CN207120872U - 一种固定翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种固定翼无人机，包括机身和主机翼，主机翼与机身固定连接，且主机翼位于机身上方，其中，固定翼无人机还包括第一机翼、第二机翼、尾翼和螺旋桨，第一机翼通过第一铰链与主机翼的第一端铰接，第一机翼可绕第一铰链的铰轴转动至主机翼上方，第二机翼通过第二铰链与主机翼的第二端铰接，第二机翼可绕第二铰链的铰轴转动至主机翼的上方，尾翼位于机身后方，尾翼通过第三铰链与机身铰接，尾翼可绕第三铰链的铰轴转动至主机翼的下方，螺旋桨安装在机身上，螺旋桨位于主机翼的前方。该固定翼无人机具有结构简单且便于携带的优点。

Description

一种固定翼无人机

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器技术领域，具体地说，是涉及一种固定翼无人机。

背景技术

随着无人飞行器行业的快速发展，无人飞行器从最初的大型化逐渐向小型化、轻量化以及便携等方面发展。并且，随着空中摄影技术的逐渐兴起，无人飞行器也从起初的只能用于专业勘探、测绘等的专用功能逐渐向更贴进人们日常娱乐生活的功能拓展，例如，现有的无人飞行器大部分被广泛应用于日常家庭的娱乐活动拍摄、旅行拍摄或者是婚礼、商业活动现场的拍摄，使得功能更加多样化、娱乐性更强且用户体验感更好。

目前，常见的无人飞行器主要包括固定翼无人机和多旋翼无人机，其中，固定翼无人机是依靠引擎推动，引擎驱动产生平行于机身轴线的水平推力，使固定翼无人机可以在空中高速飞行；而多旋翼无人机主要是依靠引擎是多旋翼的螺旋桨绕自身轴线自转，并通过螺旋桨自转时与空气产生相对运动来获得升力。此外，现有的无人飞行器大部分均会搭载云台，并将拍摄设备安装在云台上，是无人飞行器能够通过云台对拍摄设备拍摄时的俯仰角度、旋转角度进行调节，以满足用户对不同拍摄角度的需求。

但是，现有的固定翼无人机存在的问题是：现有的固定翼无人机的机身和机翼都是一体成型或通过螺栓进行固定连接，而由于固定翼无人机机翼的固有特性，使得固定翼无人机无法实现折叠，在携带时只能进行整机携带，使得携带过程极其不便，且容易造成机翼的弯折、断裂等情况。或者在携带时，对固定翼无人机的各个部件进行拆卸后分装携带，使得携带麻烦，且经常对各个部件进行拆装容易导致各个部件的磨损加剧，降低固定翼无人机的使用寿命。此外，现有的无人飞行器的云台均是外露在机身外，导致无人飞行器在进行起飞、降落时，云台容易与地面或障碍物发生撞击，使得云台及安装在云台上的拍摄装置容易出现损坏。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种结构简单且便于携带的固定翼无人机。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种固定翼无人机，包括机身和主机翼，主机翼与机身固定连接，且主机翼位于机身上方，其中，固定翼无人机还包括第一机翼、第二机翼、尾翼和螺旋桨，第一机翼通过第一铰链与主机翼的第一端铰接，第一机翼可绕第一铰链的铰轴转动至主机翼上方，第二机翼通过第二铰链与主机翼的第二端铰接，第二机翼可绕第二铰链的铰轴转动至主机翼的上方，尾翼位于机身后方，尾翼通过第三铰链与机身铰接，尾翼可绕第三铰链的铰轴转动至主机翼的下方，螺旋桨安装在机身上，螺旋桨位于主机翼的前方。

