混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器制造技术

本发明专利技术提供了混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器，包括机框、门结构舵机、一号机翼、二号机翼、机翼固定杆、机翼控制机构、主碳杆、一号飞行机构和二号飞行机构，所述一号机翼、所述二号机翼分别通过一号轴承固定安装至所述机翼固定杆两侧，所述机框的顶面两端分别固定安装一个机翼控制机构，所述机框的顶面中部固定安装主碳杆，所述主碳杆两端分别固定安装一号飞行机构和二号飞行机构。本发明专利技术所述的混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器成本低，稳定性能与机动性能优良，能源利用率高。

Hybrid lift tandem vector twin rotor aircraft

【技术实现步骤摘要】
混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器
本专利技术属于飞行器
，尤其是涉及混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器。
技术介绍
针对日渐发展的物流运输行业，无人机运输已经是未来发展的趋势，在物流运输的最后一阶段，市场需要一款能垂直起降，巡航稳定，任务载荷大，续航时间长的新型无人机，目前针对此市场的最领先的无人机方案为四旋翼和固定翼的结合，较为成熟的为18年顺丰的MantaRay无人机，不过此类方案虽初步达到市场的需求，但是这样的结合方式使飞行器在功能和能源上存在不必要的浪费：1、制作成本较高，四旋翼与固定翼的结合，在动力上至少需要4个电机，如MantaRay无人机具有4个电机加两个涵道；2、飞行器体积较大，机动性能较差，其不适合运输末端的配送，因为此款无人机为增加续航，将机翼做的较大，如MantaRay无人机采用的机翼翼展长达3.5m，因此它需要较大的降落空间，为确保安全它至少要4m*4m的降落空间，针对最后阶段的运输——人流密集区，它的设计还存在着一定的不足；3、能源利用率低，飞行器自重较高，更多能源用在自身负载上，造成能源利用率不高，其自重方面，一是为增加动力需要大量的电机，二是大翼展飞行器对机翼强度要求高，为增加强度使用高强度材料也会增加自重。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器，以解决飞行器制作成本高，机动性能较差，能源利用率低的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器，包括机框、门结构舵机、一号机翼、二号机翼、机翼固定杆、机翼控制机构、主碳杆、一号飞行机构和二号飞行机构，所述机框由若干连接杆拼接而成，并且呈矩形体框架结构，所述机框形成第一面、第二面、第三面、第四面、顶面和底面，所述第一面、第二面、第三面、第四面、顶面和底面均为由四根连接杆组成的矩形结构，所述第一面和所述第二面为相对面，所述第一面与所述第二面上分别固定安装交叉杆，所述交叉杆由两根连接杆交叉连接而成，所述第三面和第四面为相对面，所述第三面和所述第四面上分别固定安装一根连接杆，所述机框的底面固定安装一根舵机安装杆，所述舵机安装杆中心部固定安装门结构舵机，所述门结构舵机通过一号传动杆连接至拨杆，所述底面两端分别与一号门和二号门铰接，所述机翼固定杆穿过所述机框，放置在两个所述交叉杆的交叉点上，与两个所述交叉杆固定连接，所述一号机翼、所述二号机翼分别通过一号轴承固定安装至所述机翼固定杆两侧，所述机框的顶面两端分别固定安装一个机翼控制机构，所述机翼控制机构包括机翼舵机、机翼舵盘和拉杆，所述机翼舵机通过二号传动杆与所述机翼舵盘固定连接，所述机翼舵盘通过两根所述拉杆固定连接至机翼，所述机框的顶面中部固定安装主碳杆，所述主碳杆两端分别固定安装一号飞行机构和二号飞行机构，所述一号飞行机构与所述二号飞行机构结构相同且对称安装，所述一号飞行机构包括螺旋桨、电机、固定架、钢轴、机器人舵盘、机器人舵机、一号固定件、二号固定件和三号固定件，所述一号固定架与所述二号固定架结构相同，所述螺旋桨与所述电机固定连接，所述电机底部与所述固定架固定连接，所述固定架横截面呈U型结构，所述固定架两侧分别设有一个通孔，每个所述通孔内分别设有一个二号轴承，所述钢轴穿过两个所述二号轴承与所述固定架固定连接，所述固定架一端通过所述机器人舵盘与所述机器人舵机固定连接，所述主碳杆从端部向内依次固定安装一号固定件、二号固定件和三号固定件，所述主碳杆通过一号固定件、二号固定件与所述钢轴连接，固定架是在机器人舵机的控制下相对于钢轴可转动，，所述主碳杆通过三号固定件与所述机器人舵机固定连接，所述机框上固定安装控制器，所述门结构舵机、所述机翼舵机、所述电机和所述机器人舵机分别信号连接至所述控制器，所述控制器信号连接至外部遥控器，所述机框上固定安装锂电池。进一步的，所述主碳杆通过绳索与所述机框固定连接，所述绳索滴入502胶水。进一步的，所述机翼固定杆通过绳索与所述交叉杆固定连接，所述绳索滴入502胶水。进一步的，所述绳索的材质为凯夫拉。进一步的，所述主碳杆、所述机翼固定杆、所述螺旋桨、所述一号门和所述二号门的材质为碳纤维。进一步的，所述螺旋桨为双叶螺旋桨。进一步的，所述一号门包括一号主杆、一号短杆、一号中杆和一号长杆，所述一号短杆两端分别固定连接至两根所述一号主杆上部，所述一号中杆两端分别固定连接至两根所述一号主杆中部，所述一号长杆固定连接至两根所述一号主杆端部，所述二号门包括二号主杆、二号短杆、二号中杆和二号长杆，所述二号短杆两端分别固定连接至两根所述二号主杆上部，所述二号中杆两端分别固定连接至两根所述二号主杆中部，所述二号长杆固定连接至两根所述二号主杆端部，两根所述一号主杆、两根所述二号主杆分别与所述机框通过橡皮筋连接，所述拨杆的长度大于所述一号短杆、所述二号短杆之间的长度。