CN207208450U - 新型飞行器及飞行器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型飞行器及飞行器系统，涉及飞行技术领域，包括：机身、俯仰舵机、滚转舵机、横向调节机构和两个纵向调节机构、四个螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机；两个所述纵向调节机构对称的设置在所述机身两侧；所述俯仰舵机设置在所述纵向调节机构上，控制所述纵向调节机构运动；所述滚转舵机设置在所述机身上，所述滚转舵机通过所述横向调节机构与所述纵向调节机构连接，所述横向调节机构控制所述纵向调节机构沿所述飞行器的横向方向上移动，四个所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机的双输出轴分别与四个螺旋桨支撑翼传动连接控制螺旋桨支撑翼轴向移动，解决了拍摄场景不全面、在复杂空间飞行易发生坠机、全地形起降的技术问题。

Description

新型飞行器及飞行器系统

技术领域

本实用新型涉及飞行技术领域，尤其是涉及一种新型飞行器及飞行器系统。

背景技术

多旋翼无人机具有垂直起降、空中悬停、起飞、降落不需要跑道、机动灵活及超低空飞行等特点，使其具有固定翼无人机无法比拟的优势，具有广泛的运用前景。无人机在民用方面，可运用于农业植保，电力巡线，环境空气检测，交通检测，水资源检测，航拍及救灾。军用方面，可运用于任务侦察，作为靶机，空中中继，空中/地面打击及干扰，电子对抗等领域。

随着无人机在各领域的不断发展，其执行的任务更加多样化，复杂化。为满足各领域的需求，对自主飞行控制精度的要求也越来越高。因此，无人机要得到大力发展，使其在各行业得到广泛应用，设计机动灵活、功能多样的机型及飞行系统是关键。

例如，如今四旋翼无人机作为航拍级无人机首选，被广泛应用。现在四旋翼无人机(X4型)的飞行原理为：以右前方的螺旋桨为1号螺旋桨，其他螺旋桨顺时针依次排序，当1、2、3、4号螺旋桨同时加快转速即为油门，使无人机上升；俯仰时，2、3号螺旋桨加快或减慢转速，同时1、4号螺旋桨减速或加速；滚转时，1、2号螺旋桨加速或减速，同时3、4号螺旋桨减速或加速；偏航时，1、3号螺 旋桨加速或减速，同时2、4号螺旋桨减速或加速。

现有技术实际上是将无人机的俯仰运动和前后运动、滚转运动和左右运动混为一谈，无法在空间位置不变时独立的做俯仰或滚转运动。由于云台对角度的调节是有一定限度的，因此即使使用三轴稳定云台也无法拍摄整个球面的画面。

另外，现有X4型无人机在有一个螺旋桨出现故障后再无降落伞等保护措施的情况下一定会发生坠机事故造成损失；且现有X4型无人机起降需在相对平坦的地形上进行，对起降地形有一定要求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供新型飞行器及飞行器系统，以缓解了现有技术中存在的拍摄场景不全面、在复杂空间飞行易发生坠机、全地形起降的技术问题。

第一方面，本实用新型提供的一种新型飞行器，包括：机身、俯仰舵机、滚转舵机、横向调节机构和两个纵向调节机构、四个螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机；

两个所述纵向调节机构对称的设置在所述机身两侧；

所述俯仰舵机设置在所述纵向调节机构上，控制所述纵向调节机构运动；

所述滚转舵机设置在所述机身上，所述滚转舵机通过所述横向调节机构与所述纵向调节机构连接，所述横向调节机构控制所述纵向调节机构沿所述飞行器的横向方向上移动；

每个所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机设置在所述纵向调节机构的两端处。

进一步地，所述横向调节机构包括：第一齿带、与所述第一齿带分别配合的两个第一从动齿轮和第一主动齿轮；

两个所述第一从动齿轮分别设置在所述纵向调节机构上，所述第一齿带设置在两个所述第一从动齿轮和所述第一主动齿轮的外侧，且所述第一主动齿轮与所述滚转舵机的输出轴传动连接。

