一种二旋翼矢量倾转无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种二旋翼矢量倾转无人机。

背景技术：

目前无人机均采用旋翼布局、固定翼布局以及最新出现桨翼布局。旋翼气动布局无人机是利用旋翼高速旋转，使旋翼上方产生低压，旋翼下方产生高压，托举起飞行器。该种布局飞行器具有对起降场地要求低，可进行悬停飞行的优势，但存在着飞行速度慢，有效载荷小、任务半径小、滞空时间短等缺陷。固定翼飞行器则是通过无人机与空气产生相对运动，利用机翼上下表面的气压差产生升力使飞行器进行飞行的，该布局虽然有着载重能力大、飞行速度快等优势，但其对跑道的高度依赖以及超高的操作需求是其最大的缺陷。桨翼气动布局无人机则是通过对旋翼气动布局无人机与固定翼气动布局无人机进行结合，在固定翼无人机机体上增加旋翼布局结构使其能将旋翼布局以及固定翼布局的优势进行整合。但桨翼布局因其增加的旋翼布局结构使其气动阻力与结构质量大幅度增加，令其性能只能介于固定翼布局与旋翼布局之间。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种二旋翼矢量倾转无人机，既能像旋翼无人机一样垂直起降，解决无人机对场地的需求，同时又能兼顾固定翼无人机的长续航、大载重、高航速、大半径的轻小型无人机，以满足户外作业时的大半径多元化的任务需求。

本发明提供的技术方案具体如下：

一种二旋翼矢量倾转无人机，包括主机翼、副翼、尾管、尾翼、机体及动力装置，所述机体垂直于主机翼设置，所述机体的前端和后端均设置有动力装置，所述动力装置用于无人机实现垂直起飞并在其进入水平飞行阶段后为其提供向前的拉力及推力，所述主机翼的左右两端均设置副翼，所述主机翼上平行且对称的设置有两尾管，且两所述尾管远离主机翼的一端通过尾翼连接，所述尾翼包括水平尾翼及设于水平尾翼左右两端的垂直尾翼，左边的垂直尾翼与主机翼左边的尾管连接，右边的垂直尾翼与主机翼右边的尾管连接。

优选地，所述动力装置包括螺旋桨、电机、双出轴舵机及垂直控制舵机，所述双出轴舵机用于带动电机与电机相连的螺旋桨整体旋转，所述垂直控制舵机用于控制无人机进行滚转偏移与航向偏移。

优选地，所述动力装置还包括固定架、控制轴、齿轮一及齿轮二，其中：所述双出轴舵机安装在固定架上，其输出端与电机固定连接；所述电机的输出端与螺旋桨连接并用于驱动其旋转；所述控制轴设于双出轴舵机的一侧并与其固定连接，所述控制轴的一端与齿轮一的中心轴连接，所述控制轴的两端均穿过固定架并与固定架转动连接；所述齿轮二与齿轮一相互啮合，并且所述齿轮二的中心轴与垂直控制舵机连接，所述垂直控制舵机用于驱动齿轮二旋转。

优选地，所述机身、主机翼及两尾管的结构由内至外分别包括结构骨架、填充层及壳体，所述结构骨架为碳纤维铣削零件，填充层为吹塑而成，壳体为碳纤维材质。

优选地，所述主机翼的结构骨架还包括斜撑和覆板，所述斜撑用于提高主机翼的结构强度，所述覆板用于分担受力。

优选地，所述骨架具体采用榫卯连接及胶接固定。

优选地，所述机身与主机翼之间为可拆卸式固定连接，用于承载控制设备、侦查设备以及动力装置。

优选地，所述主机翼与两尾管为一体成型结构。

优选地，两所述副翼与两所述尾管分别为可折叠设置。

优选地，所述副翼与主机翼之间通过铰链连接，所述主机翼上设置有用于锁定翻折后的副翼的位置的锁扣；所述尾管与主机翼之间通过铰链连接，所述主机翼上设置有用于锁定翻折后的尾管的位置的锁扣。

本发明的有益效果体现在：

本发明提供的无人机能实现垂直起飞与平飞两种模式相结合，减少了固定翼无人机对起飞跑道的依赖，同时相较于旋翼无人机，又有着媲美固定翼无人机的续航能力、载重能力以及任务半径，因此该款无人机能运用于各种复杂应用场合，从民用巡护到军用引导均可进行应用。同时，根据不同的损伤情况可进行部件修复或者更换，大大降低使用及维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明提供的二旋翼矢量倾转无人机的结构示意图；

图2为本发明提供的二旋翼矢量倾转无人机的动力装置的结构示意图；

图3为图2所示的动力装置的主视图；

图4为本发明提供的二旋翼矢量倾转无人机的主机翼的内部结构示意图。

附图中，1-主机翼，2-副翼，3-尾管，4-垂直尾翼，5-水平尾翼，6-机体，7-动力装置，8-螺旋桨，9-固定架，10-电机，11-双出轴舵机，12-垂直控制舵机，13-控制轴，14-齿轮一，15-齿轮二，16-斜撑，17-覆板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

