CN207550515U - 一种可切换式倾斜旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可切换式倾斜旋翼无人机，它包括机翼、尾翼、机身、连杆机构；机身顶面的中部设置有机翼，机身的后端通过固定杆连接有尾翼，机身内设置有多个舵机；机身的底面通过支撑杆与电池装载架相连接；电池装载架的底面上设置有起落架、中部设置有机械臂；连杆机构为两个，两个连杆机构对称设置于机身的左、右侧面上；连杆机构由位于中部的连接件、丝杆和固定于两端的传动机构组成；传动机构的中部设置有管夹；电机的顶端均设置有螺旋桨。本实用新型不仅可以实现高空低速巡逻，而且可以协助高压电线安装以及清理较高建筑物上的垃圾，同时在发生火灾时，还可以快速实现实时传输，对灾后救援工作意义非凡。

Description

一种可切换式倾斜旋翼无人机

技术领域

本实用新型涉及一种无人机，尤其涉及一种可切换式倾斜旋翼无人机。

背景技术

目前，在城市巡逻中，在地面巡逻视野会具有一定的局限性；而在高空巡逻，现有飞行器又存在滞空时间短的问题；在高楼发生火灾时，救援人员只能通过消防车上的云梯，调配的直升机或者直接穿越火海才能营救被困在高层的受困人员，增加了救援的难度以及风险；在架设高压电线或者清理高处建筑物上的垃圾时，往往需要人们凭借特种设备爬上高处进行工作，增加了工作的风险以及劳动强度。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种可切换式倾斜旋翼无人机。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种可切换式倾斜旋翼无人机，包括机翼、尾翼、机身、连杆机构；机身顶面的中部设置有机翼，机身的后端通过固定杆连接有尾翼；机身内设置有多个舵机；机身的底面通过支撑杆与电池装载架相连接；电池装载架的底面上设置有起落架、中部设置有机械臂；

连杆机构为两个，两个连杆机构对称设置于机身的左、右侧面上；连杆机构由位于中部的连接件、丝杆和固定于两端的传动机构组成；传动机构的中部设置有管夹；丝杆为两根，丝杆的一端与连接件固定相接、另一端为半圆形并且连接在管夹上；传动机构和管夹的中部均穿插有电机支架；

电机支架分为一号电机支架、二号电机支架；电机支架两端的支撑架上设置有电机；一号电机支架上的电机与二号电机支架上的电机始终保持相反的方向；电机的顶端均设置有螺旋桨。

尾翼为双尾撑形；尾翼与机身通过插置于机身底面后端的固定杆相连接，尾翼固定设置于固定杆的末端。

机身的顶面、底面上均开设有多个长条形孔；机翼通过嵌置于机身顶面上的通孔与机身顶面内侧的承重杆相卡合。

电池装载架的上部设置有锂电池。

机翼、尾翼内均设置有降落伞。

机翼前端的机身上设置有摄像头、后端的机身上竖直设置有无线微波信号发射器。

本实用新型不仅可以实现高空低速巡逻，而且可以协助高压电线安装以及清理较高建筑物上的垃圾，同时在发生火灾时，还可以快速实现实时传输，对灾后救援工作意义非凡。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1的左侧面结构示意图。

图3为连杆机构的结构示意图。

图中：1、机翼；2、电机；3、起落架；4、尾翼；5、机身；6、连接件；7、机械臂；8、电池装载架；9、电机支架；10、螺旋桨；11、丝杆；12、管夹。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1～3所示的一种可切换式倾斜旋翼无人机，包括机翼1、尾翼4、机身5、连杆机构；机身5顶面的中部设置有机翼1，机身5的后端通过固定杆连接有尾翼4，机翼1、尾翼4在空中均通过舵机控制卸载，当舵机转动时，机翼1和尾翼4通过空气阻力自动向后脱离机身5；机身5内设置有多个舵机；一个舵机控制机翼1的卸载，一个舵机控制尾翼4的卸载，一个舵机用于控制旋转电机2。机身5的底面通过支撑杆与电池装载架8相连接；电池装载架8的底面上设置有起落架3、中部设置有机械臂7；电池装载架8的上部设置有锂电池，可存放10000毫安6S锂电池。机身5选取碳纤维板材为原料进行激光雕刻制作，固定杆、支撑杆均采用航空铝合金进行数控加工制作，连杆机构与丝杆均采用国家标准件制成。

