本發(fā)明涉及航空，尤其涉及一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有垂直起降無人機(jī)大多采用兩套動(dòng)力系統(tǒng)，垂直起降階段由旋翼提供升力，而固定翼面和尾推螺旋槳對(duì)該階段飛行沒有貢獻(xiàn)；平飛階段由尾推螺旋槳和固定翼面提供升力，旋翼動(dòng)力系統(tǒng)不工作，每一飛行階段均只由兩套動(dòng)力系統(tǒng)中的一套提供飛行動(dòng)力，飛行效率較低。

2、同時(shí)，現(xiàn)有的垂直起降無人機(jī)大多不可折疊，所需存放空間較大，運(yùn)輸時(shí)需要將機(jī)身拆解成若干部分，使用時(shí)再進(jìn)行組裝，需要更多的準(zhǔn)備時(shí)間和運(yùn)輸成本。

3、多旋翼無人機(jī)飛行速度相較固定翼無人機(jī)較低，且航時(shí)較短，在對(duì)飛行速度要求更高或航時(shí)要求更長的任務(wù)場(chǎng)景中應(yīng)用受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)。結(jié)合了多旋翼無人機(jī)可垂直起降、靈活性高和固定翼無人機(jī)飛行速度高、航時(shí)長的優(yōu)勢(shì)。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，包括機(jī)身、前機(jī)翼、后機(jī)翼、控制舵面及執(zhí)行機(jī)構(gòu)、旋翼電機(jī)和螺旋槳，所述前機(jī)翼和后機(jī)翼分別通過前折疊機(jī)構(gòu)和后折疊機(jī)構(gòu)連接機(jī)身，所述前機(jī)翼和后機(jī)翼展開后均為x型布局，所述前機(jī)翼同時(shí)作為旋翼機(jī)臂，安裝有旋翼電機(jī)和螺旋槳；所述后機(jī)翼的后緣處安裝控制舵面，同時(shí)作為起落架，所述前機(jī)翼和后機(jī)翼可折疊至與機(jī)身貼合。

4、使用時(shí)，前機(jī)翼和后機(jī)翼可自動(dòng)展開至設(shè)定位置并自鎖，無人機(jī)機(jī)翼展開后，由安裝在前機(jī)翼末端的螺旋槳提供動(dòng)力，無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)垂直起飛；無人機(jī)垂直起飛至一定高度后，通過控制旋翼動(dòng)力分配和后機(jī)翼上的控制舵面調(diào)整無人機(jī)飛行速度和姿態(tài)，使機(jī)翼產(chǎn)生升力，從而降低無人機(jī)飛行能耗，大幅提高航時(shí)，同時(shí)，旋翼動(dòng)力可以更多或完全分配在克服飛行阻力的方向，以較高的飛行速度執(zhí)行任務(wù)；無人機(jī)任務(wù)結(jié)束后可通過控制旋翼動(dòng)力分配和后機(jī)翼上的控制舵面調(diào)整無人機(jī)為豎直姿態(tài)，進(jìn)行垂直降落回收。

5、作為優(yōu)選，所述折疊后的無人機(jī)外輪廓近似為圓柱形。方便進(jìn)行存儲(chǔ)、運(yùn)輸，也可裝填在合適尺寸的發(fā)射筒內(nèi)進(jìn)行彈射起飛。

6、作為優(yōu)選，所述機(jī)身設(shè)計(jì)為階梯狀，靠近頭部的階梯面為前階梯面，機(jī)身后段的階梯面為后階梯面，前階梯面的寬度尺寸大于后階梯面，前折疊機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)身前階梯面，后折疊機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)身后階梯面。折疊后，前機(jī)翼和后機(jī)翼能夠錯(cuò)開收攏至貼合機(jī)身。

