CN213649895U - 一种无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及无人飞行器技术领域，公开了一种无人飞行器，包括：机身；第一机翼与第二机翼分别设置于机身的两侧；第一旋翼组件，安装于第一机翼，第二旋翼组件，安装于第二机翼，第一旋翼组件的转动轴与第二旋翼组件的转动轴均可相对于机身的第一俯仰轴转动；第三旋翼组件，安装于机身的第一位置；第四旋翼组件，安装于机身的第二位置，第二位置与第一位置不重合，并且第四旋翼组件的转动轴与第三旋翼组件的转动轴均垂直于机身的横滚轴；平尾，安装于机身的尾部，并且平尾可绕机身的第二俯仰轴转动；及主控板，分别与第一旋翼组件、第二旋翼组件、第三旋翼组件及第四旋翼组件连接。调节平尾的转动角度，即可调整无人飞行器的飞行姿态。

Description

一种无人飞行器

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器技术领域，特别是涉及一种无人飞行器。

背景技术

无人驾驶飞机，简称无人飞行器(UAV)，是一种处在迅速发展中的新概念装备，其具有机动灵活、反应快速、无人驾驶、操作要求低的优点。

发明人在实现本实用新型的过程中，发现：目前，大多数无人飞行器的平尾为固定式平尾，不利于在无人飞行器飞行过程中调整飞行姿态。

实用新型内容

本实用新型实施例旨在提供一种无人飞行器，以解决因无人飞行器的平尾为固定式平尾，导致的不利于在飞行过程中调整飞行姿态的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种无人飞行器，包括：机身；第一机翼，设置于所述机身的一侧；第二机翼，设置于所述机身的另一侧；第一旋翼组件，安装于所述第一机翼，并且所述第一旋翼组件的转动轴可相对于所述机身的第一俯仰轴转动；第二旋翼组件，安装于所述第二机翼，并且所述第二旋翼组件的转动轴可相对于所述机身的第一俯仰轴转动；第三旋翼组件，安装于所述机身的第一位置；第四旋翼组件，安装于所述机身的第二位置，所述第一位置与所述第二位置不重合，并且所述第四旋翼组件的转动轴与所述第三旋翼组件的转动轴均垂直于所述机身的横滚轴；平尾，安装于所述机身的尾部，并且所述平尾可绕所述机身的第二俯仰轴转动；及主控板，分别与所述第一旋翼组件、所述第二旋翼组件、所述第三旋翼组件及所述第四旋翼组件连接。

可选的，所述平尾包括第一平尾与第二平尾；所述第一平尾安装于所述机身的尾部一侧，所述第二平尾安装于所述机身的尾部另一侧，其中，所述第一平尾与所述第二平尾均可绕所述第二俯仰轴转动。

可选的，所述无人飞行器还包括第一角度调节机构；所述第一角度调节机构收容于所述机身的尾部，所述第一角度调节机构与所述主控板电连接，所述第一角度调节机构用于调节所述第一平尾所处平面与所述机身所处平面之间的角度。

可选的，所述第一角度调节机构包括第一调节电机、第一外齿轮及第一内齿轮；所述第一调节电机固定于所述机身的尾部，并且所述第一调节电机与所述主控板连接；所述第一外齿轮套设于所述第一调节电机的转动轴；所述第一内齿轮固定于所述第一平尾，所述第一外齿轮插接并啮合于所述第一内齿轮；所述第一调节电机用于驱动所述第一平尾，以使所述第一平尾绕所述第二俯仰轴转动。

可选的，所述无人飞行器还包括第二角度调节机构；所述第二角度调节机构收容于所述机身，所述第二角度调节机构与所述主控板电连接，所述第二角度调节机构用于调节所述第二平尾所处平面与所述机身所处平面之间的角度。

可选的，所述第二角度调节机构包括第二调节电机、第二外齿轮及第二内齿轮；所述第二调节电机固定于所述机身的尾部，并且所述第二调节电机与所述主控板连接；所述第二外齿轮套设于所述第二调节电机的转动轴；所述第二内齿轮固定于所述第二平尾，所述第二外齿轮插接并啮合于所述第二内齿轮；所述第二调节电机用于驱动所述第二平尾，以使所述第二平尾绕所述第二俯仰轴转动。

可选的，所述第一机翼包括第一机翼主体和第一翼尖；第一机翼主体的一端安装于所述机身的一侧，所述第一翼尖可转动地安装于所述第一机翼主体的另一端，所述第一旋翼组件固定于所述第一翼尖；所述无人飞行器还包括第一倾转电机；所述第一倾转电机与所述主控板连接，所述第一倾转电机用于驱动所述第一翼尖，以使所述第一翼尖绕所述第一俯仰轴转动。

