一种双涵道无人飞行器制造技术

本发明专利技术涉及一种双涵道无人飞行器，其中第一螺旋桨同轴设置于第一涵道壳体内部，第二螺旋桨同轴设置于第二涵道壳体内部；第一舵面组和第三舵面组分别位于第一螺旋桨的下方，第二舵面组和第四舵面组分别位于第二螺旋桨下方；第一舵面组以及第二舵面组分别垂直于第一涵道壳体轴心和第二涵道壳体轴心所在连接直线；第三舵面组及第四舵面组分别平行于第一涵道壳体轴心和第二涵道壳体轴心所在连接直线，且分别关于第一涵道壳体轴心和第二涵道壳体轴心所在连接直线对称，利用四个舵面组无需改变发动机的转速以及涵道升力面方向，通过控制舵面的偏转角度即可控制飞行器，可快速调整飞行器姿态，响应速度快，且飞行器飞行过程平稳。且飞行器飞行过程平稳。且飞行器飞行过程平稳。

【技术实现步骤摘要】
一种双涵道无人飞行器


[0001]本专利技术属于无人机
，涉及一种双涵道无人飞行器。

技术介绍

[0002]现有的双涵道技术都是通过改变螺旋桨旋转平面与水平面之间的夹角来控制无人飞行器的姿态，要改变螺旋桨旋转平面与水平面之间的夹角，就必须同时前后转动螺旋桨、发动机和涵道，但螺旋桨、发动机和涵道的重量占整个无人飞行器的重量的比重很大，并且当涵道内的螺旋桨高度转动时，螺旋桨转动惯量较大，控制涵道进行偏转是需要较大的力矩克服螺旋桨转动惯量，因此这种技术无法快速调整姿态。
[0003]中国专利文献CN107042883B公开一种二级传动发动机纵列式可发电和载物的双涵道无人机，包括机身、传动组件、发电组件、旋翼组件、舵面组件、飞行控制组件，整机左右对称布局，两台发动机纵向布置于机身上，旋翼横向布置于机身两侧；发动机的运动一方面传递给旋翼组件，产生飞行所需的上升气流，另一方面传递给发电组件，产生电力供无人机其他组件使用；舵机调节舵面角度，改变气流方向进而改变无人机飞行的方向和姿态；该无人机采用十字布局结构和同步带二级传动，并增加自造电力供电的方式，以降低了机身整体振动频率，减轻了自重，增加了其续航能力和航时，增强了无人机的航行稳定性。但该无人机缺点在于无人飞行器的俯仰完全靠两台发动机的转速差来控制，而发动机的转速很难精确控制，且响应很慢，因此无人飞行器飞起来会很不稳定。此外发动机并不与螺旋桨直接连接，而是通过同步带传动，增加了连接结构的复杂度，并且由于同步带打滑等因素，转速控制响应慢且无法精确控制。
[0004]中国专利文献CN210027901U公开了一种二轴涵道无人机机架，包括：机身主体、对称设置于机身主体宽度方向两侧的第一涵道和第二涵道、用于控制第一涵道和第二涵道相对于机身主体转动的舵机、设置于第一涵道的第一螺旋桨和设置于第二涵道的第二螺旋桨；第一涵道的中心轴线与第一螺旋桨的中心轴线重合，第二涵道的中心轴线与第二螺旋桨的中心轴线重合。无人机在飞行的过程中，可以通过调整第一螺旋桨和第二螺旋桨的转速，通过舵机调整第一涵道和第二涵道相对于机身主体转动，调整第一作用力和第二作用力的大小和方向，使二轴无人机能够平稳飞行。但由于无人机中第一涵道和第二涵道中包括涵道本身、电机、螺旋桨，涵道的转动惯量很大，通过舵机调整第一涵道和第二涵道相对于机身主体的转动，必须具有较大的输出力矩，涵道响应的速度较慢，且涵道需要不断前后转动来保持无人飞行器飞行稳定，其控制过程较复杂。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术公布了一种一种双涵道无人飞行器，该飞行器中的两个涵道相对位置固定，在每个涵道下方布置有两个舵面组，该飞行器通过四个舵面组可进行姿态的控制，且不用改变发动机的转速，也不用改变涵道升力面方向，无人飞行器的姿态控制均通过控制舵面的偏转角度来实现，可快速调整飞行器姿态，响应速度
快，且飞行器飞行过程平稳。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种双涵道无人飞行器，包括机架、飞控组件、动力源组件、第一涵道组件和第二涵道组件，其中所述第一涵道组件和第二涵道组件相对设置于机架的两端，所述飞控组件及动力源组件安设于机架中部位置，其中所述第一涵道组件中包括有第一涵道壳体、第一螺旋桨、第一舵面组和第三舵面组；所述第二涵道组件中包括第二涵道壳体、第二螺旋桨、第二舵面组和第四舵面组。