进一步地，所述纵向调节机构通过连接件与所述机身连接，且所述连接件的自由端处设置有所述第一从动齿轮；

所述连接件的另外一端与所述纵向调节机构连接。

进一步地，所述纵向调节机构包括：支撑架、第二齿带、与所述第二齿带分别配合的两个第二从动齿轮和第二主动齿轮；

两个所述第二从动齿轮设置在所述支撑架的两端，所述第二主动齿轮设置在所述支撑架的中段，所述第二齿带设置在两个所述第二从动齿轮和所述第二主动齿轮的外侧；

且所述第二主动齿轮与所述俯仰舵机输出轴传动连接。

进一步地，四个所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机，使所述飞行器在做俯仰运动时，滚转轴不与电机轴重合；

所述第二从动齿轮与所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机固定连接。

进一步地，所述飞行器包括：用于连接螺旋桨的螺旋桨支撑翼；

所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机的双输出轴与所述螺旋桨支撑翼传动连接。

进一步地，所述螺旋桨支撑翼的端部与用于给所述飞行器提供上升力的所述螺旋桨连接。

进一步地，所述螺旋桨包括：驱动电机和桨叶；

所述桨叶与所述驱动电机传动连接，所述驱动电机使所述桨叶转动，所述桨叶带动所述飞行器上升或下降。

进一步地，所述机身上设置有用于减轻飞行重力和阻力的减轻孔。

第二方面，本实用新型提供的一种飞行器系统，包括第一方面任意一项所述的新型飞行器，还包括遥控设备和/或地面站；

所述遥控设备用于对所述新型飞行器进行飞行控制；

所述地面站用于与所述新型飞行器进行数据交互。

采用本实用新型提供的新型飞行器及飞行器系统具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种新型飞行器，包括：机身、俯仰舵机、滚转舵机、横向调节机构、两个纵向调节机构和四个螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机；两个纵向调节机构对称的设置在机身两侧；俯仰舵机设置在纵向调节机构上，控制纵向调节机构运动；滚转舵机设置在机身上，滚转舵机通过横向调节机构与纵向调节机构连接，横向调节机构控制纵向调节机构沿飞行器的横向方向上移动；四个所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机的双输出轴分别与四个螺旋桨支撑翼传动连接控制螺旋桨支撑翼轴向移动。这样设计可以将前后运动与俯仰运动或左右运动与滚转运动分隔开独立为4个通道。使无人机可以在空间位置静止时做俯仰和滚转运动。这样可以实现以下优点：

一、在全景拍摄过程中：通过无人机俯仰舵机和滚转舵机的调节，当云台仰角达到最大时，机身可以通过俯仰或滚转使相机继续上扬从而达到全视角的拍摄范围。

二、故障自救：在无人机一个螺旋桨出现故障时可以使故障螺旋桨与其同侧螺旋桨停转，用另一侧的两个螺旋桨保持与水平面垂直，将机身吊起，使其安全降落，避免出现坠机事故。

三、全地形起降：通过对无人机俯仰、滚转调节，使机身在无人机相对静止时俯仰、滚转，以适应不同地形需要，从而完成无人机在不同斜面等地形的起降。

四、灵活飞行：由于可以改变机身姿态以适应不同空间，可以使无人机通过一些狭窄地区，而且通过旋翼倾转可以使飞行灵活性和飞行速度大大提升，从而使得应用场景大大增加。

本实用新型提供的飞行器系统具有上述新型飞行器具有的一切优点，并且方便操纵。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的新型飞行器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的新型飞行器的爆炸图；

图3为本实用新型实施例提供的新型飞行器的支撑翼的示意图。

图标：100－机身；110－减轻孔；200－俯仰舵机；300－滚转舵机；400－横向调节机构；410－第一齿带；420－第一从动齿轮；430－第一主动齿轮；500－纵向调节机构；510－支撑架；520－第二齿带；530－第二从动齿轮；540－第二主动齿轮；600－连接件；700－螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机；800－螺旋桨支撑翼；900－螺旋桨；910－驱动电机；920－桨叶；1000－1号螺旋桨；1100－2号螺旋桨；1200－3号螺旋桨；1300－4号螺旋桨。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

