本發(fā)明涉及無人機技術領域。具體地涉及一種可變形無人機及其可變形部件。

背景技術：

隨著微電子技術的發(fā)展，無人機得到了廣泛的應用。軍事上無人機可用于偵查、監(jiān)控、反恐作戰(zhàn)等；民用上無人機可用于航拍、交通巡邏、架空線纜巡檢、危險區(qū)域巡查和救災等。

現(xiàn)有的無人機的機翼通常由翼梁、翼肋、桁條等組成內(nèi)部骨架結構，外部再包裹蒙皮。機身和尾翼也是先安裝骨架結構，再包裹蒙皮；或者直接由加工的部件通過螺絲、鉚釘或者粘結劑等進行組裝。這樣的無人機組裝時安裝復雜，對安裝精度的要求高；組裝后的存儲占會用大量空間，運輸時也容易受損，由此給無人機后續(xù)的使用帶來了諸多不便。

中國專利cn203372390u公開了一種可折疊式無人機，該可折疊式無人機包括機身和一端帶螺旋槳驅動電機的碳管，該可折疊式無人機還包括一旋轉件，該旋轉件的第一端部與該碳管的另一端固定連接，該旋轉件的第二端部與該機身活動連接。通過上述技術方案，該使用新型在不工作時可以折疊，減小無人機占用的空間。但該方案只能用于多軸的旋翼無人機，且減小的占用空間有限。

中國專利cn102863561a公開了一種可折疊的垂直起降無人機，其包括：左機翼、主機翼、右機翼，各機翼上安裝有螺旋槳發(fā)動機、攝像頭與舵面，該可折疊無人機通過三個螺旋槳發(fā)動機實現(xiàn)穩(wěn)定的起飛與著陸過程。當在空中飛行時，通過左右機翼不同的折疊角，同時擁有小展弦比高速飛行與大展弦比低速飛行以及懸停三種不同的飛行模式。通過該技術方案，無人機能夠適應不同的使用要求，適應性更強，但是該方案通過機翼的折疊非常有限地減小無人機機翼存儲和運輸時所占用的空間，而且該無人機容易在運輸過程中受到損壞。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠快速安裝與拆卸的無人機，當使用時，通過拉伸若干彈性繩索或者旋緊螺母螺桿，快速地組成無人機外形；當需要存儲或運輸時，松開繩索或者旋松螺母螺桿，使整個無人機外形成平面狀，從而大大方便了無人機的使用，也給無人機的存儲和運輸帶來諸多便利。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明提供一種用于無人機的可變形部件，其包括：

第一彈性變形面，所述第一彈性變形面能夠受外力作用發(fā)生彎曲變形，并且當外力被釋放時能夠通過自身的張力恢復原狀；

第二彈性變形面，所述第二彈性變形面能夠受外力作用發(fā)生彎曲變形，并且當外力被釋放時能夠通過自身的張力恢復原狀，所述第一彈性變形面和所述第二彈性變形面構成彈性蒙皮；

第一連接桿，所述第一連接桿沿其長度方向分別與所述第一彈性變形面的第一端和所述第二彈性變形面的第一端連接；

第二連接桿，所述第二連接桿沿其長度方向分別與所述第一彈性變形面的第二端和所述第二彈性變形面的第二端連接，所述第一和第二彈性變形面的第一端分別與所述第一和第二彈性變形面的第二端相反；

至少一個變形驅動件，所述變形驅動件的一端連接至所述第一連接桿，所述變形驅動件的另一端穿過所述第二連接桿的沿著其徑向方向設置的通孔，使得所述第二連接桿能夠通過所述變形驅動件的驅動相對于所述第一連接桿移動，從而使所述第二連接桿相對于所述第一連接桿移動，由此通過所述第一連接桿與所述第二連接桿之間的相互靠近或遠離使得所述第一彈性變形面和所述第二彈性變形面發(fā)生張緊彎曲或釋放展開。

