一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，包括機(jī)身、設(shè)置在機(jī)身頭部的矢量電機(jī)座、安裝在矢量電機(jī)座上的電機(jī)、連接在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的螺旋槳、與機(jī)身固定連接的機(jī)翼以及連接在尾撐桿尾部的尾翼。本發(fā)明采用雙垂尾的設(shè)計，在垂直靜止?fàn)顟B(tài)下本發(fā)明飛行器的機(jī)身?機(jī)翼組件可緊靠尾翼“坐”于地上，防止因?yàn)閭?cè)向力而導(dǎo)致飛機(jī)傾倒；飛行過程中機(jī)翼?機(jī)身組件向上滑動至尾撐桿前端頭。飛行過程中通過控制矢量電機(jī)座、螺旋槳的轉(zhuǎn)速以及氣動副翼、升降舵和方向舵達(dá)到水平飛行和垂直懸停兩種飛行姿態(tài)的切換，保持固定翼無人機(jī)飛行速度快、效率高等優(yōu)勢；且控制系統(tǒng)較為簡單、直接，提高控制效率，降低控制難度。
【專利說明】
一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。無人飛行器具有體積小、重量輕、費(fèi)用低、操作靈活和安全性高的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于航拍、檢測、搜救、資源勘查等領(lǐng)域。目前，市面上的垂直起降無人機(jī)普遍為多旋翼、飛翼等布局，飛行速度低、效率較低；固定翼布局無人機(jī)雖然飛行速度快、效率高，但其對起飛和降落過程對環(huán)境要求特別的高，需要比較平緩、長距離的起降跑道，在一些環(huán)境較為苛刻的場地?zé)o法正常起降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種矢量拉力方向調(diào)節(jié)方便、響應(yīng)速度快、控制效率高的單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，包括機(jī)身、設(shè)置在機(jī)身頭部的矢量電機(jī)座、安裝在矢量電機(jī)座上的電機(jī)、連接在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的螺旋槳、與機(jī)身固定連接的機(jī)翼以及連接在尾撐桿尾部的尾翼。
[0005]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述矢量電機(jī)座包括固定安裝在機(jī)身頭部的底座、通過縱向轉(zhuǎn)軸鉸連在底座上的縱向擺動調(diào)節(jié)座以及通過橫向轉(zhuǎn)軸鉸連在縱向擺動調(diào)節(jié)座上的橫向擺動調(diào)節(jié)座。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述矢量電機(jī)座還包括設(shè)置在底座側(cè)部的控制縱向調(diào)節(jié)的第一舵機(jī)以及鉸鏈在第一舵機(jī)和縱向擺動調(diào)節(jié)座之間的第一連接桿。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述橫向擺動調(diào)節(jié)座上設(shè)置有控制其橫向調(diào)節(jié)的第二舵機(jī)以及鉸鏈在第二舵機(jī)和橫向擺動調(diào)節(jié)座之間的第二連接桿。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述機(jī)翼下表面安裝有可沿尾撐桿上下滑動的滑道。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述尾翼包括與尾撐桿連接的垂直尾翼和連接在垂直尾翼之間的水平尾翼。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述垂直尾翼底部設(shè)置有全向輪或萬向輪。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述電機(jī)為無刷直流電機(jī)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所取得的有益效果如下:
本發(fā)明采用雙垂尾的設(shè)計，在垂直靜止?fàn)顟B(tài)下本發(fā)明飛行器的機(jī)身-機(jī)翼組件可緊靠尾翼“坐”于地上，防止因?yàn)閭?cè)向力而導(dǎo)致飛機(jī)傾倒；飛行過程中機(jī)翼-機(jī)身組件向上滑動至尾撐桿前端頭。飛行過程中通過控制矢量電機(jī)座、螺旋槳的轉(zhuǎn)速以及氣動副翼、升降舵和方向舵達(dá)到水平飛行和垂直懸停兩種飛行姿態(tài)的切換，保持固定翼無人機(jī)飛行速度快、效率高等優(yōu)勢;且控制系統(tǒng)較為簡單、直接，提高控制效率，降低控制難度。
【附圖說明】
[0013]
附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明矢量電機(jī)座的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為本發(fā)明第一舵機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]在附圖中:
I機(jī)身、2螺旋槳、3電機(jī)、4矢量電機(jī)座、4-1底座、4-2第一舵機(jī)、4_3第一連接桿、4-4縱向擺動調(diào)節(jié)座、4-5橫向擺動調(diào)節(jié)座、4-6第二連接桿、5尾撐桿、6垂直尾翼、7水平尾翼、8萬向輪、9橫向轉(zhuǎn)軸、1縱向轉(zhuǎn)軸、11第二舵機(jī)、12機(jī)翼、13滑道。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的敘述。
