权利要求5所述的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，其特征在于，伸缩翼(4)伸展开后，沿机座(5)所在方向斜向下，与机座(5)形成夹角。

7.根据权利要求1或3或4所述的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，其特征在于，机座(5)内设有无人机控制器和陀螺仪，陀螺仪与无人机控制器连接。

8.根据权利要求7所述的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，其特征在于，所述的伸缩翼(4)与无人机控制器连接，伸缩翼(4)与机座(5)的电池盒连接，机座(5)内的电机、螺帽和螺杆一端依次连接，螺杆另一端与伸缩翼(4)连接，伸缩翼(4)位于机座(5)上，伸缩翼(4)伸出后所形成的一对固定翼所在方向与其中一对机翼连接杆(6)所在方向垂直。

9.根据权利要求7所述的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，其特征在于，所述的机翼连接杆(6)上的固定基座旋翼(7)内侧设有基座可变向旋翼(8)，基座可变向旋翼(8)底部设有方向控制器(9)，方向控制器(9)与机座(5)内的无人机控制器连接。

10.根据权利要求1所述的一种在飞行中可以转换成固定翼的旋翼无人机，其特征在于，所述伸缩翼(4)位于固定基座旋翼(7)的基座底部，向机座(5)所在位置伸缩。