可选的，所述第一倾转电机的定子固定于所述第一机翼主体和所述第一翼尖中一个，所述第一倾转电机的转子固定于所述第一机翼主体和所述第一翼尖中另一个。

可选的，所述第二机翼包括第二机翼主体和第二翼尖；所述第二机翼主体的一端安装于所述机身的一侧，所述第二机翼主体的另一端可转动地安装于所述第二翼尖，所述第二旋翼组件固定于所述第二翼尖；所述无人飞行器还包括第二倾转电机；所述第二倾转电机与所述主控板连接，所述第二倾转电机用于驱动所述第二翼尖，以使所述第二翼尖绕所述第一俯仰轴转动。

可选的，所述第二倾转电机的定子固定于所述第二机翼主体和所述第二翼尖中一个，所述第二倾转电机的转子固定于所述第二机翼主体和所述第二翼尖中另一个。

本实用新型实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例提供的一种无人飞行器，通过将第一翼尖、第二翼尖、平尾和垂直升降系统组合，有效地保证了无人飞行器飞行时所需的动力，另外，通过调节平尾的转动角度，有利于无人飞行器在飞行过程中调整飞行姿态。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例提供的一种无人飞行器的结构示意图；

图2为图1所示的无人飞行器的爆炸示意图；

图3为图2所示的无人飞行器的第一平尾局部放大图；

图4为图1所示的无人飞行器处于垂直升降飞行姿态的示意图；

图5为图1所示的无人飞行器处于攀升航行飞行姿态的示意图；

图6为图1所示的无人飞行器处于俯冲航行飞行姿态的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1及图2，无人飞行器01包括机身10、第一机翼20、第二机翼30、第一旋翼组件40、第二旋翼组件50、第三旋翼组件60、第四旋翼组件70、平尾80及主控板(图未示)。

第一机翼20与第二机翼30分别设置于机身10的左右两侧，第一旋翼组件40安装于第一机翼30，并且第一旋翼组件40的转动轴可相对于机身10的第一俯仰轴y转动，第二旋翼组件50安装于第二机翼30，并且第二旋翼组件50的转动轴可相对于机身10的第一俯仰轴y转动，第三旋翼组件60安装于机身的第一位置，第四旋翼组件70安装于机身10的第二位置，第二位置与第一位置不重合，并且第三旋翼组件60的转动轴与第四旋翼组件70的转动轴均垂直于机身10的横滚轴x，平尾80安装于机身10的尾部，并且平尾80可相对于机身10的第二俯仰轴y’转动，以及主控板，分别与第一旋翼组件40、第二旋翼组件50、第三旋翼组件60以及第四旋翼组件70连接。

当第一旋翼组件40、第二旋翼组件50、第三旋翼组件60和第四旋翼组件70的转动轴均垂直于机身10时，无人飞行器01可以通过第一旋翼组件40、第二旋翼组件50、第三旋翼组件60和第四旋翼组件70实现升降和飞行。当第一旋翼组件40和第二旋翼组件50的转动轴平行机身10时，无人飞行器10可以通过第一旋翼组件40和第二旋翼组件50进行飞行，并且在在无人飞行器的飞行过程中，通过调节平尾80的倾转角度，即可调整无人飞行器01的飞行姿态。

需要指出的是：无人飞行器具有横滚轴x、第一俯仰轴y、航向轴z及第二俯仰轴y’。横滚轴x、第一俯仰轴y以及航向轴z三者中两两相互垂直，第一俯仰轴y与第二俯仰轴y’平行，其中，横滚轴x、第一俯仰轴y、航向轴z以及第二俯仰轴y’均为本实用新型方便描述而定义的虚拟直线。无人飞行器在垂直起降时，基本沿航向轴z起降，无人飞行器在续航飞行时，基本沿横滚轴x飞行，无人飞行器在前后俯仰时，基本沿第一俯仰轴y转动。

另外，平尾可绕机身的第二俯仰轴y’转动是指在平尾所处平面与机身的横滚轴x所处平面相交的前提下，平尾所处平面在机身所处平面绕平尾所处平面与机身所处平面相交的交线顺时针或逆时针转动。