本实用新型由基于arduino主板编程控制的2.4Hz无线遥控器控制，能够在空中切换四旋翼飞行模式和固定翼飞行模式，它特有的双电机逆向结构设计和连杆机构的应用使它可以做到垂直起飞，并能够在空中快速切换飞行模式。与直升机相比，具有航程远、航速高的优点；与固定翼飞机相比，具有机动性强，对起飞地点没有限制的优点。

尾翼4为双尾撑形；尾翼4与机身5通过插置于机身5底面后端的固定杆相连接，尾翼4固定设置于固定杆的末端。机身5的顶面、底面上均开设有多个长条形孔；机翼1通过嵌置于机身5顶面上的通孔与机身5顶面内侧的承重杆相卡合。机翼1、尾翼4内均设置有降落伞。机翼1前端的机身5上设置有摄像头、后端的机身5上竖直设置有无线微波信号发射器。

在固定翼飞行模式下，机翼1提供飞机的主要升力，机翼1的副翼控制整机的翻滚，尾翼4控制飞机水平转向，尾翼4的副翼提供飞机竖直转向。机翼1和尾翼4采用的双尾撑结构设计，使其具有较大的载重能力和飞行的稳定能力，而且在脱落时，由于后置电机是双下行电机，所以不会和螺旋桨产生撞击，具有良好的安全性。

机翼、尾翼分别由小型舵机控制，舵机控制线与无线微波信号发射器利用铜丝直接相连，舵机的电池镶嵌在机翼1里，舵机的控制信号是脉宽调制信号，便于和飞控计算机进行接口。在高速飞行时，可以保证信号的稳定输入和机翼1的强度。

固定翼飞行模式下的机翼1和尾翼4采用快拆式结构设计，在需要时可快速安装在无人机上，在不需要时可通过小型舵机控制，利用空气阻力快速脱离无人机主体机身5。机翼1和尾翼4在空中卸载时，可以释放藏在机翼1和尾翼4中的降落伞，防止机翼1和尾翼4降落时摔坏舵机或造成事故。

摄像头与无线微波信号发射器将飞机视角和机械臂7视角的影像与音频实时传回到操控端，救援人员可通过影音信息及时了解受困人员情况，从而可以快速有效的采取营救措施。机械臂7通过自身安装的三个舵机控制，可达到多个自由度的灵活工作，协助高压线路安装工人的机械工作或是清理高建筑物上的垃圾以及障碍物等。

连杆机构为两个，两个连杆机构对称设置于机身5的左、右侧面上；连杆机构通过舵机的旋转调节电机2的方向。连杆机构由位于中部的连接件6、丝杆11和固定于两端的传动机构组成；传动机构的中部设置有管夹12；丝杆11为两根，丝杆11的一端与连接件6固定相接、另一端为半圆形并且连接在管夹12上；丝杆11用于调节电机2的倾斜角度，保证飞机飞行的稳定性；传动机构和管夹12的中部均穿插有电机支架9；传动机构和管夹12配合使用使连杆机构具有一定的柔性，在高速飞行和高载重等极限飞行状态下，减轻一定的应力冲击，从而保证飞行稳定；

电机支架9分为一号电机支架、二号电机支架；电机支架9两端的支撑架上设置有电机2；一号电机支架上的电机与二号电机支架上的电机始终保持相反的方向，从而实现无人机的垂直起降；电机2的顶端均设置有螺旋桨10。电机2的倾斜角度是在调试阶段由电子信号调整的。采用了双电机逆向结构和连杆机构的设计，使得无人机既保留了四轴飞行器灵活的飞行特点，又可以在变形时能够做到快速切换，防止“窝环流状态”的快速产生，保证了无人机飞行的稳定性和安全性，并且连杆机构可在“窝环流状态”有征兆时快速修正飞行姿态，避免机翼1进入自己产生的下洗气流或其造成的涡流之内，防止旋翼(即电机2)发生“打滑”而丧失升力，同时由于采用了四电机动力配置，即使有一个电机产生问题，也能保障其安全迫降。