由上可见，第一机翼可以通过第一铰链进行折叠，并使折叠后的第一机翼置于主机翼的正上方，同时，第二机翼可以通过第二铰链进行折叠，并使折叠后的第二机翼置于主机翼的正上方，进而最大程度的减小携带时固定翼无人机的机翼长度，使得固定翼无人机便于携带。此外，尾翼可以通过第三铰链进行折叠，并使折叠后的尾翼位于主机翼的下方，进而减小携带时固定翼无人机的机身长度，进一步提高固定翼无人机的携带的方便性。可见，通过对固定翼无人机的设置和结构设计，使得固定翼无人机具有结构简单且便于携带的优点。并且，将固定的无人机的机翼和尾翼设置成可折叠连接结构，使得固定翼无人机在携带过程中，机翼不会由于长度过长而发生弯折或断裂，且机身也不会由于整体长度过长而发生弯折或断裂，提高固定翼无人机携带时的防毁损性能。

一个优选的方案是，固定翼无人机还包括第一固定组件、第二固定组件和第三固定组件，第一固定组件设置在第一机翼与主机翼的第一端的连接处，第二固定组件设置在第二机翼与主机翼的第二端的连接处，第三固定组件设置在尾翼与机身的连接处。

进一步的方案是，第一固定组件包括第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁安装在第一机翼上，第二磁铁安装在主机翼的第一端上，第一磁铁与第二磁铁吸合，第二固定组件包括第三磁铁和第四磁铁，第三磁铁安装在第二机翼上，第四磁铁安装在主机翼的第二端上，第三磁铁和第四磁铁吸合，第三固定组件包括第五磁铁和第六磁铁，第五磁铁安装在尾翼上，第六磁铁安装在机身上，第五磁铁和第六磁铁吸合。

更进一步的方案是，第一固定组件包括第一扣合件和第二扣合件，第一扣合件安装在第一机翼上，第二扣合件安装在主机翼的第一端上，第一扣合件和第二扣合件相互扣合，第二固定组件包括第三扣合件和第四扣合件，第三扣合件安装在第二机翼上，第四扣合件安装在主机翼的第二端上，第三扣合件和第四扣合件相互扣合，第三固定组件包括第五扣合件和第六扣合件，第五扣合件安装在尾翼上，第六扣合件安装在机身上，第五扣合件和第六扣合件相互扣合。

由上可见，设置第一固定组件、第二固定组件和第三固定组件，使得能够对处于展开状态的第一机翼、第二机翼和尾翼进行固定，防止固定翼无人机在飞行时第一机翼、第二机翼相对于主机翼发生转动或晃动，以及防止固定翼无人机在飞行时尾翼相对于机身发生转动或晃动，避免影响固定翼无人机的飞行性能，提高固定翼无人机飞行时的安全性。

另一个优选的方案是，尾翼包括连接座、连接杆和尾翼本体，连接座与第三铰链连接，连接杆的第一端与连接座固定连接，尾翼本体包括垂直尾翼和水平尾翼，垂直尾翼与连接杆的第二端连接，垂直尾翼沿垂直于连接杆的延伸方向设置有连接轴，水平尾翼通过连接轴与垂直尾翼可转动地连接。

进一步的方案是，在机身的对称面的投影方向上，连接杆的轴线与水平线的夹角为7度至12度。

更进一步的方案是，在机身的对称面的投影方向上，连接杆的轴线与水平线的夹角为9度。

由上可见，通过将尾翼设置成具有一定的倾斜角度，使得固定翼无人机处于折叠状态时，尾翼不会与主机翼发生干涉，使得处于折叠状态的尾翼能够更加贴合机身，进而使得折叠后的固定翼无人机的结构更加紧凑，防止尾翼发生损坏。

更进一步的方案是，在机身的对称面的投影方向上，螺旋桨的轴线位于主机翼的上轮廓线和下轮廓线之间，或者，螺旋桨的轴线位于主机翼的上方。

由上可见，通过对螺旋桨的位置进行设置，使得固定翼无人机在飞行时，螺旋桨产生的滑流能够通过固定翼无人机主机翼、第一机翼和第二机翼的上表面，进而增加固定翼无人机的升力，提高固定翼无人机的飞行性能。