请参照图1、图2、图3，下面将结合附图对本实用新型实施例提供的新型飞行器及飞行器系统做详细说明。

第一方面，本实用新型提供的一种新型飞行器，包括：包括：机身100、俯仰舵机200、滚转舵机300、横向调节机构400、两个纵向调节机构500和四个螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700；

两个纵向调节机构500对称的设置在机身100两侧；

俯仰舵机200设置在纵向调节机构500上，控制纵向调节机构500运动；

滚转舵机300设置在机身100上，滚转舵机300通过横向调节机构400与纵向调节机构500连接，横向调节机构400控制纵向调节机构500沿飞行器的横向方向上移动；四个所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机的双输出轴分别与四个螺旋桨支撑翼800底端传动连接控制螺旋桨支撑翼800轴向移动；

每个螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700设置在纵向调节机构500的两端处。

需要说明的是，这样设计可以将前后运动与俯仰运动或左右运动与滚转运动分隔开独立为4个通道。使无人机可以在空间位置静止时做俯仰和偏航运动。这样可以实现以下优点：

一、在全景拍摄过程中：通过无人机俯仰舵机200和滚转舵机300的调节，当云台仰角达到最大时，机身100可以通过俯仰或滚转使相机继续上扬从而达到全视角的拍摄范围。

二、故障自救：在无人机一个螺旋桨出现故障时可以使故障螺旋桨与其同侧螺旋桨停转，用另一侧的两个螺旋桨保持与水平面垂直，将机身100吊起，使其安全降落，避免出现坠机事故。

三、全地形起降：通过对无人机俯仰、滚转调节，使机身100在无人机相对静止时信仰、滚转，以适应不同地形需要，从而完成无人机在不同斜面等地形的起降。

四、灵活飞行：由于可以改变机身100姿态以适应不同空间，可以使无人机通过一些狭窄地区，而且通过旋翼倾转可以使飞行灵活性和飞行速度大大提升，从而使得应用场景大大增加。

具体地，为了表述方便，这里所说的纵向为飞行器的前进方向，这里所说的横向为飞行器的前进方向垂直的方向，即为宽度方向。

现在四旋翼无人机(X4型)的飞行原理为：以右前方的螺旋桨为1号螺旋桨1000，其他螺旋桨顺时针依次排序，当1、2、3、4号螺旋桨同时加快转速即为油门，使无人机上升；俯仰时，2、3号螺旋桨加快或减慢转速，同时1、4号螺旋桨减速或加速；滚转时，1、2号螺旋桨加速或减速，同时3、4号螺旋桨减速或加速；偏航时，1、3号螺旋桨加速或减速，同时2、4号螺旋桨减速或加速。

新型飞行器可以改变了原有的飞行方式。升降和偏航原理和现在的相同，而将滚转和俯仰独立设为两个通道。无人机向前或后飞行时，俯仰舵机200先调节螺旋桨前或后倾，2、3号螺旋桨或1、4号螺旋桨再稍加速平衡反扭力矩，飞行器向前或后飞行。无人机向左或向右飞行时，螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700先调节螺旋桨向左或向右倾，1、2号螺旋桨或3、4号螺旋桨再稍加速平衡反扭力矩，飞行器向左或向右飞行。做俯仰运动时2、3号或1、4号螺旋桨先加速再用俯仰舵机200使螺旋桨与水平面保持垂直，机身100做俯仰运动。做滚转运动时1、2号或3、4号螺旋桨先加速再用滚转舵机300使螺旋桨与水平面保持垂直，机身100做滚转运动。

