CN208198824U - 一种垂直起降飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种垂直起降飞行器，包括三角翼飞行器机身，所述三角翼飞行器机身两侧机翼后翼缘开有一对分别由舵机控制的舵面，所述三角翼飞行器机身的尾部左右对称设置有一通过舵机驱动的矢量电机座，所述矢量电机座上均安装有一电动机，所述电动机输出轴上设置有螺旋桨推进器，三角翼飞行器机身机首中部设置有一涵道风扇，所述涵道风扇的涵道顶部以及涵道底部分别设置有一对对开的舱盖，本实用新型使广泛应用的固定翼无人机，尤其是三角翼无人机具备垂直起降能力，从而降低固定翼无人机放飞和回收的操作难度，同时提升其使用的安全性和可靠性，拓展其适用范围。

Description

一种垂直起降飞行器

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术领域，具体涉及一种适用于充当固定翼航拍、航测无人机载机平台的飞行器。

背景技术

垂直起降(VTOL)技术是一种使飞行器具备垂直起飞、垂直着陆及悬停的性能，无需借助跑道、弹射器、降落伞、减速伞、拦阻网等辅助设施即可在各种环境下完成起飞和着陆动作的航空技术。无人机是一种集成现代电子与控制技术的无人驾驶飞行器，作为一种成本相对低廉，便于携带的飞行平台广泛应用于航拍、航测、侦察等诸多场合。其中固定翼无人机因其航程远、载重大、飞行稳定、滞空时间更长等优点被广泛应用于农业、军事等诸多领域。但固定翼飞行器需借助较长的平直跑道，或弹射器等设施才能完成放飞，且需要借助降落伞，拦阻网，或平直跑道等完成着陆。这些起降方式操控难度大，对起降平台、风力、风向等外部条件要求苛刻，因而无法或难以在条件不佳的环境中实施。这类起降方式要求操控人员具有良好的心理素质和操作技术，使用成本高、风险大。因此，如何将垂直起降技术应用于固定翼飞行器是无人机技术向更多领域深入渗透过程中亟待解决的问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术不足，现提出一种垂直起降飞行器，利用这套方案使广泛应用的固定翼无人机，尤其是三角翼无人机具备垂直起降能力，从而降低固定翼无人机放飞和回收的操作难度，同时提升其使用的安全性和可靠性，拓展其适用范围。

(二)技术方案

本实用新型通过如下技术方案实现：本实用新型提出了一种垂直起降飞行器，包括三角翼飞行器机身，所述三角翼飞行器机身两侧机翼后翼缘开有一对分别由舵机控制的舵面，所述三角翼飞行器机身的尾部左右对称设置有一通过舵机驱动的矢量电机座，所述矢量电机座上均安装有一电动机，所述电动机输出轴上设置有螺旋桨推进器，三角翼飞行器机身机首中部设置有一涵道风扇，所述涵道风扇的涵道顶部以及涵道底部分别设置有一对对开的舱盖。

进一步的，所述矢量电机座包括一舵机支承座以及一电机安装法兰，所述电动机通过螺栓固定于电机安装法兰上，所述舵机支承座上设置有一轴孔，所述电机安装法兰上设置有一承插于轴孔内并形成间隙配合的转轴，所述舵机通过固定卡套与舵机支承座固定安装，且舵机上的法兰通过螺栓与电机安装法兰上转轴背面固定连接。

进一步的，所述舱盖的两侧分别设置有一引出轴，涵道风扇的上下两侧分别设置有舵机安装框架，所述舵机安装框架的左右两侧分别设置有轴孔二，所述舱盖一端的引出轴承插于轴孔二内并形成间隙配合，舱盖另一端的引出轴内设置有轴孔三，舵机安装框架在轴孔二的另一端分别通过舵机固定卡安装有一翻板舵机，所述翻板舵机的输出轴承插于轴孔三内并形成过盈配合。