更进一步的方案是，固定翼无人机还包括云台，云台与机身连接，且云台位于机身的机腹处。

更进一步的方案是，云台包括本体、支承架、升降机构、驱动装置和传感装置，支承架安装在机身内，升降机构设置在支承架上，升降机构的输出端与本体固定连接，升降机构驱动本体沿本体的铅锤方向移动，且本体可移动至支承架的内部，驱动装置安装在支承架上，且驱动装置的驱动端与升降机构的输入端连接，传感装置设置在本体上，传感装置用于检测本体与障碍物之间的距离和/或检测本体承受的压力。

由上可见，设置云台，使得固定翼无人机能够搭载拍摄设备，此外，通过对云台的结构设计，使得云台能够被收纳进机身内，进而避免固定翼无人机在进行起落或者在遇到障碍物时，云台受到撞击，提高云台使用安全性。

附图说明

图1是本实用新型固定翼无人机实施例的结构图。

图2是本实用新型固定翼无人机实施例的另一视角下的结构图。

图3是图2中A处的放大图。

图4是图2中B处的放大图。

图5是图2中C处的放大图。

图6是本实用新型固定翼无人机实施例的云台收起状态示意图。

图7是本实用新型固定翼无人机实施例的云台释放状态示意图。

图8是本实用新型固定翼无人机实施例的折叠过程的状态示意图。

图9是本实用新型固定翼无人机实施例的完成折叠的状态示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参照图1和图2，固定翼无人机1包括机身11、主机翼12、螺旋桨13、第一机翼2、第二机翼3、尾翼4、第一固定组件5、第二固定组件6、第三固定组件7以及云台8。其中，主机翼12与机身11固定连接，且主机翼12位于机身11的上方。

参照图3至图5、图8，螺旋桨13安装在机身11上，且螺旋桨13位于主机翼12的前方。具体地，在机身11的对称面的投影方向上，螺旋桨13的轴线位于主机翼12的上轮廓线和下轮廓线之间；或者，螺旋桨13的轴线位于主机翼12的上方。优选地，螺旋桨13的轴线位于主机翼12的正上方。通过对螺旋桨13的位置进行设置，使得固定翼无人机1在飞行时，螺旋桨13产生的滑流能够通过固定翼无人机1的主机翼12、第一机翼2和第二机翼3的上表面，进而增加固定翼无人机1的升力，提高固定翼无人机1的飞行性能，并保证固定翼无人机1飞行的稳定性。此外，将螺旋桨13的位置提高至主机翼12附近，能够避免当固定翼无人机1进行拍摄时，螺旋桨13的桨叶对拍摄设备84造成遮挡，进而避免固定翼无人机1的拍摄质量。

第一机翼2通过第一铰链21与主机翼12的第一端铰接，并且，第一机翼2可绕第一铰链21的铰轴转动至主机翼12的上方，进而实现对第一机翼2进行折叠。第二机翼3通过第二铰链31与主机翼12的第二端铰接，并且，第二机翼3可绕第二铰链31的铰轴转动至主机翼12的正上方，进而实现对第二机翼3进行折叠。此外，第一铰链21和第二铰链31还能够起到翼刀的作用，进而组织附面层向外翼流动，以缓和翼尖的气流分离，提高固定翼无人机1的安全性。

尾翼4位于机身11的后方，尾翼4通过第三铰链41与机身铰接，且尾翼4可绕第三铰链41的铰轴转动至主机翼12的下方，进而实现对尾翼进行折叠。具体地，尾翼4包括连接座42、连接杆43以及尾翼本体44，连接座42与第三铰链41连接，尾翼4通过连接座42与机身11进行连接，并实现对尾翼4进行折叠。连接杆43的第一端与连接座42固定连接。尾翼本体44包括垂直尾翼441和水平位移442，垂直尾翼441与连接杆43的第二端连接，并且，垂直尾翼441沿垂直于连接杆42的延伸方向设置有连接轴443，水平尾翼442通过连接轴443与垂直尾翼441可转动地连接。

