本发明专利技术涉及一种用于自然灾害情况巡查的可垂直起降的复合翼电动无人机，包括机身、环形翼、尾翼、起落装置、涵道式推进风扇、飞行操控系统及电动力源系统，机身的纵向设有水平对称、且嵌于机身内的涵道式升力旋翼，涵道式升力旋翼的个数为大于或等于2的偶数；机身内分别设有驾驶舱及承载舱，飞行操控系统及电动力源系统分别安装在驾驶舱及电池舱内，电池舱安装在机身内、并分别与飞行操控系统及电动力源系统电连接；机身上设有环形翼，尾翼及涵道式推进风扇分别安装在机身上，在机身的下方设有所述起落装置；本发明专利技术具有适应性强、安全、经济、环保、操纵简便等特点。
A Vertical Takeoff and Landing Hybrid Wing Electric UAV for Natural Disaster Survey
【技术实现步骤摘要】
一种用于自然灾害情况巡查的可垂直起降的复合翼电动无人机
本专利技术属于无人机领域，具体地说是一种用于自然灾害情况巡查的可垂直起降的复合翼电动无人机。
技术介绍
随着人类生活破坏自然环境的日益加剧，导致自然灾害时有发生，例如山洪灾害、洪涝灾害、地震灾害等。自然灾害发生后，往往会导致通信中断，外界无法及时了解灾区内部具体情况，救援人员不能盲目进入，对救援工作造成延误。
技术实现思路
为了解决自然灾害发生后不能及时了解灾区内部情况而导致救援迟缓的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于自然灾害情况巡查的可垂直起降的复合翼电动无人机。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术包括机身、环形翼、尾翼、起落装置、涵道式推进风扇、飞行操控系统及电动力源系统，其中机身的纵向设有水平对称、且嵌于所述机身内的涵道式升力旋翼，该涵道式升力旋翼的个数为大于或等于2的偶数；所述机身内分别设有驾驶舱及承载舱，所述飞行操控系统及电动力源系统分别安装在驾驶舱及电池舱内，所述电池舱安装在机身内、并分别与所述飞行操控系统及电动力源系统电连接；所述机身上设有环形翼，所述尾翼及涵道式推进风扇分别安装在机身上，在机身的下方设有所述起落装置；所述涵道式升力旋翼包括涵道A、旋翼、旋翼电机、旋翼电机支撑架及导流栅A，该涵道A安装在所述机身上，所述旋翼电机通过旋翼电机支撑架安装在涵道A内，在旋翼电机的转轴上安装有由所述旋翼电机驱动的旋翼，机身两侧的涵道式升力旋翼的几何尺寸、物理参数相同，且两两对称，相对称的两涵道式升力旋翼的旋翼的旋转方向相反，以实现所述电动力载人飞器的垂直起降；所述导流栅A安装在涵道A的下端口处，通过安装在涵道A内的导流栅电机驱动；所述涵道式推进风扇为大于或等于2的偶数，以机身纵向中轴线为水平对称、安装在机身的尾部，且位于所述尾翼的两侧，所述尾翼两侧的涵道式推进风扇两两对称设置，每个所述涵道式推进风扇的轴向均与所述机身的纵向中轴线平行；所述涵道式推进风扇包括涵道B、风扇、风扇电机、风扇电机支撑架、风扇电机整流罩及导流栅B，该风扇电机通过风扇电机支撑架安装在涵道B内，在风扇电机的转轴上安装有由所述风扇电机驱动的风扇，各涵道式推进风扇的几何尺寸、物理参数相同，且两对称的涵道式推进风扇中的风扇的旋转方向相反，所述风扇电机转轴的前后两端分别安装有风扇电机整流罩；所述导流栅B安装在涵道B内的后端口处，通过安装在涵道B内的导流栅电机驱动，该导流栅B包括升力栅及方向栅，所述方向栅与所述机身的水平面之间的夹角为90°；所述风扇电机包括大功率电机、连接器B、超越离合器、连接器A及小功率电机，该大功率电机及小功率电机分别通过风扇电机支撑架安装在涵道B内，所述小功率电机通过连接器A与超越离合器的一端连接，该超越离合器的另一端通过连接器B与大功率电机连接，大功率电机的输出端连接所述风扇；所述机身上涂有稀土橡胶层，按重量份数计，该稀土橡胶的制备原料包括如下组分：天然橡胶45～55份；顺丁橡胶10～15份；改性稀土氧化物8～15份；白碳黑18～25份；硅酸钙10～12份；乙二醇胺3～5份；硫化剂(硫磺)0.5～0.8份；氧化锌3.0～3.5份；硬脂酸0.4～0.8份；CZ(N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺)3.0～3.5份；Dm(二硫化二苯并噻唑)2.1～2.8份。