本实施例提供一种二旋翼矢量倾转无人机，如图1所示，包括主机翼1、副翼2、尾管3、尾翼、机体6及动力装置7，机体6垂直于主机翼1设置，机体6的前端和后端均设置有动力装置7，动力装置7用于无人机实现垂直起飞并在其进入水平飞行阶段后为其提供向前的拉力及推力，主机翼1的左右两端均设置副翼2，主机翼1上平行且对称的设置有两尾管3，且两尾管3远离主机翼1的一端通过尾翼连接，尾翼包括水平尾翼5及设于水平尾翼5左右两端的垂直尾翼4，左边的垂直尾翼4与主机翼1左边的尾管3连接，右边的垂直尾翼4与主机翼1右边的尾管3连接。

在本实施例中，需要说明的是，如图2-3所示，动力装置7包括螺旋桨8、电机10、双出轴舵机11及垂直控制舵机12，双出轴舵机11用于带动电机10与电机10相连的螺旋桨8整体旋转，垂直控制舵机12用于控制无人机进行滚转偏移与航向偏移。动力装置7还包括固定架9、控制轴13、齿轮一14及齿轮二15，其中：双出轴舵机11安装在固定架9上，其输出端与电机10固定连接；电机10的输出端与螺旋桨8连接并用于驱动其旋转；控制轴13设于双出轴舵机11的一侧并与其固定连接，控制轴13的一端与齿轮一14的中心轴连接，控制轴13的两端均穿过固定架9并与固定架9转动连接；齿轮二15与齿轮一14相互啮合，并且齿轮二15的中心轴与垂直控制舵机12连接，垂直控制舵机12用于驱动齿轮二15旋转。

在无人机进行起飞时，控制机身前后动力装置7的双出轴舵机11时电机10以及螺旋桨8同时逆时针方向旋转90°，使前动力装置7的螺旋桨8与机身所在平面垂直并朝上，后动力装置7的螺旋桨8与机身所在平面垂直并朝下，启动电机10，电机10带动螺旋桨8旋转，使螺旋桨8上下方产生高低气压差从而驱动无人机实现垂直起飞；垂直起飞过程中，动力装置7的轴向布局相较于常规旋翼无人机的展向布局可以去除涡流环对起降的影响，并且结构相对简单，有利于减轻无人机的自重；前动力装置7的螺旋桨8与机身所在平面垂直并朝上，后动力装置7的螺旋桨8与机身所在平面垂直并朝下，可以为垂起及平飞提供动力，减小功耗，还能减小螺旋桨8滑流对整机升阻的影响，对整机进行减阻，提高飞行性能；

当无人机起飞后进入水平飞行阶段后，控制机身前后动力装置7的双出轴舵机11时电机10以及螺旋桨8同时顺时针方向旋转90°，即前后动力装置7与机身同轴，电机10带动螺旋桨8旋转使得上下表面产生气压差，为整机提供升力以实现水平飞行；

当需要进行滚转偏移或航向偏移时，通过垂直控制舵机12驱动齿轮二15旋转一定角度，由于齿轮二15与齿轮一14相互啮合，齿轮二15驱动齿轮一14反向旋转相同的角度，由于控制轴13与双出轴舵机11固定连接，从而使双出轴舵机11连同电机10和螺旋桨8旋转相应的角度，以实现滚转偏移或航向偏移。

在本实施例中，机身、主机翼1及两尾管3的结构由内至外分别包括结构骨架、填充层及壳体，结构骨架为碳纤维铣削零件，填充层为吹塑而成，壳体为碳纤维材质。需要说明的是，骨架具体采用榫卯连接及胶接固定。机身与主机翼1之间为可拆卸式固定连接，例如螺栓紧固连接，以实现拆解携带，组装使用，同时降低维护工时及成本。机身还可用于承载控制设备和侦查设备。主机翼1与两尾管3优选为一体成型结构，以防尾管3脱落。

在本实施例中，如图4所示，主机翼1的结构骨架还包括斜撑16和覆板17，斜撑16设于结构骨架之间，用于提高主机翼1的结构强度，覆板17用于分担受力。

在本实施例中，两副翼2与两尾管3分别为可折叠设置，可以使无人机体6积进一步缩小，方便携带。具体地，副翼2与主机翼1之间通过铰链连接，主机翼1上设置有用于锁定翻折后的副翼2的位置的锁扣；尾管3与主机翼1之间通过铰链连接，主机翼1上设置有用于锁定翻折后的尾管3的位置的锁扣。

本实施例提供的无人机能实现垂直起飞与平飞两种模式相结合，减少了固定翼无人机对起飞跑道的依赖，同时相较于旋翼无人机，又有着媲美固定翼无人机的续航能力、载重能力以及任务半径。因此该款无人机能运用于各种复杂应用场合，从民用巡护到军用引导均可进行应用。同时，根据不同的损伤情况可进行部件修复或者更换，大大降低使用及维护成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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