复合式垂直起降飞行器的制作方法

本实用新型涉及无人机
技术领域：
，尤其涉及一种复合式垂直起降飞行器。
背景技术：
：多旋翼飞行器的动力螺旋桨近似平行于水平面设置，使得其能够实现垂直起降，这样，对场地要求不高，在多个领域得到应用。现有技术中，为了拓展多旋翼飞行器的优势，多将多旋翼与固定翼结合构成垂直起降复合翼飞行器，以兼具多旋翼和固定翼的特点。但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：由于采用多旋翼加固定翼的方式结合，导致现有技术中的复合翼飞行器与同载荷的多旋翼飞行器相比，其体积大大增加，不利于运输飞行和节约能源。技术实现要素：本申请实施例提供一种复合式垂直起降飞行器，该复合式垂直起降飞行器包括机身单元，该机身单元的周向设有若干机臂，机臂的外端部设有动力螺旋桨，以构成多旋翼，然后，机身单元顶部固接有旋翼轴，旋翼轴相对机身单元的中垂线以第一角度向后倾斜，旋翼轴端部装设有无动力螺旋桨，以构成自转旋翼；即，相对于现有技术，本申请实施例中的复合式垂直起降飞行器，在多旋翼的基础上，将固定翼改为自转旋翼，从而将多旋翼和自转旋翼的特点结合，这样，与现有技术的复合翼飞行器相比，在同载荷情况下，体积大大减小；从而解决了复合翼飞行器与同载荷的多旋翼飞行器相比，体积大大增加的技术问题，实现了利于运输飞行和节约能源的技术效果。本申请实施例提供了一种复合式垂直起降飞行器，包括：机身单元，所述机身单元的周向设有若干机臂，所述机身单元的顶部固接有旋翼轴，相对所述机身单元的中垂线，所述旋翼轴以第一角度倾斜设置；第一螺旋桨，所述第一螺旋桨装设于所述机臂的外端部，所述第一螺旋桨平行于所述机臂；第二螺旋桨，所述第二螺旋桨装设于所述旋翼轴；其中，所述第二螺旋桨位于周向布置的若干所述第一螺旋桨的中部。本公开实施例中，所述第一螺旋桨为动力螺旋桨，所述第二螺旋桨为无动力螺旋桨。本公开实施例中，所述复合式垂直起降飞行器前飞时，所述机身单元以第二角度倾斜，其中，所述第一角度大于所述第二角度。本公开实施例中，所述机身单元的周向均匀设有4个机臂，或者6个机臂，或者8个机臂。本公开实施例中，所述机臂的外端部设有电机，所述电机的电机轴垂直于所述机臂，所述第一螺旋桨装设于所述电机轴。本公开实施例中，所述旋翼轴的端部设有旋翼轴承，所述第二螺旋桨装设于所述旋翼轴承，且，所述第二螺旋桨绕所述旋翼轴自由旋转。本公开实施例中，所述机身单元上设有第三螺旋桨，所述第三螺旋桨平行于所述机身单元的中垂线，且，所述第三螺旋桨为动力螺旋桨。本公开实施例中，所述第三螺旋桨通过电机或发动机驱动。本公开实施例中，所述第三螺旋桨设于所述机身单元的头部和/或尾部。本公开实施例中，所述复合式垂直起降飞行器还包括起落架，所述起落架设于所述机身单元下方。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例中，该复合式垂直起降飞行器包括机身单元，其中，在机身单元的周向设有若干机臂，机臂的外端部设有平行于机臂的第一螺旋桨，该第一螺旋桨为动力螺旋桨，即，构成多旋翼；然后，在机身单元的顶部固接有向后倾斜的旋翼轴，旋翼轴上装设有第二螺旋桨，该第二螺旋桨为无动力螺旋桨，即，构成自转旋翼；也就是说，本申请实施例中，在多旋翼飞行器的机身顶部，设置了自转旋翼，这样，由多旋翼和自转旋翼构成复合式垂直起降飞行器；能够理解，相较现有技术中多旋翼和固定翼的结合，将固定翼改为自转旋翼，这样，在同载荷情况下，大大减小了飞行器的体积，进而利于运输飞行和节约能源。附图说明图1为本申请实施例中所述复合式垂直起降飞行器的结构示意图。图2为图1的俯视图。图3为本申请实施例中所述复合式垂直起降飞行器前飞时前倾的结构示意图。