CN212797308U - 五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼 - Google Patents

Abstract

一种五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，包括机身、固定翼、电动旋翼组件和内燃机旋翼组件，电动旋翼组件有多套，多套电动旋翼组件均衡安装在机身两侧的两固定翼的下方，内燃机旋翼组件安装在机身尾部。电动旋翼组件包括倾转机构以及设置在倾转机构上的电动旋翼，电动旋翼通过倾转机构安装在固定翼上，倾转机构能够实现电动旋翼的倾转角度的调节控制。内燃机旋翼组件包括倾转机构、内燃机以及旋翼，旋翼由内燃机驱动，旋翼通过倾转机构安装在机身尾部，倾转机构能够实现旋翼的倾转角度的调节控制。本实用新型能够垂直起降、空中悬停、又能以固定翼方式飞行，能在不同模式之间快速切换，并且通过内燃机和电机混合动力，具有长航时的的优点。

Description

五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体地涉及一种垂直起降的固定翼飞机。

背景技术

为了完成一些难度高、危险大、人工操作不方便的任务，无人机应运而生。随着无人机技术的发展，无人机的应用领域越来越广，目前已经在农林保护、地质勘查、科普研究等许多方面有着越来越重要的应用，未来在水面搜救、海洋生物群研究、渔业巡逻与反偷猎等方向也会得到广泛的应用。

随着无人机运用的场合越来越多，市场对多栖航行的无人机产生了迫切的需求。传统的固定翼无人机虽然具有速度快，效率高，航时长等优点，但是不能垂直起降，起飞和降落都需要较长的跑道，场地要求比较高。

而传统的旋翼无人机虽然具有操作简单，维护简易，可垂直起降和定点悬停等优点，但是速度慢，效率低，航时短。

有从业者设计了复合翼无人机，复合翼无人机采用两套动力系统，两套动力系统各司其职，一套负责垂直起降，另外一套负责在水平飞行时提供动力。这样做虽然解决了垂直起降的问题，但是增加一套动力系统，增加了结构的重量，且负责起降的动力系统一般设置在外部，在平飞巡航时增加了很大的阻力，影响飞行效率。现有的复合翼无人机大多为纯电动无人机，飞行航时也受到很大的局限。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：

五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，包括机身、固定翼、电动旋翼组件和内燃机旋翼组件，所述电动旋翼组件有多套，多套电动旋翼组件均衡安装在机身两侧的两固定翼的下方，一套内燃机旋翼组件安装在机身尾部。

进一步地，本实用新型中的电动旋翼组件有四套，机身两侧的两固定翼下方分别安装有两套电动旋翼组件。

进一步地，本实用新型中的电动旋翼组件包括电动旋翼倾转机构以及设置在电动旋翼倾转机构上的电动旋翼，所述电动旋翼通过电动旋翼倾转机构安装在固定翼上，所述电动旋翼倾转机构包括1#安装座、1#倾转舵机和1#倾转支架，所述1#安装座固定安装在固定翼上，所述1#倾转舵机安装在1#安装座或者固定翼上，所述1#倾转支架通过1#活动关节与1#安装座连接，1#倾转舵机的输出轴连接1#倾转支架，能够驱动1#倾转支架围绕1#活动关节旋转，实现1#倾转支架的角度调节。所述1#倾转支架上安装有电动旋翼，所述电动旋翼包括旋翼电机以及旋翼，旋翼电机的输出轴连接旋翼，为旋翼旋转提供驱动力。1#倾转舵机驱动1#倾转支架围绕1#活动关节旋转，进而实现1#倾转支架上电动旋翼的倾转。

进一步地，本实用新型中的内燃机旋翼组件包括内燃机旋翼倾转机构、内燃机以及旋翼，所述旋翼由内燃机驱动，所述旋翼通过内燃机旋翼倾转机构安装在机身尾部，内燃机旋翼倾转机构能够实现旋翼的倾转角度的调节控制。具体地，所述内燃机旋翼倾转机构包括2#安装座、2#倾转舵机和2#倾转支架，所述2#安装座固定安装在机身尾部，所述2#倾转舵机安装在2#安装座或者机身上，所述2#倾转支架通过2#活动关节与2#安装座连接，2#倾转舵机的输出轴连接 2#倾转支架，能够驱动2#倾转支架围绕2#活动关节旋转，实现2#倾转支架的角度调节；所述2#倾转支架上安装有内燃机，内燃机的输出端连接旋翼，所述旋翼由内燃机驱动。

