一种组件化的复合翼无人机的制作方法

[0001]
本实用新型公开了一种组件化的复合翼无人机，属于无人机设备技术领域。


背景技术：

[0002]
复合翼无人机是固定翼无人机、多旋翼无人机两种结构结合的机型，具备多旋翼垂直起降的优点，不受场地条件限制，并具有短时悬停功能；同时，也具备固定翼的长续航、低噪音、可滑翔等优势，能效高，可长航时作业。
[0003]
但由于复合翼无人机机型结构相对复杂，往往不便于拆装和收纳，所以极大影响使用效率。
[0004]
现有技术中，专利(cn201720165667.6)公开了一种垂直起降复合翼垂直动力快拆装置，使复合翼无人机的旋翼及旋翼驱动机构之间的连接杆与固定翼之间的连接结构可以快速拆装，但该技术方案并未公开整机结构。同样，专利(cn201620803195.8)公开了一种可快速拆装的复合翼无人机机翼，其包括中段机翼、动力杆及外段机翼，所述中段机翼与外段机翼分别通过连接结构连接于动力杆的不同侧并形成可靠锁定从而实现动力杆的快速拆装，但该技术方案也未公开无人机的整机结构。
[0005]
申请人此前公开了一种组合式两用无人机(cn201910144258.1)，包括一个四轴结构的机身，以及一个尾翼和两个外翼面；机身后部设有水平推力的电机，外翼面可分别插接到所述机身的两侧，尾翼可插接到所述机身的后端，构成复合翼机型，并能实现一机多用。但该机型中，所述尾翼包括并排的两根尾翼碳管及固定于尾翼碳管之间的翼面，在机身连接尾翼时两根碳管需分别严格对准机身碳管并平衡插入，组装效率低，并有可能在安装时不平衡导致飞行故障；而另一方面，尾翼收纳也较占空间。
[0006]
因此，有待提出更优的解决方案，提供一种便于拆装和收纳的复合翼无人机。