这样设计可以将前后运动与俯仰运动或左右运动与滚转运动分隔开独立为4个通道。使无人机可以在空间位置静止时做俯仰和滚转运动。

另外，横向调节机构400包括：第一齿带410、与所述第一齿带410分别配合的两个第一从动齿轮420和第一主动齿轮430；

两个第一从动齿轮420分别设置在纵向调节机构500上，第一齿带410设置在两个第一从动齿轮420和第一主动齿轮430的外侧，且第一主动齿轮430与滚转舵机300的输出轴传动连接。

需要说明的是，通过滚转舵机300运动带动第一齿带410运动，这里第一齿带410运动带动齿带两端的第一从动齿轮420运动，这里的第一从动齿轮420与纵向调节机构500通过连接件600固定连接，从而带动纵向调节机构500随第一从动齿轮420转动而转动。

另外，纵向调节机构500通过连接件600与机身100连接，且连接件600的自由端处设置有第一从动齿轮420；

连接件600的另外一端与纵向调节机构500连接。

具体地，这里的连接件600是可转动的设置在机身100的两侧，而第一从动齿轮420与连接件600的自由端为固定连接，连接件600的另一端与纵向调节机构500固定连接，因此第一齿带410带动第一从动齿轮420转动，第一从动齿轮420通过连接件600带动纵向调节机构500转动。

另外，纵向调节机构500包括：支撑架510、第二齿带520、与第二齿带520分别配合的两个第二从动齿轮530和第二主动齿轮540；

两个第二从动齿轮530设置在支撑架510的两端，第二主动齿轮540设置在支撑架510的中段，第二齿带520设置在两个第二从动齿轮530和第二主动齿轮540的外侧；

且第二主动齿轮540与俯仰舵机200输出轴传动连接。

需要说明的是，俯仰舵机200设置在支撑架510的中间位置，通过中间舵机带动第二主动齿轮540转动，这时设置在第二主动齿轮 540和第二从动齿轮530外部的第二齿带520转动，通过第二齿带520驱动第二从动齿轮530转动，第二从动齿轮530设置在支撑架510的两端，在支撑架510两端的第二从动齿轮530分别与螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700固定连接，从而带动螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700沿其第二从动齿轮530的轴向方向转动。

另外，飞行器包括：螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700，通过此结构使该飞行器在做俯仰运动时，滚转轴不与电机轴重合；

第二从动齿轮530与螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700一侧固定连接。

具体地，这样四个螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700则可以灵活的通过第二从动齿轮530带动其运动。

另外，飞行器包括：用于连接螺旋桨900的螺旋桨支撑翼800；

螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700的二个输出轴与螺旋桨支撑翼800连接。

需要说明的是，二个输出轴与螺旋桨支撑翼800连接，从而通过螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机700带动二个输出轴转动，从而实现与二个输出轴枢接的螺旋桨支撑翼800沿其轴向方向转动。

另外，螺旋桨支撑翼800的顶端分别与用于给飞行器提供上升力的螺旋桨900连接。

需要说明的是，螺旋桨900是对本实用新型实施例提供的新型飞行器提供动力的动力元件，通过螺旋桨900工作为整个新型飞行器提供上升的升力。

另外，螺旋桨900包括：驱动电机910和桨叶920；

桨叶920与驱动电机910传动连接，驱动电机910使桨叶920转动，桨叶920带动飞行器上升或下降。

需要说明的是，这里的驱动电机910为桨叶920提供动力的动力装置，通过驱动电机910带动桨叶920转动，从而完成飞行器的上升、下降、旋转、翻转等一系列动作。

另外，机身100上设置有用于减轻飞行重力和阻力的减轻孔110。

需要说明的是，为了提高飞行速度和续航能力，则通过在机身100上设置有减轻孔110，从而实现对飞行器重量的减轻，使得飞行阻力减小，从而使飞行速度和持续飞行时间增加。

第二方面，本实用新型提供的一种飞行器系统，包括第二方面所述的新型飞行器，还包括遥控设备和/或地面站；

遥控设备用于对新型飞行器进行飞行控制；

地面站用于与新型飞行器进行数据交互。

需要说明的是，本实用新型提供的飞行器系统具有上述新型飞行器具有的一切优点，并且方便操纵。并且为了保证新型飞行器的飞行的稳定性，则在飞行器上的1、3号螺旋桨座下设置有陀螺仪，能够及时向遥控器反馈飞行姿态，随时对飞行中的方位进行检测，从而保证飞行姿态，使得故障自救时保持螺旋桨垂直。

