CN214138949U - 一种新型垂直起降固定翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型垂直起降固定翼无人机，包括机身，所述机身下方设置有起落架，所述机身上还设置有倾转翼机构，所述倾转翼机构包括倾转轴，所述倾转轴外设置有翼身连接件，所述倾转轴两端均设置有主机翼，所述主机翼上设置有支撑肋板，所述支撑肋板上设置有所述安装壳，所述安装壳上设置有对称旋翼系统，所述对称翼系统包括旋翼电机，所述旋翼电机上设置有旋翼，本实用新型能通过改变旋翼拉力完成机翼整体倾转，从而减轻结构和机身重量，降低机翼强度要求，能够减少成本，还能降低旋翼与机翼之间的气动干扰，使飞行控制更加稳定可靠，传动系统更加简洁，从而提高传动的效率，减少能源损耗。

Description

一种新型垂直起降固定翼无人机

技术领域

本实用新型涉及航空飞行器领域，尤其涉及一种新型垂直起降固定翼无人机。

背景技术

垂直起降固定翼无人机(VTOL type fixed-wing UAV)融合了旋翼类无人机和传统固定翼无人机的优势，可不受起降场地限制完成垂直起降，具备可悬停、灵活性好、巡航速度快以及航时长的特点，具备广泛的应用前景。倾转机翼式无人机作为垂直起降固定翼无人机的典型代表，虽亦具备众多优点。但传统倾转类飞机均须通过安装于翼根处的倾转传动机构才能完成倾转。倾转传动机构带来了控制更加复杂，结构重量较大，强度要求更高等不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种新型垂直起降固定翼无人机。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种新型垂直起降固定翼无人机，包括机身，所述机身下方设置有起落架，所述机身上还设置有倾转翼机构，所述倾转翼机构包括倾转轴，所述倾转轴外设置有翼身连接件，所述倾转轴两端均设置有主机翼，所述主机翼上设置有支撑肋板，所述支撑肋板上设置有所述安装壳，所述安装壳上设置有对称旋翼系统，所述对称翼系统包括旋翼电机，所述旋翼电机上设置有旋翼。

优选的，所述旋翼分别设置于所述主机翼弦线两侧，所述旋翼均处于同一水平面，且高于所述主机翼所处平面。

优选的，所述对称旋翼系统包括设置在所述安装壳内的设备托架和飞行控制器，所述设备托架上设置有电池，所述电池与飞行控制器连接，所述飞行控制器上设置有电子调速器，所述飞行控制器与所述电子调速器连接，所述电子调速器与所述旋翼电机连接。

优选的，所述机身由机身壁板焊接而成，内部空心，所述机身内设置有用于搭载设备的设备装载仓。

优选的，所述翼身连接件整体形状同小段主机翼，长度大于机身宽度。

本实用新型有益效果：

1、本实用新型中通过在主机翼的翼尖处各设置一对旋翼，所述旋翼采用电动分布式动力系统，在倾转过渡阶段，能高效利用机翼两侧旋翼产生的拉力差，“顺势”完成倾转动作，可分别控制拉力，合理调整旋翼的拉力，从而控制无人机的倾转以及飞行姿态，使飞行控制更加稳定可靠，传动系统更加简洁，从而提高传动的效率，减少能源损耗。

2、本实用新型中通过对称旋翼系统取代传统的翼根处“倾转”结构，取代传统固定翼飞机的襟翼、副翼以及尾翼舵面，通过改变旋翼拉力完成机翼整体倾转，从而减轻结构和机身重量，降低机翼强度要求，能够减少成本。

3、本实用新型在起飞、降落的阶段时，机翼处于垂立状态，与旋翼拉力方向保持一致，旋翼产生的下洗气流顺主机翼蒙皮流动，能够降低旋翼与机翼之间的气动干扰。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型专利优选实施例垂直起降状态下的整体结构示意图；

图2为本实用新型专利优选实施例平飞状态下的整体结构示意图；

图3为本实用新型专利优选实施例倾转机翼机构连接结构示意图；

图4为本实用新型专利优选实施例机身部分内部结构示意图；

图5为本实用新型专利优选实施例安装壳内部结构示意图。

附图标注：

1-倾转机翼机构 2-机身 3-起落架 4-安装壳 5-旋翼电机 6-旋翼 7-支撑肋板8-主机翼 9-对称旋翼系统 10-倾转轴 11-翼身连接件 12-机身壁板 13-设备装载仓 14-设备托架 15-电池 16-飞行控制器 17-电子调速器。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1-图5，本实用新型的优选实施例，一种新型垂直起降固定翼无人机，包括机身2，所述机身2下方设置有起落架3，所述起落架3由管材焊接而成，通过螺栓固定连接在机身2下方，所述机身2上还设置有倾转翼机构1，所述倾转翼机构1包括倾转轴10，所述倾转轴10外设置有翼身连接件11，所述翼身连接件11可拆卸的套接在所述倾转轴10外，所述翼身连接件11的长度大于机身2宽度，所述翼身连接件11的下端通过螺栓固定连接在机身2上表面，所述倾转轴10两端均固定设置有主机翼8，机身2左、右侧的主机翼8在倾转过程中始终无角度差，所述主机翼8上设置有支撑肋板7，所述支撑肋板7上设置有所述安装壳4，所述安装壳4通过所述支撑肋板7与主机翼8固定连接，所述安装壳4上设置有对称旋翼系统9，所述对称翼系统9包括旋翼电机5，所述旋翼电机5上设置有旋翼6，所述旋翼6通过螺栓固定安装在所述旋翼电机5的输出轴上。

