CN208198832U - 固定翼无人训练机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固定翼无人训练机，涉及无人机技术领域，旨在解决由于旋翼螺旋桨突出于机翼之外，从而影响无人机正常飞行的问题，其技术方案要点是：一种固定翼无人训练机，包括机身、设置于机身前端的动力螺旋桨，以及相对设置于机身两侧的机翼，所述机翼包括两根与机身固定的杆件、固定于杆件远离机身端的外机翼，以及沿杆件滑动的伸缩翼，所述机身开设有供伸缩翼缩回的槽口，两个所述杆件之间固定设置有旋翼电机，所述旋翼电机的输出轴固定设置有旋翼螺旋桨。本实用新型的一种固定翼无人训练机，通过将旋翼电机和旋翼螺旋桨隐藏于机翼之内，从而减少风阻的产生，进而确保无人机的正常飞行。

Description

固定翼无人训练机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，更具体地说，它涉及一种固定翼无人训练机。

背景技术

随着无人机技术的快速发展，越来越多的青少年学生对无人机技术产生了浓厚的兴趣，因此在高等院校中相继成立了无人机技术项目组，固定翼无人机训练机即是用于供高校学生训练练习所用的无人机。

但是对于新手而言无人机的起降是一大难点，起降失误可能会造成损坏无人机的事故发生，针对这一问题，公告号为CN207242030U的中国专利公告的一种垂直起降固定翼无人机，其技术要点是，包括固定翼无人机本体和设置在固定翼无人机本体上的垂直起降装置，垂直起降装置包括两个沿固定翼无人机本体对称设置的旋翼组件，旋翼组件包括一根旋翼支撑管和两个由旋翼电机驱动的旋翼螺旋桨，旋翼螺旋桨设置在旋翼支撑管的两端。

上述方案通过垂直起降装置实现无人机的垂直起降，使得无人机无需特点的升降跑道，以及特定的飞行速度即可实现起飞和降落，从而达到降低起降失误的技术效果；但是上述方案中由于旋翼螺旋桨突出于机翼之外，因此可能会产生不必要的风阻，进而影响无人机的正常飞行；因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种固定翼无人训练机，通过将旋翼电机和旋翼螺旋桨隐藏于机翼之内，从而减少风阻的产生，进而确保无人机的正常飞行。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种固定翼无人训练机，包括机身、设置于机身前端的动力螺旋桨，以及相对设置于机身两侧的机翼，所述机翼包括两根与机身固定的杆件、固定于杆件远离机身端的外机翼，以及沿杆件滑动的伸缩翼，所述机身开设有供伸缩翼缩回的槽口，两个所述杆件之间固定设置有旋翼电机，所述旋翼电机的输出轴固定设置有旋翼螺旋桨。

通过采用上述技术方案，当无人机需要升空时，启动旋翼电机带动旋翼螺旋桨旋转（旋翼电机的输出功率逐步增大，带动旋翼螺旋桨的转速逐步增大），从而由旋翼螺旋桨产生向下的气流，进而为无人机提供上升力，最终实现无人机的垂直升空；当无人机垂直上升至一定高度时，启动动力螺旋桨驱动无人机向前飞行，当无人机达到一定的飞行速度时，关闭旋翼电机，两侧的伸缩翼同步滑出槽口，并沿杆件滑动直至伸缩翼抵接于外机翼，从而由伸缩翼与外机翼组成完整的机翼，该状态下无人机的前进动力由动力螺旋桨提供，其升力由机翼处的气流提供，同时，由于旋翼电机和旋翼螺旋桨被隐藏于机翼之内，因此无人机在正常飞行时不会受到旋翼电机和旋翼螺旋桨的干扰；当无人机需要下降时，两侧的伸缩翼缩回于槽口，逐步降低动力螺旋桨的转速，与此同时启动旋翼电机带动旋翼螺旋桨旋转，当动力螺旋桨停止转动时，无人机的升力完全由旋翼螺旋桨提供，逐步降低旋翼电机的输出功率，从而旋翼螺旋桨的转速降低，无人机所受到的升力随之降低，进而无人机受重力作用向下降落，最终实现无人机的垂直降落，这样的降落方式，相较于跑道式降落，一方面降低对于场地的要求，另一方面降低飞机降落过程中发生撞损的隐患。