[0016]如附圖1-3所示，一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，包括機(jī)身1、設(shè)置在機(jī)身I頭部的矢量電機(jī)座4、安裝在矢量電機(jī)座4上的電機(jī)3、連接在電機(jī)3轉(zhuǎn)軸上的螺旋槳2、與機(jī)身固聯(lián)的機(jī)翼12以及連接在尾撐桿尾部的尾翼。所述矢量電機(jī)座4包括固定安裝在機(jī)身I頭部的底座4-1、通過縱向轉(zhuǎn)軸10鉸連在底座4-1上的縱向擺動調(diào)節(jié)座4-4以及通過橫向轉(zhuǎn)軸9鉸連在縱向擺動調(diào)節(jié)座4-4上的橫向擺動調(diào)節(jié)座4-5。轉(zhuǎn)動縱向轉(zhuǎn)軸10調(diào)節(jié)縱向擺動調(diào)節(jié)座4-4縱向角度，從而改變螺旋槳2的縱向拉力方向，轉(zhuǎn)動橫向轉(zhuǎn)軸9調(diào)節(jié)橫向擺動調(diào)節(jié)座4-5橫向角度，從而改變螺旋槳2的橫向拉力方向，兩個方向的矢量調(diào)節(jié)，使螺旋槳2產(chǎn)生最容易起飛的拉力，實(shí)現(xiàn)快速垂直起飛。所述矢量電機(jī)座4還包括設(shè)置在底座4-1側(cè)部的控制縱向調(diào)節(jié)的第一舵機(jī)4-2以及鉸鏈在第一舵機(jī)4-2和縱向擺動調(diào)節(jié)座4-4之間的第一連接桿4-3，第一舵機(jī)4-2和第一連接桿4-3對縱向擺動調(diào)節(jié)座4-4進(jìn)行控制簡單方便。所述橫向擺動調(diào)節(jié)座4-5上設(shè)置有控制其橫向調(diào)節(jié)的第二舵機(jī)11以及鉸鏈在第二舵機(jī)11和橫向擺動調(diào)節(jié)座4-5之間的第二連接桿4-6，第二舵機(jī)11通過第二連接桿4-6控制調(diào)節(jié)橫向擺動調(diào)節(jié)座4-5橫向調(diào)整角度。所述機(jī)翼12下表面安裝有可沿尾撐桿5上下滑動的滑道13，在垂直降落著地時，螺旋槳2旋轉(zhuǎn)變慢或者停止時，由于機(jī)身I和機(jī)翼12的自身重力沿尾撐桿5下滑至最低端，重心降低，避免飛機(jī)因側(cè)向力傾倒。所述尾翼包括與尾撐桿5連接的垂直尾翼6和連接在垂直尾翼6之間的水平尾翼7。所述電機(jī)3為無刷直流電機(jī)，無刷直流電機(jī)由電動機(jī)主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。無刷電機(jī)是指無電刷和換向器(或集電環(huán))的電機(jī)，又稱無換向器電機(jī)。所述垂直尾翼6底部設(shè)置有萬向輪或全向輪8，萬向輪8在垂直尾翼6底部均勻的設(shè)置4個，能夠達(dá)到平衡穩(wěn)定的作用，當(dāng)飛機(jī)起飛離地或著陸時有側(cè)向移動的時候，可在地上滑動，避免飛機(jī)因側(cè)向力而傾倒。
[0017]本發(fā)明采用雙垂尾的設(shè)計，在垂直靜止?fàn)顟B(tài)下本發(fā)明飛行器的機(jī)身-機(jī)翼組件可緊靠尾翼“坐”于地上，防止因?yàn)閭?cè)向力而導(dǎo)致飛機(jī)傾倒;飛行過程中機(jī)翼-機(jī)身組件向上滑動至尾撐桿5前端頭。飛行過程中通過控制矢量電機(jī)座4和螺旋槳2的轉(zhuǎn)速達(dá)到水平飛行和垂直懸停兩種飛行姿態(tài)的切換，保持固定翼無人機(jī)飛行速度快、效率高等優(yōu)勢;且控制系統(tǒng)較為簡單、直接，提高控制效率，降低控制難度。
[0018]以上所述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而并非本發(fā)明可行實(shí)施的窮舉。對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對其所作出的任何顯而易見的改動，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，其特征在于:其包括機(jī)身(I)、設(shè)置在機(jī)身(I)頭部的矢量電機(jī)座(4)、安裝在矢量電機(jī)座(4)上的電機(jī)(3)、連接在電機(jī)(3)轉(zhuǎn)軸上的螺旋槳(2)、與機(jī)身(I)固聯(lián)的機(jī)翼(12)以及連接在尾撐桿(5)尾部的尾翼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，其特征在于:所述矢量電機(jī)座(4)包括固定安裝在機(jī)身(I)頭部的底座(4-1)、通過縱向轉(zhuǎn)軸(10)鉸連在底座(4-1)上的縱向擺動調(diào)節(jié)座(4-4)以及通過橫向轉(zhuǎn)軸(9 )鉸連在縱向擺動調(diào)節(jié)座(4-4)上的橫向擺動調(diào)節(jié)座(4-5)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，其特征在于:所述矢量電機(jī)座(4 )還包括設(shè)置在底座(4-1)側(cè)部的控制縱向調(diào)節(jié)的第一舵機(jī)(4-2 )以及鉸鏈在第一舵機(jī)(4-2)和縱向擺動調(diào)節(jié)座(4-4)之間的第一連接桿(4-3)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，其特征在于:所述橫向擺動調(diào)節(jié)座(4-5)上設(shè)置有控制其橫向調(diào)節(jié)的第二舵機(jī)(11)以及鉸鏈在第二舵機(jī)(11)和橫向擺動調(diào)節(jié)座(4-5)之間的第二連接桿(4-6)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，其特征在于:所述機(jī)翼(12)下表面安裝有可沿尾撐桿(5)上下滑動的滑道(13)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，其特征在于:所述尾翼包括與尾撐桿(5)連接的垂直尾翼(6)和連接在垂直尾翼(6)之間的水平尾翼(7)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，其特征在于:所述垂直尾翼(6)底部設(shè)置有全向輪或萬向輪(8)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種單發(fā)坐式垂直起降固定翼飛機(jī)，其特征在于:所述電機(jī)(3)為無刷直流電機(jī)。
【文檔編號】B64C39/02GK105857605SQ201610220497
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】劉東輝, 奚樂樂, 孫曉云, 李春崗
【申請人】河北科技大學(xué)