本發(fā)明涉及一種彈射飛行機器人，具體涉及一種可變掠角彈射串置翼飛行機器人。

背景技術(shù)：

目前，彈射飛行機器人由于發(fā)射速度高、發(fā)射穩(wěn)定性好、能夠在復(fù)雜地形發(fā)射等特點受到了廣大的研究者的青睞，同時彈射飛行機器人機翼可以折疊，便于運輸和存放。通常情況下飛行機器人控制方式是利用副翼配合尾舵實現(xiàn)其滾轉(zhuǎn)和俯仰姿態(tài)控制，但是由于彈射折疊翼飛行機器人的機翼折疊特性，這種方式會使折疊結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，零件數(shù)量增多，故障率也比較高。同時對于串置翼布局，如果使用兩個副翼控制，產(chǎn)生的控制力較小，響應(yīng)速度慢，而利用四個副翼結(jié)構(gòu)會使飛行機器人機翼結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，同時機身整體阻力也會變大。對于折疊翼飛行機器人的折疊機構(gòu)一般是利用扭簧或者齒輪齒條的方式展開，扭簧結(jié)構(gòu)不能進行主動驅(qū)動，在機翼展開后就失去了作用，對于緊湊型小型無人飛行機器人降低了零件的利用率，齒輪齒條結(jié)構(gòu)笨重不適用于小型無人飛行機器人。公開號為CN103587686B、申請日為2013年12月2日的發(fā)明專利公開了一種彈射折疊翼飛行機器人，該專利雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、控制力大，響應(yīng)速度快等優(yōu)勢，但是，該專利中的兩個前折疊翼2是通過扭簧安裝在前轉(zhuǎn)臺7上，兩個后折疊翼3是通過扭簧安裝在后轉(zhuǎn)臺17上，由此可知該飛行機器人是通過扭簧驅(qū)動折疊翼，扭簧結(jié)構(gòu)屬于被動驅(qū)動，這種驅(qū)動方式在折疊翼展開后扭簧就失去了作用，而且該專利中的兩個前折疊翼2不能分別展開，只能同時展開相同角度；兩個后折疊翼3也不能分別展開，只能同時展開相同角度；也沒有副翼機構(gòu)，無法實現(xiàn)飛行機器人的姿態(tài)控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有彈射飛行機器人的兩個前折疊翼2不能分別展開及兩個后折疊翼3也不能分別展開，無法實現(xiàn)飛行機器人的姿態(tài)控制的問題，提供一種可變掠角彈射串置翼飛行機器人。

本發(fā)明的一種可變掠角彈射串置翼飛行機器人，其組成包括折疊螺旋槳、機身、左后翼、右后翼、左前翼、右前翼、兩個垂直尾翼、兩個垂尾銷軸和四個轉(zhuǎn)動鉸鏈，折疊螺旋槳安裝在機身的頭部，左前翼和右前翼對稱設(shè)置在機身前端的兩側(cè)，左后翼和右后翼對稱設(shè)置在機身后端的兩側(cè)，左前翼、右前翼、左后翼和右后翼分別與其相對應(yīng)的轉(zhuǎn)動鉸鏈鉸接，每個轉(zhuǎn)動鉸鏈與機身內(nèi)部相對應(yīng)的舵機連接，兩個垂直尾翼對稱設(shè)置在機身尾端的兩側(cè)，且垂直尾翼通過扭簧安裝在機身尾部的上表面上。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

一、本發(fā)明的四個機翼是獨立控制的，兩個前翼可以進行后掠變化，兩個后翼可以進行前掠變化，通過控制舵機，合理的分配機翼的后掠和前掠變化，使飛行機器人的升力左右或者前后不平衡，從而使飛行機器人能夠進行滾轉(zhuǎn)和俯仰運動，實現(xiàn)飛行機器人副翼和升降舵的作用，從而使飛行機器人的運動姿態(tài)得到控制。

二、本發(fā)明去掉了飛行機器人的副翼和控制舵面，簡化了飛行機器人的折疊結(jié)構(gòu)和尾舵結(jié)構(gòu)，利用安裝在機身內(nèi)部的舵機控制機翼的展開，其體積小、重量輕、響應(yīng)速度快；通過舵機驅(qū)動機翼展開，同時在飛行時控制四個機翼掠角變化，從而改變飛行機器人的氣動外形進行低速巡航和高速飛行模式的切換。

三、本發(fā)明的機翼為串置翼布局，該布局提高了載荷，同時也解決了非串置翼布局機翼掠角變化不能實現(xiàn)升降舵作用的難題，對提高飛行機器人的氣動性能具有較高的工程實用價值，可推廣應(yīng)用于類似布局的飛行機器人的姿態(tài)控制。

四、本發(fā)明能夠保證飛行機器人在氣動中心不變的情況下使飛行機器人的展弦比減小、飛行阻力減小，利于飛行機器人的高速飛行，由于機翼較輕，對重心的影響可以忽略。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的飛行機器人折疊狀態(tài)的主視圖；