本实用新型进一步设置为：所述外机翼与伸缩翼的截面均采用克拉克Y翼设计，所述伸缩翼内部设置有中空腔室。

通过采用上述技术方案，外机翼与伸缩翼的翼形采用克拉克Y翼，使得无人机在向前飞行的过程中，机翼上方的气流速度快于下方的气流速度，从而在机翼下方产生高气压区，进而由气压为无人机提供充足的升力以克服无人机的自身重力；同时，伸缩翼设置中空腔室的目的在于，避免伸缩翼与旋翼电机或者旋翼螺旋桨发生碰撞。

本实用新型进一步设置为：伸缩翼内腔两侧沿长度方向设置有滑移套，所述杆件间隙嵌合于滑移套内。

通过采用上述技术方案，伸缩翼通过两侧的滑移套分别与两根杆件滑移连接，从而确保伸缩翼的滑移稳定性。

本实用新型进一步设置为：两侧的所述伸缩翼均转动连接有连杆，两根所述连杆相互铰接，并滑移连接于机身内。

通过采用上述技术方案，当两根连杆的相互铰接端沿机身内腔向前滑动时，两根连杆分别对两侧的伸缩翼产生向外的推力，从而推动伸缩翼滑出槽口；当两根连杆的相互铰接端沿机身内腔向后滑动时，两根连杆分别对两侧的伸缩翼产生向内的拉力，从而拉动伸缩翼缩回槽口；综上所述，仅需控制两根连杆的相互铰接端，即可控制伸缩翼的滑出或者缩回，一方面为控制伸缩翼提供便利，另一方面有效提高两个伸缩翼的协调性。

本实用新型进一步设置为：所述机身内腔沿长度方向滑移连接有连接块，所述连接块分别与两根连杆转动连接。

通过采用上述技术方案，两根连杆通过连接块实现相互铰接，并通过连接块与机身内腔的滑移连接，实现与机身内腔的滑移连接。

本实用新型进一步设置为：所述机身内部固定设置有步进电机，所述步进电机的输出轴固定设置有丝杆，所述连接块开设有与丝杆螺纹配合的螺纹孔。

通过采用上述技术方案，当步进电机驱动丝杆顺时针转动时，丝杆与螺纹孔配合产生向前的螺纹推进力，从而推动连接块向前滑动，进而迫使两根连杆的相互铰接端向前移动；当步进电机驱动丝杆逆时针转动时，丝杆与螺纹孔配合产生向后的螺纹推进力，从而推动连接块向后滑动，进而迫使两根连杆的相互铰接端向后移动；综上所述，仅需控制步进电机的输出方向，即可控制两根连杆的相互铰接端的移动方向，进而为控制连杆提供便利。

本实用新型进一步设置为：两根所述杆件之间设置有至少两根连接杆，所述旋翼电机与连接杆固定连接。

通过采用上述技术方案，在两根杆件之间增设连接杆，一方面使得两根杆件实现相互支撑，从而提高两根杆件的结构强度，另一方面由连接杆为旋翼电机提供一个安装位置，最终实现旋翼电机安装于两根杆件之间的技术要求。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过设置于机翼上的旋翼电机和旋翼螺旋桨实现无人机的垂直起降，从而降低无人机对于场地的要求，以及无人机升降的难度；通过将旋翼电机和旋翼螺旋桨隐藏于无人机的机翼内，从而避免因旋翼电机和旋翼螺旋桨影响无人机的正常飞行；机翼采用克拉克Y翼，从而确保飞机在正常飞行过程中具备充足的升力；仅需控制两根连杆的相互铰接端，即可控制伸缩翼的滑出或者缩回，一方面为控制伸缩翼提供便利，另一方面有效提高两个伸缩翼的协调性；仅需控制步进电机的输出方向，即可控制两根连杆的相互铰接端的移动方向，进而为控制连杆提供便利；通过在两根杆件之间增设连接杆，从而提高杆件的结构强度，同时也为旋翼电机提供了一个安装位置。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的整体结构示意图，该附图中机身进行有剖视处理，主要表示机身内部结构；