图4为本申请另一实施例中所述复合式垂直起降飞行器的结构示意图。图5为图4的俯视图。附图标记10-第一螺旋桨20-第二螺旋桨30-第三螺旋桨40-机身单元41-机臂42-旋翼轴43-中垂线44-电机45-旋翼轴承50-起落架d1-第一角度d2-第二角度具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。概述现有技术中，为了利用多旋翼垂直起降的优点，多将多旋翼和固定翼组合，构成垂直起降复合式飞行器，其兼具多旋翼和固定翼的特点，例如飞行速度快，续航时间长等，然而，其同样具有一定的局限性；参考下表1、表2、表3所示，表1为某多旋翼飞行器的技术参数，表2为某固定翼飞行器的技术参数，表3为现有技术中，某垂直起降复合式(多旋翼加固定翼)飞行器的技术参数。表1某多旋翼飞行器的技术参数表2某固定翼飞行器的技术参数翼长2.53m最大续航时间3h翼展3.17m动力类型汽油发动机常规任务负载3kg工作温度-20℃～50℃最大负载5kg巡航速度100km/hr最大起飞重量28kg抗风能力8～10m/s航程300km起飞方式滑跑起飞、弹射起飞实用升限3000m降落方式伞降、滑跑降落发动机保养周期﹥150h控制方式程控全自主控制模式/手动遥控模式表3某垂直起降复合式飞行器的技术参数机型油电混合垂直起降复合翼最大航程600～800km机长2m巡航速度100km/h翼展3.6m实用升限5000m最大起飞重量26kg起飞方式垂直起飞有效载荷5kg降落方式垂直降落续航时间6～8h抗风等级7级(14m/s)参考上表可以看到，在有效载荷相近的情况下，该垂直起降复合式飞行器由于采用固定翼，带来了体积较大的缺陷，这就给物体运输带来不便。针对上述现状，本申请实施例中，将固定翼改为自转旋翼，即，该复合式垂直起降飞行器为多旋翼和自转旋翼的结合，这样，大大减小了飞行器的体积。本申请实施例提供了一种复合式垂直起降飞行器，结合图1、2所示，该复合式垂直起降飞行器包括机身单元40、第一螺旋桨10和第二螺旋桨20，其中，该第一螺旋桨10为动力螺旋桨，该第二螺旋桨20为无动力螺旋桨；该机身单元40的周向设有若干机臂41，然后，该第一螺旋桨10装设于机臂41的外端部，并且，该第一螺旋桨10平行于机臂；该机身单元40的顶部固接有旋翼轴42，相对机身单元的中垂线43，该旋翼轴42以第一角度d1向后倾斜设置，然后，该第二螺旋桨20装设于该旋翼轴42，这样，该第二螺旋桨20位于周向布置的若干第一螺旋桨10中部。也就是说，本实施例中，在机身单元上同时布置多旋翼和自转旋翼，具体的，在机身单元的周向布置多旋翼，在机身单元的顶部布置自转旋翼，以构成复合式垂直起降飞行器。能够理解，上述的中垂线、向后等方位为相对机身单元降落静止时所述；并且，自转旋翼飞行器为一种由旋翼自转而非动力驱动来获得升力的旋翼类飞行器，其与直升机外形类似，但与直升机顶部的动力螺旋桨不同，自转旋翼飞行器顶部的自转旋翼为无动力螺旋桨，该无动力螺旋桨必须通过气流推动浆盘旋转，然后自转旋翼飞行器一般还带有一个垂直于水平面的推进螺旋桨提供前进动力。本申请实施例中，在多旋翼飞行器的机身顶部，设置了自转旋翼，这样，由多旋翼和自转旋翼构成复合式垂直起降飞行器；能够理解，相较现有技术中多旋翼和固定翼的结合，将固定翼改为自转旋翼，结合图1，该自转旋翼位于机身单元顶部，与多旋翼为上下结构设置，这样，使得整个飞行器结构紧凑，在同载荷情况下，大大减小了飞行器的体积，进而利于运输飞行和节约能源。