CN209192222U - 一种飞行姿态可转换的无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞行姿态可转换的无人机，包括机身、与机身相连的机翼、与机身直接连接或间接连接的固定翼飞行动力单元、与机身直接连接或间接连接的旋翼飞行动力单元，固定翼飞行动力单元与旋翼飞行动力单元两者中，至少有一者在无人机上的连接方式为可拆卸连接方式；所述机翼与机身的连接关系为可拆卸连接关系。本无人机的结构设计使得其可根据不同的飞行任务切换飞行姿态，实现一机多用；同时，在飞行的过程中，可通过结构调整，优化无人机飞行过程中的阻力；同时，无人机的结构设计方便对其进行收纳。

Description

一种飞行姿态可转换的无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别是涉及一种飞行姿态可转换的无人机。

背景技术

无人机的应用领域极其广泛，尤其在监控、侦查及测绘领域。目前无人机大致可以分为固定翼无人机，无人直升机，多旋翼无人机以及复合翼垂直起降无人机。固定翼无人机及复合翼垂直起降无人机是通过机翼产生气动升力在航程，速度，升限上优于旋翼类无人机，更适合完成监控、侦查、测绘等任务。

目前无人机尤其是固定翼及复合翼无人机存在以下问题：一、成本较高，功能单一很难实现一机多用的功能。二、体积较大不便于运输携行。

进一步优化现有无人机的结构设计，以优化无人机结构或方便其使用，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述提出的进一步优化现有无人机的结构设计，以优化无人机结构或方便其使用，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题的问题。本实用新型提供了一种飞行姿态可转换的无人机，本无人机的结构设计使得其可根据不同的飞行任务切换飞行姿态，实现一机多用；同时，在飞行的过程中，可通过结构调整，优化无人机飞行过程中的阻力；同时，无人机的结构设计方便对其进行收纳。

本方案的技术手段如下，一种飞行姿态可转换的无人机，包括机身、与机身相连的机翼、与机身直接连接或间接连接的固定翼飞行动力单元、与机身直接连接或间接连接的旋翼飞行动力单元，固定翼飞行动力单元与旋翼飞行动力单元两者中，至少有一者在无人机上的连接方式为可拆卸连接方式；

所述机翼与机身的连接关系为可拆卸连接关系。

本方案中，所述固定翼飞行动力单元即为驱动无人机以固定翼方式飞行的动力单元，所述旋翼飞行动力单元即为用于驱动无人机以旋翼方式飞行的动力单元。以上所述的直接连接或间接连接，即为：如固定翼飞行动力单元可为直接安装在机身前端的前置平飞螺旋桨、通过尾管间接连接在机身尾部的平飞螺旋桨；直接安装于机身上的旋翼螺旋桨、安装在机翼上相对于机身间接连接的多个旋翼等。

本方案中，设置为以上两者中，至少有一者在无人机上的连接方式为可拆卸连接，这样，根据具体的飞行需要，本方案的结构设计不仅使使用者可根据具体的需要，选择以固定翼、多旋翼或复合翼方式飞行，实现飞行姿态可变以适应不同的用途；同时，当选定如为固定翼或多旋翼方式飞行时，通过拆卸相应闲置的旋翼飞行动力单元或固定翼飞行动力单元，使得无人机的形态具有更小的飞行气动阻力和自重；同时，设置为机翼与机身的连接关系为可拆卸连接关系，可使得本无人机在被携带时，可通过拆分成多个部件的形式，以方便无人机携带。

更进一步的技术方案为：

还包括作为机身前端的机头，所述机头上还搭载有任务设备；

还包括连接在机身尾部的尾管，所述固定翼飞行动力单元为安装于所述尾管上的腰推动力装置；

还包括安装于尾管尾部的尾翼。本方案中，所述任务设备可为视频拍摄设备、测绘设备等，以使得本无人机为任务型无人机。以上固定翼飞行动力单元以及任务设备的位置设置可使得设备能够获得最优视场角。所述尾翼可使得本无人机以固定翼飞行姿态飞行时，具有更好飞行姿态可控性。