对于上述的机身10，请继续参阅图1，机身10内设有容腔(图未示)，容腔用于收容主控板。

机身10的顶部分别设有第一开口(图未示)与第二开口(图未示)，第一开口与第二开口沿机身10的横滚轴x的延伸方向间隔设置，第一开口与第二开口均连通于容腔，第一开口用于供第三旋翼组件60收容并固定，第二开口用于供第四旋翼组件70收容并固定。

机身10的两侧分别设有位置相对应的第三开口(图未示)与第四开口(图未示)，第三开口与第四开口均连通于容腔10a，第三开口用于连通第一机翼20，第四开口用于连通第二机翼30。

机身10的尾部两侧分别设有位置相对应的第五开口(图未示)与第六开口(图未示)，第五开口与第六开口均连通于容腔，第五开口与第六开口均用于供平尾80安装于机身10。

对于上述的第一机翼20，第一机翼20包括第一机翼主体210和第一翼尖220。第一机翼主体210的一端安装于机身10一侧，第一翼尖210可倾转地安装于第一机翼主体210的另一端，第一旋翼组件40固定于第一翼尖220。

进一步的，第一机翼主体210内设有第一轴向空间(图未示)，第一轴向空间与第三开口相连通，其中，第一轴向空间用于供主控板的导线穿过，以使导线电连接于第一旋翼组件40。

在本申请实施例中，为实现第一翼尖220可倾转地安装于第一机翼主体210，无人飞行器01还包括第一倾转电机(图未示)。第一倾转电机的定子收容并固定于第一轴向空间内，第一翼尖220套设于第一倾转电机的转子，第一倾转电机用于驱动第一翼尖220相对于第一机翼主体210倾转。

可以理解的是:在另一些实施例中，第一倾转电机的转子可收容并固定于第一轴向空间内，第一翼尖220套设于第一倾转电机的定子。

对于上述的第一旋翼组件40，第一旋翼组件40包括第一螺旋桨410与第一电机420。第一电机420收容并固定于第一翼尖220，第一螺旋桨410套设于第一电机420的转动轴，第一电机420用于驱动第一螺旋桨410转动，为无人飞行器01提供动力。

对于上述的第二机翼30，第二机翼30包括第二机翼主体310和第二翼尖320。第二机翼主体310的一端安装于机身10另一侧，第二翼尖320可转动地安装于第二机翼主体310的另一端，第二旋翼组件50固定于第二翼尖320。需要指出的是：第一翼尖如何可转动地安装于第二机翼主体并非本申请的改进点，在此不再赘述。

进一步的，第二机翼主体310内设有第二轴向空间，第二轴向空间与第四开口相连通，其中，第二轴向空间用于供主控板的导线穿过，以使导线电连接于第二旋翼组件50。

在本申请实施例中，为实现第二翼尖320可转动地安装于第二机翼主体310，无人飞行器01还包括第二倾转电机(图未示)。第二倾转电机的定子收容并固定于第二轴向空间，第二翼尖320套设于第二倾转电机的转子，第二倾转电机用于驱动第二翼尖320，相对于第二机翼主体310倾转。

可以理解的是:在另一些实施例中，第二倾转电机的转子收容并固定于第二轴向空间，第二翼尖320套设于第二倾转电机的定子。

对于上述的第二旋翼组件50，第二旋翼组件50包括第二螺旋桨510与第二电机520。第二电机520收容并固定于第二翼尖320，第二螺旋桨510套设于第二电机520的转动轴，第二电机520用于驱动第二螺旋桨510转动，为无人飞行器01提供动力。

对于上述的第三旋翼组件60，第三旋翼组件60包括第三螺旋桨610与第三电机620。

第三电机620收容并固定于第一开口，并且第三电机620的转动轴垂直于机身10的横滚轴x，第三螺旋桨610套设于第三电机620的转动轴，第三电机620用于驱动第三螺旋桨610转动，为无人飞行器01提供动力。

对于上述的第四旋翼组件70，第四旋翼组件70包括第四螺旋桨710与第四电机720。

第四电机720收容并固定于第二开口，并且第四电机720的转动轴垂直于机身10的横滚轴x，第四螺旋桨710套设于第四电机720的转动轴，第四电机720用于驱动第四螺旋桨710转动，为无人飞行器01提供动力。

对于上述的平尾80，平尾80包括第一平尾810与第二平尾820。第一平尾810安装于机身10的尾部一侧，第二平尾820安装于机身10的尾部另一侧，其中，第一平尾810与第二平尾820皆可绕机身10的第二俯仰轴y’转动。