其中：所述尾翼包括单垂直尾翼及水平尾翼，该单垂直尾翼安装在所述机身纵向中轴线的尾端上方，所述水平尾翼水平对称安装在机身尾部的两侧，即位于所述单垂直尾翼两侧下方；所述环形翼的下环翼与机身相连，上环翼与所述单垂直尾翼连接；所述涵道式升力旋翼的轴向垂直于所述机身的纵向，在所述旋翼电机转轴的前后两端分别安装有旋翼电机整流罩；所述导流栅A的栅板径向与所述机身的纵向中轴线之间的夹角为90°；所述起落装置为滚轮式前三点式起落架；所述涵道式升力旋翼的上方设有由百叶窗电机驱动开闭的涵道百叶窗；所述改性稀土氧化物为改性氧化钇或改性氧化铈，改性稀土氧化物的制备过程如下：将硅烷偶联剂分散在乙醇溶液(乙醇与水的体积为为1：1)中，配成浓度为0.5～1.0wt.％的硅烷偶联剂溶液，再加入浓度10wt.％的醋酸，调节所得溶液pH值为3.5～5.5后，加入稀土氧化物(氧化钇或氧化铈)；然后在60～70℃条件下搅拌1小时，经固液分离、无水乙醇洗涤和干燥后即获得所述改性稀土氧化物；所述改性稀土氧化物中硅烷偶联剂的含量为3～5％，硅烷偶联剂为TESPT，商品名Si69。本专利技术的优点与积极效果为：1.适应性强，更安全；由于本专利技术兼有直升机和固定翼飞机的特性，因此，既可以利用跑道起飞降落，也可以在任何拥有相应空间的地面上垂直起降；同时，亦可以像直升机一样在空中悬停，还可以像固定翼飞机一样快速飞行；尤其是可以作低空飞行，不仅可以保证各种巡航任务的完成，即使在某一组动力系统出现问题的情况下，也依然能够保证在可控的情况下安全着陆。2.更经济，更环保；由于本专利技术采用了涵道式升力旋翼、涵道式推进风扇与固定翼的复合型设计，以及翼身的一体化设计，不仅将利用电能源成为了现实，还实现了污染零排放；不仅易于生产，造价低廉，维护起来也更简单，费用更低。3.操纵简便；由于本专利技术全部采用了电传动和电子化控制，在操纵中，甚至只需按动一个按钮或搬动一下拉杆(发出一个指令)，计算机智能飞行控制系统即可完成其某一动作任务，因而操纵更简便。4.本专利技术充分利用和发挥了直升机的旋冀特性和飞机的机翼特性，不仅在同样功率消耗的情况下,可有效地提高无人机的整体升力，减少了能源消耗，降低了气动噪声，提高了旋翼的使用安全性，还有效地提高了无人机的平飞速度和续航能力。5.本专利技术外形布局新颖，结构简洁紧凑，可靠性好，维护费用低，易于生产制造。6.本专利技术能够根据灾区内部天气情况选择风扇电机的转速及推进扭矩。7.本专利技术的机身上涂有防腐蚀、防损坏涂层，避免无人机在灾区内部飞行时被腐蚀或被破坏。附图说明图1A为本专利技术实施例四的主视图；图1B为图1A的右视图；图1C为图1A的俯视图；图2为本专利技术涵道式升力旋翼的结构示意图；图3为图2中导流栅A的结构示意图；图4为本专利技术涵道式推进风扇的结构示意图；图5为图4中导流栅B的结构示意图；图6为图4中涵道式推进风扇内部拿掉导流栅后的结构剖视图；其中：1为机身，2为涵道式升力旋翼，3为涵道式推进风扇，4为平直圆头形机翼，5为单垂直尾翼，6为滚轮式前三点式起落架，7为涵道百叶窗，8为翼梢下折后掠式三角翼，9为后掠式三角翼，10为环形翼，11为水平尾翼，12为涵道A，13为旋翼，14为旋翼电机，15为旋翼电机支撑架，16为旋翼电机整流罩，17为导流栅A，18为涵道B，19为风扇，20为风扇电机，21为风扇电机支撑架，22为风扇电机整流罩，23为导流栅B，24为升力栅，25为方向栅，26为升力体，27为翼形臂，28为升降副翼，29为尾翼方向舵，30为大功率电机，31为连接器B，32为超越离合器，33为连接器A，34为小功率电机，35为大功率电机走线槽，36为小功率电机走线槽。