技术实现要素：

[0007]
为了克服上述技术问题，本实用新型公开了一种组件化的复合翼无人机，可实现便捷的拆装和收纳。所采用的技术方案是：
[0008]
一种组件化的复合翼无人机，其组件包括一个机身主体、两个外翼面、两套垂直动力组件以及一套尾翼组件；所述机身主体呈面对称形状，包括用于容纳无人机电池、挂载、飞行控制系统的舱体，所述舱体的两侧上部向外延伸出具有上凸下平的升力特性的翼面结构构成复合翼无人机的中翼；所述外翼面，其设有并排的两根碳管作为骨架，两根碳管向外延伸一段，使两个外翼面可分别插接到所述中翼的外侧构成对称的机翼，使复合翼无人机构成上单翼布局；所述的两套垂直动力组件，其分别包括一根支撑杆，每根支撑杆的两头的端部均固定设置一个垂直动力单元；使所述支撑杆的长度方向沿着所述机身主体的弦长方向，将所述的两套垂直动力组件分别连接安装到所述机身主体的两侧中翼的外端下部，构成四旋翼结构，用以产生复合翼无人机升降推力；所述尾翼组件，其包括一根尾翼碳管及设置在尾翼碳管后端的尾翼基座；所述尾翼碳管插接到所述机身主体的后端，所述尾翼组件
的后部设置平飞动力单元，用以产生复合翼无人机平飞推力。
[0009]
进一步的，所述机身主体，其中无人机电池、挂载、飞行控制系统在机舱中的位置分布使满足复合翼无人机的整体重心位置位于机翼的升力轴线上；并以该重心位置决定所述垂直动力组件的前后位置，使四旋翼结构的四个所述的垂直动力单元对角连线中心点与该重心位置重合。
[0010]
进一步的，所述垂直动力单元及所述平飞动力单元均由无刷电机和配套的螺旋桨组成。
[0011]
进一步的，共四个所述的垂直动力单元，相邻两个所述垂直动力单元其旋转方向相反。
[0012]
进一步的，所述机身主体，其后端设置一截套管使所述尾翼组件的碳管可以插入连接所述机身主体的后端，并设有锁紧件锁紧，使尾翼不脱离机身主体。
[0013]
进一步的，所述机身主体的后端的套管的内部以及所述尾翼碳管的前端分别设置匹配的电极接口以连接所述尾翼组件和所述机身主体的接线。
[0014]
进一步的，所述的两套垂直动力组件分别连接安装到所述机身主体的两侧中翼的外端下部后，使用螺栓贯穿中翼及所述支撑杆并由螺母锁紧，使所述垂直动力组件不脱离机身主体。
[0015]
进一步的，所述尾翼组件，其还包括两个尾翼翼面，所述的两个尾翼翼面分别连接在所述尾翼基座构成倒v尾结构。
[0016]
进一步的，所述外翼面及所述尾翼翼面均为epo材质。
[0017]
进一步的，所述机身主体采用碳纤维复合材质或玻璃纤维复合材质。
[0018]
本实用新型具有以下有益效果：
[0019]
该复合翼无人机，通过组件化的设计，实现了便捷的拆装和收纳，同时保障结构的可靠性，不破坏平飞模式的气动性能，提高飞行效率，充分发挥了复合式无人机的优势。
[0020]
并且，通过合理的结构设计实现一机多用，摘除两个外翼面和尾翼组件，只保留机身主体和垂直动力组件可作为四旋翼无人机使用，拓展使用场景，可满足更加多样化的任务需求。并最大程度减去了平飞动力单元等不必要的重量，增加四旋翼无人机续航时间。
附图说明
[0021]
附图1为本实用新型的组件化的复合翼无人机的立体结构示意图；
[0022]
附图2为本实用新型的组件化的复合翼无人机的拆分结构示意图；
[0023]
附图3为本实用新型中用于不同组件连接的扣件结构示意图；
[0024]
附图4为本实用新型的组件化的复合翼无人机的侧视图；
[0025]
附图5为本实用新型的组件化的复合翼无人机的后视图；
[0026]
附图6为本实用新型的复合翼无人机的多旋翼模式示意图。
具体实施方式
[0027]
以下结合附图对本案做进一步的说明：
[0028]
如附图1中所示，本发明的组件化的复合翼无人机，固定翼无人机、多旋翼无人机两种结构结合的机型，具备垂直起降和长时间平飞作业的能力。
[0029]
如附图2中复合翼无人机的拆分结构所示，该复合翼无人机包括了一个机身主体(3)、两个外翼面(1)、两套垂直动力组件(2)以及一套尾翼等组件。
[0030]
机身主体(3)呈面对称形状，包括舱体以及舱体两侧上部向外延伸出的翼面结构构成复合翼无人机的中翼；中翼具备上凸下平的升力特性结构。机身主体采用碳纤维复合材质或玻璃纤维复合材质。使舱体有充分的空间用于容纳无人机电池、挂载、飞行控制系统等部件
[0031]
外翼面(1)设有并排的两根碳管作为骨架，两根碳管向外延伸一段，使两个外翼面可分别插接到中翼的外侧，使复合翼无人机构成上单翼布局。在空气动力学方面，上单翼布局是高升阻比的构型，其最重要的特点在于飞机重心在机翼下方，使无人机具有自动恢复的飞行姿态的稳定性。
[0032]
如附图3中所示，可采用扣件(7)将外翼面(1)和机身主体(3)固定连接。其中附图3(a)为打开扣件的状态；附图3(b)为扣上扣件的状态。
[0033]
外翼面(1)为epo材质，成本低廉，可作为易损件做更换处理。
[0034]
两套垂直动力组件(2)分别包括一根支撑杆，每根支撑杆的两头的端部均固定设置一个垂直动力单元。按照支撑杆的长度方向沿着机身主体的弦长方向，将两套垂直动力组件(2)分别连接安装到机身主体(3)的两侧中翼的外端下部，构成四旋翼结构，用以产生复合翼无人机升降推力。
[0035]
使用螺栓贯穿机身主体(3)的中翼部位及两套垂直动力组件(2)的支撑杆并由螺母锁紧，使垂直动力组件(2)不脱离机身主体(3)。
[0036]
尾翼组件包括一根尾翼碳管(5)及设置在尾翼碳管后端的尾翼基座。设置两个尾翼翼面(6)分别连接在尾翼基座构成倒v尾结构，尾翼翼面(6)为epo材质，也可作为易损件做更换处理。尾翼组件在无人机高速平飞的情况下，利于提升稳定性和操作性。
[0037]
机身主体(3)的后端设置一截套管，使尾翼碳管(5)可以插入连接机身主体的后端，并设有锁紧件(4)锁紧，使尾翼组件不脱离机身主体。机身主体(3)的后端的套管的内部以及尾翼碳管(5)的前端分别设置匹配的电极接口以连接尾翼组件和机身主体的接线。
[0038]
组装完成的复合翼无人机，其侧视图如附图4所示；其后视图附图5所示。
[0039]
尾翼组件的后部设置平飞动力单元，用以产生复合翼无人机平飞推力。四个垂直动力单元及平飞动力单元均由无刷电机和配套的螺旋桨组成。其中，相邻两个垂直动力单元其旋转方向相反。
[0040]
无人机电池、挂载、飞行控制系统等部件在机舱中的位置分布使满足复合翼无人机的整体重心位置位于机翼的升力轴线上；并以该重心位置决定垂直动力组件的前后位置，使四旋翼结构的四个垂直动力单元对角连线中心点与该重心位置重合。
[0041]
两个外翼面(1)的后沿边分别设有外翼面舵面，在机身主体(3)的侧面最外端的后侧设置舵机，外翼面舵面连接到舵机转柄，使舵机可以控制外翼面舵面动作，用以控制平飞时的横滚动作。尾翼翼面(6)的后沿边分别设有尾翼舵面并同样采用舵机控制动作，用以控制平飞时的升降及调整姿态。
[0042]
并且，如附图6中所示，本例的无人机可以四旋翼无人机使用，实现一机多用。通过摘除两个外翼面和尾翼组件，只保留机身主体(3)和垂直动力组件(2)，与普通多旋翼无人机无异，最大程度减去了平飞动力单元等不必要的重量，增加四旋翼无人机续航时间。可适
当调整电池位置，使重心得到修正，进一步提升四旋翼无人机飞行性能。
[0043]
以上描述只是本实用新型的具体实施方式，各举例说明不对本实用新型构成限制，采用等效变换形成的技术方案，不背离本实用新型的实质。

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