另一方面，结合上述表1～3所示，多旋翼飞行器的巡航速度一般较低，远小于固定翼飞行器，现有技术中，多旋翼和固定翼结合构成的复合式飞行器，除了体积较大外，两种旋翼的飞行速度也不匹配，这就导致在垂直起飞后，转换为固定翼飞行模式时，多旋翼部分的动力将不再发挥作用，成为飞行负担，因此还需要额外设置动力螺旋桨；而本申请实施例的复合式垂直起降飞行器，该多旋翼和自转旋翼的飞行速度均较低，相对匹配，在多旋翼的飞行速度下，该自转旋翼能够实现正常巡飞，可以不需要额外的动力配置；此外，本实施例中，当多旋翼停止工作时，单独的自转旋翼同样能够实现近似垂直起降，可以减少垂直起降所需的能量消耗。需要说明的是，本实施例中，该第一螺旋桨为平行于机臂设置；该若干第一螺旋桨可为在同一平面内设置，例如结合图1、2，或者，该若干第一螺旋桨可与水平面呈一定的角度，例如，若干个第一螺旋桨均向机身方向内倾设置，本申请对此不做限制。一种可能实施方式中，该复合式垂直起降飞行器前飞时，机身单元40以第二角度倾斜，其中，该第一角度d1大于第二角度d2。能够理解，对于多旋翼飞行器，其多种飞行动作是通过多个旋翼间的相对旋转速度的变化实现的，例如，结合图3，图3中左侧为机身前部，右侧为机身后部，当前飞时，需要机身前部旋翼转速降低，机身后部旋翼转速升高，此时，机身后部旋翼提供的升力增大，机身以第二角度前倾，这样，机身后部旋翼在水平方向才能够提供向前的分力，从而实现前飞；结合本申请实施例，能够理解，在前飞时，由于机身单元前倾第二角度，此时，为了保证自转旋翼依靠气流旋转，需要该第一角度大于第二角度。一种可能实施方式中，该机身单元40的周向均匀设有4个机臂41，或者6个机臂41，或者8个机臂41。能够理解，该若干机臂为沿机身单元的周向均匀布置，根据实际需要，该机臂数量可为4个、6个或8个等。一种可能实施方式中，该机臂41的外端部设有电机44，电机44的电机轴垂直于机臂41，然后，第一螺旋桨10装设于电机轴。该第一螺旋桨为动力螺旋桨，一种实现方式为，该第一螺旋桨通过电机驱动，即，结合图1，在机臂的外端部设置电机，电机轴垂直于机臂，然后在电机轴上装设第一螺旋桨，以构成多旋翼。一种可能实施方式中，该旋翼轴42的端部设有旋翼轴承45，第二螺旋桨20装设于旋翼轴承45，且，该第二螺旋桨20绕所述旋翼轴42自由旋转。该第二螺旋桨为无动力螺旋桨，一种实现方式为，该第二螺旋桨通过旋翼轴承装设于旋翼轴，这样，可实现该第二螺旋桨绕旋翼轴自由旋转。一种可能实施方式中，机身单元40上设有第三螺旋桨30，该第三螺旋桨30平行于机身单元40的中垂线43，且，该第三螺旋桨30为动力螺旋桨。本实施例中，结合图4、5所示，在机身单元上设置第三螺旋桨，该第三螺旋桨平行于机身单元的中垂线，也就是说，在机身单元上设置推进螺旋桨，以提供额外的动力，从而提高多旋翼的飞行速度；具体的，能够理解，根据实际需要，该第三螺旋桨可为电机驱动或发动机驱动；并且，该第三螺旋桨可设于机身单元的头部或尾部，或者，在机身单元头部和尾部均设置该第三螺旋桨。一种可能实施方式中，结合图1，该复合式垂直起降飞行器还包括起落架50，该起落架50设于机身单元40下方，该起落架可以保证复合式垂直起降飞行器的垂直起降平稳。需要说明的是，本申请的复合式垂直起降飞行器的飞行过程为：垂直起飞：飞行器在地面静止时，首先机身单元周向的多旋翼以同一转速旋转，飞行器实现垂直起飞；前飞：控制多旋翼的转速，使得机身单元后部旋翼转速升高，机身单元前部旋翼转速降低，机身前倾，此时，机身单元后部旋翼的水平分量提供一部分前飞动力，并且，此时，机身单元顶部的自转旋翼由于气流作用，开始自转并提供部分的前飞动力。垂直降落：飞行器停止前飞时，自转旋翼转速逐渐降低，此时，通过使多旋翼以同一转速并逐渐降低，实现飞行器垂直降落。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。当前第1页1 2 3 

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