旋翼飞行器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种旋翼飞行器，包括：涵道风扇，包括具有中心轴线的主涵道；至少两个第一支臂支臂和至少一个第二支臂，分别垂直于中心轴线并设在主涵道的外壁上；至少两个具有第一转轴的第一旋翼，以第一转轴垂直于第一支臂的方式设在至少两个第一支臂的自由端；以及至少一个具有第二转轴的第二旋翼，以第二转轴垂直于第二支臂且第二转轴与中心轴线呈夹角的方式设在至少一个第二支臂的自由端。本实用新型专利技术的目的在于提供一种能够提高载重能力和续航时间且具有较好操控稳定性的旋翼飞行器。

【技术实现步骤摘要】
旋翼飞行器
本技术涉及无人机领域，特别是涉及一种旋翼飞行器。
技术介绍
近年来，无人机行业呈井喷式发展，尤其是在民用消费娱乐级多旋翼无人机方面，用户需求量大，产业利润极高，价值增值潜力巨大。但是，多旋翼无人机比较突出的问题是其载重和续航时间极大的受限于电池技术的发展，而且电池技术在短期时间内难以突破。而长航时大载重无人机是未来无人机发展的重要趋势。因此，开发一种基于市场前景能够实现长航时大载重的无人机是当务之急。现有技术的无人机主要有：纯油动多旋翼、传统油电混合多旋翼、纯油动涵道风扇无人机以及传统油电混合涵道风扇无人机。纯油动多旋翼，即采用多个发动机提供动力，直接驱动旋翼转动，旋翼桨距固定，通过调整发动机转速来改变旋翼转速从而改变升力。旋翼直接安装在发动机转轴上，无需传动机构。其缺陷是：发动机个数太多，重量代价大，发动机本身响应有延迟，功率效率低。同时，由于发动机自身的振动水平较大，直接驱动旋翼，由发动机振动传递給旋翼，引起桨叶的振动响应，该响应与桨叶的气动力作用到桨叶的响应相耦合，容易导致旋翼动力不稳定性问题，会使桨叶及发动机产生疲劳问题，减小使用寿命，严重时桨叶甚至会迅速失效。传统油电混合多旋翼，即主升力单元采用发动机驱动，辅助升力或者姿态控制单元采用电机驱动，这种构型的无人机的稳定性好，但是有一个缺陷，气动效率比较低，这也是多旋无人机翼普遍存在的一个缺陷。纯油动涵道风扇无人机，即一个涵道内加一个风扇的构型，发动机安装在桨毂内部或者桨毂上方，采用静叶片的方式平衡反扭矩并起一个气流导流作用，同时安装舵面用来进行姿态的控制。该类油动涵道的缺陷在于，涵道的作用对悬停状态的气动性能较好，但是在前飞时，气动中心位于涵道上方，俯仰力矩特性表现比较突出，对整机重心位置的限制比较大，用舵面控制来实现操纵，其控制难度非常大，而且舵面对涵道的整体的气流有一定的阻塞，降低了气动效率。传统油电混合涵道风扇无人机，是在上述纯油动涵道风扇的基础上，附加了辅助操纵的电动旋翼，这对姿态稳定性控制有所提升，但是采用舵面控制的控制难度依然很大。目前，油电混合涵道风扇无人机主要有四旋翼飞行器、固定翼飞行器、直升机飞行器和单涵道飞行器。四旋翼飞行器目前主要是电动四旋翼，受限于电池，续航时间短，载重小；固定翼飞行器虽然可以实现长航时大载重，但是其起飞和降落需要较长的跑道，而且不能实现悬停；直升机飞行器的飞行控制非常复杂，控制难度大；单涵道飞行器的飞行控制主要是通过调整涵道下方动叶片的偏转实现，结构复杂、重量大，而且飞行控制复杂。
技术实现思路