進一步地，所述變形驅動件是彈性繩索，所述第二連接桿設置有鄰接所述通孔的卡槽；通過拉伸所述彈性繩索使其通過所述第二連接桿的通孔相對于所述第二連接桿移動，從而使所述第一連接桿向所述第二連接桿靠近，由此使得所述第一彈性變形面和所述第二彈性變形面發(fā)生彎曲變形，當形成所需要的形狀時，能夠通過將所述彈性繩索卡緊在所述卡槽中從而保持該可變形部件的形狀；當將所述彈性繩索移出所述卡槽時，通過所述第一彈性變形面和所述第二彈性變形面的張力作用，所述第一連接桿與所述第二連接桿相互遠離，使得所述第一彈性變形面和所述第二彈性變形面恢復成展開的形狀。

進一步地，所述變形驅動件包括螺桿和螺母，所述螺桿的一端連接至所述第一連接桿，另一端穿過所述第二連接桿的通孔并且連接所述螺母，使得所述螺母在所述第二連接桿的遠離所述第一連接桿的一側抵靠所述第二連接桿，通過旋緊所述螺母從而推動所述第二連接桿靠近所述第一連接桿，從而使所述第一彈性變形面和所述第二彈性變形面發(fā)生彎曲變形直至形成所需要的形狀；當沿相反的方向旋松所述螺母時，通過所述第一彈性變形面和所述第二彈性變形面的張力作用，所述第一連接桿與所述第二連接桿相互遠離，使得所述第一彈性變形面和所述第二彈性變形面恢復成展開的形狀。

進一步地，所述可變形部件是可變形機翼或可變形機身。

進一步地，所述可變形部件是可變形水平尾翼。

進一步地，所述可變形部件是可變形垂直尾翼。

另外，本發(fā)明還涉及一種使用上述可變形部件的一種或多種的可變形無人機。

優(yōu)選地，所述可變形無人機的機身頭部能夠安裝動力裝置，所述可變形無人機的機身內(nèi)部能夠安裝控制系統(tǒng)。

進一步優(yōu)選地，所述動力裝置包括電機和螺旋槳。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：彈性蒙皮的剛度通過計算合理分布，當受到連接桿的壓力時，自動彎曲成所需部分的外形。當無人機需要使用時，只需拉伸連接桿之間的彈性繩索或者通過螺母旋緊連接桿之間的螺桿，使得連接桿所連接的彈性蒙皮快速彎曲成所需的氣動外形，再安裝所需的動力裝置與控制系統(tǒng)后，即可飛行使用；當無人機需要存儲或運輸時，松開連接桿間的彈性繩索或者旋松螺桿端部的螺母，使得各個可變形部件的彈性蒙皮由于自身的張力而展開成平面狀或接近平面狀，極大的方便了無人機的運輸與存儲。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的可變形無人機的總體示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的機翼的使用時的整體示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的機翼的使用時的截面示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的機翼的存儲或運輸時的整體示意圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的機翼的存儲運或輸時的截面示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，如圖1至圖5所示，提出一種可變形無人機，其包括機身1、機翼2、水平尾翼3、垂直尾翼4。其中，機身1、機翼2、水平尾翼3、垂直尾翼4均可以通過將在下文詳細描述的方式設置成可變形部件。此外，機翼2、水平尾翼3、垂直尾翼4可以均通過內(nèi)部鉸鏈與機身1連接。另外如圖1所述，機身1的頭部還可以設置有包括電機5和螺旋槳6的動力系統(tǒng)，從而為無人機提供飛行所需的動力。機翼2還可以設置有機翼副翼7，水平尾翼3還可以設置有平尾俯仰舵8，垂直尾翼4還可以設置有偏轉舵9；其中，機翼副翼7利用電動或者液壓舵機驅動，以控制無人機飛行的滾轉；平尾俯仰舵8和偏轉舵9由電動或者液壓舵機驅動，分別控制無人機飛行時的俯仰與偏轉。此外在機身的內(nèi)部還可以設置有控制系統(tǒng)。

以機翼2為可變形部件為例，如圖2至圖5所示，機翼2包括可變形的機翼彈性蒙皮10、分別在機翼的前緣和后緣連接至彈性蒙皮10的兩個連接桿11、和位于兩個連接桿11之間的若干變形驅動件12。其中，彈性蒙皮10包括位于上方的第一彈性變形面和位于下方的第二彈性變形面，第一和第二彈性變形面可以一體形成或者例如通過焊接接合形成。彈性蒙皮可以由具有良好的彈性恢復能力的金屬片、例如薄鋼片形成，以便于在受到外力的情況下發(fā)生彈性變形，并且當外力被釋放時能夠通過自身的張力恢復原狀。

