[發(fā)明專利]基于旋翼氣動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)體及其爬壁方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810228334.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN108528556A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏瑞軒;張啟瑞;許卓凡;周凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D57/024
• 分類號(hào): B62D57/024;B64C3/10;B64C9/00;B64C9/02;B64C39/02
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1.一種基于旋翼氣動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)體，包括機(jī)身(1)、矢量推力部件(2)和支撐輪(3)；其中

機(jī)身(1)包括機(jī)翼(101)、矢量推力部件安裝留空區(qū)(102)、載荷平臺(tái)(103)、控制舵面(104)、鉸鏈機(jī)構(gòu)(105)、垂直安定翼面(106)；運(yùn)動(dòng)體整體采用飛翼無尾布局，機(jī)翼(101)分為左右兩側(cè)，采用上凸下平的低速翼型，從正面看，機(jī)翼(101)自前至后大致呈等腰梯形，考慮到減小空氣阻力，機(jī)翼(101)前邊緣的左右兩端設(shè)計(jì)為弧度；在機(jī)翼(101)左右兩部分以機(jī)身(1)的縱軸為對(duì)稱軸對(duì)稱分布有兩個(gè)圓形空缺，即矢量推力部件安裝留空區(qū)(102)，用于安裝矢量推力部件(2)；載荷平臺(tái)(103)以機(jī)身(1)的縱軸為對(duì)稱，在機(jī)身(1)中部，從機(jī)翼(101)上表面向下凹陷的一個(gè)矩形平臺(tái)，作為搭載任務(wù)載荷的平臺(tái)，矩形平臺(tái)夾在兩個(gè)矢量推力部件安裝留空區(qū)(102)之間，其大小根據(jù)所搭載的任務(wù)載荷、并考慮到運(yùn)動(dòng)體自身配重問題來確定；控制舵面(104)利用鉸鏈機(jī)構(gòu)(105)鉸接于機(jī)身后方，用于控制運(yùn)動(dòng)體的俯仰、滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，控制舵面(104)包含完全相同、中間間隔開的左右兩部分；兩個(gè)垂直于機(jī)翼(101)的垂直安定翼面(106)以機(jī)身(1)的縱軸為對(duì)稱軸，分別固定于機(jī)翼(101)后方的左右兩側(cè)，靠近機(jī)翼(101)左右兩個(gè)側(cè)邊之處；

矢量推力部件(2)由支撐環(huán)架(201)、支撐內(nèi)梁(202)、支撐環(huán)架控制舵機(jī)(203-1)、支撐內(nèi)梁控制舵機(jī)(203-2)、支撐環(huán)架軸承(204-1)、支撐內(nèi)梁軸承(204-2)、支撐環(huán)架轉(zhuǎn)軸(205-1)、支撐內(nèi)梁轉(zhuǎn)軸(205-2)、電機(jī)(206)、旋翼(207)構(gòu)成；支撐環(huán)架控制舵機(jī)(203-1)和支撐環(huán)架軸承(204-1)分別固定于矢量推力部件安裝留空區(qū)(102)的最后方點(diǎn)和最前方點(diǎn)處，支撐環(huán)架控制舵機(jī)(203-1)和支撐環(huán)架軸承(204-1)之間的連線平行于機(jī)身(1)的縱軸，支撐環(huán)架轉(zhuǎn)軸(205-1)與支撐環(huán)架軸承(204-1)構(gòu)成可轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，支撐環(huán)架(201)固定連接在支撐環(huán)架控制舵機(jī)(203-1)和支撐環(huán)架轉(zhuǎn)軸(205-1)上，支撐環(huán)架(201)受控于支撐環(huán)架控制舵機(jī)(203-1)，能夠繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)；支撐內(nèi)梁控制舵機(jī)(203-2)和支撐內(nèi)梁軸承(204-2)固定連接在支撐環(huán)架(201)上，支撐內(nèi)梁控制舵機(jī)(203-2)和支撐內(nèi)梁軸承(204-2)之間的連線垂直于機(jī)身(1)的縱軸且通過矢量推力部件安裝留空區(qū)(102)的中心點(diǎn)，支撐內(nèi)梁軸承(204-2)與支撐內(nèi)梁轉(zhuǎn)軸(205-2)構(gòu)成可轉(zhuǎn)動(dòng)部件，支撐內(nèi)梁(202)固定連接在支撐內(nèi)梁控制舵機(jī)(203-2)和支撐內(nèi)梁轉(zhuǎn)軸(205-2)上，支撐內(nèi)梁(202)受控于支撐內(nèi)梁控制舵機(jī)控制，能夠繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)(206)固定于支撐內(nèi)梁(202)上，位于矢量推力部件安裝留空區(qū)(102)的中心點(diǎn)處，旋翼(207)固定安裝在電機(jī)(206)上；旋翼(207)位于電機(jī)(206)上方，其形狀為成直線安裝的兩片具有一定曲率的弧形長薄片，當(dāng)電機(jī)(206)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)旋翼(207)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋翼(207)高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生推力，為運(yùn)動(dòng)體提供爬壁的斜向上推力；

運(yùn)動(dòng)體采用無動(dòng)力輪式結(jié)構(gòu)，包括位于機(jī)體部分與墻壁之間的四組結(jié)構(gòu)樣式完全相同的支撐輪(3)，分別布置在運(yùn)動(dòng)體下表面的左上、左下、右上、右下位置處，左上、左下輪式結(jié)構(gòu)與右上、右下輪式結(jié)構(gòu)分別關(guān)于機(jī)身(1)的縱軸左右對(duì)稱，左上、右上輪式結(jié)構(gòu)與左下、右下輪式結(jié)構(gòu)分別關(guān)于機(jī)身(1)的橫軸上下對(duì)稱，支撐輪(3)由輪子(301)、輪架(302)和輪軸(303)構(gòu)成；輪子(301)采用鏤空設(shè)計(jì)；輪子(301)中心處具有圓環(huán)形輪軸(303)，輪軸(303)中心的通孔用于穿過輪軸(303)對(duì)輪子(301)進(jìn)行緊固；每個(gè)輪子(301)都具有左右對(duì)稱放置的兩組輪架(302)，兩組輪架(302)分別處在輪子(301)的左右兩側(cè)，將輪子(301)夾在當(dāng)中，輪架(302)與輪子(301)之間保留間距，使輪架(302)與機(jī)身(1)能夠固定連接的同時(shí)，輪子(301)能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)；輪架(302)包括呈倒三角形的三根支柱，下方兩根支柱(302-1、302-2)呈現(xiàn)以輪軸(303)為頂點(diǎn)的角狀結(jié)構(gòu)，支柱(302-1、302-2)之間所呈的角度為30°至60°；支柱(302-3)與支柱(302-1、302-2)沿角度打開方向的兩個(gè)端部固定連接；最終，每組輪架(302)均通過支柱(302-3)與機(jī)身(1)固定連接。

2.如權(quán)利要求1所述的基于旋翼氣動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)體，其中支柱(302-1、302-2)之間所呈的角度為45度。