[實用新型]一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720385229.0
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN207045725U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設計）人: 董凌華;張斌;周金龍;楊衛(wèi)東
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C27/20
• 分類號: B64C27/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及飛行器領域，尤其涉及一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器。

背景技術(shù)

涵道飛行器是一種采用涵道內(nèi)安裝旋翼以提供升力的飛行器，相比于相同尺寸無涵道的旋翼系統(tǒng)，這種飛行器的旋翼系統(tǒng)的涵道唇口會形成低壓區(qū)而產(chǎn)生額外升力。大尺寸旋翼的氣動效率要比小尺寸旋翼的氣動效率高，單旋翼旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生槳葉弦向阻力，旋翼對機身會產(chǎn)生一個與旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反的扭矩，單個大尺寸的旋翼需配備一個平衡反扭矩的系統(tǒng)，才能保證飛行器的穩(wěn)定性。而且單個大尺寸旋翼系統(tǒng)的整體幾何尺寸較大，不利于攜帶，而且旋翼較為危險，不適用于某些特定的區(qū)域或特定的任務

為了解決飛行器穩(wěn)定性的問題，可以采用四旋翼的設計，然而，四旋翼飛行器雖然具有較好的飛行穩(wěn)定性，但是不僅旋翼的氣動效率較低，前飛阻力較大，飛行速度低，多套動力及調(diào)速系統(tǒng)使得能量的利用率也很低。在目前電池技術(shù)未取得突破性進展的情況下，如何提高續(xù)航時間成為電機驅(qū)動的四旋翼飛行器發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

綜上，現(xiàn)有的多旋翼飛行器在穩(wěn)定性較高的情況下不具備較高的旋翼氣動效率，而單旋翼直升機系統(tǒng)氣動效率高,但穩(wěn)定性較低和操縱性要求極高，且結(jié)構(gòu)復雜,高穩(wěn)定性和高旋翼氣動效率不能兼?zhèn)洹?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器，能夠利用較大尺寸旋翼較高的氣動效率，實現(xiàn)飛行器的操縱并保持飛行器的姿態(tài)穩(wěn)定。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器，包括：機身、第一電機、第二電機、第二旋翼、第一旋翼、第一涵道、第二涵道、第一外圈、第二外圈。機身沿長軸方向?qū)ΨQ設置第一外圈、第二外圈，第一外圈內(nèi)安裝第一涵道，第二外圈內(nèi)安裝第二涵道，第一涵道的橫梁上安裝第一旋翼和第一電機，第二涵道的橫梁上安裝第二旋翼和第二電機。第二旋翼和第一旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反，因此，第二旋翼和第一旋翼在旋轉(zhuǎn)時分別對機身產(chǎn)生的反扭矩可以相互平衡。

進一步的，第一涵道和第一外圈通過萬向鉸形式連接在機身上，第二涵道和第二外圈通過萬向鉸形式連接在機身上，相比于傳統(tǒng)直升機的操縱機構(gòu)，本設計機構(gòu)零件個數(shù)更少，零件的復雜程度更低。直接轉(zhuǎn)動涵道傾斜槳盤使得操縱響應更快。

進一步的.第一外圈連接在機身上，第一涵道連接在第一外圈上；第二外圈連接在機身上,第二涵道連接在第二外圈上。

進一步的，第一外圈和第二外圈通過長拉桿連接，長拉桿上連接第三舵機。

進一步的，第三舵機控制第一外圈和第二外圈做俯仰運動，同時帶動第一外圈內(nèi)的第一涵道和第二外圈內(nèi)的第二涵道做俯仰偏轉(zhuǎn)，旋翼槳盤偏轉(zhuǎn)即可產(chǎn)生一個水平方向上的拉力，使得安裝有該旋翼槳盤的飛行器前飛和后退。

進一步的，第一外圈上安裝第一舵機，第二外圈上安裝第二舵機。

進一步的，第一舵機控制第一外圈內(nèi)的第一涵道做滾轉(zhuǎn)運動，第二舵機控制第二外圈內(nèi)的第二涵道做滾轉(zhuǎn)運動，第一涵道和第二涵道同向偏轉(zhuǎn)時，飛行器做左右運動，第一涵道和第二涵道反向偏轉(zhuǎn)時，飛行器做偏航運動。

進一步的，機載設備艙連接并控制第一電機和第二電機，通過控制第一電機和第二電機的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)旋翼和旋翼拉力的調(diào)節(jié)。當旋翼和旋翼轉(zhuǎn)速提高，在重力方向上翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力大于飛行器總重時，飛行器機身上升；當旋翼和旋翼轉(zhuǎn)速下降，在重力方向上翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力小于飛行器總重時，飛行器機身下降。

進一步的，沿機身的縱軸方向，在第一涵道和第二涵道下方各安裝一組導流片，當氣流吹過偏轉(zhuǎn)的導流片時產(chǎn)生氣動力，位于機身下方的導流片產(chǎn)生的氣動力對機身縱軸形成側(cè)向力及滾轉(zhuǎn)力矩，可用于輔助飛行器的側(cè)向平移、滾轉(zhuǎn)操縱及穩(wěn)定飛行器的側(cè)向及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)。

進一步的，導流片的剖面形狀為對稱翼型，導流片偏轉(zhuǎn)時能夠產(chǎn)生側(cè)向力，本實施例中導流片的剖面形狀為翼型，操縱功效高，對旋翼下洗流阻塞小。

本發(fā)明實施例提供的一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器，通過反向驅(qū)動兩個涵道內(nèi)的旋翼，互相抵消了大尺寸旋翼旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的扭矩，使得保持航向穩(wěn)定，飛行器能夠穩(wěn)定飛行。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器的底部結(jié)構(gòu)示意圖；