作为一种以旋翼飞行姿态飞行时，可尽可能减小固定翼飞行动力单元对无人机气动阻力影响的技术方案，腰推动力装置包括桨叶，所述桨叶可折叠至长度方向沿着尾管的长度方向；

旋翼飞行动力单元与机身的连接关系为可拆卸连接关系。即本方案在使用时，以固定翼飞行时拆卸相应旋翼飞行动力单元即可，而旋翼飞行状态下桨叶可保留在无人机上。作为本领域技术人员，以上桨叶可折叠可通过设置为桨叶的连接端铰接连接在腰推动力装置上，同时设置复位弹簧，在腰推动力装置旋转到一定转速时，桨叶在离心力下使得复位弹簧被拉伸，桨叶被张开，而腰推动力装置转速降低到一定程度时，复位弹簧弹性回复，桨叶被拉伸至自由端向尾管所在侧运动；作为本领域技术人员，以上桨叶可折叠亦可通过使用者人工折叠的方式加以实现：如设置为桨叶的连接端铰接连接在腰推动力装置上，各桨叶在桨叶转动路径上与腰推动力装置有两个扣合点，其中一个扣合点桨叶完全张开，另一个扣合点桨叶的自由端贴在尾管的侧面上，使用者向桨叶施加转动桨叶的力以实现桨叶扣合在不同扣合点上即可；作为本领域技术人员，亦可设置为使用者采用人工转动桨叶并人工固定桨叶的方案。

作为尾翼的具体实现方式，所述尾翼包括安装于尾管尾部的垂尾及平尾。

作为平尾的具体连接形式，所述尾管后端的左侧和右侧均有相对于尾管侧面外凸的转轴，所述转轴的轴线方向与尾管的轴线方向垂直；

所述平尾的前端设置有安装槽，所述安装槽的槽口端朝向机头；

所述安装槽的两侧上均设置有滑槽，所述滑槽的前端与安装槽的槽口端相接，滑槽的长度方向均沿着尾管的轴线方向；

所述尾管的后端还设置有轴线方向与尾管轴线方向平行的摇臂，所述平尾上还设置有长度方向平行于尾管轴线方向的插槽，所述插槽的开口端位于安装槽的槽底上；

尾管两侧的转轴同轴；

所述平尾与尾管的连接通过如下方式实现：安装槽左侧的滑槽与尾管左侧的转轴配合，安装槽右侧的滑槽与尾管右侧的转轴配合，所述摇臂嵌入插槽中，还包括开设在平尾上的螺栓孔，所述螺栓孔与插槽相通，还包括螺纹连接于螺栓孔中的紧固螺栓，所述紧固螺栓通过向摇臂上施加压力实现平尾在摇臂长度方向上的位置固定。采用本方案，在进行平尾安装时，由安装槽的前端将平尾连接在尾管的后端即可，即转轴由滑槽的前端不断深入滑槽中、摇臂的后端由插槽的开口端不断深入插槽中，在平尾与尾管配合到位后，通过紧固螺栓完成摇臂与平尾的固定连接即可。采用本方案，在完成平尾安装后，如舵机通过摇臂驱动平尾，平尾可以转轴为转动轴旋转，以使得无人机具有不同的状态参数。

为方便实现平尾的装配，设置为：所述滑槽的前端呈前端宽度大于后端宽度的喇叭口状。采用本方案，可通过喇叭口状开口引导完成平尾与尾管的配合。

所述平尾包括两块安装块，所述安装块均呈U形，所述滑槽均为安装块上的空腔区域；

各滑槽的后端均设置有变形段，所述变形段用于实现转轴在滑槽深度方向上的定位。以上滑槽均为安装块上的空腔区域，可使得以上滑槽容易产生变形以方便转轴滑入变形段中，而滑槽滑入变形段以后滑槽恢复形状，即可实现转轴在滑槽深度方向上的定位，采用本方案，可进一步提升平尾连接的可靠性以利于本无人机的飞行安全。具体的，以上安装块在平尾上的安装方式可为安装块嵌入平尾的蒙皮中。

