[發明專利]一種筒式運載的四旋翼無人飛行器

有效

• 申請號: 202011509129.7
• 申請日: 2020-12-19
• 公開（公告）號: CN112678160B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 劉青;張紫龍;李盛;許凱通;李鐘谷;周子鳴;黃曉龍;張達
• 申請（專利權）人: 湖北航天飛行器研究所
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64C1/30
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務所(普通合伙) 42235
• 代理人: 楊為國

本發明公開了一種筒式運載的四旋翼無人飛行器。采用縱向結構布局方式，由上至下分為控制艙、四個動力臂、電源及載荷艙，折疊狀態下，四個動力臂向下折疊收攏，緊靠尾部電源及載荷艙，使得無人飛行器呈“細長型”縱向分布，減小了筒式運載器的徑向尺寸；同時，設計了一種折疊展開機構，以大扭簧驅動動力臂展開，以雙連桿隨動繃直拉緊動力臂實現限位，以小扭簧提供雙連桿折疊反向扭矩實現鎖緊，折疊展開機構的主要結構件采用U型薄壁中空結構，成本低且重量輕，能在不增加折疊機構結構強度的同時有效減小動力臂展開時的沖擊變形，且折疊狀態下可以相互嵌套，減小折疊機構占用尺寸空間，提升空間利用率，能滿足筒式運載的要求。

技術領域

本發明屬于無人飛行器技術領域，具體涉及一種可以筒式運載的四旋翼無人飛行器。

背景技術

旋翼無人飛行器由于具有自由懸停的特點而被廣泛運用，按領域可分為軍用與民用兩個方面。軍用方面，旋翼無人飛行器根據搭載載荷不同可分為靶機、偵察機和察打一體機；民用方面，旋翼無人飛行器在航拍、測繪、農業、植保、快遞運輸、災難救援、電力巡檢、影視拍攝等等領域占據著越來越重要的地位，這些應用給市場帶來了新的經濟增長點，同時也逐漸改變了我們的生產和生活方式。

然而，旋翼無人飛行器飛行速度較慢，飛行距離較短，難以滿足遠程作業要求。對于軍用方面的遠程偵察、遠程打擊，民用方面的遠程救援、遠程滅火等有遠程作業要求的應用場景，就需要無人飛行器折疊放置在筒式運載器中，由彈道導彈或者運輸機等運載平臺進行遠程投送，運載平臺抵近作業場所后，無人飛行器從筒式運載器中釋放或者發射出來，浮空作業。

對于采用運載平臺進行遠程投送的應用場景，為了提升作業效率，降低投送成本，必須要求單次投送無人飛行器的數量盡量多，這就要求筒式運載的無人飛行器在滿足負載要求的同時尺寸盡量小。市場上現有旋翼型無人飛行器由于采用橫向的結構布局方式，加上折疊展開機構臃腫、折疊狀態下占用空間大，使得無人飛行器折疊時徑向尺寸過大，載荷尺寸空間小，空間利用率不高，難以滿足筒式運載的要求。

發明內容

針對現有旋翼型無人飛行器橫向的結構布局方式和臃腫的折疊展開機構難以滿足筒式運載需求的問題，本專利提供一種筒式運載的四旋翼無人飛行器，該無人飛行器采用縱向結構布局方式，以及輕巧的折疊展開機構，既能降低飛行器折疊狀態下的徑向尺寸，同時縮小了折疊機構占用的空間，增大了載荷的尺寸空間，提升了空間利用率，滿足了筒式運載的要求。

本發明所述的一種筒式運載的四旋翼無人飛行器，采用縱向結構布局，由上至下分為控制艙、四個動力臂、電源及載荷艙，頭部控制艙內放置飛行控制器、電機電子調速器和數據鏈，中間四個動力臂上安裝四套電機和折疊槳，尾部電源及載荷艙內放置電池、電源管理模塊和載荷。在運載器內飛行器處于折疊狀態，中間四個動力臂向下折疊收攏，緊靠尾部電源及載荷艙，使得無人飛行器呈“細長型”縱向分布，既減小了無人飛行器的徑向尺寸，也即縮小了筒式運載器的徑向尺寸；從運載器釋放或發射后，飛行器中間四個動力臂在折疊展開機構作用下迅速展開并鎖緊，折疊槳在電機旋轉產生的離心力下甩開，飛行器穩定浮空作業。

折疊展開機構包括控制艙、動力臂、電源及載荷艙、大扭簧、小扭簧、動力臂轉軸、上連桿轉軸、上連桿、下連桿、雙連桿轉軸、下連桿轉軸等。控制艙和電源及載荷艙通過螺栓固連后共同形成機體，動力臂和大扭簧均通過動力臂轉軸設置在機體上，動力臂在大扭簧的驅動下可以繞機體上的動力臂轉軸轉動，實現折疊和展開。上連桿一端通過上連桿轉軸與動力臂的端部鉸接，另一端通過雙連桿轉軸與下連桿鉸接。下連桿一端通過轉軸與上連桿鉸接，另一端通過下連桿轉軸與電源及載荷艙的尾部鉸接。小扭簧同軸安裝在雙連桿轉軸上，提供一個上、下連桿折疊反向力矩。