图3为本实用新型隐藏机身后的结构示意图，主要表示伸缩翼与连杆的配合关系。

附图说明：1、机身；11、动力螺旋桨；12、机翼；13、杆件；14、外机翼；15、伸缩翼；16、槽口；17、旋翼电机；18、旋翼螺旋桨；19、中空腔室；20、滑移套；21、连杆；22、连接块；221、步进电机；23、丝杆；24、螺纹孔；25、连接杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

固定翼无人训练机，如图1、图2所示，包括机身1、设置于机身1前端的动力螺旋桨11，以及相对设置于机身1两侧的机翼12，机翼12包括两根与机身1固定的杆件13、一体成型杆件13远离机身1端的外机翼14，以及沿杆件13滑动的伸缩翼15，机身1开设有供伸缩翼15缩回的槽口16，两个杆件13之间固定设置有旋翼电机17，旋翼电机17的输出轴固定设置有旋翼螺旋桨18。

当无人机需要升空时，启动旋翼电机17并控制其输出功率逐步增大，从而带动旋翼螺旋桨18逐步加速旋转，进而由旋翼螺旋桨18为无人机提供上升力，最终实现无人机的垂直升空；当无人机垂直上升至一定高度时，启动动力螺旋桨11驱动无人机向前飞行，当无人机达到一定的飞行速度时，关闭旋翼电机17，两侧的伸缩翼15同步滑出槽口16，并沿杆件13滑动直至伸缩翼15抵接于外机翼14，从而由伸缩翼15与外机翼14组成完整的机翼12，该状态下无人机的前进动力由动力螺旋桨11提供，其升力由机翼12处的气流提供，同时，由于旋翼电机17和旋翼螺旋桨18被隐藏于机翼12之内，因此无人机在正常飞行时不会受到旋翼电机17和旋翼螺旋桨18的干扰；当无人机需要下降时，两侧的伸缩翼15缩回于槽口16，逐步降低动力螺旋桨11的转速，与此同时启动旋翼电机17带动旋翼螺旋桨18旋转，当动力螺旋桨11停止转动时，无人机的升力完全由旋翼螺旋桨18提供，逐步降低旋翼电机17的输出功率，从而旋翼螺旋桨18的转速降低，无人机所受到的升力随之降低，进而无人机受重力作用向下降落，最终实现无人机的垂直降落，这样的降落方式，相较于跑道式降落，一方面降低对于场地的要求，另一方面降低飞机降落过程中发生撞损的隐患。

无人机在正常飞行时依靠气流克服自身的重力，为确保由气流产生的气压力足以克服无人机的重力，如图1所示，外机翼14与伸缩翼15的截面均采用克拉克Y翼设计，即上侧呈圆弧形，下侧呈水平状，从而使得无人机在向前飞行的过程中，机翼12上方的气流速度快于下方的气流速度，进而在机翼12下方产生高气压区，最后由气压为无人机提供充足的升力以克服其自身重力；需要说明的是，为避免伸缩翼15与旋翼电机17或者旋翼螺旋桨18发生碰撞，伸缩翼15内部设置有中空腔室19。

伸缩翼15通过如下方式与杆件13滑移连接，如图1所示，伸缩翼15内腔两侧分别沿长度方向一体成型有滑移套20，杆件13间隙嵌合于滑移套20内，从而伸缩翼15通过两侧的滑移套20分别与两根杆件13滑移连接，从而确保伸缩翼15的滑移稳定性。

本实用新型通过如下方式控制两侧的伸缩翼15，如图2、图3所示，两侧的伸缩翼15均转动连接有连杆21，两根连杆21的活动端相互铰接，并滑移连接于机身1内腔；当两根连杆21的相互铰接端沿机身1内腔向前滑动时，两根连杆21分别对两侧的伸缩翼15产生向外的推力，从而推动伸缩翼15滑出槽口16，当两根连杆21的相互铰接端沿机身1内腔向后滑动时，两根连杆21分别对两侧的伸缩翼15产生向内的拉力，从而拉动伸缩翼15缩回槽口16；综上所述，仅需控制两根连杆21的相互铰接端，即可控制伸缩翼15的滑出或者缩回，一方面为控制伸缩翼15提供便利，另一方面有效提高两个伸缩翼15的协调性。