所述摇臂上具有用于与紧固螺栓配合的凹槽，所述紧固螺栓通过端部嵌入凹槽中与摇臂相互作用。采用本方案，可优化紧固螺栓约束摇臂与平尾连接关系的可靠性以利于无人机时的飞行安全性。

所述旋翼飞行动力单元包括旋翼臂及旋翼，机身两侧的机翼上均连接有旋翼臂，所述旋翼臂均为长度方向沿着机身长度方向的杆状结构，各旋翼臂的两端均安装有旋翼；

各旋翼臂的一端位于机翼的前方，各旋翼臂的另一端位于机翼的后方；

各旋翼臂在对应机翼上的连接点均位于对应机翼的下侧。本方案中，以上旋翼飞行动力单元即提供了一种多旋翼动力模式，所述旋翼臂及旋翼的设置使得本无人机的飞行姿态更易控制，同时，旋翼臂与对应机翼的配合关系有利于优化机翼的受力。

作为机翼与机身的具体连接形式，设置为：所述机翼上还设置有插杆，所述机身的侧面还设置有插孔，还包括用于约束机翼与机身相对位置的卡扣件；

所述机翼与机身的连接通过插杆插入插孔中、所述卡扣件实现机翼与机身相互扣接实现。本方案中，所述插杆用于传递力，所述卡扣件用于避免机翼与机身分离，即用于避免插杆由插孔中脱出。采用本方案，相较于如采用单纯的卡扣连接，机翼与机身之间力的传递更为可靠，同时，插杆与插孔的配合可实现快速完成机翼在机身上的定位，利于如公、母插头实现机翼与机身之间的可靠电气连接；相较于采用如螺纹连接，实现机身与机翼的连接和分离效率更高。

本实用新型具有以下有益效果：

本方案中，设置为以上两者中，至少有一者在无人机上的连接方式为可拆卸连接，这样，根据具体的飞行需要，本方案的结构设计不仅使使用者可根据具体的需要，选择以固定翼、多旋翼或复合翼方式飞行，实现飞行姿态可变以适应不同的用途；同时，当选定如为固定翼或多旋翼方式飞行时，通过拆卸相应闲置的旋翼飞行动力单元或固定翼飞行动力单元，使得无人机的形态具有更小的飞行气动阻力和自重；同时，设置为机翼与机身的连接关系为可拆卸连接关系，可使得本无人机在被携带时，可通过拆分成多个部件的形式，以方便无人机携带。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种飞行姿态可转换的无人机一个具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所述的一种飞行姿态可转换的无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映尾管后端的结构以及尾管与平尾的连接关系；

图3是本实用新型所述的一种飞行姿态可转换的无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映安装块的结构；

图4是本实用新型所述的一种飞行姿态可转换的无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映摇臂的结构；

图5是本实用新型所述的一种飞行姿态可转换的无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映机身与机翼的连接关系。

图中的附图标记分别为：1、机头，2、机身，3、机翼，4、垂尾，5、平尾，51、转轴，52、紧固螺栓，53、螺栓孔，54、摇臂，55、滑槽，56、插槽，6、腰推动力装置，7、旋翼臂，8、任务设备。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图5所示，一种飞行姿态可转换的无人机，包括机身2、与机身2相连的机翼3、与机身2直接连接或间接连接的固定翼飞行动力单元、与机身2直接连接或间接连接的旋翼飞行动力单元，固定翼飞行动力单元与旋翼飞行动力单元两者中，至少有一者在无人机上的连接方式为可拆卸连接方式；

所述机翼3与机身2的连接关系为可拆卸连接关系。

本方案中，所述固定翼飞行动力单元即为驱动无人机以固定翼方式飞行的动力单元，所述旋翼飞行动力单元即为用于驱动无人机以旋翼方式飞行的动力单元。以上所述的直接连接或间接连接，即为：如固定翼飞行动力单元可为直接安装在机身2前端的前置平飞螺旋桨、通过尾管间接连接在机身2尾部的平飞螺旋桨；直接安装于机身2上的旋翼螺旋桨、安装在机翼3上相对于机身2间接连接的多个旋翼等。