进一步的，所述三角翼飞行器机身机首安装有一用于测量飞行器飞行速度的空速管。

(三)有益效果

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型提到的一种垂直起降飞行器，在传统的三角翼飞行器尾部安装一对与中心线对称的推进器，通过可旋转机座可调整两组推进器的推力方向；在三角翼中心线靠近头部的位置固定安装一套涵道风扇；在涵道顶部安装一对对开的舱盖，其转轴平行于中心线；涵道下方安装一对转轴平行于中心线的对开舱盖，其打开时后可保持相对平行状态，并绕轴同步向左或向右摆动充当导流叶片调整涵道风扇的推力方向。在三角翼后翼缘，安装一对对称的舵面充当副翼或襟翼。这种垂直起降飞行器可用于各种用途的无人机外形，具有布局巧妙、结构紧凑、操控灵活、适用范围广等特点，具有很好的应用价值。

附图说明

图1是本实用新型俯视图。

图2是本实用新型侧视图。

图3是矢量电机座拆解安装图。

图4是舱盖拆解安装图。

1-三角翼飞行器机身；2-舵机；3-矢量电机座；4-电动机；5-螺旋桨推进器；6-涵道风扇；7-舱盖；8-舵机安装框架；9-舵机固定卡；10-翻板舵机；11-空速管；12-舵面；31-舵机支承座；32-电机安装法兰；33-轴孔；34-转轴；35-固定卡套；71-引出轴；72-轴孔三；81-轴孔二。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～图4所示的一种垂直起降飞行器，包括三角翼飞行器机身1，所述三角翼飞行器机身1两侧机翼后翼缘开有一对分别由舵机控制的舵面12，所述三角翼飞行器机身1的尾部左右对称设置有一通过舵机2驱动的矢量电机座3，所述矢量电机座3上均安装有一电动机4，所述电动机4输出轴上设置有螺旋桨推进器5，三角翼飞行器机身1机首中部设置有一涵道风扇6，所述涵道风扇6的涵道顶部以及涵道底部分别设置有一对对开的舱盖7。

其中，如图3所示，所述矢量电机座3包括一舵机支承座31以及一电机安装法兰32，所述电动机4通过螺栓固定于电机安装法兰32上，所述舵机支承座31上设置有一轴孔33，所述电机安装法兰32上设置有一承插于轴孔33内并形成间隙配合的转轴34，所述舵机2通过固定卡套35与舵机支承座31固定安装，且舵机2上的法兰通过螺栓与电机安装法兰32上转轴34背面固定连接，通过舵机2驱动电机安装法兰32绕其转轴34转动，可以实现固定于电机安装法兰32上的电动机4摆动，其摆动路径可以参考图2中a,b,c三个位置。

如图4所示，所述舱盖7的两侧分别设置有一引出轴71，涵道风扇6的上下两侧分别设置有舵机安装框架8，所述舵机安装框架8的左右两侧分别设置有轴孔二81，所述舱盖7一端的引出轴71承插于轴孔二81内并形成间隙配合，舱盖7另一端的引出轴71内设置有轴孔三72，舵机安装框架8在轴孔二81的另一端分别通过舵机固定卡9安装有一翻板舵机10，所述翻板舵机10的输出轴承插于轴孔三72内并形成过盈配合，通过翻转舵机10控制舱盖7绕其引出轴71转动，且同侧对开设置的两个舱盖7水平转动，在涵道风扇6作用下，可以是飞行器获得向左或向右的推力，具体的当涵道底部对开的两个舱盖7向左或向右水平倾斜时，涵道风扇6产生向左或向右的推力，飞行器向右或向左漂移。

所述三角翼飞行器机身1机首安装有一用于测量飞行器飞行速度的空速管11。

在固定翼模式下：通过翻转舵机10控制舱盖7翻转，涵道风扇6上下的舱盖7均处于关闭状态，舵面12仅充当副翼，用于控制机身横滚角，两只矢量电机座3同步运动，同时保持电动机4轴线相互平行。调节矢量电机座3同步向上或向下摆动，使推力向后上方或后下方调整，充当升降舵控制机身俯仰角；调节两只电动机4转速改变其推力大小，从而获得使机身自旋的力矩，充当方向舵调节飞行器偏航角。