7、作為優(yōu)選，所述前折疊機(jī)構(gòu)和后折疊機(jī)構(gòu)分別由轉(zhuǎn)軸、扭簧、機(jī)翼安裝座、彈簧銷組成，轉(zhuǎn)軸固定連接在機(jī)身上，機(jī)翼安裝座轉(zhuǎn)動(dòng)連接在轉(zhuǎn)軸上，扭簧連接機(jī)翼安裝座和機(jī)身，彈簧銷安裝于機(jī)身內(nèi)，機(jī)翼安裝座上有滑軌和鎖銷孔，鎖銷孔設(shè)置于滑軌的一端，在折疊狀態(tài)時(shí)，扭簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧銷位于滑軌沒有鎖銷孔的一端且彈簧處于壓縮狀態(tài)，前機(jī)翼安裝在前折疊機(jī)構(gòu)的機(jī)翼安裝座上，后機(jī)翼安裝在后折疊機(jī)構(gòu)的機(jī)翼安裝座上。解除外力約束后，在扭簧的作用下，機(jī)翼安裝座繞安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧銷也沿滑軌滑動(dòng)至鎖銷孔處，彈簧銷被彈入鎖銷孔內(nèi)，從而鎖定機(jī)翼安裝座，完成展開。收攏折疊機(jī)構(gòu)時(shí)，先使用尺寸合適的細(xì)長棒狀物從鎖銷孔外側(cè)的頂針孔將彈簧銷壓出鎖銷孔外，同時(shí)通過外力轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼安裝座，使其收攏至貼合機(jī)身，完成折疊。

8、作為優(yōu)選，所述鎖銷孔內(nèi)上方設(shè)置有貫穿機(jī)翼安裝座的同軸頂針孔。折疊時(shí)，用一尺寸合適的細(xì)長頂針從頂針孔處將彈簧銷壓出鎖銷孔，同時(shí)朝遠(yuǎn)離機(jī)頭的方向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼安裝座。

9、作為優(yōu)選，所述前機(jī)翼的展開角度為90°。

10、作為優(yōu)選，所述后機(jī)翼的展開角度為105°～115°。后機(jī)翼的翼梢處低于機(jī)身尾部。后機(jī)翼展開后可在起飛和降落時(shí)作為無人機(jī)起落支架。

11、作為優(yōu)選，所述旋翼電機(jī)和螺旋槳安裝在前機(jī)翼末端，前機(jī)翼折疊后長于機(jī)身，使得旋翼電機(jī)能被收攏至機(jī)身后方。

12、作為優(yōu)選，所述螺旋槳可折疊。便于無人機(jī)折疊后的進(jìn)行存儲(chǔ)、運(yùn)輸、筒式發(fā)射。

13、本發(fā)明的有益效果是：（1）、相比傳統(tǒng)多旋翼無人機(jī)，本發(fā)明將前機(jī)翼與旋翼機(jī)臂融合，后機(jī)翼與起落架融合，機(jī)翼在巡航時(shí)能為無人機(jī)提供升力，從而降低無人機(jī)飛行能耗，大幅提高航時(shí)；同時(shí)，旋翼動(dòng)力可更多或完全分配在克服阻力方向，從而提高飛行速度；（2）、可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)有兩組可自動(dòng)展開的折疊機(jī)翼，展開時(shí)前后兩組機(jī)翼均為x型布局；后機(jī)翼展開后有一定后掠角，可作為起落支架；兩組機(jī)翼折疊后無人機(jī)外輪廓近似為圓柱形，便于存儲(chǔ)和運(yùn)輸；（3）、相比現(xiàn)有一般構(gòu)型的垂直起降無人機(jī)，本發(fā)明由一套動(dòng)力系統(tǒng)提供全任務(wù)階段飛行動(dòng)力，能夠避免在垂直起降階段和平飛階段存在兩套動(dòng)力系統(tǒng)不能通用而導(dǎo)致負(fù)載能力和氣動(dòng)效率低的問題，增加動(dòng)力系統(tǒng)利用率，提升續(xù)航能力；（4）、本發(fā)明具備機(jī)翼可折疊功能，解決現(xiàn)有垂直起降無人機(jī)存儲(chǔ)空間需求大，需要拆解運(yùn)輸，使用前需要重新組裝，飛行準(zhǔn)備時(shí)間長等問題，可降低對(duì)存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)目臻g要求和經(jīng)濟(jì)成本，并且可支持筒式發(fā)射、手持起飛，使用更加便捷。