本方案中，设置为以上两者中，至少有一者在无人机上的连接方式为可拆卸连接，这样，根据具体的飞行需要，本方案的结构设计不仅使使用者可根据具体的需要，选择以固定翼、多旋翼或复合翼方式飞行，实现飞行姿态可变以适应不同的用途；同时，当选定如为固定翼或多旋翼方式飞行时，通过拆卸相应闲置的旋翼飞行动力单元或固定翼飞行动力单元，使得无人机的形态具有更小的飞行气动阻力和自重；同时，设置为机翼3与机身2的连接关系为可拆卸连接关系，可使得本无人机在被携带时，可通过拆分成多个部件的形式，以方便无人机携带。

实施例2：

如图1至图5所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：

还包括作为机身2前端的机头1，所述机头1上还搭载有任务设备8；

还包括连接在机身2尾部的尾管，所述固定翼飞行动力单元为安装于所述尾管上的腰推动力装置6；

还包括安装于尾管尾部的尾翼。本方案中，所述任务设备8可为视频拍摄设备、测绘设备等，以使得本无人机为任务型无人机。以上固定翼飞行动力单元以及任务设备8的位置设置可使得设备能够获得最优视场角。所述尾翼可使得本无人机以固定翼飞行姿态飞行时，具有更好飞行姿态可控性。

作为一种以旋翼飞行姿态飞行时，可尽可能减小固定翼飞行动力单元对无人机气动阻力影响的技术方案，腰推动力装置6包括桨叶，所述桨叶可折叠至长度方向沿着尾管的长度方向；

旋翼飞行动力单元与机身2的连接关系为可拆卸连接关系。即本方案在使用时，以固定翼飞行时拆卸相应旋翼飞行动力单元即可，而旋翼飞行状态下桨叶可保留在无人机上。作为本领域技术人员，以上桨叶可折叠可通过设置为桨叶的连接端铰接连接在腰推动力装置6上，同时设置复位弹簧，在腰推动力装置6旋转到一定转速时，桨叶在离心力下使得复位弹簧被拉伸，桨叶被张开，而腰推动力装置6转速降低到一定程度时，复位弹簧弹性回复，桨叶被拉伸至自由端向尾管所在侧运动；作为本领域技术人员，以上桨叶可折叠亦可通过使用者人工折叠的方式加以实现：如设置为桨叶的连接端铰接连接在腰推动力装置6上，各桨叶在桨叶转动路径上与腰推动力装置6有两个扣合点，其中一个扣合点桨叶完全张开，另一个扣合点桨叶的自由端贴在尾管的侧面上，使用者向桨叶施加转动桨叶的力以实现桨叶扣合在不同扣合点上即可；作为本领域技术人员，亦可设置为使用者采用人工转动桨叶并人工固定桨叶的方案。

