一种连翼无人机 |
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| 申请号 | CN201611090989.5 | 申请日 | 2016-12-01 | 公开(公告)号 | CN106379525A | 公开(公告)日 | 2017-02-08 |
| 申请人 | 北京猎鹰无人机科技有限公司; | 发明人 | 刘德山; 李刚; 伍可炳; 黄茂; 徐新奎; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出了一种连翼无人机， 机身 的前部设有固定翼动 力 组和前翼，机身的中部空心，内部放置有飞机控制系统和电源，飞机控制系统与电源通过电线连接，机身的后部设有后翼和垂尾，前翼和后翼上均布置有 太阳能 电池 组 ， 太阳能电池 组与电源相连，前翼与后翼通过侧垂翼连接，前翼和后翼之间的机身上固定有 机架 ，机架上设有旋翼动力组，这种连翼无人机，将太阳能与垂直起降这两个前沿的功能结合起来，选取连翼布局的 固定翼飞机 为主体，在连翼上铺放太阳能板，在连翼飞机的 基础 上进行结构上的改进，完成四旋翼的安装，最终实现连翼机以太阳能为辅助动力，很好的解决了垂直起降电动无人机电力航时短的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种连翼无人机，其特征在于，包括：机身(1)、前翼(2)、后翼(3)、垂尾(4)、固定翼动力组(5)、太阳能电池组(6)、机架(8)和旋翼动力组(9)； |
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| 说明书全文 | 一种连翼无人机技术领域[0001] 本发明属于工业级无人机技术领域，尤其是一种连翼无人机。 背景技术[0002] 近几年来，无人机行业从消费级无人机到工业级无人机呈现出迅速发展的态势，其中拥有环保低噪优势的电动无人机，低航时成为其难以突破的技术短板。无人机市场刚 兴起的垂直起降(VTOL)无人机，在技术上解决了固定翼无人机在没有跑道以及在一些复杂 环境下完成起降的难题，但由于垂直起降能耗较大，也限制了其发展。 [0003] 在这样的背景下，有一套电力航时较长的垂直起降无人机迫在眉睫。 发明内容[0004] 为了解决上述问题，本发明提供了一种连翼无人机。 [0005] 具体技术方案如下： [0007] 所述机身(1)的前部设有固定翼动力组(5)和前翼(2)，所述机身(1)的中部空心，内部放置有飞机控制系统和电源，所述飞机控制系统与电源通过电线连接，所述机身(1)的 后部设有后翼(3)和垂尾(4)，所述前翼(2)和后翼(3)上均布置有太阳能电池组(6)，所述太 阳能电池组(6)与电源相连，所述前翼(2)与后翼(3)通过侧垂翼(7)连接，所述前翼(2)和后 翼(3)之间的机身(1)上固定有机架(8)，所述机架(8)上设有旋翼动力组(9)。 [0010] 优选地，所述垂尾(4)垂直向上，且与机身(1)固定连接，所述垂尾(4)包括方向舵，所述方向舵与舵机机械连接，所述舵机通过信号线与飞机控制系统相连。 [0011] 优选地，所述后翼(3)与垂尾(4)垂直固定连接，所述后翼(3)包括副翼和升降舵，所述副翼和升降舵分别与舵机机械连接，所述舵机通过信号线与飞机控制系统相连。 [0012] 优选地，所述侧垂翼(7)与前翼(2)和后翼(3)均垂直。 [0013] 优选地，所述旋翼动力组(9)的数量≥2，所述旋翼动力组(9)包括电机和旋翼螺旋桨，所述旋翼动力组(9)通过电调分别与电源和飞机控制系统相连。 [0014] 优选地，所述旋翼动力组(9)的数量为4。 [0015] 相对于现有技术，本发明所述的一种连翼无人机具有以下优势： [0016] 本发明提出的一种连翼无人机，将太阳能与垂直起降这两个前沿的功能结合起来，选取连翼布局的固定翼飞机为主体，在连翼上铺放太阳能板，在连翼飞机的基础上进行 结构上的改进，完成四旋翼的安装，最终实现连翼机以太阳能为辅助动力，很好的解决了垂 直起降电动无人机电力航时短的问题。 附图说明 [0017] 图1为本发明提出的一种连翼无人机的俯视图； [0018] 图2为本发明提出的一种连翼无人机的侧视图。 [0019] 附图标记说明： [0020] 1机身 2前翼 3后翼 4垂尾 5固定翼动力组 6太阳能电池组 [0021] 7侧垂翼 8机架 9旋翼动力组 具体实施方式[0022] 以下结合具体实施方式进一步详细说明本发明的技术方案。应当理解，此处描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0023] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本 发明的限制。 [0024] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语 在本发明中的具体含义。 [0025] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 [0026] 图1为本发明提出的一种连翼无人机的俯视图，包括：机身(1)、前翼(2)、后翼(3)、垂尾(4)、固定翼动力组(5)、太阳能电池组(6)、机架(8)和旋翼动力组(9)。 [0027] 机身(1)的前部设有固定翼动力组(5)和前翼(2)，固定翼动力组(5)包括电机、桨和齿轮，固定翼动力组(5)通过电调分别与电源、飞机控制系统和太阳能电池组(6)相连，飞 机控制系统根据地面站的指令，通过信号线将命令传送给电调，电源或者太阳能电池组(6) 给电调供电，电调控制电机工作，进而带动齿轮转动，进一步控制桨的转动，在本实施例中 所用的桨为木桨；前翼(2)与机身(1)水平垂直固定连接，前翼(2)包括升降舵和副翼，升降 舵和副翼分别与舵机机械连接，舵机通过信号线与飞机控制系统相连。 [0028] 机身(1)的中部空心，内部放置有飞机控制系统和电源，飞机控制系统与电源通过电线连接。 [0029] 机身(1)的后部设有后翼(3)和垂尾(4)，垂尾(4)垂直向上，且与机身(1)固定连接，垂尾(4)包括方向舵，方向舵与舵机机械连接，舵机通过信号线与飞机控制系统相连，飞 机控制系统根据地面站的转弯、改变前进方向等指令，通过信号线将命令传送给舵机，舵机 通过拉杆控制方向舵的左右摆动，进而达到改变方向的目的等。后翼(3)与垂尾(4)垂直固 定连接，后翼(3)从垂尾(4)穿过，后翼(3)包括副翼和升降舵，副翼和升降舵分别与舵机机 械连接，舵机通过信号线与飞机控制系统相连。 [0030] 前翼(2)和后翼(3)上均布置有太阳能电池组(6)，太阳能电池组(6)与电源相连，前翼(2)与后翼(3)通过侧垂翼(7)连接，侧垂翼(7)与前翼(2)和后翼(3)均垂直，后翼(3)从 垂尾(4)穿过，因此后翼(3)要高于前翼(2)，在前翼(2)和后翼(3)之间的机身(1)上固定有 机架(8)，机架(8)靠近无人机前端的部分固定在前翼(2)上，机架(8)的另一部分固定在机 身(1)上，在机架(8)上设有旋翼动力组(9)，旋翼动力组(9)的数量≥2，在本实施例中，最优 选择为4组旋翼动力组(9)，位置设置原则为所有旋翼动力组(9)的升力中心和无人机的重 心重合，旋翼动力组(9)包括电机和旋翼，旋翼动力组(9)通过电调分别与电源和飞机控制 系统相连，飞机控制系统根据地面站的指令，通过信号线将命令传送给电调，电源给电调供 电，电调控制电机工作，进而带动旋翼转动，产生向上的升力。 [0031] 根据地面站的指令，无人机开始起飞工作，飞机控制系统控制旋翼动力组(9)旋转，产生向上的升力，达到一定高度后，飞机控制系统控制固定翼动力组(5)和旋翼动力组 (9)协同工作，固定翼动力组(5)提供向前的拉力产生向前的速度，前翼(2)和后翼(3)产生 升力，并逐步取代旋翼动力组(9)产生的升力，无人机从旋翼飞行状态转换到固定翼飞行状 态，同时，前翼(2)和后翼(3)上的升降舵、副翼和垂尾(4)上的方向舵控制无人机的姿态，达 到飞机平稳飞行的目的。当需要转弯时，飞机控制系统控制方向舵转向，同时前翼(2)和后 翼(3)上的副翼协同配合，达到转弯的目的。 [0032] 在本发明中，太阳能电池组(6)既可以为固定翼动力组(5)供电，也可以为电源充电，达到续航的目的，当无人机的电力不足时，可以利用旋翼动力组(9)达到垂直起降随时 着陆，等太阳能给电源蓄电后，无人机可以重新起航，同时在飞行的过程中也可以利用太阳 能作为直接的能源输出来提高航时。 [0033] 本发明选取连翼布局的固定翼飞机为主体，在连接翼上铺放太阳能板，在连接翼飞机的基础上进行结构上的改进，完成四旋翼的安装。最终实现连翼机以太阳能为辅助动 力，并且具备垂直起降功能的这样一款创新型无人机。这款无人机最大的优势在于将太阳 能与垂直起降这两个前沿的功能结合起来。无人机的垂直起降功能使太阳能的作用大大提 升。从直观上讲，当无人机的能源使用不充足时，利用垂直起降可随时着陆待太阳能给电池 蓄电后重新启航，同时飞机在飞行的过程中可利用太阳能作为直接的能源输出来提高航 时。 [0034] 该无人机选取连翼布局的固定翼飞机为主体，主要考虑到以下几个方面。与常规布局同翼展的固定翼飞机相比，连翼机有着较大的机翼面积，这就意味着连翼机铺太阳能 片的效率会更高，能给飞机提供更有效的动力。在结构方面连翼机有着先天的优势，前翼与 尾翼的搭接使整个飞机的结构强度和刚度都有明显的提升，对于一架太阳能飞机对结构强 度与刚度的要求而言无疑是极有利的。连翼飞机的载重和飞行的平稳性都比着常规布局的 固定翼飞机有一定的优势，这也是在以后飞机的设计过程中所要求达到的目标。 [0035] 综上所述，本发明提出的一种连翼无人机，将太阳能与垂直起降这两个前沿的功能结合起来，选取连翼布局的固定翼飞机为主体，在连翼上铺放太阳能板，在连翼飞机的基 础上进行结构上的改进，完成四旋翼的安装，最终实现连翼机以太阳能为辅助动力，很好的 解决了垂直起降电动无人机电力航时短的问题。 [0036] 以上的实施方式均为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利保护范围。任何本发明所属的技术领域的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提 下，对本发明的内容所做的等效结构与等效步骤的变换均落入本发明要求保护的专利范围 之内。 |
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