如圖所示，連接桿11包括位于機翼的前緣的第一連接桿和位于機翼的后緣的第二連接桿。第一和第二彈性變形面的前端分別沿著第一連接桿的長度方向連接至第一連接桿，第一和第二彈性變形面的后端分別沿著第二連接桿的長度方向連接至第二連接桿，使得當?shù)谝缓偷诙椥宰冃蚊媸芰澢鷷r能夠與第一連接桿和第二連接桿分別形成類似鉸鏈的結構。第一和第二連接桿之間布置有若干變形驅動件12。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，變形驅動件12是彈性繩索，其一端可固定連接至第一連接桿；第二連接桿對應于變形驅動件的數(shù)量和截面尺寸設置有若干沿其徑向方向的通孔以及鄰接通孔的卡槽(未示出)，使得彈性繩索的另一端能夠通過通孔進行拉伸并且在需要時被卡緊在卡槽中。連接桿11可以根據(jù)需要設置成實心的或空心的。當無人機或機翼處于未使用的狀態(tài)時，彈性繩索不位于卡槽中或者說處于被釋放的狀態(tài)，此時彈性蒙皮10的第一和第二彈性變形面形成展開的平面狀或接近于平面狀，如圖5所示。當需要使用無人機時，通過彈性繩索的穿過第二連接桿的通孔的一端拉伸彈性繩索，使得第一連接桿被拉動朝向第二連接桿靠近，從而帶動第一彈性面和第二彈性面沿相反的方向發(fā)生彈性變形彎曲，當形成所需要的翼形時，通過將彈性繩索卡緊在卡槽中從而保持第一和第二彈性變形面的形狀，彈性繩索被拉伸而形成的內(nèi)應力有助于保持該形狀。此時第一和第二彈性變形面分別形成機翼的上翼面和下翼面。通過合理地分布構成翼面的彈性蒙皮沿弦線方向的剛度分布，使其通過彎曲變形形成所需的氣動外形。為了保證受力均勻，優(yōu)選地設置至少兩條彈性繩索。當無人機不需要使用時，尤其例如當需要存儲運輸無人機時，將彈性繩索移出卡槽，通過第一彈性變形面和第二彈性變形面的張力作用，第一連接桿與第二連接桿相互遠離，使得第一彈性變形面和第二彈性變形面恢復成展開的形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一種替代的實施方式，變形驅動件12包括螺桿和螺母(未示出)，螺桿的一端連接、例如螺紋連接至第一連接桿，另一端穿過第二連接桿的通孔并且連接螺母，使得螺母在第二連接桿的遠離第一連接桿的一側抵靠第二連接桿，通過旋緊螺母從而推動第二連接桿靠近第一連接桿，從而使第一彈性變形面和第二彈性變形面發(fā)生彎曲變形，當形成所需要的形狀時，能夠通過螺桿螺母之間的自鎖作用保持所形成的第一和第二彈性變形面的形狀。當沿相反的方向旋松螺母時，通過第一彈性變形面和第二彈性變形面的張力作用，第一連接桿與第二連接桿相互遠離，使得第一彈性變形面和第二彈性變形面恢復成展開的形狀。

替代地，機身1、水平尾翼3和垂直尾翼4也可以通過上述方式設計成可變形部件。例如在機身的兩側分別設置第一連接桿和第二連接桿，第一和第二彈性變形面分別用作機身上表面和機身下表面，并通過彈性繩索或螺桿螺母形成機身的彈性變形。當無人機需要存儲或運輸時，可以從機身卸下控制系統(tǒng)與動力系統(tǒng)，然后松開機身和/或機翼(和/或水平尾翼3、垂直尾翼4)的變形驅動部，各個可變形部件的彈性蒙皮由于自身的張力而展開成平面狀或接近平面狀，從而極大的減小了無人機占據(jù)的空間，方便無人機的存儲與運輸。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。