进一步地，本实用新型还包括起落架。所述起落架可拆卸安装在机身上。

进一步地，本实用新型还包括尾翼，所述两固定翼的后端均设有连接杆，所述尾翼通过两固定翼上的连接杆与固定翼连接。所述尾翼包括垂尾和平尾，两连接杆的末端上方均设置有垂尾，平尾支撑在两垂尾上方。由固定翼、垂尾和平尾控制飞行姿态。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的固定翼飞机能适应多种环境，相比传统的固定翼飞机，通过设置倾转机构，实现了悬停和垂直起降的功能。相比传统的旋翼飞机其飞行速度更快、效率更高、航行时间更长，且由于设置内燃机动力系统，能同时使用电力动力系统和内燃机动力系统，且两套系统能够协调配合使用，从而实现不同工况下动力系统的最优化，使得无人机能够飞行效率最大，达到长航时的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为内燃机旋翼组件的结构示意图。

图中标号：

1、机身；2、固定翼；3、连接杆；4、尾翼；5、电动旋翼组件；6、内燃机旋翼组件；7、2#倾转舵机；8、2#安装座；9、拉杆；10、2#活动关节；11、 2#倾转支架；12、内燃机。

具体实施方式

为了使本实用新型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用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

参照图1，本实施例提供的混合动力倾转垂直起降固定翼飞机，包括机身1、固定翼2、电动旋翼组件5和内燃机旋翼组件6，所述电动旋翼组件5有4套，机身1两侧的两固定翼2下方分别安装有两套电动旋翼组件5。一套内燃机旋翼组件6安装在机身尾部。内燃机旋翼组件6的设置，能够在飞行过程中提供动力，使其比纯电动倾转旋翼飞行时间更长，巡航范围更广。

内燃机旋翼组6包括内燃机旋翼倾转机构、内燃机12以及旋翼，所述旋翼由内燃机驱动，所述旋翼通过内燃机旋翼倾转机构安装在机身尾部，内燃机旋翼倾转机构能够实现旋翼的倾转角度的调节控制。具体地，参照图2，所述内燃机旋翼倾转机构包括2#安装座8、2#倾转舵机7和2#倾转支架11，所述2#安装座8固定安装在机身尾部，所述2#倾转舵机7安装在2#安装座8上，所述2# 倾转支架11通过2#活动关节10与2#安装座8连接，2#倾转舵机7的输出轴连接2#倾转支架11，能够驱动2#倾转支架11围绕2#活动关节10旋转，实现2# 倾转支架11的角度调节；所述2#倾转支架11上安装有内燃机12，内燃机12 的输出端连接旋翼(图中未示出)，所述旋翼由内燃机12驱动，内燃机为旋翼旋转提供驱动力。

所述电动旋翼组件5与内燃机旋翼组件6的区别在于，电动旋翼组件中采用电动旋翼，即旋翼由电机驱动。电动旋翼组件5包括电动旋翼倾转机构以及设置在电动旋翼倾转机构上的电动旋翼，所述电动旋翼通过电动旋翼倾转机构安装在固定翼上，所述电动旋翼倾转机构包括1#安装座、1#倾转舵机和1#倾转支架，所述1#安装座固定安装在固定翼上，所述1#倾转舵机安装在1#安装座或者固定翼上，所述1#倾转支架通过1#活动关节与1#安装座连接，1#倾转舵机的输出轴连接1#倾转支架，能够驱动1#倾转支架围绕1#活动关节旋转，实现1# 倾转支架的角度调节。所述1#倾转支架上安装有电动旋翼，所述电动旋翼包括旋翼电机以及旋翼，旋翼电机的输出轴连接旋翼，为旋翼旋转提供驱动力。1# 倾转舵机驱动1#倾转支架围绕1#活动关节旋转，进而实现1#倾转支架上电动旋翼的倾转。电动旋翼组件5的设置，使得本实用新型能适应多种环境，相比传统的固定翼飞机，通过设置倾转机构，实现了悬停和垂直起降的功能，相比传统的旋翼飞机其飞行速度更快、效率更高、航行时间更长。