此外，如图6所示，在机身11的对称面的投影方向上，连接杆42的轴线与水平线的夹角为7度至12度。优选地，在机身11的对称面的投影方向上，连接杆42的轴线与水平线的夹角为9度。如图9所示，通过将尾翼4设置成具有一定的倾斜角度，使得固定翼无人机1在处于折叠状态时，尾翼4的尾翼本体44不会与主机翼11发生干涉，使得处于折叠状态尾翼4能够更加贴合机身11，进而使得折叠后的固定翼无人机1的结构更加紧凑，并能有防止尾翼4由于固定翼无人机1的整机长度过长而损坏。

第一固定组件5设置在第一机翼2与主机翼12的第一端的连接处，具体地，第一固定组件5包括第一磁铁51和第二磁铁51，其中，第一磁铁51安装在第一机翼2上，第二磁铁52安装在主机翼12的第一端上。在固定翼无人机1处于飞行状态，即展开状态时，第一磁铁51和第二磁铁52吸合，实现对第一机翼2与主机翼12进行固定，防止固定翼无人机1在飞行时，第一机翼2和主机翼12发生相对转动或晃动，避免影响固定翼无人机1的飞行性能，提高固定翼无人机1飞行时的安全性。

优选的方案是，第一固定组件5包括第一扣合件53和第二扣合件54，第一扣合件53安装在第一机翼2上，第二扣合件54安装在主机翼12的第一端上。在固定翼无人机1处于飞行状态，即展开状态时，第一扣合件53和第二扣合件54相互扣合，实现对第一机翼2与主机翼12进行固定。

更优选的方案是，第一固定翼组件5同时包括第一磁铁51、第二磁铁53、第一扣合件53和第二扣合件54。

第二固定组件6设置在第二机翼61与主机翼12的第二端的连接处，具体地，第二固定组件6包括第三磁铁61和第四磁铁62，其中，第三磁铁61安装在第二机翼3上，第四磁铁62安装在主机翼12的第二端上，在固定翼无人机1处于飞行状态，即展开状态时，第三磁铁61和第四磁铁62吸合，实现对第二机翼3与主机翼12进行固定，防止固定翼无人机1在飞行时，第二机翼3与主机翼12发生相对转动或晃动，避免影响固定翼无人机1的飞行性能，提高固定翼无人机1飞行时的安全性。

优选的方案是，第二固定组件6包括第三扣合件63和第四扣合件64，第三扣合件63安装在第二机翼3上，第四扣合件64安装在主机翼12的第二端上。在固定翼无人机1处于飞行状态，即展开状态时，第三扣合件63和第四扣合件64相互扣合，实现对第二机翼3与主机翼12进行固定。

更优选的方案是，第二固定组件6同时包括第三磁铁61、第四磁铁62、第三扣合件63和第四扣合件64。

第三固定组件7设置在尾翼4与机身11的连接处，具体地，第三固定组件7包括第五磁铁71和第六磁铁62，第五磁铁71安装在尾翼4的连接座42上，第六磁铁72安装在机身11上，在固定翼无人机1处于飞行状态，即展开状态时，第五磁铁61和第六磁铁62吸合，实现对尾翼4与主机翼12进行固定，防止固定翼无人机1在飞行时，尾翼4与机身11发生相对转动或晃动，避免影响固定翼无人机1的飞行性能，提高固定翼无人机1飞行时的安全性。

优选的方案是，第三固定组件7包括第五扣合件73和第六扣合件74，第五扣合件73安装在尾翼4的连接座42上，第六扣合件74安装在机身11上，在固定翼无人机1处于飞行状态，即展开状态时，第五扣合件73与第六扣合件74相互扣合，实现对尾翼4和机身12进行固定。

