一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机操纵系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机操纵系统，它主要包括桨叶、变距摇臂、上复材桨毂、下复材桨毂、螺旋桨、机身、机翼和垂直尾翼。本实用新型专利技术主要解决了传统复合式无人机操纵效率低，操纵复杂的问题。本实用新型专利技术采用混合控制策略，对应控制通道联动，可高效稳定的控制飞机。

A folding and compound oil dynamic high speed four rotor unmanned aerial vehicle control system

The utility model discloses a folding composite oil operated high-speed four rotor UAV control system, which mainly comprises a blade, a variable distance rocker, an upper composite hub, a lower composite hub, a propeller, a fuselage, a wing and a vertical tail. The utility model mainly solves the problem of low operating efficiency and complicated manipulation of the traditional compound UAV. The utility model adopts a hybrid control strategy, which corresponds to the control channel linkage, and can control the aircraft efficiently and steadily.

【技术实现步骤摘要】
一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机操纵系统
本技术涉及航空
，特别是涉及一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机旋操纵系统。
技术介绍
随着航空科技的进步，多旋翼无人机越来越多的应用到国民经济领域，但同时其续航能力、载荷能力的不足也限制了其应用及发展。固定翼垂直起降无人机的出现改善了这种情况，固定翼垂直起降无人机结合固定翼和多旋翼的特点，既可以垂直起降又可以高速平飞。现有固定翼垂直起降无人机主要包括倾转旋翼机、尾座式无人机和复合式无人机，其中应用最广的为复合式垂直起降无人机。在中国专利CN105539834A(申请公布日：2016.05.04)中介绍了一种复合翼垂直起降无人机，它采用固定翼飞机和四旋翼飞行器相结合的布局，即在固定翼飞机的基础上，在机翼上安装有四副旋翼，垂直起降时主要靠四副旋翼提供升力，平飞时主要靠机翼相对气流运动提供升力；此外其垂尾上设置有变距螺旋桨，用以增加低速飞行时的偏航控制力矩。上述专利技术从气动角度来讲，安装于机翼上的四副旋翼及其安装架均为不规则非流线型结构，在平飞时会造成全机废阻的大幅提升；从结构角度来讲，机翼的传力负担较之于普通固定翼更为艰巨，机翼受扭情况恶化，需要对机翼做结构做额外补强，使机身结构重量大大增加，载荷能力下降；从使用角度来讲，机身一体化安装，无法折叠，占用空间较大，地面运输困难。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术提供了一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机操纵系统。本技术所采用的技术方案是：一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机操纵系统，它主要包括桨叶、变距摇臂、上复材桨毂、下复材桨毂、螺旋桨、机身、机翼和垂直尾翼。变距摇臂和桨叶固连，并置于上复材桨毂和下复材桨毂中间与二者固连。对桨叶进行操纵时，通过相关变距机构拉动变距摇臂并带动上复材桨毂和下复材桨毂扭转，改变桨叶迎角从而改变旋翼拉力。所述螺旋桨为可控变距螺旋桨，与螺旋桨轴固连，其作用为提供平飞时向前的拉力。所述机身为流线型柱状结构，其功能为支撑和连接各部件。所述机翼数量为4，置于前侧的2个机翼位置略低于后侧的2个机翼。所述垂直尾翼与机身固连，起横航向安定及操纵作用。优点及功效：与现有技术相比，本技术的有益效果是解决了传统复合式无人机操纵效率低，操纵复杂的问题。本技术采用混合控制策略，对应控制通道联动，可高效稳定的控制飞机。