CN209479981U - 一种机翼可变式垂直升降无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机翼可变式垂直升降无人机，涉及无人机技术领域。该机翼可变式垂直升降无人机包括机身、固定翼和桨叶；固定翼对称设置在机身的左右两侧；桨叶包括一个转轴和两个桨叶，两个桨叶通过转轴设置于机身的上方，两个桨叶能够收拢设置于固定翼或者机身。本实用新型的机翼可变式垂直升降无人机，分别设置了独立的固定翼和桨叶，能够在直升机和固定翼飞机之间进行转换，在起降阶段，机身上方的桨叶正常工作，以直升机模式飞行，当达到一定前飞速度后，桨叶收拢于机身或固定翼中，形成完整的固定翼飞机构型，飞机以固定翼形式飞行。大大提高了飞机的机动性和飞行速度，减小了不同机翼之间的干扰，并简化了飞机结构，降低了飞机自重。

Description

一种机翼可变式垂直升降无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种机翼可变式垂直升降无人机。

背景技术

固定翼飞机(Fixed-wing plane)是指由动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。而飞机用螺旋桨是指靠桨叶在空气旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置。

目前，可垂直起降的固定翼无人机，通常在机身设置固定翼，而在机身上方设置螺旋桨，利用螺旋桨产生升力控制飞机升降，而在平飞过程中由固定翼提供抵消飞机重力的升力。此类固定翼飞机由于同时安装有固定翼和螺旋桨，普遍存在飞行速度低、机动性能差、两种机翼存在飞行干扰、结构复杂且自重较大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机翼可变式垂直升降无人机，以解决现有技术中的固定翼无人机存在的飞行速度低、机动性能差、两种机翼存在飞行干扰、结构复杂且自重较大等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种机翼可变式垂直升降无人机，包括机身、固定翼和螺旋桨；所述固定翼对称设置在所述机身的左右两侧；所述螺旋桨包括一个转轴和两个桨叶，两个所述桨叶通过所述转轴设置于所述机身的上方，两个所述桨叶能够收拢设置于所述固定翼或者所述机身。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述固定翼的上表面设置有叶片容置槽，所述转轴铰接于所述机身；所述转轴贴合所述机身后，两个所述桨叶位于所述叶片容置槽。

——该技术方案的技术效果在于：转轴能够绕机身摆动，在转轴摆动离开机身时，桨叶水平位于机身上方提供升力，使飞机以直升机模式飞行；当转轴摆动贴合于机身时，桨叶可内置于固定翼上表面的叶片容置槽，使飞机以固定翼飞机模式飞行，而桨叶不影响其外形空气动力性能。

可选地，进一步，所述固定翼的上表面设置有叶片容置槽，所述转轴可升降设置于所述机身；所述转轴相对于所述机身下降后，两个所述桨叶位于所述叶片容置槽。

——该技术方案的技术效果在于：转轴相对于机身上下升降，在转轴上升时，桨叶离开机身水平位于机身上方提供升力，使飞机以直升机模式飞行；当转轴下降时，桨叶可内置于固定翼上表面的叶片容置槽，使飞机以固定翼飞机模式飞行，而桨叶不影响其外形空气动力学性能。

可选地，进一步，所述机身的上表面设置有叶片容置槽，所述转轴可升降设置于所述机身；所述转轴相对于所述机身下降后，两个所述桨叶位于所述叶片容置槽。

——该技术方案的技术效果在于：与上两个结构方案相比，由于叶片容置槽设置在机身的上表面，在桨叶收拢后，为固定翼提供了更大的内部设计空间，同时，由于机身的体积一般都比固定翼的体积大，设计容置槽的空间也更为灵活方便。

可选地，进一步，所述固定翼的后缘设置有叶片容置槽，所述转轴铰接于所述机身并能够伸缩；所述转轴贴合所述机身并缩短或伸长后，两个所述桨叶位于所述叶片容置槽。

——该技术方案的技术效果在于：与上述三个结构方案相比，由于叶片容置槽设置在固定翼的后缘，当桨叶从固定翼后缘向前收拢时，桨叶所在平面与固定翼的所在平面大致相互平行，则该叶片容置槽的开口可设置得很窄小，由此，叶片容置槽对飞机的空气动力学性能影响很小。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括堵盖；所述堵盖设置于所述叶片容置槽的开口。

——该技术方案的技术效果在于：在将桨叶内置于机身或者固定翼中后，关闭叶片容置槽的开口能够最大程度地保证飞机外壳结构的完整，避免对飞机空气动力学性能带来不良影响。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述堵盖为平推式设置。