圖2為圖1的仰視圖；

圖3為飛行機器人展開狀態(tài)的立體圖；

圖4為飛行機器人展開狀態(tài)的仰視圖；

圖5為飛行機器人高速飛行狀態(tài)機翼掠角變化示意圖；

圖6為飛行機器人向右滾轉(zhuǎn)狀態(tài)機翼掠角變化示意圖；

圖7為飛行機器人向左滾轉(zhuǎn)狀態(tài)機翼掠角變化示意圖；

圖8為飛行機器人俯沖運動機翼掠角變化示意圖；

圖9為飛行機器人爬升運動機翼掠角變化示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1～圖4說明本實施方式，本實施方式包括折疊螺旋槳1、機身2、左后翼3、右后翼4、左前翼5、右前翼6、兩個垂直尾翼7、兩個垂尾銷軸8和四個轉(zhuǎn)動鉸鏈9，折疊螺旋槳1安裝在機身2的頭部，這樣布置有利于飛行機器人的彈射發(fā)射，左前翼5和右前翼6對稱設(shè)置在機身2前端的兩側(cè)，左后翼3和右后翼4對稱設(shè)置在機身2后端的兩側(cè)，左前翼5、右前翼6、左后翼3和右后翼4分別與其相對應(yīng)的轉(zhuǎn)動鉸鏈9鉸接，每個轉(zhuǎn)動鉸鏈9與機身2內(nèi)部相對應(yīng)的舵機連接(由舵機驅(qū)動轉(zhuǎn)動鉸鏈9)，兩個垂直尾翼7對稱設(shè)置在機身2尾端的兩側(cè)，且垂直尾翼7通過扭簧安裝在機身2尾部的上表面上。機身2為現(xiàn)有技術(shù)，機身2內(nèi)部有四個舵機，四個舵機與四個轉(zhuǎn)動鉸鏈9一一對應(yīng)。

從飛行機器人的仰視圖看，處于折疊狀態(tài)時四個機翼位置與機身2重疊。這樣可以在機身投影面積一定情況下有效的增大機翼面積，從而增大飛行機器人的有效載荷。

具體實施方式二：結(jié)合圖4說明本實施方式，本實施方式的左前翼5和右前翼6從與機身2平行的位置向前旋轉(zhuǎn)0°～90°。這樣布置可以保證飛行機器人機翼的快速準確地展開以及飛行過程中前翼只能后掠變化，減小飛行機器人控制的復(fù)雜程度。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式的左后翼3和右后翼4從與機身2平行的位置向后旋轉(zhuǎn)0°～90°。這樣布置可以保證飛行機器人機翼的快速準確地展開以及飛行過程中后翼只能前掠變化，減小飛行機器人控制的復(fù)雜程度。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式二相同。

本發(fā)明的工作原理：

⑴、飛行機器人彈射起飛前，各機翼旋轉(zhuǎn)到與機身2平行的位置，見圖1和圖2；

⑵、當飛行機器人被彈射發(fā)射以后，左前翼5和右前翼6在舵機驅(qū)動下向前轉(zhuǎn)動90°后完全展開；左后翼3和右后翼4在舵機驅(qū)動下向后轉(zhuǎn)動90°后完全展開，見圖3和圖4；兩個垂直尾翼7在扭簧作用下展開，垂直尾翼7上不含升降舵和方向舵，只起到橫向穩(wěn)定作用。

⑶、當需要飛行機器人進行高速飛行時，左前翼5和右前翼6同時后掠變化20°，即向后旋轉(zhuǎn)20°，左后翼3和右后翼4同時前掠變化20°，即向前旋轉(zhuǎn)20°，見圖5，飛行機器人的展弦比減小、飛行阻力減小。

⑷、當需要飛行機器人低速巡航時，左前翼5和右前翼6完全展開狀態(tài)，左后翼3和右后翼4完全展開，飛行機器人的各個機翼掠角為零，見圖3和圖4；

⑸、當需要飛行機器人向右滾轉(zhuǎn)時，右前翼6由展開狀態(tài)變后掠、右后翼4由展開狀態(tài)變前掠，左前翼5和左后翼3維持完全展開狀態(tài)不變，見圖6，使飛行機器人右邊的升力減小且氣動中心向左偏移，造成左右升力不平衡，產(chǎn)生使飛行機器人向右滾轉(zhuǎn)的滾轉(zhuǎn)力矩，達到代替副翼結(jié)構(gòu)實現(xiàn)飛行機器人滾轉(zhuǎn)姿態(tài)控制的目的。

⑹、當需要飛行機器人向左滾轉(zhuǎn)時，左前翼5由展開狀態(tài)變后掠、左后翼3由展開狀態(tài)變前掠，右前翼6和右后翼4維持完全展開狀態(tài)不變，見圖7，使飛行機器人左邊的升力減小且氣動中心向右偏移，造成左右升力不平衡，產(chǎn)生使飛行機器人向左滾轉(zhuǎn)的滾轉(zhuǎn)力矩，達到代替副翼結(jié)構(gòu)實現(xiàn)飛行機器人滾轉(zhuǎn)姿態(tài)控制的目的。

⑺、當需要飛行機器人俯沖運動時，左前翼5和右前翼6由展開狀態(tài)變后掠相同的角度，左后翼3和右后翼4維持完全展開狀態(tài)不變，見圖8，使飛行機器人前部的升力減小且氣動中心后移，飛行機器人前后升力不平衡，產(chǎn)生使飛行機器人低頭的力矩，達到代替升降舵實現(xiàn)飛行機器人俯沖姿態(tài)控制的目的。

⑻、當需要飛行機器人爬升運動時，左后翼3和右后翼4由展開狀態(tài)變前掠相同的角度，左前翼5和右前翼6維持完全展開狀態(tài)不變，見圖9，使飛行機器人后部的升力減小且氣動中心前移，飛行機器人前后升力不平衡，產(chǎn)生使飛行機器人抬頭的力矩，達到代替升降舵實現(xiàn)飛行機器人爬升姿態(tài)控制的目的。