需要说明的是，两根连杆21通过如下方式实现相互铰接并与机身1内腔滑移连接，如图2、图3所示，机身1内腔沿长度方向滑移连接有连接块22，连接块22分别与两根连杆21转动连接，从而两根连杆21通过连接块22实现相互铰接，并通过连接块22与机身1内腔的滑移连接，实现滑移连接于机身1内的技术要求。

当设置有连接块22后，本实用新型仅需控制连接块22的滑动，即可控制两根连杆21，为便于控制连接块22的滑动，如图2、图3所示，机身1内部固定设置有步进电机221，步进电机221的输出轴键槽固定有丝杆23，连接块22开设有与丝杆23螺纹配合的螺纹孔24；当步进电机221驱动丝杆23顺时针转动时，丝杆23与螺纹孔24配合产生向前的螺纹推进力，从而推动连接块22向前滑动，进而迫使两根连杆21的相互铰接端向前移动；当步进电机221驱动丝杆23逆时针转动时，丝杆23与螺纹孔24配合产生向后的螺纹推进力，从而推动连接块22向后滑动，进而迫使两根连杆21的相互铰接端向后移动；综上所述，仅需控制步进电机221的输出方向，即可控制连接块22向后或者向前滑动，进而为控制连接块22提供便利。

为提高两根杆件13的结构强度，回到图1，两根杆件13之间设置有两根连接杆25，连接杆25两端分别与两根杆件13固定连接，从而使得两根杆件13实现相互支撑，进而提高两根杆件13的结构强度；需要说明的是，旋翼电机17与连接杆25固定连接，从而由连接杆25为旋翼电机17提供一个安装位置，最终实现旋翼电机17安装于两根杆件13之间的技术要求。

具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种固定翼无人训练机，包括机身（1）、设置于机身（1）前端的动力螺旋桨（11），以及相对设置于机身（1）两侧的机翼（12），其特征在于：所述机翼（12）包括两根与机身（1）固定的杆件（13）、固定于杆件（13）远离机身（1）端的外机翼（14），以及沿杆件（13）滑动的伸缩翼（15），所述机身（1）开设有供伸缩翼（15）缩回的槽口（16），两个所述杆件（13）之间固定设置有旋翼电机（17），所述旋翼电机（17）的输出轴固定设置有旋翼螺旋桨（18）。

2.根据权利要求1所述的固定翼无人训练机，其特征在于：所述外机翼（14）与伸缩翼（15）的截面均采用克拉克Y翼设计，所述伸缩翼（15）内部设置有中空腔室（19）。

3.根据权利要求2所述的固定翼无人训练机，其特征在于：所述伸缩翼（15）内腔两侧沿长度方向设置有滑移套（20），所述杆件（13）间隙嵌合于滑移套（20）内。

4.根据权利要求2所述的固定翼无人训练机，其特征在于：两侧的所述伸缩翼（15）均转动连接有连杆（21），两根所述连杆（21）相互铰接，并滑移连接于机身（1）内。

5.根据权利要求4所述的固定翼无人训练机，其特征在于：所述机身（1）内腔沿长度方向滑移连接有连接块（22），所述连接块（22）分别与两根连杆（21）转动连接。

6.根据权利要求5所述的固定翼无人训练机，其特征在于：所述机身（1）内部固定设置有步进电机（221），所述步进电机（221）的输出轴固定设置有丝杆（23），所述连接块（22）开设有与丝杆（23）螺纹配合的螺纹孔（24）。

7.根据权利要求1所述的固定翼无人训练机，其特征在于：两根所述杆件（13）之间设置有至少两根连接杆（25），所述旋翼电机（17）与连接杆（25）固定连接。