在本申请实施例中，为实现第一平尾810相对于机身10的第二俯仰轴y’转动，无人飞行器01还包括第一角度调节机构110。第一角度调节机构110收容于容腔，第一角度调节机构110用于调节第一平尾810与机身10之间的角度。

具体的，请参阅图3，第一角度调节机构110包括第一调节电机1111、第一外齿轮1112与第一内齿轮1113。第一调节电机1111固定于机身10的尾部，第一外齿轮1112套设于第一调节电机1111的转动轴，第一内齿轮1113固定于第一平尾，第一外齿轮1112插接并啮合于第一内齿轮1113，第一调节电机1111用于驱动第一平尾810，以使第一平尾810绕第一调节电机1111的转动轴倾转。

可以理解的是：在另一些实施例中，第一角度调节机构还可通过以下结构实现第一平尾绕第二俯仰轴y’转动。例如，第一角度调节机构包括第一调节电机(图未示)、第一齿轮(图未示)及第一蜗杆(图未示)。第一调节电机收容于容腔，第一齿轮套设于第一调节电机的转动轴，第一蜗杆插接于第一平尾的轴孔，并且第一蜗杆啮合于第一齿轮，第一调节电机用于驱动第一齿轮转动，第一齿轮带动第一蜗杆，以使第一平尾绕第一调节电机的转动轴倾转。

在本申请实施例中，为实现第二平尾820相对于机身10的第二俯仰轴y’转动，无人飞行器还包括第二角度调节机构(未示出)。第二角度调节机构收容于容腔，第二角度调节机构用于调节第二平尾820与机身10之间的角度。其中，第二角度调节机构的结构与第一角度调节机构类似，具体的，第二角度调节机构包括第一调节电机(未示出)、第一外齿轮(未示出)与第一内齿轮(未示出)。第一调节电机固定于机身的尾部，第一外齿轮套设于第一调节电机的转动轴，第一内齿轮固定于第一平尾，第一外齿轮插接并啮合于第一内齿轮，第一调节电机用于驱动第一平尾，以使第一平尾绕第一调节电机的转动轴倾转。

可以理解的是：在另一些实施例中，第二角度调节机构还可通过以下结构实现第二平尾相对于机身的第二俯仰轴y’转动。第二角度调节机构包括第二调节电机(图未示)、第二齿轮(图未示)及第二蜗杆(图未示)。第二调节电机收容于容腔，第二齿轮套设于第二调节电机的转动，第二蜗杆插接于第二平尾的轴孔，并且第二蜗杆啮合与第二齿轮，第二调节电机用于驱动第二齿轮转动，第二齿轮带动第二蜗杆，以使第二平尾绕第二调节电机的转动轴倾转。

对于上述的主控板，主控板通过导线分别与第一电机420、第二电机520、第三电机620、第四电机720、第一倾转电机、第二倾转电机、第一调节电机1111及第二调节电机电连接。其中，第一电机420、第二电机520、第三电机620、第四电机720、第一倾转电机、第二倾转电机、第一调节电机1111及第二调节电机皆可为无刷电机。

可以理解的是：在另一些实施例中，主控板还可包括多个控制模块，例如，用于控制无人飞行器飞行姿态的飞控控制模块、用于导航无人飞行器的北斗模块、以及用于处理相关机载设备所获取的环境信息的数据处理模块等。

为便于读者理解本实用新型，对无人飞行器的运动过程进行描述，如下：

请参阅图4，垂直起降时，在主控板的控制下，第一倾转电机90驱动第一翼尖220以及第二倾转电机100驱动第二翼尖320转动竖直模式，并且第一电机420、第二电机520、第三电机620与第四电机720一起提供拉力，克服无人飞行器01自身的重力实现垂直起降和空中悬停；

无人飞行器01航行时，第一倾转电机90驱动第一翼尖220以及第二倾转电机100驱动第二翼尖320共同转动成水平模式，由设置于第三电机620的转动轴上的第三螺旋桨610与设置于第四电机720的转动轴上的第四螺旋桨710提供动力克服无人飞行器01飞行时的阻力。

另外，请一并参阅图5及图6，通过控制第三电机620的转速与第四电机720的转速，可实现无人飞行器01的俯仰操纵及前后飞；

通过控制第一电机420的转速与第二电机520的转速，可实现无人飞行器01的滚转操纵及左右飞；以及通过第一调节电机1111转动第一平尾810与第二调节电机1211转动第二平尾820形成角度差，可实现无人飞行器01的航向操纵。