以上对本实用新型的新型飞行器及飞行器系统进行了说明，但是，本实用新型不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本实用新型包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种新型飞行器，其特征在于，包括：机身(100)、俯仰舵机(200)、滚转舵机(300)、横向调节机构(400)和两个纵向调节机构(500)、四个螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机(700)；

两个所述纵向调节机构(500)对称的设置在所述机身(100)两侧；

所述俯仰舵机(200)设置在所述纵向调节机构(500)上，控制所述纵向调节机构(500)运动；

所述滚转舵机(300)设置在所述机身(100)上，所述滚转舵机(300)通过所述横向调节机构(400)与所述纵向调节机构(500)连接，所述横向调节机构(400)控制所述纵向调节机构(500)沿所述飞行器的横向方向上移动；

每个所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机(700)设置在所述纵向调节机构(500)的两端处。

2.根据权利要求1所述的新型飞行器，其特征在于，所述横向调节机构(400)包括：第一齿带(410)、与所述第一齿带(410)分别配合的两个第一从动齿轮(420)和第一主动齿轮(430)；

两个所述第一从动齿轮(420)分别设置在所述纵向调节机构(500)上，所述第一齿带(410)设置在两个所述第一从动齿轮(420)和所述第一主动齿轮(430)的外侧，且所述第一主动齿轮(430)与所述滚转舵机(300)的输出轴传动连接。

3.根据权利要求2所述的新型飞行器，其特征在于，所述纵向调节机构(500)通过连接件(600)与所述机身(100)连接，且所述连接件(600)的自由端处设置有所述第一从动齿轮(420)；

所述连接件(600)的另外一端与所述纵向调节机构(500)连接。

4.根据权利要求1所述的新型飞行器，其特征在于，所述纵向调节机构(500)包括：支撑架(510)、第二齿带(520)、与所述第二齿带(520)分别配合的两个第二从动齿轮(530)和第二主动齿轮(540)；

两个所述第二从动齿轮(530)设置在所述支撑架(510)的两端，所述第二主动齿轮(540)设置在所述支撑架(510)的中段，所述第二齿带(520)设置在两个所述第二从动齿轮(530)和所述第二主动齿轮(540)的外侧；

且所述第二主动齿轮(540)与所述俯仰舵机(200)输出轴传动连接。

5.根据权利要求4所述的新型飞行器，其特征在于，四个所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机(700)，使所述飞行器在做俯仰运动时，滚转轴不与电机轴重合；

所述第二从动齿轮(530)与所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机(700)固定连接。

6.根据权利要求5所述的新型飞行器，其特征在于，所述飞行器包括：用于连接螺旋桨(900)的螺旋桨支撑翼(800)；

所述螺旋桨支撑翼调节双输出轴电机(700)的双输出轴与所述螺旋桨支撑翼(800)传动连接。

7.根据权利要求6所述的新型飞行器，其特征在于，所述螺旋桨支撑翼(800)的端部与用于给所述飞行器提供上升力的所述螺旋桨(900)连接。

8.根据权利要求7所述的新型飞行器，其特征在于，所述螺旋桨(900)包括：驱动电机(910)和桨叶(920)；

所述桨叶(920)与所述驱动电机(910)传动连接，所述驱动电机(910)使所述桨叶(920)转动，所述桨叶(920)带动所述飞行器上升或下降。

9.根据权利要求1所述的新型飞行器，其特征在于，所述机身(100)上设置有用于减轻飞行重力和阻力的减轻孔(110)。

10.一种飞行器系统，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的新型飞行器，还包括遥控设备和/或地面站；

所述遥控设备用于对所述新型飞行器进行飞行控制；

所述地面站用于与所述新型飞行器进行数据交互。