飞行器及其飞行方法技术

本发明专利技术提供一种可转变驱动的飞行器。主旋翼装置，包括能相对机身位于后倾位置的主旋翼、可向主旋翼接入或断开动力的断连机构；副旋翼装置，包括副旋翼、副倾转机构；主旋翼直径大于副旋翼直径；主旋翼安装在靠近机身的前侧；副旋翼通过副倾转机构安装在机身的后侧，副倾转机构驱动副旋翼绕机身宽度方向的轴线在靠近机身的高度方向的第一位置和靠近机身的长度方向的第二位置之间倾转。沿机身长度方向，所述飞行器的重心位于所述主旋翼的旋转平面的中心和所述副旋翼的倾转轴之间；第一主旋翼和第二主旋翼对称地安装在机身两侧；第一副旋翼和所述第二副旋翼对称地安装在所述机身两侧。可在旋翼机与多轴飞行器的飞行模式间灵活地切换。

Aircraft and its flight method

The invention provides a convertible driving vehicle. The main rotor device, including the main rotor, fuselage relatively backward in position to the main rotor access or disconnect the power off mechanism; rotor device, including the deputy vice, rotor tilting mechanism; the main rotor diameter greater than the rotor diameter; the main rotor is installed on the front side near the fuselage side through the rotor; Deputy tilt mounted on the fuselage rear rotating mechanism, between the axis side tilting mechanism driven rotor around the fuselage width in the height direction near the fuselage of the first position and near the fuselage length of second tilting position. Along the length direction, the center of gravity between aircraft rotating plane is located at the center of the main rotor and the rotor side tilt shaft; the first main rotor and second main rotor symmetrically installed in the fuselage on both sides; the first rotor and the second rotor are symmetrically installed on both sides of the fuselage. It can be flexibly switched between the flying modes of the rotor and the multi axis aircraft.