进一步的，所述一号固定件、所述二号固定件和所述三号固定件通过3D打印而成。进一步的，所述一号短杆的长度大于所述二号短杆的长度。进一步的，所述控制器为SPracingF3飞行控制器。相对于现有技术，本专利技术所述的混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器具有以下优势：(1)本专利技术所述的混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器，成本低，利用矢量双旋翼代替四旋翼，控制性能和四旋翼基本相同，并且双旋翼的效率大于四旋翼，因此采用矢量双旋翼方案使成本大幅降低。(2)本专利技术所述的混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器，稳定性能与机动性能优良，在机动性方面，纵列式设计能提高飞行机动性，全动机翼可以将翼展适当减少，提高机动性能；在稳定性方面，利用全动机翼来协助飞控进行飞行的姿态调节，使得飞行器自我调节能力更突出，飞行更稳定。(3)本专利技术所述的混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器，能源利用率高，在动力上采用双旋翼，在机翼上，全动机翼可适当减小翼展，因此对机翼强度要求降低，可减少在材料上的增重，两个方面上同时减重使能源更少的用在自身消耗上，提高能源利用率；混合升力中全动机翼的设计使得飞行器的升力特性增加，由此进一步提高了能源利用率。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器示意图；图2为本专利技术实施例所述的机框示意图；图3为本专利技术实施例所述的一号门示意图；图4为本专利技术实施例所述的二号门示意图；图5为本专利技术实施例所述的混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器示意图；图6为本专利技术实施例所述的图5圆圈内局部放大图；图7为本专利技术实施例所述的混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器示意图；图8为本专利技术实施例所述的图7圆圈内局部放大图。附图标记说明：1-机框；11-第一面；12-第二面；13-第三面；14-第四面；15-顶面；16-底面；161-舵机安装杆；17-交叉杆；18-一号门；181-一号主杆；182本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器，其特征在于：包括机框(1)、门结构舵机(2)、一号机翼(3)、二号机翼(4)、机翼固定杆(5)、机翼控制机构(6)、主碳杆(7)、一号飞行机构(8)和二号飞行机构(9)，/n所述机框(1)由若干连接杆拼接而成，并且呈矩形体框架结构，所述机框(1)形成第一面(11)、第二面(12)、第三面(13)、第四面(14)、顶面(15)和底面(16)，所述第一面(11)、第二面(12)、第三面(13)、第四面(14)、顶面(15)和底面(16)均为由四根连接杆组成的矩形结构，所述第一面(11)和所述第二面(12)为相对面，所述第一面(11)与所述第二面(12)上分别固定安装交叉杆(17)，所述交叉杆(17)由两根连接杆交叉连接而成，所述第三面(13)和第四面(14)为相对面，所述第三面(13)和所述第四面(14)上分别固定安装一根连接杆，所述机框(1)的底面(16)固定安装一根舵机安装杆(161)，所述舵机安装杆(161)中心部固定安装门结构舵机(2)，所述门结构舵机(2)通过一号传动杆连接至拨杆(21)，所述底面(16)两端分别与一号门(18)和二号门(19)铰接，所述机翼固定杆(5)穿过所述机框(1)，放置在两个所述交叉杆(17)的交叉点上，与两个所述交叉杆(17)固定连接，所述一号机翼(3)、所述二号机翼(4)分别通过一号轴承固定安装至所述机翼固定杆(5)两侧，所述机框(1)的顶面(15)两端分别固定安装一个机翼控制机构(6)，所述机翼控制机构(6)包括机翼舵机(61)、机翼舵盘(62)和拉杆(63)，所述机翼舵机(61)通过二号传动杆与所述机翼舵盘(62)固定连接，所述机翼舵盘(62)通过两根所述拉杆(63)固定连接至机翼，所述机框(1)的顶面(15)中部固定安装主碳杆(7)，所述主碳杆(7)两端分别固定安装一号飞行机构(8)和二号飞行机构(9)，所述一号飞行机构(8)与所述二号飞行机构(9)结构相同且对称安装，所述一号飞行机构(8)包括螺旋桨(81)、电机(82)、固定架(83)、钢轴(84)、机器人舵盘(85)、机器人舵机(86)、一号固定件(87)、二号固定件(88)和三号固定件(89)，所述一号固定架(83)与所述二号固定架(83)结构相同，所述螺旋桨(81)与所述电机(82)固定连接，所述电机(82)底部与所述固定架(83)固定连接，所述固定架(83)横截面呈U型结构，所述固定架(83)两侧分别设有一个通孔，每个所述通孔内分别设有一个二号轴承，所述钢轴(84)穿过两个所述二号轴承与所述固定架(83)固定连接，所述固定架(83)一端通过所述机器人舵盘(85)与所述机器人舵机(86)固定连接，所述主碳杆(7)从端部向内依次固定安装一号固定件(87)、二号固定件(88)和三号固定件(89)，所述主碳杆(7)通过一号固定件(87)、二号固定件(88)与所述钢轴(84)连接，固定架(83)是在机器人舵机(86)的控制下相对于钢轴(84)可转动，所述主碳杆(7)通过三号固定件(89)与所述机器人舵机(86)固定连接，所述机框(1)上固定安装控制器，所述门结构舵机(2)、所述机翼舵机(61)、所述电机(82)和所述机器人舵机(86)分别信号连接至所述控制器，所述控制器信号连接至外部遥控器，所述机框(1)上固定安装锂电池。/n...