附图说明图1可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机外观示意图；图2固定翼模式偏航操纵舵面运动示意图；图3固定翼模式俯仰操纵舵面运动示意图；图中符号标记如下：1-桨叶；2-变距摇臂；3-上复材桨毂；4-下复材桨毂；5-螺旋桨；6-机身；7-机翼；8-垂直尾翼。具体实施方式下面结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。参见图1，与本实施例的一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机操纵系统相关的主要构成如下：所述一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机操纵系统，包括桨叶1、变距摇臂2、上复材桨毂3、下复材桨毂4、螺旋桨5、机身6、机翼7和垂直尾翼8。变距摇臂2和桨叶1固连，并置于上复材桨毂3和下复材桨毂4中间与二者固连。对桨叶1进行操纵时，通过相关变距机构拉动变距摇臂2并带动上复材桨毂3和下复材桨毂4扭转，改变桨叶1迎角从而改变旋翼拉力。所述螺旋桨5为可控变距螺旋桨，与螺旋桨轴固连，其作用为提供平飞时向前的拉力。所述机身6为流线型柱状结构，其功能为支撑和连接各部件。所述机翼7数量为4，置于前侧的2个机翼7位置略低于后侧的2个机翼7。所述垂直尾翼8与机身6固连，起横航向安定及操纵作用。通过旋翼操纵系统的控制，可对本技术实现如下的控制策略：本技术飞行可分为多旋翼模式、过渡模式和固定翼模式。起飞时，采用多旋翼模式，可垂直起降，无需跑道。多旋翼模式下，通过控制螺旋桨离合器断开保证螺旋桨5不旋转无拉力，发动机达到一定转速后多旋翼离合器接通，4个旋翼轴在多旋翼传动子系统的作用下转动，以传统四旋翼方式起飞，并通过控制各个旋翼的变距机构改变旋翼拉力，保持或改变飞机姿态。在多旋翼模式下飞行到一定高度时进入过渡模式，在过渡模式中，各个多旋翼的控制变距机构从全权限参与操纵到逐渐过渡到某一给定值并固定不动，同时机翼7上的襟副翼、垂直尾翼8上的方向舵从固定不动到逐渐接管控制，螺旋桨离合器接合，螺旋桨5旋转并产生拉力，通过改变螺旋桨5桨距控制拉力大小，飞机从悬停状态逐步过渡到平飞状态。进入平飞状态后，飞机将采用固定翼模式，本技术采用的固定翼布局为串列翼，在固定翼模式下：如图2所示，各箭头表示襟副翼的偏转方向，飞机需要偏航时，置于机身6左侧的2个机翼7襟副翼与置于机身6右侧的2个机翼7襟副翼偏转方向相反，飞机左右升力不同导致飞机滚转，由飞行力学可知，飞机滚转将会造成飞机的偏航，同时垂直尾翼24上的方向舵也将偏转，增大偏航力矩；如图3所示，各箭头表示襟副翼的偏转方向，飞机需要爬升或下降时，置于机身6前面的2个机翼7襟副翼同向等幅偏转，置于机身6后面的2个机翼7襟副翼也同向等幅偏转，但是前后2对机翼7襟副翼的偏转方向相反，造成前后各机翼7升力不同，飞机俯仰姿态改变，飞机爬升或下降。本技术的有益效果是解决了传统复合式无人机操纵效率低，操纵复杂的问题。本技术采用混合控制策略，对应控制通道联动，可高效稳定的控制飞机。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机操纵系统，其特征在于:它主要包括桨叶(1)、变距摇臂(2)、上复材桨毂(3)、下复材桨毂(4)、螺旋桨(5)、机身(6)、机翼(7)和垂直尾翼(8),所述变距摇臂(2)和桨叶(1)固连，并置于上复材桨毂(3)和下复材桨毂(4)中间与二者固连；对桨叶(1)进行操纵时，通过相关变距机构拉动变距摇臂(2)并带动上复材桨毂(3)和下复材桨毂(4)扭转，改变桨叶(1)迎角从而改变旋翼拉力；所述螺旋桨(5)为可控变距螺旋桨，与螺旋桨轴固连，其作用为提供平飞时向前的拉力；所述机身(6)为流线型柱状结构，其功能为支撑和连接各部件；所述机翼(7)数量为4，置于前侧的2个机翼(7)位置略低于后侧的2个机翼(7)；所述垂直尾翼与机身(6)固连，起横航向安定及操纵作用。

【技术特征摘要】
1.一种可折叠的复合式油动高速四旋翼无人机操纵系统，其特征在于:它主要包括桨叶(1)、变距摇臂(2)、上复材桨毂(3)、下复材桨毂(4)、螺旋桨(5)、机身(6)、机翼(7)和垂直尾翼(8),所述变距摇臂(2)和桨叶(1)固连，并置于上复材桨毂(3)和下复材桨毂(4)中间与二者固连；对桨叶(1)进行操纵时，通过相关变距机构拉动变距摇臂(2)并带动...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡奉言，
申请(专利权)人：中航维拓天津科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12