【技术实现步骤摘要】
飞行器及其飞行方法
本专利技术涉及一种飞行器，尤其涉及一种可变换驱动模式的飞行器以及飞行方法。
技术介绍
飞行器包括无人机驾驶飞行器和有人驾驶飞行器，无人机驾驶飞行器简称“无人机”，是利用无线电遥控设备或嵌入式程序操控的不载人飞机。旋翼机是一种利用前飞时的相对气流吹动旋翼自转以产生升力的旋翼航空器。它的前进力由发动机带动螺旋桨直接提供。旋翼机实际上是一种介于直升机和固定翼飞机之间的飞行器，它除去旋翼外，还带有一副垂直放置的螺旋桨以提供前进的动力，一般也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力，旋翼机必须滑跑加速才能起飞。目前旋翼无人飞行器效率比较低下，起飞时间长，且需要跑道。中国专利申请CN201620344120.8公布了一种短尾巴直升旋翼飞机，它能实现垂直起降，且能改变主旋翼的总距，但俯仰动作不灵活。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种可转变驱动的俯仰动作灵活的飞行器。本专利技术的第二目的在于提供一种可转变驱动飞行器的起飞方法。为实现第一目的，本专利技术提供一种可转变驱动的飞行器，包括机身、主旋翼装置、副旋翼装置和动力装置。主旋翼装置包括能相对机身位于后倾位置的主旋翼、可向主旋翼接入或断开动力的断连机构；副旋翼装置包括副旋翼、副倾转机构；主旋翼直径大于副旋翼直径；主旋翼安装在靠近机身的前侧；副旋翼通过副倾转机构安装在机身的后侧，副倾转机构驱动副旋翼绕机身宽度方向的轴线在靠近机身的高度方向的第一位置和靠近机身的长度方向的第二位置之间倾转。沿机身长度方向，飞行器的重心位于所述主旋翼的旋转平面的中心和所述副旋翼的倾转轴之间；主旋翼包括第一主旋翼和第二主旋翼，第一主旋翼和第二主旋翼对称地安装在机身两侧；副旋翼包括第一副旋翼和第二副旋翼，第一副旋翼和所述第二副旋翼对称地安装在所述机身两侧。由上述可见，沿机身长度方向，飞行器重心设置在主旋翼的旋转平面的中心和副旋翼的倾转轴之间，有利于保证飞行器的稳定性。两个直径较大的主旋翼对称安装，为飞行器提供主要的升力，两个直径较小的副旋翼对称安装，产生较大的气流量，为飞行器提供向前飞行提供驱动力，有利于提高飞行器的飞行稳定，提高综合力效。副倾转机构驱动副旋翼绕机身宽度方向的轴线倾转，灵活改变气流分量，实现飞行器飞行姿态的调整，提高机身调整的响应速度，增强飞行器的机动性，进一步提高飞行器的稳定和安全性能。断连机构可向主旋翼接入或断开动力，灵活地改变主旋翼旋转方式，敏捷地在主动旋转与被动旋转之间切换。例如，在起飞时，主旋翼主动旋转；平飞时，主旋翼被动旋转，有效地提高能源的利用率，减少能耗，最大程度地提高飞行器的综合力效。进一步方案为，主旋翼为变距旋翼，减少电机主动驱动时频繁变速，减少能耗，延长电机寿命，灵活改变主旋翼产生的升力；副旋翼装置具有涵道，副旋翼为涵道风扇旋翼，有利于增强副旋翼装置输出的气流量。进一步方案为，主旋翼的直径与副旋翼的直径比的范围是6至10，保证飞行器飞行的安全性和输出效率达到最优。进一步方案为，主旋翼的旋转轴线与机身的高度方向成一夹角，夹角的大小范围为6°至15°。夹角为处在最优范围，有效保证飞行器主旋翼在主动旋转与被动旋转两种驱动模式之间灵活而有效地切换，提高飞行器的安全性能。进一步方案为，主旋翼装置具有主倾转机构，主倾转机构驱动主旋翼绕机身宽度方向的轴线在相对身后倾的第一位置和靠近机身高度方向的第二位置之间旋转。主倾转机构驱动主旋翼倾转，灵活地改变主旋翼气流分量，有利于飞行器转换其飞行的驱动模式。进一步方案为，第一主旋翼和第二主旋翼通过可折叠机臂对称安装在机身两侧。有利于改变主旋翼的旋转轴距，满足不同的飞行姿态。进一步方案为，第一副旋翼和第二副旋翼通过偏转装置安装在机身上，偏转机构驱动第一副旋翼和第二副旋翼绕机身长度方向的轴线偏转。有利于快速实现姿态调整，增强飞行器的机动性，灵活实现各种飞行姿态，增强飞行器的综合力效及适应性。为实现第二目的，本专利技术提供一种飞行器的起飞方发，飞行器为上述任一中飞行器，包括以下步骤：S1、飞行器起飞时，主旋翼在动力装置驱动下主动旋转，产生竖直向下的气流分量和向前的气流分量，副旋翼在动力装置驱动下旋转产生竖直向下的气流分量和向后的气流分量；S2、当飞行器达到预定高度，副倾转机构驱动副旋翼向其第二位置倾转，产生大小大于所述向前气流分量的向后的气流分量；S3、断连机构断开动力装置与主旋翼的动力传输，主旋翼由主动旋转变为被动旋转。由上述可见，先由较大的主旋翼可以通过主动旋转获取较大的竖直方向的升力，较小的副旋翼可以产生高速的射向后下方的气流，为飞行器起飞提供强大而灵敏的升力和推力，保证机身平衡防止整机被来流掀翻。达到预定高度，副旋翼倾斜，向后产生较强的气流分量，有利于产生更强的推力，保证飞行器拥有足够的前进的飞行动力；主旋翼由主动旋转变为被动旋转，通过气流带动旋翼旋转保证飞行器起飞后的飞行有足够的升力，有效地提高能源的利用率，减少能耗，提高飞行器起飞和飞行的稳定性，实现飞行器的垂直起降，适应不同的起飞环境，有效地提高飞行器安全性能。进一步方案为，飞行器起飞过程中，主旋翼靠近其第二位置、副旋翼靠近第一位置，同时产生竖直向下的气流，有利于飞行器获得较强的升力，能迅速地完成起飞动作。起飞至预定高度时，副倾转机构驱动副旋翼向其第二位置倾转，产生向后的气流分量，随后主倾转机构驱动主旋翼向其第二位置倾转，产生向下和向的气流分量，且主旋翼由主动旋转变为被动旋转，利用来向的气流带动主旋翼旋转，且向后的气流分量大于主旋翼倾转所产生向前的气流分量。有利于能源的合理利用，进一步地减少能耗。附图说明图1是本专利技术飞行器的立体图；图2是本专利技术飞行器的俯视图；图3本专利技术飞行器折叠姿态仰视图；图4是本专利技术飞行器的主旋翼装置的主视图；图5是本专利技术飞行器的主倾转机构主体图；图6是本专利技术飞行器的断连机构主视图；图7是本专利技术飞行器的变距机构主视图；图8是本专利技术飞行器的主旋翼装置的桨头俯视图；图9是桨头的桨夹放大视图；图10是桨头的导向槽放大视图；图11是本专利技术飞行器副旋翼装置的立体图；图12是图10的A处放大图；图13是图10的B处放大图；图14是副旋翼装置的俯视图；图15第一种飞行控制方法的起飞状态示意图；图16第一种飞行控制方法的起飞与飞行的过渡状态示意图；图17第一种飞行控制方法的飞行状态的示意图；图18第二种飞行控制方法的起飞状态示意图；图19第二种飞行控制方法的飞行状态的示意图；图20第三种飞行控制方法的起飞状态的示意图；图21第三种飞行控制方法的飞行状态的示意图。具体实施方式飞行器的动力单元的动力输出有多种形式：动力单元与旋翼直连，旋翼由动力单元直驱；动力单元通过带轮、驱动轴间接驱动旋翼旋转；单个动力单元通过差速器将动力分流至两个旋翼。本专利技术实施例结合驱动轴传动进行说明。飞行器实施例如图1所示，飞行器100包括机身101、主旋翼装置102、副旋翼装置103、动力装置（未示出）和折叠机臂104。如图2所示，主旋翼装置102包括第一主旋翼装置1021和第二主旋翼装置1022，副旋翼装置103包括第一副旋翼装置1031和第二副旋翼装置1032，轴1033为副旋翼装置的倾转轴线。折叠机臂104包括连接臂1041、调节臂1042。连接臂1041的一端铰接地安装在靠近本文档来自技高网...