具体应用时，当飞机起飞或降落时，安装在固定翼2上的4套电动旋翼组件5和安装在机身1尾部的内燃机旋翼组件6同时工作为飞机提供升力；当飞机平飞巡航时，4套电动旋翼组件5停止工作，由内燃机旋翼组件6继续工作提供平飞的推力，电动旋翼组件5负责垂直起降(旋翼)状态以及转换状态助力，不负责巡航状态助力。

当飞机垂直起飞或降落时，机身1尾部的内燃机旋翼组件6中的倾转机构保持竖直Y方向，使尾部旋翼(旋翼为螺旋桨)产生向上的升力，当无人机转换成平飞状态时，内燃机旋翼组件6中的倾转舵机7拉动拉杆9，使得2#倾转支架11逆时针方向倾转90°，成水平X方向，此时尾部旋翼(旋翼为螺旋桨) 产生向前的推力，为飞机平飞提供动力。

本实用新型还包括起落架。所述起落架可拆卸安装在机身上。

参照图1，本实用新型还包括尾翼4，所述两固定翼2的后端均设有连接杆 3，所述尾翼4通过两固定翼2上的连接杆3与固定翼2连接。所述尾翼4包括垂尾和平尾，两连接杆的末端上方均设置有垂尾，平尾支撑在两垂尾上方。由固定翼、垂尾和平尾控制飞行姿态。

本实用新型能够垂直起降、空中悬停、又能以固定翼方式飞行，能在不同模式之间快速切换，并且通过内燃机和电机混合动力，具有长航时的的优点。

综上所述，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：包括机身、固定翼、电动旋翼组件和内燃机旋翼组件，所述电动旋翼组件有多套，多套电动旋翼组件均衡安装在机身两侧的两固定翼的下方，一套内燃机旋翼组件安装在机身尾部。

2.根据权利要求1所述的五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：电动旋翼组件有四套，机身两侧的两固定翼下方分别安装有两套电动旋翼组件。

3.根据权利要求1所述的五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：电动旋翼组件包括电动旋翼倾转机构以及设置在电动旋翼倾转机构上的电动旋翼，所述电动旋翼通过电动旋翼倾转机构安装在固定翼上，电动旋翼倾转机构能够实现电动旋翼的倾转角度的调节控制。

4.根据权利要求3所述的五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：所述电动旋翼倾转机构包括1#安装座、1#倾转舵机和1#倾转支架，所述1#安装座固定安装在固定翼上，所述1#倾转舵机安装在1#安装座或者固定翼上，所述1#倾转支架通过1#活动关节与1#安装座连接，1#倾转舵机的输出轴连接1#倾转支架，能够驱动1#倾转支架围绕1#活动关节旋转，实现1#倾转支架的角度调节。

5.根据权利要求4所述的五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：所述1#倾转支架上安装有电动旋翼，所述电动旋翼包括旋翼电机以及旋翼，旋翼电机的输出轴连接旋翼，为旋翼旋转提供驱动力。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：内燃机旋翼组件包括内燃机旋翼倾转机构、内燃机以及旋翼，所述旋翼由内燃机驱动，所述旋翼通过内燃机旋翼倾转机构安装在机身尾部，内燃机旋翼倾转机构能够实现旋翼的倾转角度的调节控制。

7.根据权利要求6所述的五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：所述内燃机旋翼倾转机构包括2#安装座、2#倾转舵机和2#倾转支架，所述2#安装座固定安装在机身尾部，所述2#倾转舵机安装在2#安装座或者机身上，所述2#倾转支架通过2#活动关节与2#安装座连接，2#倾转舵机的输出轴连接2#倾转支架，能够驱动2#倾转支架围绕2#活动关节旋转，实现2#倾转支架的角度调节；所述2#倾转支架上安装有内燃机，内燃机的输出端连接旋翼。

8.根据权利要求1所述的五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：还包括起落架，所述起落架可拆卸安装在机身上。

9.根据权利要求1所述的五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：还包括尾翼，所述两固定翼的后端均设有连接杆，所述尾翼通过两固定翼上的连接杆与固定翼连接。

10.根据权利要求9所述的五轴形式混合动力倾转垂直起降固定翼，其特征在于：所述尾翼包括垂尾和平尾，两连接杆的末端上方均设置有垂尾，平尾支撑在两垂尾上方。

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