其中：具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。如图1A、图1B及图1C所示，本专利技术包括机身1、环形翼10、尾翼、起落装置、涵道式推进风扇3、飞行操控系统及电动力源系统，采用垂直和水平动力、涵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于自然灾害情况巡查的可垂直起降的复合翼电动无人机，其特征在于：包括机身(1)、环形翼(10)、尾翼、起落装置、涵道式推进风扇(3)、飞行操控系统及电动力源系统，其中机身(1)的纵向设有水平对称、且嵌于所述机身(1)内的涵道式升力旋翼(2)，该涵道式升力旋翼(2)的个数为大于或等于2的偶数；所述机身(1)内分别设有驾驶舱及承载舱，所述飞行操控系统及电动力源系统分别安装在驾驶舱及电池舱内，所述电池舱安装在机身(1)内、并分别与所述飞行操控系统及电动力源系统电连接；所述机身(1)上设有环形翼(10)，所述尾翼及涵道式推进风扇(3)分别安装在机身(1)上，在机身(1)的下方设有所述起落装置；所述涵道式升力旋翼(2)包括涵道A(12)、旋翼(13)、旋翼电机(14)、旋翼电机支撑架(15)及导流栅A(17)，该涵道A(12)安装在所述机身(1)上，所述旋翼电机(14)通过旋翼电机支撑架(15)安装在涵道A(12)内，在旋翼电机(14)的转轴上安装有由所述旋翼电机(14)驱动的旋翼(13)，机身(1)两侧的涵道式升力旋翼(2)的几何尺寸、物理参数相同，且两两对称，相对称的两涵道式升力旋翼(2)的旋翼(13)的旋转方向相反，以实现所述电动力载人飞器的垂直起降；所述导流栅A(17)安装在涵道A(12)的下端口处，通过安装在涵道A(12)内的导流栅电机驱动；所述涵道式推进风扇(3)为大于或等于2的偶数，以机身(1)纵向中轴线为水平对称、安装在机身(1)的尾部，且位于所述尾翼的两侧，所述尾翼两侧的涵道式推进风扇(3)两两对称设置，每个所述涵道式推进风扇(3)的轴向均与所述机身(1)的纵向中轴线平行；所述涵道式推进风扇(3)包括涵道B(18)、风扇(19)、风扇电机(20)、风扇电机支撑架(21)、风扇电机整流罩(22)及导流栅B(23)，该风扇电机(20)通过风扇电机支撑架(21)安装在涵道B(18)内，在风扇电机(20)的转轴上安装有由所述风扇电机(20)驱动的风扇(19)，各涵道式推进风扇(3)的几何尺寸、物理参数相同，且两对称的涵道式推进风扇(3)中的风扇(19)的旋转方向相反，所述风扇电机(20)转轴的前后两端分别安装有风扇电机整流罩(22)；所述导流栅B(23)安装在涵道B(18)内的后端口处，通过安装在涵道B(18)内的导流栅电机驱动，该导流栅B(23)包括升力栅(24)及方向栅(25)，所述方向栅(25)与所述机身(1)的水平面之间的夹角为90°；所述风扇电机(20)包括大功率电机(30)、连接器B(31)、超越离合器(32)、连接器A(33)及小功率电机(34)，该大功率电机(30)及小功率电机(34)分别通过风扇电机支撑架(21)安装在涵道B(18)内，所述小功率电机(34)通过连接器A(33)与超越离合器(32)的一端连接，该超越离合器(32)的另一端通过连接器B(31)与大功率电机(30)连接，大功率电机(30)的输出端连接所述风扇(19)。所述机身(1)上涂有稀土橡胶层，按重量份数计，该稀土橡胶的制备原料包括如下组分：天然橡胶45～55份；顺丁橡胶10～15份；改性稀土氧化物8～15份；白碳黑18～25份；硅酸钙10～12份；乙二醇胺3～5份；硫化剂(硫磺)0.5～0.8份；氧化锌3.0～3.5份；硬脂酸0.4～0.8份；CZ(N‑环已基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺)3.0～3.5份；Dm(二硫化二苯并噻唑)2.1～2.8份。...