在本申请实施例中，通过将第一翼尖、第二翼尖、平尾和垂直升降系统的有效组合，保证了无人飞行器飞行时所需的动力，另外，通过调节平尾的转动角度，有利于无人飞行器在飞行过程中调整飞行姿态。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人飞行器，其特征在于，包括：

机身；

第一机翼，设置于所述机身的一侧；

第二机翼，设置于所述机身的另一侧；

第一旋翼组件，安装于所述第一机翼，并且所述第一旋翼组件的转动轴可相对于所述机身的第一俯仰轴转动；

第二旋翼组件，安装于所述第二机翼，并且所述第二旋翼组件的转动轴可相对于所述机身的第一俯仰轴转动；

第三旋翼组件，安装于所述机身的第一位置；

第四旋翼组件，安装于所述机身的第二位置，所述第二位置和所述第一位置不重合，并且所述第四旋翼组件的转动轴与所述第三旋翼组件的转动轴均垂直于所述机身的横滚轴；

平尾，安装于所述机身的尾部，并且所述平尾可绕所述机身的第二俯仰轴转动；及

主控板，分别与所述第一旋翼组件、所述第二旋翼组件、所述第三旋翼组件及所述第四旋翼组件连接。

2.根据权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于，所述平尾包括第一平尾与第二平尾；

所述第一平尾安装于所述机身的尾部一侧，所述第二平尾安装于所述机身的尾部另一侧，其中，所述第一平尾与所述第二平尾均可绕所述第二俯仰轴转动。

3.根据权利要求2所述的无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器还包括第一角度调节机构；

所述第一角度调节机构收容于所述机身的尾部，所述第一角度调节机构与所述主控板电连接，所述第一角度调节机构用于调节所述第一平尾所处平面与所述机身所处平面之间的角度。

4.根据权利要求3所述的无人飞行器，其特征在于，所述第一角度调节机构包括第一调节电机、第一外齿轮及第一内齿轮；

所述第一调节电机固定于所述机身的尾部，并且所述第一调节电机与所述主控板连接；

所述第一外齿轮套设于所述第一调节电机的转动轴；

所述第一内齿轮固定于所述第一平尾，所述第一外齿轮插接并啮合于所述第一内齿轮；

所述第一调节电机用于驱动所述第一平尾，以使所述第一平尾绕所述第二俯仰轴转动。

5.根据权利要求2所述的无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器还包括第二角度调节机构；

所述第二角度调节机构收容于所述机身的尾部，所述第二角度调节机构与所述主控板电连接，所述第二角度调节机构用于调节所述第二平尾与所述机身之间的角度。

6.根据权利要求5所述的无人飞行器，其特征在于，所述第二角度调节机构包括第二调节电机、第二外齿轮及第二内齿轮；

所述第二调节电机固定于所述机身的尾部，并且所述第二调节电机与所述主控板连接；

所述第二外齿轮套设于所述第二调节电机的转动轴；

所述第二内齿轮固定于所述第二平尾，所述第二外齿轮插接并啮合于所述第二内齿轮；

所述第二调节电机用于驱动所述第二平尾，以使所述第二平尾绕所述第二俯仰轴转动。

7.根据权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于，所述第一机翼包括第一机翼主体和第一翼尖；

第一机翼主体的一端安装于所述机身的一侧，所述第一翼尖可转动地安装于所述第一机翼主体的另一端，所述第一旋翼组件固定于所述第一翼尖；

所述无人飞行器还包括第一倾转电机，所述第一倾转电机与所述主控板连接，所述第一倾转电机用于驱动所述第一翼尖，以使所述第一翼尖绕所述第一俯仰轴转动。

8.根据权利要求7所述的无人飞行器，其特征在于，

所述第一倾转电机的定子固定于所述第一机翼主体和所述第一翼尖中一个，所述第一倾转电机的转子固定于所述第一机翼主体和所述第一翼尖中另一个。

9.根据权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于，所述第二机翼包括第二机翼主体和第二翼尖；

所述第二机翼主体的一端安装于所述机身的一侧，所述第二机翼主体的另一端可转动地安装于所述第二翼尖，所述第二旋翼组件固定于所述第二翼尖；

所述无人飞行器还包括第二倾转电机，所述第二倾转电机与所述主控板连接，所述第二倾转电机用于驱动所述第二翼尖，以使所述第二翼尖绕所述第一俯仰轴转动。

10.根据权利要求9所述的无人飞行器，其特征在于，

所述第二倾转电机的定子固定于所述第二机翼主体和所述第二翼尖中一个，所述第二倾转电机的转子固定于所述第二机翼主体和所述第二翼尖中另一个。

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