更优选地方案是，第三固定组件7同时包括第五磁铁71、第六磁铁72、第五扣合件73和第六扣合件74。

参照图6和图7，云台8与机身11连接，且云台8位于机身11的机腹处。具体地，云台8包括本体81、支承架82、升降机构83、驱动装置和传感装置，其中，本体81上搭载有拍摄设备84。支承架82安装在机身11的机腹内，升降机构83设置在支承架82上，且升降机构83的输出端与本体81固定连接，升降机构83驱动本体81沿本体81的铅锤方向移动，且本体81可移动至支承架82的内部。驱动装置安装在支承架82上，且驱动装置的驱动端与升降机构83的输入端连接。传感装置设置在本体81上，传感装置用于检测本体81与障碍物之间的距离和/或检测本体81承受的压力。

参照图8和图9，当需要对固定翼无人机1进行折叠时，通过扳动第一机翼2，使第一磁铁51与第二磁铁52脱离吸合，和/或使第一卡扣件53与第二卡扣件54脱离卡合，并使第一机翼2绕第一铰链21的铰轴转动至主机翼12的上方。同理地，通过扳动第二机翼3，使第三磁铁61与第四磁铁62脱离吸合，和/或使第三扣合件63和第四扣合件64脱离卡合，并使第二机翼3绕第二铰链31的铰轴转动至主机翼12的上方。此外，扳动尾翼4，使得第五磁铁71和第六磁铁72脱离吸合，和/或第五扣合件73和第六扣合件74脱离卡合，并使尾翼4绕第三铰链41的铰轴转动至主机翼12的下方，从而完成对固定翼无人机1的折叠。

当固定翼无人机1处于起飞或降落状态，或遇到障碍物时，传感装置会检测本体81与地面或障碍物之间的相对位置进行检测，并向固定翼无人机1的控制系统输出第一检测信号；同时，传感装置还会对本体81承受的压力进行实时监测，并向固定翼无人机1的控制系统输出第二检测信号。固定翼无人机1的控制系统在接收到第一检测信号和/或第二检测信号后，判断本体81与地面或障碍物之间的相对位置是否位于预设的第一安全阈值内，和/或判断本体2承受的压力是否位于预设的第二安全阈值内，如是，则固定翼无人机1的控制系统向驱动装置输出控制信号，驱动装置在接受到控制信号后，通过升降机构83驱动本体81沿本体81的铅锤方向移动，并将本体81回收至支承架82内；或者，对本体81的释放高度进行相应的减小。当判断本体81与地面或障碍物之间的相对位置位于预设的安全阈值外时，则位置本体2的当前释放高度；或者，对本体81的释放高度进行相应的增加。

由上述方案可见，可见，通过对固定翼无人机的设置和结构设计，使得固定翼无人机具有结构简单且便于携带的优点。并且，将固定的无人机的机翼和尾翼设置成可折叠连接结构，使得固定翼无人机在携带过程中，机翼不会由于长度过长而发生弯折或断裂，且机身也不会由于整体长度过长而发生弯折或断裂，提高固定翼无人机携带时的防毁损性能。此外，还能够对云台的本体的收放位置进行控制进而避免无人飞行器在进行起落或者遇到障碍物时云台受到撞击，云台能够被及时回收至机身内的支承架内，进而对云台进行作用，提高使用的安全性。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.固定翼无人机，包括机身和主机翼，所述主机翼与所述机身固定连接，且所述主机翼位于所述机身上方，其特征在于：