作为尾翼的具体实现方式，所述尾翼包括安装于尾管尾部的垂尾4及平尾5。

作为平尾5的具体连接形式，所述尾管后端的左侧和右侧均有相对于尾管侧面外凸的转轴51，所述转轴51的轴线方向与尾管的轴线方向垂直；

所述平尾5的前端设置有安装槽，所述安装槽的槽口端朝向机头1；

所述安装槽的两侧上均设置有滑槽55，所述滑槽55的前端与安装槽的槽口端相接，滑槽55的长度方向均沿着尾管的轴线方向；

所述尾管的后端还设置有轴线方向与尾管轴线方向平行的摇臂54，所述平尾5上还设置有长度方向平行于尾管轴线方向的插槽56，所述插槽56的开口端位于安装槽的槽底上；

尾管两侧的转轴51同轴；

所述平尾5与尾管的连接通过如下方式实现：安装槽左侧的滑槽55与尾管左侧的转轴51配合，安装槽右侧的滑槽55与尾管右侧的转轴51配合，所述摇臂54嵌入插槽56中，还包括开设在平尾5上的螺栓孔53，所述螺栓孔53与插槽56相通，还包括螺纹连接于螺栓孔53中的紧固螺栓52，所述紧固螺栓52通过向摇臂54上施加压力实现平尾5在摇臂54长度方向上的位置固定。采用本方案，在进行平尾5安装时，由安装槽的前端将平尾5连接在尾管的后端即可，即转轴51由滑槽55的前端不断深入滑槽55中、摇臂54的后端由插槽56的开口端不断深入插槽56中，在平尾5与尾管配合到位后，通过紧固螺栓52完成摇臂54与平尾5的固定连接即可。采用本方案，在完成平尾5安装后，如舵机通过摇臂54驱动平尾5，平尾5可以转轴51为转动轴旋转，以使得无人机具有不同的状态参数。

为方便实现平尾5的装配，设置为：所述滑槽55的前端呈前端宽度大于后端宽度的喇叭口状。采用本方案，可通过喇叭口状开口引导完成平尾5与尾管的配合。

所述平尾5包括两块安装块，所述安装块均呈U形，所述滑槽55均为安装块上的空腔区域；

各滑槽55的后端均设置有变形段，所述变形段用于实现转轴51在滑槽55深度方向上的定位。以上滑槽55均为安装块上的空腔区域，可使得以上滑槽55容易产生变形以方便转轴51滑入变形段中，而滑槽55滑入变形段以后滑槽55恢复形状，即可实现转轴51在滑槽55深度方向上的定位，采用本方案，可进一步提升平尾5连接的可靠性以利于本无人机的飞行安全。具体的，以上安装块在平尾5上的安装方式可为安装块嵌入平尾5的蒙皮中。

所述摇臂54上具有用于与紧固螺栓52配合的凹槽，所述紧固螺栓52通过端部嵌入凹槽中与摇臂54相互作用。采用本方案，可优化紧固螺栓52约束摇臂54与平尾5连接关系的可靠性以利于无人机时的飞行安全性。

所述旋翼飞行动力单元包括旋翼臂7及旋翼，机身2两侧的机翼3上均连接有旋翼臂7，所述旋翼臂7均为长度方向沿着机身2长度方向的杆状结构，各旋翼臂7的两端均安装有旋翼；

各旋翼臂7的一端位于机翼3的前方，各旋翼臂7的另一端位于机翼3的后方；

各旋翼臂7在对应机翼3上的连接点均位于对应机翼3的下侧。本方案中，以上旋翼飞行动力单元即提供了一种多旋翼动力模式，所述旋翼臂7及旋翼的设置使得本无人机的飞行姿态更易控制，同时，旋翼臂7与对应机翼3的配合关系有利于优化机翼3的受力。

作为机翼3与机身2的具体连接形式，设置为：所述机翼3上还设置有插杆，所述机身2的侧面还设置有插孔，还包括用于约束机翼3与机身2相对位置的卡扣件；

所述机翼3与机身2的连接通过插杆插入插孔中、所述卡扣件实现机翼3与机身2相互扣接实现。本方案中，所述插杆用于传递力，所述卡扣件用于避免机翼3与机身2分离，即用于避免插杆由插孔中脱出。采用本方案，相较于如采用单纯的卡扣连接，机翼3与机身2之间力的传递更为可靠，同时，插杆与插孔的配合可实现快速完成机翼3在机身2上的定位，利于如公、母插头实现机翼3与机身2之间的可靠电气连接；相较于采用如螺纹连接，实现机身2与机翼3的连接和分离效率更高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在对应实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种飞行姿态可转换的无人机，包括机身(2)、与机身(2)相连的机翼(3)、与机身(2)直接连接或间接连接的固定翼飞行动力单元、与机身(2)直接连接或间接连接的旋翼飞行动力单元，其特征在于，固定翼飞行动力单元与旋翼飞行动力单元两者中，至少有一者在无人机上的连接方式为可拆卸连接方式；