——该技术方案的技术效果在于：平推式结构的堵盖在打开和关闭时活动量较小，受风力阻挡力也小，控制灵活方便，对飞机的飞行影响小。

可选地，进一步，两个所述桨叶能够向下折叠连接所述机身。

——该技术方案的技术效果在于：桨叶折叠连接机身而无需内置机身或者固定翼，避免螺旋桨占用了机身和固定翼内部空间和结构；另外，由于桨叶从上向下折叠，形成垂直结构，且其垂直面与飞机的前进方向重合，不仅不增加空气阻力，反而提高了飞机的飞行方向稳定性。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括两个涡轮发动机；两个所述涡轮发动机分别设置于所述机身的两侧。

——该技术方案的技术效果在于：两个涡轮发动机位于机身的左右两侧，在飞机升降阶段将其推力设计为大小不一，产生推力差，即可抵消螺旋桨带来的旋转力矩，提高飞机的飞行稳定性。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，两个所述桨叶的横断面呈圆弧形。

——该技术方案的技术效果在于：横断面呈圆弧形的桨叶能够降低叶片容置槽的设计难度，并且在桨叶摆动收拢时，风阻可以减小到最低。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的机翼可变式垂直升降无人机，分别设置了独立的固定翼和桨叶，能够在直升机和固定翼飞机之间进行转换，在起降阶段，机身上方的桨叶正常工作，以直升机模式飞行，当达到一定前飞速度后，桨叶收拢于机身或固定翼中，形成完整的固定翼飞机构型，飞机以固定翼形式飞行。大大提高了飞机的机动性和飞行速度，减小了不同机翼之间的干扰，并简化了飞机结构，降低了飞机自重。

本实用新型的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本实用新型的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式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一提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；

图2为本实用新型实施例一提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图；

图3为本实用新型实施例一提供的机翼可变式垂直升降无人机在桨叶收拢后的后侧俯视图；

图4为本实用新型实施例二提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；

图5为本实用新型实施例二提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图；

图6为本实用新型实施例二提供的机翼可变式垂直升降无人机在桨叶收拢后的后侧俯视图；

图7为本实用新型实施例三提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；

图8为本实用新型实施例三提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图；

图9为本实用新型实施例三提供的机翼可变式垂直升降无人机在桨叶收拢后的后侧俯视图；

图10为本实用新型实施例四提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；

图11为本实用新型实施例四提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图；

图12为本实用新型实施例四提供的机翼可变式垂直升降无人机在桨叶收拢后的后侧俯视图；

图13为本实用新型实施例五提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；

图14为本实用新型实施例五提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图；

图15为本实用新型实施例一或二提供的机翼可变式垂直升降无人机的桨叶剖视图。

图标：1-机身；2-固定翼；3-螺旋桨；31-转轴；32-桨叶；4-叶片容置槽；5-堵盖。

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。

一、现有技术说明：

在现有技术中，可垂直起降的固定翼2无人机，通常在机身1设置固定翼2，而在机身1上方设置螺旋桨3，利用螺旋桨3产生升力控制飞机升降，而在平飞过程中由固定翼2提供抵消飞机重力的升力。此类固定翼2飞机由于同时安装有固定翼2和螺旋桨3，普遍存在飞行速度低、机动性能差、两种机翼存在飞行干扰、结构复杂且自重较大等问题。

二、本实用新型技术方案概述：

本实施例提供的机翼可变式垂直升降无人机，包括机身1、固定翼2和螺旋桨3；固定翼2对称设置在机身1的左右两侧；螺旋桨3包括一个转轴31和两个桨叶32，两个桨叶32通过转轴31设置于机身1的上方，两个桨叶32能够收拢设置于固定翼2或者机身1。

上述机翼可变式垂直升降无人机的技术方案，能够较好地解决现有技术中的固定翼2无人机存在的飞行速度低、机动性能差、两种机翼存在飞行干扰、结构复杂且自重较大等问题：分别设置了独立的固定翼2和桨叶32，能够在直升机和固定翼2飞机之间进行转换，在起降阶段，机身1上方的桨叶32正常工作，以直升机模式飞行，当达到一定前飞速度后，桨叶32收拢于机身1或固定翼2中，形成完整的固定翼2飞机构型，飞机以固定翼2形式飞行。大大提高了飞机的机动性和飞行速度，减小了不同机翼之间的干扰，并简化了飞机结构，降低了飞机自重。