所述固定翼无人机还包括：

第一机翼，所述第一机翼通过第一铰链与所述主机翼的第一端铰接，所述第一机翼可绕所述第一铰链的铰轴转动至所述主机翼上方；

第二机翼，所述第二机翼通过第二铰链与所述主机翼的第二端铰接，所述第二机翼可绕所述第二铰链的铰轴转动至所述主机翼的上方；

尾翼，所述尾翼位于所述机身后方，所述尾翼通过第三铰链与所述机身铰接，所述尾翼可绕所述第三铰链的铰轴转动至所述主机翼的下方；

螺旋桨，所述螺旋桨安装在所述机身上，所述螺旋桨位于所述主机翼的前方。

2.根据权利要求1所述的固定翼无人机，其特征在于：

所述固定翼无人机还包括：

第一固定组件，所述第一固定组件设置在所述第一机翼与所述主机翼的第一端的连接处；

第二固定组件，所述第二固定组件设置在所述第二机翼与所述主机翼的第二端的连接处；

第三固定组件，所述第三固定组件设置在所述尾翼与所述机身的连接处。

3.根据权利要求2所述的固定翼无人机，其特征在于：

所述第一固定组件包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁安装在所述第一机翼上，所述第二磁铁安装在所述主机翼的第一端上，所述第一磁铁与所述第二磁铁吸合；

所述第二固定组件包括第三磁铁和第四磁铁，所述第三磁铁安装在所述第二机翼上，所述第四磁铁安装在所述主机翼的第二端上，所述第三磁铁和所述第四磁铁吸合；

所述第三固定组件包括第五磁铁和第六磁铁，所述第五磁铁安装在所述尾翼上，所述第六磁铁安装在所述机身上，所述第五磁铁和所述第六磁铁吸合。

4.根据权利要求2所述的固定翼无人机，其特征在于：

所述第一固定组件包括第一扣合件和第二扣合件，所述第一扣合件安装在所述第一机翼上，所述第二扣合件安装在所述主机翼的第一端上，所述第一扣合件和所述第二扣合件相互扣合；

所述第二固定组件包括第三扣合件和第四扣合件，所述第三扣合件安装在所述第二机翼上，所述第四扣合件安装在所述主机翼的第二端上，所述第三扣合件和所述第四扣合件相互扣合；

所述第三固定组件包括第五扣合件和第六扣合件，所述第五扣合件安装在所述尾翼上，所述第六扣合件安装在所述机身上，所述第五扣合件和所述第六扣合件相互扣合。

5.根据权利要求1所述的固定翼无人机，其特征在于：

所述尾翼包括：

连接座，所述连接座与所述第三铰链连接；

连接杆，所述连接杆的第一端与所述连接座固定连接；

尾翼本体，所述尾翼本体包括垂直尾翼和水平尾翼，所述垂直尾翼与所述连接杆的第二端连接，所述垂直尾翼沿垂直于所述连接杆的延伸方向设置有连接轴，所述水平尾翼通过所述连接轴与所述垂直尾翼可转动地连接。

6.根据权利要求5所述的固定翼无人机，其特征在于：

在所述机身的对称面的投影方向上，所述连接杆的轴线与水平线的夹角为7度至12度。

7.根据权利要求6所述的固定翼无人机，其特征在于：

在所述机身的对称面的投影方向上，所述连接杆的轴线与所述水平线的夹角为9度。

8. 根据权利要求1至7任一项所述的固定翼无人机，其特征在于：

在所述机身的对称面的投影方向上，所述螺旋桨的轴线位于所述主机翼的上轮廓线和下轮廓线之间；或者

所述螺旋桨的轴线位于所述主机翼的上方。

9.根据权利要求8所述的固定翼无人机，其特征在于：

所述固定翼无人机还包括云台，所述云台与所述机身连接，且所述云台位于所述机身的机腹处。

10.根据权利要求9所述的固定翼无人机，其特征在于：

所述云台包括：

本体；

支承架，所述支承架安装在所述机身内；

升降机构，所述升降机构设置在所述支承架上，所述升降机构的输出端与所述本体固定连接，所述升降机构驱动所述本体沿所述本体的铅锤方向移动，且所述本体可移动至所述支承架的内部；

驱动装置，所述驱动装置安装在所述支承架上，且所述驱动装置的驱动端与所述升降机构的输入端连接；

传感装置，所述传感装置设置在所述本体上，所述传感装置用于检测所述本体与障碍物之间的距离和/或检测所述本体承受的压力。