针对相关技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种能够提高载重能力和续航时间且具有较好操控稳定性的旋翼飞行器。为实现上述目的，本技术提供了一种旋翼飞行器，包括：涵道风扇，包括具有中心轴线的主涵道；至少两个第一支臂和至少一个第二支臂，分别垂直于中心轴线并设在主涵道的外壁上；至少两个具有第一转轴的第一旋翼，以第一转轴垂直于第一支臂的方式设在至少两个第一支臂的自由端；以及至少一个具有第二转轴的第二旋翼，以第二转轴垂直于第二支臂且第二转轴与中心轴线呈夹角的方式设在至少一个第二支臂的自由端。根据本技术的实施例，进一步包括：在至少一个第二支臂的自由端设置副涵道，第二旋翼设于副涵道内，第二转轴与副涵道的轴线位于同一直线上。根据本技术的实施例，第一支臂设置的数量为四个，第二支臂设置的数量为两个，四个第一支臂和两个第二支臂绕中心轴线在主涵道的周向等角度地设置，两个第二支臂设在主涵道的同一径向方向上的相对两侧，第一旋翼设置的数量为四个，第二旋翼设置的数量为两个，两个第二旋翼分别设在两个第二支臂上，四个第一旋翼分别设在四个第一支臂上。根据本技术的实施例，四个第一转轴平行于中心轴线，两个第二转轴与中心轴线形成倾斜方向相反且大小相等的夹角。根据本技术的实施例，第一支臂和第二支臂设置的数量分别为两个，两个第一支臂和两个第二支臂绕中心轴线在主涵道的周向等角度地设置，两个第一支臂设在主涵道的一个径向方向上的相对两侧，两个第二支臂设在主涵道的另一径向方向上的相对两侧，第一旋翼的数量为两个，第二旋翼的数量为两个，两个第一旋翼分别设在两个第一支臂的自由端，两个第二旋翼分别设在两个第二支臂的自由端。根据本技术的实施例，两个第一转轴与中心轴线形成倾斜方向相反且大小相等的夹角，两个第二转轴与中心轴线形成倾斜方向相反且大小相等的夹角。根据本技术的实施例，旋翼飞行器还包括驱动装置，涵道风扇包括设在主涵道内的动叶片及位于动叶片下方的静叶片，动叶片、第一旋翼及第二旋翼分别与驱动装置连接。根据本技术的实施例，驱动装置包括发动机，主涵道上设置安装架，安装架位于动叶片上方或者静叶片下方，发动机设在安装架上，发动机与动叶片通过传动机构连接。根据本技术的实施例，驱动装置还包括第一电机和第二电机，第一旋翼与第一电机同轴设置在第一支臂的自由端，第二旋翼与第二电机同轴设置在第二支臂的自由端。根据本技术的实施例，第一支臂和第二支臂均通过折叠机构连接至主涵道，以使第一支臂和第二支臂具有在主涵道的径向方向上的打开位置和平行于主涵道切线方向的收纳位置。本技术的有益技术效果在于：本技术通过在主涵道上的支臂上提供与中心轴线呈夹角的第二旋翼可以更好的平衡风扇产生的反转矩，同时提供第一旋翼对无人机的飞行姿态进行控制，实现无人机的稳定飞行，同时提高了涵道风扇的工作效率和操控稳定性，实现了无人机的长航时和大载重。附图说明图1是根据一个实施例旋翼飞行器的俯视图。图2是根据另一个实施例的旋翼飞行器的主视图。图3是图2中旋翼飞行器的俯视图。图4是图1中旋翼飞行器的立体图。图5是图1中旋翼飞行器的立体图，其中主涵道移除。图6是根据再一个实施例的旋翼飞行器的立体图。图7是图6中旋翼飞行器的主视图。图8是图6中旋翼飞行器的俯视图。图9是图6中旋翼飞行器的侧视图。图10是图1中旋翼飞行器的涵道风扇立体图。图11是图1中旋翼飞行器的涵道风扇立体图。具体实施方式以下将结合附图，对本技术的实施例进行详细描述。参考图1，本技术提供了一种旋翼飞行器，包括涵道风扇2、至少两个第一支臂10、至少一个第二支臂、至少两个第一旋翼4、以及至少一个第二旋翼6。其中，涵道风扇2包括具有中心轴线的主涵道3。至少两个第一支臂10和至少一个第二支臂垂直于中心轴线并设在主涵道3的外壁8上。第一旋翼4具有第一转轴，且至少两个第一旋翼4以第一转轴垂直于第一支臂10的方式设在至少两个第一支臂10的自由端。