所述机翼(3)与机身(2)的连接关系为可拆卸连接关系。

2.根据权利要求1所述的一种飞行姿态可转换的无人机，其特征在于，还包括作为机身(2)前端的机头(1)，所述机头(1)上还搭载有任务设备(8)；

还包括连接在机身(2)尾部的尾管，所述固定翼飞行动力单元为安装于所述尾管上的腰推动力装置(6)；

还包括安装于尾管尾部的尾翼。

3.根据权利要求2所述的一种飞行姿态可转换的无人机，其特征在于，腰推动力装置(6)包括桨叶，所述桨叶可折叠至长度方向沿着尾管的长度方向；

旋翼飞行动力单元与机身(2)的连接关系为可拆卸连接关系。

4.根据权利要求2所述的一种飞行姿态可转换的无人机，其特征在于，所述尾翼包括安装于尾管尾部的垂尾(4)及平尾(5)。

5.根据权利要求4所述的一种飞行姿态可转换的无人机，其特征在于，所述尾管后端的左侧和右侧均有相对于尾管侧面外凸的转轴(51)，所述转轴(51)的轴线方向与尾管的轴线方向垂直；

所述平尾(5)的前端设置有安装槽，所述安装槽的槽口端朝向机头(1)；

所述安装槽的两侧上均设置有滑槽(55)，所述滑槽(55)的前端与安装槽的槽口端相接，滑槽(55)的长度方向均沿着尾管的轴线方向；

所述尾管的后端还设置有轴线方向与尾管轴线方向平行的摇臂(54)，所述平尾(5)上还设置有长度方向平行于尾管轴线方向的插槽(56)，所述插槽(56)的开口端位于安装槽的槽底上；

尾管两侧的转轴(51)同轴；

所述平尾(5)与尾管的连接通过如下方式实现：安装槽左侧的滑槽(55)与尾管左侧的转轴(51)配合，安装槽右侧的滑槽(55)与尾管右侧的转轴(51)配合，所述摇臂(54)嵌入插槽(56)中，还包括开设在平尾(5)上的螺栓孔(53)，所述螺栓孔(53)与插槽(56)相通，还包括螺纹连接于螺栓孔(53)中的紧固螺栓(52)，所述紧固螺栓(52)通过向摇臂(54)上施加压力实现平尾(5)在摇臂(54)长度方向上的位置固定。

6.根据权利要求5所述的一种飞行姿态可转换的无人机，其特征在于，所述滑槽(55)的前端呈前端宽度大于后端宽度的喇叭口状。

7.根据权利要求5或6所述的一种飞行姿态可转换的无人机，其特征在于，所述平尾(5)包括两块安装块，所述安装块均呈U形，所述滑槽(55)均为安装块上的空腔区域；

各滑槽(55)的后端均设置有变形段，所述变形段用于实现转轴(51)在滑槽(55)深度方向上的定位。

8.根据权利要求5或6所述的一种飞行姿态可转换的无人机，其特征在于，所述摇臂(54)上具有用于与紧固螺栓(52)配合的凹槽，所述紧固螺栓(52)通过端部嵌入凹槽中与摇臂(54)相互作用。

9.根据权利要求1所述的一种飞行姿态可转换的无人机，其特征在于，所述旋翼飞行动力单元包括旋翼臂(7)及旋翼，机身(2)两侧的机翼(3)上均连接有旋翼臂(7)，所述旋翼臂(7)均为长度方向沿着机身(2)长度方向的杆状结构，各旋翼臂(7)的两端均安装有旋翼；

各旋翼臂(7)的一端位于机翼(3)的前方，各旋翼臂(7)的另一端位于机翼(3)的后方；

各旋翼臂(7)在对应机翼(3)上的连接点均位于对应机翼(3)的下侧。

10.根据权利要求1所述的一种飞行姿态可转换的无人机，其特征在于，所述机翼(3)上还设置有插杆，所述机身(2)的侧面还设置有插孔，还包括用于约束机翼(3)与机身(2)相对位置的卡扣件；

所述机翼(3)与机身(2)的连接通过插杆插入插孔中、所述卡扣件实现机翼(3)与机身(2)相互扣接实现。