技術(shù)特征：

1.一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，包括機(jī)身、前機(jī)翼、后機(jī)翼、控制舵面及執(zhí)行機(jī)構(gòu)、旋翼電機(jī)和螺旋槳，其特征是，所述前機(jī)翼和后機(jī)翼分別通過前折疊機(jī)構(gòu)和后折疊機(jī)構(gòu)連接機(jī)身，所述前機(jī)翼和后機(jī)翼展開后均為x型布局，所述前機(jī)翼同時(shí)作為旋翼機(jī)臂，安裝有旋翼電機(jī)和螺旋槳；所述后機(jī)翼的后緣處安裝控制舵面，同時(shí)作為起落架，所述前機(jī)翼和后機(jī)翼可折疊至與機(jī)身貼合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，其特征是，折疊后的無人機(jī)外輪廓近似為圓柱形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，其特征是，所述機(jī)身設(shè)計(jì)為階梯狀，靠近頭部的階梯面為前階梯面，機(jī)身后段的階梯面為后階梯面，前階梯面的寬度尺寸大于后階梯面，前折疊機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)身前階梯面，后折疊機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)身后階梯面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，其特征是，所述前折疊機(jī)構(gòu)和后折疊機(jī)構(gòu)分別由轉(zhuǎn)軸、扭簧、機(jī)翼安裝座、彈簧銷組成，轉(zhuǎn)軸固定連接在機(jī)身上，機(jī)翼安裝座轉(zhuǎn)動(dòng)連接在轉(zhuǎn)軸上，扭簧連接機(jī)翼安裝座和機(jī)身，彈簧銷安裝于機(jī)身內(nèi)，機(jī)翼安裝座上有滑軌和鎖銷孔，鎖銷孔設(shè)置于滑軌的一端，在折疊狀態(tài)時(shí)，扭簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧銷位于滑軌沒有鎖銷孔的一端且彈簧處于壓縮狀態(tài)，前機(jī)翼安裝在前折疊機(jī)構(gòu)的機(jī)翼安裝座上，后機(jī)翼安裝在后折疊機(jī)構(gòu)的機(jī)翼安裝座上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，其特征是，所述鎖銷孔內(nèi)上方設(shè)置有貫穿機(jī)翼安裝座的同軸頂針孔。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，其特征是，所述前機(jī)翼的展開角度為90°。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，其特征是，所述后機(jī)翼的展開角度為105°～115°。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，其特征是，展開后，后機(jī)翼的翼梢處低于機(jī)身尾部。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，其特征是，所述旋翼電機(jī)和螺旋槳安裝在前機(jī)翼末端，前機(jī)翼折疊后長于機(jī)身。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，其特征是，所述螺旋槳可折疊。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可折疊復(fù)合構(gòu)型垂直起降無人機(jī)，包括機(jī)身、前機(jī)翼、后機(jī)翼、控制舵面及執(zhí)行機(jī)構(gòu)、旋翼電機(jī)和螺旋槳，前機(jī)翼和后機(jī)翼分別通過前折疊機(jī)構(gòu)和后折疊機(jī)構(gòu)連接機(jī)身，前機(jī)翼和后機(jī)翼展開后均為X型布局，前機(jī)翼上安裝有旋翼電機(jī)和螺旋槳，后機(jī)翼上安裝控制舵面及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，前機(jī)翼和后機(jī)翼可折疊至與機(jī)身貼合。本發(fā)明僅使用一套動(dòng)力系統(tǒng)，使無人機(jī)同時(shí)具備多旋翼無人機(jī)垂直起降能力、高靈活性和固定翼飛機(jī)低能耗巡航、高速飛行的能力，并且機(jī)翼可折疊收攏至貼合機(jī)身，折疊后外輪廓為圓柱狀，結(jié)構(gòu)緊湊，更便于存儲(chǔ)、運(yùn)輸和攜行；另外可支持筒式發(fā)射、地面起飛、手持起飛、高空布撒等方式進(jìn)行部署。

技術(shù)研發(fā)人員：徐顯銳,林宇,路奔,梅欣怡,張思雨,李曉龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州云箭智融信息技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6