具体的，本实用新型中通过在主机翼8的翼尖处各设置一对旋翼6，所述旋翼6采用电动分布式动力系统，在倾转过渡阶段，能高效利用主机翼8两侧旋翼6产生的拉力差，“顺势”完成倾转动作，可分别控制拉力，合理调整旋翼6的拉力，从而控制无人机的倾转以及飞行姿态，使飞行控制更加稳定可靠，传动系统更加简洁，从而提高传动的效率，减少能源损耗；本实用新型中通过对称旋翼系统9取代传统的翼根处“倾转”结构，取代传统固定翼飞机的襟翼、副翼以及尾翼舵面，通过改变旋翼6拉力完成主机翼8整体倾转，从而减轻机身2总重量，降低主机翼8强度要求，能够减少成本；本实用新型在起飞、降落的阶段时，主机翼8处于垂立状态，与旋翼6拉力方向保持一致，旋翼6产生的下洗气流顺主机翼8蒙皮流动，能够降低旋翼6与主机翼8之间的气动干扰。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：

本实施例中，所述旋翼6分别设置于所述主机翼8弦线两侧，所述旋翼6均处于同一水平面，且高于所述主机翼8所处平面，主机翼8两侧的旋翼6的中心距大于两倍旋翼6半径，能够避免无人机在起飞、降落过程中旋翼6与所述主机翼8产生运动干涉现象，所述旋翼6均处于同一水平面，且高于两个主机翼8所处平面70-80mm，能够降低旋翼6与主机翼8之间的气动干扰，使无人机的运行状态更加稳定。

本实施例中，所述对称旋翼系统9包括设置在所述安装壳4内的设备托架14和飞行控制器16，所述飞行控制器16固定胶接在安装壳4顶部，所述设备托架14固定胶接在安装壳4内部，所述设备托架14上设置有电池15，所述电池15固定胶接在设备托架14上，所述电池15与飞行控制器16连接，所述飞行控制器16上设置有电子调速器17，所述电子调速器17也固定胶接在设备托架14上，所述飞行控制器16与所述电子调速器17通过信号线连接，所述电子调速器17与所述旋翼电机5连接，所述对称旋翼系统9创造性地对倾转机翼式无人机的倾转方式进行设计，通过在主机翼8翼尖处各设置一对旋翼6，并且旋翼6采用电动分布式动力系统，合理调整旋翼6的拉力，可直接控制无人机的飞行姿态，能够取代传统固定翼飞机的襟翼、副翼以及尾翼舵面，从而减轻无人机的机身2重量，降低主机翼6强度要求，节约生产成本。

本实施例中，所述机身2由机身壁板12焊接而成，内部空心，所述机身2内设置有用于搭载设备的设备装载仓13，所述设备装载舱13通过胶接固定安装在机身2的机舱底部，用以搭载其它设备，使得无人机的功能更加多样化。

本实施例中，所述翼身连接件11整体形状同主机翼8，长度大于机身2宽度，所述翼身连接件11能够防止倾转轴10暴露在外面，减缓倾转轴10氧化腐蚀的程度，延长使用期限，节约成本。

本实用新型工作原理：本实用新型在起飞时主机翼8及旋翼6方向向上，由两对旋翼6提供拉力完成起飞动作；过渡阶段，改变旋翼6拉力，使左、右侧的主机翼8前后的旋翼6形成拉力差，产生扭矩，带动固定连接的主机翼8完成倾转；进入平飞阶段后再次调整旋翼6拉力，使无人机保持向前平飞；结构方面，通过在左、右主机翼8上各设置一对旋翼6，旋翼6与主机翼8通过支撑肋板7固定连接，机身2两侧主机翼8同轴连接，取消了传统倾转机翼式飞行器翼根处的倾转传动机构，并设计翼身连接件11使无人机动力系统固定于机身2上方。动力方面，旋翼6采用电动分布式动力系统，所述机身2两侧的两个主机翼8的前后两侧均设置有安装壳4，所述安装壳4内设有一套电动控制系统，可分别控制拉力，本实用新型具有动力传动系统简洁，结构重量减轻，飞行控制稳定可靠等明显优势。

在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新型垂直起降固定翼无人机，包括机身(2)，所述机身(2)下方设置有起落架(3)，其特征在于：所述机身(2)上还设置有倾转翼机构(1)，所述倾转翼机构(1)包括倾转轴(10)，所述倾转轴(10)外设置有翼身连接件(11)，所述倾转轴(10)两端均设置有主机翼(8)，所述主机翼(8)上设置有支撑肋板(7)，所述支撑肋板(7)上设置有安装壳(4)，所述安装壳(4)上设置有对称旋翼系统(9)，所述对称旋翼系统(9)包括旋翼电机(5)，所述旋翼电机(5)上设置有旋翼(6)。

2.根据权利要求1所述的一种新型垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述旋翼(6)分别设置于所述主机翼(8)弦线两侧，所述旋翼(6)均处于同一水平面，且高于所述主机翼(8)所处平面。

3.根据权利要求1所述的一种新型垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述对称旋翼系统(9)包括设置在所述安装壳(4)内的设备托架(14)和飞行控制器(16)，所述设备托架(14)上设置有电池(15)，所述电池(15)与飞行控制器(16)连接，所述飞行控制器(16)上设置有电子调速器(17)，所述飞行控制器(16)与所述电子调速器(17)连接，所述电子调速器(17)与所述旋翼电机(5)连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述机身(2)由机身壁板(12)焊接而成，内部空心，所述机身(2)内设置有用于搭载设备的设备装载仓(13)。

5.根据权利要求1所述的一种新型垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述翼身连接件(11)整体形状同小段主机翼(8)，长度大于机身(2)宽度。

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