三、本实用新型技术方案具体实施方式：

针对上述现有技术方案存在的技术问题，下面结合具体的实施方式对本实用新型的技术方案做进一步的解释说明：

实施例一：

本实施例提供了一种机翼可变式垂直升降无人机，其中：图1为本实用新型实施例一提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；图2为本实用新型实施例一提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图；图3为本实用新型实施例一提供的机翼可变式垂直升降无人机在桨叶32收拢后的后侧俯视图。如图1～3所示，机翼可变式垂直升降无人机包括机身1、固定翼2和螺旋桨3；固定翼2对称设置在机身1的左右两侧；螺旋桨3包括一个转轴31和两个桨叶32，两个桨叶32通过转轴31设置于机身1的上方，两个桨叶32能够收拢设置于固定翼2或者机身1。

如图1～3所示，进一步地，固定翼2的上表面设置有叶片容置槽4，转轴31铰接于机身1；转轴31贴合机身1后，两个桨叶32位于叶片容置槽4。

在上述实施例一中，转轴31能够绕机身1摆动，在转轴31摆动离开机身1时，桨叶32水平位于机身1上方提供升力，使飞机以直升机模式飞行；当转轴31摆动贴合于机身1时，桨叶32可内置于固定翼2上表面的叶片容置槽4，使飞机以固定翼2飞机模式飞行，而桨叶32不影响其外形空气动力性能。

实施例二：

本实施例提供了一种机翼可变式垂直升降无人机，其中：图4为本实用新型实施例二提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；图5为本实用新型实施例二提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图；图6为本实用新型实施例二提供的机翼可变式垂直升降无人机在桨叶32收拢后的后侧俯视图。如图4～6所示，机翼可变式垂直升降无人机包括机身1、固定翼2和螺旋桨3；固定翼2对称设置在机身1的左右两侧；螺旋桨3包括一个转轴31和两个桨叶32，两个桨叶32通过转轴31设置于机身1的上方，两个桨叶32能够收拢设置于固定翼2或者机身1。

如图4～6所示，进一步地，固定翼2的上表面设置有叶片容置槽4，转轴31可升降设置于机身1；转轴31相对于机身1下降后，两个桨叶32位于叶片容置槽4。

在上述实施例二中，转轴31相对于机身1上下升降，在转轴31上升时，桨叶32离开机身1水平位于机身1上方提供升力，使飞机以直升机模式飞行；当转轴31下降时，桨叶32可内置于固定翼2上表面的叶片容置槽4，使飞机以固定翼2飞机模式飞行，而桨叶32不影响其外形空气动力学性能。

实施例三：

本实施例提供了一种机翼可变式垂直升降无人机，其中：图7为本实用新型实施例三提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；图8为本实用新型实施例三提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图；图9为本实用新型实施例三提供的机翼可变式垂直升降无人机在桨叶32收拢后的后侧俯视图。如图7～9所示，机翼可变式垂直升降无人机包括机身1、固定翼2和螺旋桨3；固定翼2对称设置在机身1的左右两侧；螺旋桨3包括一个转轴31和两个桨叶32，两个桨叶32通过转轴31设置于机身1的上方，两个桨叶32能够收拢设置于固定翼2或者机身1。

如图7～9所示，进一步地，机身1的上表面设置有叶片容置槽4，转轴31可升降设置于机身1；转轴31相对于机身1下降后，两个桨叶32位于叶片容置槽4。

在上述实施例三中，与上两个结构方案相比，由于叶片容置槽4设置在机身1的上表面，在桨叶32收拢后，为固定翼2提供了更大的内部设计空间，同时，由于机身1的体积一般都比固定翼2的体积大，设计容置槽的空间也更为灵活方便。

实施例四：

本实施例提供了一种机翼可变式垂直升降无人机，其中：图10为本实用新型实施例四提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；图11为本实用新型实施例四提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图；图12为本实用新型实施例四提供的机翼可变式垂直升降无人机在桨叶32收拢后的后侧俯视图。如图10～12所示，机翼可变式垂直升降无人机包括机身1、固定翼2和螺旋桨3；固定翼2对称设置在机身1的左右两侧；螺旋桨3包括一个转轴31和两个桨叶32，两个桨叶32通过转轴31设置于机身1的上方，两个桨叶32能够收拢设置于固定翼2或者机身1。

