[發明專利]一種垂直起降固定翼無人機

在審

• 申請號: 201711339579.4
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108033013A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 邵文遠
• 申請（專利權）人: 邵文遠
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64C29/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明涉及了一種垂直起降固定翼無人機，具有大面積的固定翼、4個可傾轉旋翼和4個旋翼傾轉機構，垂直起降時，傾轉機構使4個旋翼產生向上的升力，并從機翼前后抬起無人機，平飛時，傾轉機構使旋翼產生一致向前的牽引力，并使機翼產生升力，垂直起降時機身兩側旋翼升力的合力和平飛時機翼的升力一致，所以可采用較簡單輕便的力學結構，有利于減小機重，增加載重量。本發明也適合于飛翼無人機、鴨式無人機、多機翼無人機。

技術領域：

本發明屬于飛行器技術領域，具體涉及一種傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機，尤其是用于物流運輸的無人機。

背景技術：

專利201610644615.7公布了一種三漿式傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機，該發明在機翼前緣設置了兩個傾轉旋翼，在機尾設置一個傾轉旋翼，當垂直起降時，機翼前緣的兩個傾轉旋翼轉到垂直向上，產生主要的向上升力，機尾的傾轉旋翼產生部分向上升力使機身平衡，并靠繞機身軸線傾轉一定角度以控制機身繞垂直軸線的回轉。當平飛時，機翼前緣的兩個傾轉旋翼轉到水平向前，產生向前拉力和速度，使機翼產生升力。

這樣，該發明具有既可以垂直起降，也可像普通固定翼無人機那樣高速飛行或滑行起降的優點，但該發明也有如下缺點：

1、垂直起降時兩個前旋翼承擔了機重2/3以上的載荷，該載荷通過一個力臂施加在機翼前緣，會對機翼產生可觀的額外扭矩，為防止對機翼產生破壞，必須增強機翼及機身相關結構的強度，因此必然加大機身重量，降低載重能力。

2、平飛時后旋翼會產生氣動阻力，影響航速，加大能耗。

3、三旋翼垂直起降，其可操控性、穩定性、抗風性均不最理想。

發明內容：

本發明的目的在于提出一種新結構的傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機，該無人機在平飛和垂直起降兩種狀態下，整機受力狀態更合理，力學結構更簡單，更輕便，從而保證能裝載更多載荷，平飛航速更快，垂直起降更穩定，能在狹窄地塊準確著落。

為實現以上目的，本發明的一種傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機包括左機翼、右機翼、機身、左前旋翼、右前旋翼、左后旋翼、右后旋翼，左前電機、右前電機、左后電機、右后電機。

左機翼的前緣有一個左前傾轉機構、后緣有一個左后傾轉機構，通過左連接構件連接左機翼，右機翼的前緣有一個右前傾轉機構，后緣有一個右后傾轉機構，通過右連接構件連接右機翼。

左前電機、右前電機、左后電機、右后電機分別安裝在左前傾轉機構、右前傾轉機構、左后傾轉機構、右后傾轉機構上。左右機翼前緣的左前傾轉機構、右前傾轉機構可使所裝的左前電機、右前電機的軸線從對地面平行狀態向上傾轉90度，左右機翼后緣的左后傾轉機構、右后傾轉機構可使所裝的左后電機、右后電機的軸線從對地面平行狀態向下傾轉90度，左前旋翼、右前旋翼、左后旋翼、右后旋翼的旋向和安裝方向都按平飛時推力向前配置。

所述的旋翼換為變距螺旋槳和變距機構。

所述左前旋翼、右前旋翼換為變距螺旋槳加變距機構，所述左后旋翼、右后旋翼換為可折迭式螺旋槳。

所述左后旋翼、右后旋翼換為變距螺旋槳加變距機構，所述左前旋翼、右前旋翼換為可折迭式螺旋槳。

所述飛行器的形式包括帶后部尾翼的固定翼無人機、鴨式無人機、飛翼、多翼無人機。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

垂直起降時，前后兩個旋翼像扁擔一樣把機翼抬起，其升力的合力和機翼平飛時的升力中心十分接近，基本不需要為垂直起降增加額外的力學結構，可以在保證強度的前提下盡量降低機身的重量，提高載重能力。而在垂直起降和空中懸停時，四旋翼轉速由飛控計算機按照北斗或GPS位置信號和軸傳感器反饋的無人機姿態信號及地面光信號進行控制，可實現風中位置和姿態的穩定，并能實現較狹窄地塊準確著落。