【技术特征摘要】
1.一种用于自然灾害情况巡查的可垂直起降的复合翼电动无人机，其特征在于：包括机身(1)、环形翼(10)、尾翼、起落装置、涵道式推进风扇(3)、飞行操控系统及电动力源系统，其中机身(1)的纵向设有水平对称、且嵌于所述机身(1)内的涵道式升力旋翼(2)，该涵道式升力旋翼(2)的个数为大于或等于2的偶数；所述机身(1)内分别设有驾驶舱及承载舱，所述飞行操控系统及电动力源系统分别安装在驾驶舱及电池舱内，所述电池舱安装在机身(1)内、并分别与所述飞行操控系统及电动力源系统电连接；所述机身(1)上设有环形翼(10)，所述尾翼及涵道式推进风扇(3)分别安装在机身(1)上，在机身(1)的下方设有所述起落装置；所述涵道式升力旋翼(2)包括涵道A(12)、旋翼(13)、旋翼电机(14)、旋翼电机支撑架(15)及导流栅A(17)，该涵道A(12)安装在所述机身(1)上，所述旋翼电机(14)通过旋翼电机支撑架(15)安装在涵道A(12)内，在旋翼电机(14)的转轴上安装有由所述旋翼电机(14)驱动的旋翼(13)，机身(1)两侧的涵道式升力旋翼(2)的几何尺寸、物理参数相同，且两两对称，相对称的两涵道式升力旋翼(2)的旋翼(13)的旋转方向相反，以实现所述电动力载人飞器的垂直起降；所述导流栅A(17)安装在涵道A(12)的下端口处，通过安装在涵道A(12)内的导流栅电机驱动；所述涵道式推进风扇(3)为大于或等于2的偶数，以机身(1)纵向中轴线为水平对称、安装在机身(1)的尾部，且位于所述尾翼的两侧，所述尾翼两侧的涵道式推进风扇(3)两两对称设置，每个所述涵道式推进风扇(3)的轴向均与所述机身(1)的纵向中轴线平行；所述涵道式推进风扇(3)包括涵道B(18)、风扇(19)、风扇电机(20)、风扇电机支撑架(21)、风扇电机整流罩(22)及导流栅B(23)，该风扇电机(20)通过风扇电机支撑架(21)安装在涵道B(18)内，在风扇电机(20)的转轴上安装有由所述风扇电机(20)驱动的风扇(19)，各涵道式推进风扇(3)的几何尺寸、物理参数相同，且两对称的涵道式推进风扇(3)中的风扇(19)的旋转方向相反，所述风扇电机(20)转轴的前后两端分别安装有风扇电机整流罩(22)；所述导流栅B(23)安装在涵道B(18)内的后端口处，通过安装在涵道B(18)内的导流栅电机驱动，该导流栅B(23)包括升力栅(24)及方向栅(25)，所述方向栅(25)与所述机身(1)的水平面之间的夹角为90°；所述风扇电机(20)包括大功率电机(30)、连接器B(31)、超越离合器(32)、连接器A(33)及小功率电机(34)，该大功率电机(30)及小功率电机(34)分别通过风扇电机...
【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，郭亮，王颖，
申请(专利权)人：高峰，郭亮，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。