如图10～12所示，进一步地，固定翼2的后缘设置有叶片容置槽4，转轴31铰接于机身1并能够伸缩；转轴31贴合机身1并缩短或伸长后，两个桨叶32位于叶片容置槽4。

在上述实施例四中，与上述三个结构方案相比，由于叶片容置槽4设置在固定翼2的后缘，当桨叶32从固定翼2后缘向前收拢时，桨叶32所在平面与固定翼2的所在平面大致相互平行，则该叶片容置槽4的开口可设置得很窄小，由此，叶片容置槽4对飞机的空气动力学性能影响很小。

在上述任一实施例的基础上，如图1～12所示，进一步地，还包括堵盖5；堵盖5设置于叶片容置槽4的开口。堵盖5为平推式设置。在将桨叶32内置于机身1或者固定翼2中后，关闭叶片容置槽4的开口能够最大程度地保证飞机外壳结构的完整，避免对飞机空气动力学性能带来不良影响。平推式结构的堵盖5在打开和关闭时活动量较小，受风力阻挡力也小，控制灵活方便，对飞机的飞行影响小。

实施例五：

本实施例提供了一种机翼可变式垂直升降无人机，其中：图13为本实用新型实施例五提供的机翼可变式垂直升降无人机的前侧俯视图；图14为本实用新型实施例五提供的机翼可变式垂直升降无人机的后侧俯视图。如图13、14所示，机翼可变式垂直升降无人机包括机身1、固定翼2和螺旋桨3；固定翼2对称设置在机身1的左右两侧；螺旋桨3包括一个转轴31和两个桨叶32，两个桨叶32通过转轴31设置于机身1的上方，两个桨叶32能够收拢设置于固定翼2或者机身1。

如图13、14所示，进一步地，两个桨叶32能够向下折叠连接机身1。

在上述实施例五中，桨叶32折叠连接机身1而无需内置机身1或者固定翼2，避免螺旋桨3占用了机身1和固定翼2内部空间和结构；另外，由于桨叶32从上向下折叠，形成垂直结构，且其垂直面与飞机的前进方向重合，不仅不增加空气阻力，反而提高了飞机的飞行方向稳定性。

在上述任一实施例的基础上，进一步地，还包括两个涡轮发动机(未标注)；两个涡轮发动机分别设置于机身1的两侧。两个涡轮发动机位于机身1的左右两侧，在飞机升降阶段将其推力设计为大小不一，产生推力差，即可抵消螺旋桨3带来的旋转力矩，提高飞机的飞行稳定性。

在上述任一实施例的基础上，图15为本实用新型实施例一或二提供的机翼可变式垂直升降无人机的桨叶32剖视图。如图15所示，进一步地，两个桨叶32的横断面呈圆弧形。横断面呈圆弧形的桨叶32能够降低叶片容置槽4的设计难度，并且在桨叶32摆动收拢时，风阻可以减小到最低。

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)

1.一种机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，包括机身、固定翼和螺旋桨；

所述固定翼对称设置在所述机身的左右两侧；

所述螺旋桨包括一个转轴和两个桨叶，两个所述桨叶通过所述转轴设置于所述机身的上方，两个所述桨叶能够收拢设置于所述固定翼或者所述机身。

2.根据权利要求1所述的机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，所述固定翼的上表面设置有叶片容置槽，所述转轴铰接于所述机身；所述转轴贴合所述机身后，两个所述桨叶位于所述叶片容置槽。

3.根据权利要求1所述的机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，所述固定翼的上表面设置有叶片容置槽，所述转轴可升降设置于所述机身；所述转轴相对于所述机身下降后，两个所述桨叶位于所述叶片容置槽。

4.根据权利要求1所述的机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，所述机身的上表面设置有叶片容置槽，所述转轴可升降设置于所述机身；所述转轴相对于所述机身下降后，两个所述桨叶位于所述叶片容置槽。

5.根据权利要求1所述的机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，所述固定翼的后缘设置有叶片容置槽，所述转轴铰接于所述机身并能够伸缩；所述转轴贴合所述机身并缩短或伸长后，两个所述桨叶位于所述叶片容置槽。

6.根据权利要求2～5任一项所述的机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，还包括堵盖；所述堵盖设置于所述叶片容置槽的开口。

7.根据权利要求6所述的机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，所述堵盖为平推式设置。

8.根据权利要求1所述的机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，两个所述桨叶能够向下折叠连接所述机身。

9.根据权利要求1～5、8任一项所述的机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，还包括两个涡轮发动机；两个所述涡轮发动机分别设置于所述机身的两侧。

10.根据权利要求1～5、8任一项所述的机翼可变式垂直升降无人机，其特征在于，两个所述桨叶的横断面呈圆弧形。