第二旋翼6具有第二转轴，且至少一个第二旋翼6以第二转轴垂直于第二支臂且第二转轴与中心轴线呈夹角的方式设在至少一个第二支臂的自由端。也就是说，第一支臂10和第二支臂围绕主涵道3的外周间隔开的向外延伸设置，并且，第一支臂10与第一旋翼4的数量对应，第二支臂和第二旋翼6数量对应。在上述实施例中，第一旋翼4用于控制俯仰和滚转姿态，同时在必要的时候提供一定的辅助升力。应当理解，第一旋翼4能够对无人机进行变转速控制，使得飞行简单可靠。第二旋翼6用于进行航向操纵，同时也是为抵消整机反扭矩，使该复合构型无人机能保持飞行姿态。应当理解，第二旋翼6主要用于补偿涵道风扇2的反扭矩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋翼飞行器，其特征在于，包括：涵道风扇(2)，包括具有中心轴线的主涵道(3)；至少两个第一支臂(10)和至少一个第二支臂，分别垂直于所述中心轴线并设在所述主涵道(3)的外壁(8)上；至少两个具有第一转轴的第一旋翼(4)，以所述第一转轴垂直于所述第一支臂(10)的方式设在所述至少两个第一支臂(10)的自由端；以及至少一个具有第二转轴的第二旋翼(6)，以所述第二转轴垂直于所述第二支臂且所述第二转轴与所述中心轴线呈夹角的方式设在所述至少一个第二支臂的自由端。

【技术特征摘要】
1.一种旋翼飞行器，其特征在于，包括：涵道风扇(2)，包括具有中心轴线的主涵道(3)；至少两个第一支臂(10)和至少一个第二支臂，分别垂直于所述中心轴线并设在所述主涵道(3)的外壁(8)上；至少两个具有第一转轴的第一旋翼(4)，以所述第一转轴垂直于所述第一支臂(10)的方式设在所述至少两个第一支臂(10)的自由端；以及至少一个具有第二转轴的第二旋翼(6)，以所述第二转轴垂直于所述第二支臂且所述第二转轴与所述中心轴线呈夹角的方式设在所述至少一个第二支臂的自由端。2.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其特征在于，进一步包括：在所述至少一个第二支臂的自由端设置副涵道(12)，所述第二旋翼(6)设于所述副涵道(12)内，所述第二转轴与所述副涵道(12)的轴线位于同一直线上。3.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其特征在于，所述第一支臂(10)设置的数量为四个，所述第二支臂设置的数量为两个，所述四个第一支臂(10)和所述两个第二支臂绕所述中心轴线在所述主涵道(3)的周向等角度地设置，所述两个第二支臂设在所述主涵道的同一径向方向上的相对两侧，所述第一旋翼(4)设置的数量为四个，所述第二旋翼(6)设置的数量为两个，所述两个第二旋翼(6)分别设在所述两个第二支臂上，所述四个第一旋翼(4)分别设在所述四个第一支臂(10)上。4.根据权利要求3所述的旋翼飞行器，其特征在于，所述四个第一转轴平行于所述中心轴线，所述两个第二转轴与所述中心轴线形成倾斜方向相反且大小相等的夹角。5.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其特征在于，所述第一支臂(10)和所述第二支臂设置的数量分别为两个，所述两个第一支臂(10)和所述两个第二支臂绕所述中心轴线在所述主涵道(3)的周向等角度地设置，所述两个第一支臂(10)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启合众科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44