【技术保护点】
飞行器，包括机身、主旋翼装置、副旋翼装置和动力装置，其特征在于：所述主旋翼装置，包括能相对所述机身位于后倾位置的主旋翼、可向所述主旋翼接入或断开动力的断连机构；所述副旋翼装置，包括副旋翼、副倾转机构；所述主旋翼直径大于所述副旋翼直径；断连机构所述主旋翼安装在靠近所述机身的前侧；所述副旋翼通过所述副倾转机构安装在所述机身的后侧，所述副倾转机构驱动所述副旋翼沿所述机身宽度方向的轴线在靠近所述机身的高度方向的第一位置和靠近所述机身的长度方向的第二位置之间倾转；沿机身长度方向，所述飞行器的重心位于所述主旋翼的旋转平面的中心和所述副旋翼的倾转轴之间；所述主旋翼，包括第一主旋翼和第二主旋翼；所述第一主旋翼和所述第二主旋翼对称地安装在所述机身两侧；所述副旋翼，包括第一副旋翼和第二副旋翼；所述第一副旋翼和所述第二副旋翼对称地安装在所述机身两侧。

【技术特征摘要】
1.飞行器，包括机身、主旋翼装置、副旋翼装置和动力装置，其特征在于：所述主旋翼装置，包括能相对所述机身位于后倾位置的主旋翼、可向所述主旋翼接入或断开动力的断连机构；所述副旋翼装置，包括副旋翼、副倾转机构；所述主旋翼直径大于所述副旋翼直径；断连机构所述主旋翼安装在靠近所述机身的前侧；所述副旋翼通过所述副倾转机构安装在所述机身的后侧，所述副倾转机构驱动所述副旋翼沿所述机身宽度方向的轴线在靠近所述机身的高度方向的第一位置和靠近所述机身的长度方向的第二位置之间倾转；沿机身长度方向，所述飞行器的重心位于所述主旋翼的旋转平面的中心和所述副旋翼的倾转轴之间；所述主旋翼，包括第一主旋翼和第二主旋翼；所述第一主旋翼和所述第二主旋翼对称地安装在所述机身两侧；所述副旋翼，包括第一副旋翼和第二副旋翼；所述第一副旋翼和所述第二副旋翼对称地安装在所述机身两侧。2.根据权利要求1所述飞行器，其特征在于：所述主旋翼为变距旋翼；所述副旋翼装置具有涵道，所述副旋翼为涵道风扇旋翼。3.根据权利要求1所述飞行器，其特征在于：所述主旋翼的直径与所述副旋翼的直径比的范围是6至10。4.根据权利要求1所述飞行器，其特征在于：所述主旋翼的旋转轴线与所述机身的高度方向成一夹角，所述夹角的大小范围为6°至15°。5.根据权利要求1至4任一所述飞行器，其特征在于：所述主旋翼装置具有主倾转机构，所述主倾转机构驱动所述主旋翼绕所述机身宽度方向的轴线在相对所述机身后倾的第一位...

【专利技术属性】
技术研发人员：何春旺，
申请(专利权)人：珠海磐磊智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44