固定翼飞行模式时，由于电机2的安装具有一定的倾斜角度，使无人机依靠机翼1产升力，高速飞行，从而避免了机构死点的产生，也提高了飞机的升力，四个电机2的动力配置使其飞行速度远超同类固定翼无人机。

当卸载机翼1和尾翼4后，可切换式倾斜旋翼无人机的主体部分就变成一架异型四旋翼无人机，它拥有多旋翼无人机灵活机动的性能，可定点悬停，原地转向，运行方向快速转换，能够在救援行动和巡逻监控工作中，完成其他设备无法达到的工作。

本实用新型与传统技术相比，具有以下优点：

1)可以装载多个高清摄像装置，利用数传实现中低空的长时间飞行巡逻，解决地面巡逻视野的局限问题和普通飞行器巡逻时滞空时间较短的问题；

2)能够牵引高压电线协助其安装，代替部分人工工作，减少高空作业工人的工作危险；同时可实现电子化、信息化、智能化巡检，提高了电力线路巡检的工作效率、应急抢险水平和供电可靠率；

3)可低空快速抵达工作区域，能够利用机械臂清理较高建筑(如信号塔，路灯杆)上以及景区内的风筝或其他障碍物，维护城市绿化；

4)搭载高清拍摄装置对受灾地区进行航拍，提供灾后实时影像，为救援人员提供救援路线等有价值的参考。此外，无人机可实时全方位地实时监测受灾地区的情况，以防引发次生灾害；

5)不仅造价低，而且操作简单、机动性强，可广泛应用于抢险救援工作、电力巡检工作以及环境管理工作等多领域。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种可切换式倾斜旋翼无人机，包括机翼(1)、尾翼(4)、机身(5)，其特征在于：它还包括连杆机构；所述机身(5)顶面的中部设置有机翼(1)，机身(5)的后端通过固定杆连接有尾翼(4)；机身(5)内设置有多个舵机；机身(5)的底面通过支撑杆与电池装载架(8)相连接；电池装载架(8)的底面上设置有起落架(3)、中部设置有机械臂(7)；

所述连杆机构为两个，两个连杆机构对称设置于机身(5)的左、右侧面上；连杆机构由位于中部的连接件(6)、丝杆(11)和固定于两端的传动机构组成；传动机构的中部设置有管夹(12)；丝杆(11)为两根，丝杆(11)的一端与连接件(6)固定相接、另一端为半圆形并且连接在管夹(12)上；传动机构和管夹(12)的中部均穿插有电机支架(9)；

所述电机支架(9)分为一号电机支架、二号电机支架；电机支架(9)两端的支撑架上设置有电机(2)；一号电机支架上的电机与二号电机支架上的电机始终保持相反的方向；所述电机(2)的顶端均设置有螺旋桨(10)。

2.根据权利要求1所述的可切换式倾斜旋翼无人机，其特征在于：所述尾翼(4)为双尾撑形；尾翼(4)与机身(5)通过插置于机身(5)底面后端的固定杆相连接，尾翼(4)固定设置于固定杆的末端。

3.根据权利要求1所述的可切换式倾斜旋翼无人机，其特征在于：所述机身(5)的顶面、底面上均开设有多个长条形孔；机翼(1)通过嵌置于机身(5)顶面上的通孔与机身(5)顶面内侧的承重杆相卡合。

4.根据权利要求1所述的可切换式倾斜旋翼无人机，其特征在于：所述电池装载架(8)的上部设置有锂电池。

5.根据权利要求3所述的可切换式倾斜旋翼无人机，其特征在于：所述机翼(1)、尾翼(4)内均设置有降落伞。

6.根据权利要求1或5所述的可切换式倾斜旋翼无人机，其特征在于：所述机翼(1)前端的机身(5)上设置有摄像头、后端的机身(5)上竖直设置有无线微波信号发射器。