The invention discloses a variant mechanism for vertical take-off and landing unmanned aerial vehicle, which is designed at the back of a drone body, so that the unmanned aerial vehicle has two flight modes of vertical take-off and landing and high efficiency cruising. Variant mechanism is divided into two components, one is a variant of the driving mechanism, the rear fuselage for two parts by the synchronous rotation movement; two is the propeller toward restraint mechanism, ensure the variant process, the end of the propeller to the same vertical axial body consistently. The invention can make the unmanned vehicle smoothly switch between the vertical take-off and landing mode and the efficient cruising mode, and meanwhile, the difficulty of the mode conversion process control is reduced, and the conversion process is smooth and safe.
【技术实现步骤摘要】
一种用于垂直起降无人机的变体机构
本专利技术属于飞行器设计领域,涉及一种变体机构,具体来说,是一种用于垂直起降无人机的变体机构。
技术介绍
现有垂直起降飞行器布局方案多采用倾转旋翼、倾转机翼、旋定变翼、尾坐式或旋翼/固定翼复合式等。其中,倾转旋翼方案面临模态转换复杂、控制难度大的问题;倾转机翼方案面临倾转机构承载高、重量大的问题;旋定变翼方案面临着旋翼机体气动力耦合复杂、控制难度大的问题;尾坐式方案面临垂直起降稳定性差的问题;复合式飞行器面临着巡航效率和悬停效率都较低的问题。因此,寻求一种既能稳定垂直起降又能高效巡航,且模态转换安全可靠,控制难度小,耗油率低的垂直起降飞行器成为当前航空领域的研究热点。
技术实现思路
为克服上述多种垂直起降飞行器的不足,本专利技术提出一种用于垂直起降无人机的变体机构,是一种应用于垂直起降飞行器的,以后机身变体方案满足双模态布局转换要求、降低转换控制难度的变体机构。本专利技术用于垂直起降无人机的变体机构,包括变体驱动机构与螺旋桨朝向约束机构,安装于机身后部。同时设计机身由前机身与后机身构成;且后机身由水平横截面分割为后机身上部与后机身下部。后机身上部和后机身下部的前端与前机身后端间铰接,通过变体驱动机构实现后机身上部与后机身下部相对前机身0~90°的同步转动。后机身上部与后机身下部末端设计有上下对称的垂直尾翼,两个垂直尾翼梢部前缘设计有电机舱,电机舱末端与垂直尾翼间铰接。同时位于后机身上部的垂直尾翼顶端两侧具有对称的水平尾翼,水平尾翼与位于上方的电机舱固接。电机舱内安装有电机,电机的输出轴安装有螺旋桨,由电子调速器对电机转速进行调 ...
【技术保护点】
一种用于垂直起降无人机的变体机构,其特征在于:包括变体驱动机构与螺旋桨朝向约束机构,安装于机身后部;同时设计机身由前机身与后机身构成;且后机身由水平横截面分割为后机身上部与后机身下部;后机身上部和后机身下部的前端与前机身后端间铰接,通过变体驱动机构实现后机身上部与后机身下部相对前机身0~90°的同步转动;后机身上部与后机身下部末端设计有上下对称的垂直尾翼,两个垂直尾翼梢部前缘设计有电机舱,电机舱末端与垂直尾翼间铰接;同时位于后机身上部的垂直尾翼顶端两侧具有对称的水平尾翼,水平尾翼与位于上方的电机舱固接;电机舱内安装有电机,电机的输出轴安装有螺旋桨,由电子调速器对电机转速进行调整控制;所述后机身上部与后机身下部进行旋转运动的过程中,通过螺旋桨朝向约束机构约束住垂直尾翼上的螺旋桨的朝向,使螺旋桨始终同无人机轴线朝向一致。
【技术特征摘要】
1.一种用于垂直起降无人机的变体机构,其特征在于:包括变体驱动机构与螺旋桨朝向约束机构,安装于机身后部;同时设计机身由前机身与后机身构成;且后机身由水平横截面分割为后机身上部与后机身下部;后机身上部和后机身下部的前端与前机身后端间铰接,通过变体驱动机构实现后机身上部与后机身下部相对前机身0~90°的同步转动;后机身上部与后机身下部末端设计有上下对称的垂直尾翼,两个垂直尾翼梢部前缘设计有电机舱,电机舱末端与垂直尾翼间铰接;同时位于后机身上部的垂直尾翼顶端两侧具有对称的水平尾翼,水平尾翼与位于上方的电机舱固接;电机舱内安装有电机,电机的输出轴安装有螺旋桨,由电子调速器对电机转速进行调整控制;所述后机身上部与后机身下部进行旋转运动的过程中,通过螺旋桨朝向约束机构约束住垂直尾翼上的螺旋桨的朝向,使螺旋桨始终同无人机轴线朝向一致。2.如权利要求1所述一种用于垂直起降无人机的变体机构,其特征在于:前机身后端设计为由上下两个相交平面构成的尖端结构;同时,后机身上部与后机身下部的前端设计为斜面;且当后机身上部与后机身下部转动角度为0°时,后机身上部底面与后机身下部顶面相接,形成整体机身结构;当后机身上部与后机身下部转动至+90度与-90度时,后机身上部与后机身下部前端平面部分分别与前机身后部上下平面贴合。3.如权利要求1所述一种用于垂直起降无人机的变体机构,其特征在于:变体驱动机构包括步进电机、丝杠、丝杠螺母与驱动连杆;其中,步进电机刚性固定安装于前机身内部,输出轴朝向无人机后方;丝杠通过轴承安装于前机身内部的轴承座上,前端与步进电机的输出轴通过联轴器同轴连接,后端穿过前机身后端;丝杠螺母螺纹套接...
【专利技术属性】
技术研发人员:马东立,夏兴禄,杨穆清,刘兴安,郭阳,张良,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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