【技术特征摘要】
1.混合升力纵列式矢量双旋翼飞行器，其特征在于：包括机框(1)、门结构舵机(2)、一号机翼(3)、二号机翼(4)、机翼固定杆(5)、机翼控制机构(6)、主碳杆(7)、一号飞行机构(8)和二号飞行机构(9)，
所述机框(1)由若干连接杆拼接而成，并且呈矩形体框架结构，所述机框(1)形成第一面(11)、第二面(12)、第三面(13)、第四面(14)、顶面(15)和底面(16)，所述第一面(11)、第二面(12)、第三面(13)、第四面(14)、顶面(15)和底面(16)均为由四根连接杆组成的矩形结构，所述第一面(11)和所述第二面(12)为相对面，所述第一面(11)与所述第二面(12)上分别固定安装交叉杆(17)，所述交叉杆(17)由两根连接杆交叉连接而成，所述第三面(13)和第四面(14)为相对面，所述第三面(13)和所述第四面(14)上分别固定安装一根连接杆，所述机框(1)的底面(16)固定安装一根舵机安装杆(161)，所述舵机安装杆(161)中心部固定安装门结构舵机(2)，所述门结构舵机(2)通过一号传动杆连接至拨杆(21)，所述底面(16)两端分别与一号门(18)和二号门(19)铰接，所述机翼固定杆(5)穿过所述机框(1)，放置在两个所述交叉杆(17)的交叉点上，与两个所述交叉杆(17)固定连接，所述一号机翼(3)、所述二号机翼(4)分别通过一号轴承固定安装至所述机翼固定杆(5)两侧，所述机框(1)的顶面(15)两端分别固定安装一个机翼控制机构(6)，所述机翼控制机构(6)包括机翼舵机(61)、机翼舵盘(62)和拉杆(63)，所述机翼舵机(61)通过二号传动杆与所述机翼舵盘(62)固定连接，所述机翼舵盘(62)通过两根所述拉杆(63)固定连接至机翼，所述机框(1)的顶面(15)中部固定安装主碳杆(7)，所述主碳杆(7)两端分别固定安装一号飞行机构(8)和二号飞行机构(9)，所述一号飞行机构(8)与所述二号飞行机构(9)结构相同且对称安装，所述一号飞行机构(8)包括螺旋桨(81)、电机(82)、固定架(83)、钢轴(84)、机器人舵盘(85)、机器人舵机(86)、一号固定件(87)、二号固定件(88)和三号固定件(89)，所述一号固定架(83)与所述二号固定架(83)结构相同，所述螺旋桨(81)与所述电机(82)固定连接，所述电机(82)底部与所述固定架(83)固定连接，所述固定架(83)横截面呈U型结构，所述固定架(83)两侧分别设有一个通孔，每个所述通孔内分别设有一个二号轴承，所述钢轴(84)穿过两个所述二号轴承与所述固定架(83)固定连接，所述固定架(83)一端通过所述机器人舵盘(85)与所述机器人舵机(86)固定连接，所述主碳杆(7)从端部向内依次固定安装一号固定件(87)、二号固定件(88)和三号固定件(89)，所述主碳杆(7)通过一号固定件(87)、二号固定件(88)与所述钢轴(84)连接，固定架(83)...

【专利技术属性】
技术研发人员：武耀罡，魏新超，黄亚东，马超，刘晚移，乔涛，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津;12