在悬停或者垂直升降过程中：位于涵道风扇6上部的舱盖7完全打开，涵道风扇6启动。涵道风扇6下部的舱盖7展开并始终保持两扇舱盖7平行，当下部舱盖7同步向左或向右摆动时，涵道风扇6产生的推力分别向右上方及左上方调整，从而使飞行器获得向右或向左的推力，使飞行器向右或向左横向漂移；两只矢量电机座3向下悬垂，控制矢量电机座3的舵机2各自的角度，调节电动机4轴线张开的错角，产生使机身自旋的力矩，借助所述力矩控制飞行器偏航角；同时，所述舵面12向下悬垂，减小飞行器垂直上升、下降运动的空气阻力，避免舵面12遮挡螺旋桨推进器5；通过调节电机的转速，改变其各自的输出推力，从而调节飞行器的俯仰角、横滚角。

在垂直起飞时：先按前文所述的悬停控制模式使飞行器垂直上升。当上升至一定高度时，控制机身俯仰角使飞行器呈俯冲姿态，从而使其向前加速。当航速超过固定翼模式失速极限时，直接过渡到固定翼模式。

垂直着陆时：在固定翼模式下，打开涵道风扇6上、下两侧的舱盖7，缓慢调节矢量电机座3使其向下悬垂。当航速低于失速极限时直接过渡到悬停模式，在悬停模式下完成悬停、着陆等动作。

整个飞行器上的舵机以及电动机均通过远程遥控控制，远程遥控技术对于本领域技术人员来说是能够熟练掌握的，在此就不做赘述。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (4)

1.一种垂直起降飞行器，包括三角翼飞行器机身(1)，所述三角翼飞行器机身(1)两侧机翼后翼缘开有一对分别由舵机控制的舵面(12)，其特征在于：所述三角翼飞行器机身(1)的尾部左右对称设置有一通过舵机(2)驱动的矢量电机座(3)，所述矢量电机座(3)上均安装有一电动机(4)，所述电动机(4)输出轴上设置有螺旋桨推进器(5)，三角翼飞行器机身(1)机首中部设置有一涵道风扇(6)，所述涵道风扇(6)的涵道顶部以及涵道底部分别设置有一对对开的舱盖(7)。

2.根据权利要求1所述的一种垂直起降飞行器，其特征在于：所述矢量电机座(3)包括一舵机支承座(31)以及一电机安装法兰(32)，所述电动机(4)通过螺栓固定于电机安装法兰(32)上，所述舵机支承座(31)上设置有一轴孔(33)，所述电机安装法兰(32)上设置有一承插于轴孔(33)内并形成间隙配合的转轴(34)，所述舵机(2)通过固定卡套(35)与舵机支承座(31)固定安装，且舵机(2)上的法兰通过螺栓与电机安装法兰(32)上转轴(34)背面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种垂直起降飞行器，其特征在于：所述舱盖(7)的两侧分别设置有一引出轴(71)，涵道风扇(6)的上下两侧分别设置有舵机安装框架(8)，所述舵机安装框架(8)的左右两侧分别设置有轴孔二(81)，所述舱盖(7)一端的引出轴(71)承插于轴孔二(81)内并形成间隙配合，舱盖(7)另一端的引出轴(71)内设置有轴孔三(72)，舵机安装框架(8)在轴孔二(81)的另一端分别通过舵机固定卡(9)安装有一翻板舵机(10)，所述翻板舵机(10)的输出轴承插于轴孔三(72)内并形成过盈配合。

4.根据权利要求1所述的一种垂直起降飞行器，其特征在于：所述三角翼飞行器机身(1)机首安装有一用于测量飞行器飞行速度的空速管(11)。