[0007]其中所述第一涵道壳体和第二涵道壳体均水平放置，且所述第一螺旋桨同轴设置于第一涵道壳体内部，所述第二螺旋桨同轴设置于第二涵道壳体内部；所述第一舵面组和第三舵面组分别位于第一螺旋桨的下方，所述第二舵面组和第四舵面组分别位于第二螺旋桨下方；其中所述第一舵面组和第二舵面组相互平行，所述第一舵面组设置于第一螺旋桨轴心正下方，所述第二舵面组位于第二螺旋桨轴心正下方，且所述第一舵面组以及第二舵面组分别垂直于第一涵道壳体轴心和第二涵道壳体轴心所在连接直线；所述第三舵面组及第四舵面组分别平行于第一涵道壳体轴心和第二涵道壳体轴心所在连接直线，且所述第三舵面组以及第四舵面组分别关于第一涵道壳体轴心和第二涵道壳体轴心所在连接直线对称。
[0008]进一步的，所述第一舵面组和第二舵面组保持等长，所述第三舵面组和第四舵面组保持等长，且所述第一舵面组或第二舵面组的长度均大于第三舵面组或第四舵面组的长度。
[0009]进一步的，所述第一舵面组、第二舵面组、第三舵面组和第四舵面组均分别包括有至少三个对称翼型的舵面板，且所述舵面板的两端通过连接板固定连接构成舵面组，每个舵面组中至少一端设有伺服舵机，所述伺服舵机用于控制舵面组偏转角度。
[0010]进一步的，所述动力源组件包括多个电池组及多个油箱，所述电池组和油箱均安装固定于机架中部位置，且所述电池组和油箱分别以机架的中心位置呈对称分布。
[0011]进一步的，所述第一涵道组件中包括有第一发动机，所述第一发动机位于第一螺旋桨轴心的正上方，且所述第一发动机驱动第一螺旋桨旋转；所述第二涵道组件中包括有第二发动机，所述第二发动机位于第二螺旋桨轴心的正上方，且所述第二发动机驱动第二螺旋桨旋转；所述第一发动机和第二发动机保持旋转方向相反。且所述第一螺旋桨和第二螺旋桨之间的桨叶旋向相反。
[0012]进一步的，所述第一涵道组件内设有连接第一发动机中油门机构的第一油门舵机，所述第二涵道组件内设有连接第二发动机中油门机构的第二油门舵机；所述第一油门舵机和第二油门舵机用于保持第一发动机和第二发动机转速一致。
[0013]进一步的，以飞行器垂直升降方向作为Z轴，第一发动机和第二发动机变速保持一致，且所述第一舵面组、第二舵面组、第三舵面组以及第四舵面组均保持舵面与螺旋桨气流方向的攻角为0度：当第一发动机和第二发动机同时加速，螺旋桨升力沿Z轴方向且大于飞行器的重力，飞行器沿Z轴上升；当第一发动机和第二发动机同时减速，螺旋桨升力沿Z轴方向且小于飞行器的重力，飞行器沿Z轴下降。
[0014]进一步的，以飞行器中第一涵道壳体和第二涵道壳体轴心所在连线方向作为X轴方向，所述第一舵面组和第二舵面组控制飞行器沿X轴方向位移：所述第一舵面组和第二舵面组同时向X轴正方向偏移，此时第一舵面组和第二舵面组均与对应涵道壳体中的螺旋桨
气流方向产生夹角，第一舵面组和第二舵面组均产生偏向X轴正方向的升力，由于无人机重心位于舵面组的上方，飞行器整体向X轴负方向发生偏转，继而第一螺旋桨和第二螺旋桨的升力向X轴负方向偏转，进而使得飞行器整体向X轴负方向位移；或者所述第一舵面组和第二舵面组同时向X轴负方向偏移，此时第一舵面组和第二舵面组均与对应涵道壳体中的螺旋桨气流方向产生夹角，第一舵面组和第二舵面组均产生偏向X轴负方向的升力，由于无人机重心位于舵面组的上方，飞行器整体向X轴正方向发生偏转，继而第一螺旋桨和第二螺旋桨的升力向X轴正方向偏转，使得飞行器整体向X轴正方向位移。
[0015]进一步的，以飞行器中垂直经过第一涵道壳体和第二涵道壳体轴心所在连线中间位置的方向作为Y轴方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双涵道无人飞行器，包括机架、飞控组件、动力源组件、第一涵道组件和第二涵道组件，其中所述第一涵道组件和第二涵道组件相对设置于机架的两端，所述飞控组件及动力源组件安设于机架中部位置，其中所述第一涵道组件中包括有第一涵道壳体、第一螺旋桨、第一舵面组和第三舵面组；所述第二涵道组件中包括第二涵道壳体、第二螺旋桨、第二舵面组和第四舵面组，其特征在于，所述第一涵道壳体和第二涵道壳体均水平放置，且所述第一螺旋桨同轴设置于第一涵道壳体内部，所述第二螺旋桨同轴设置于第二涵道壳体内部；所述第一舵面组和第三舵面组分别位于第一螺旋桨的下方，所述第二舵面组和第四舵面组分别位于第二螺旋桨下方；其中所述第一舵面组和第二舵面组相互平行，所述第一舵面组设置于第一螺旋桨轴心正下方，所述第二舵面组位于第二螺旋桨轴心正下方，且所述第一舵面组以及第二舵面组分别垂直于第一涵道壳体轴心和第二涵道壳体轴心所在连接直线；所述第三舵面组及第四舵面组分别平行于第一涵道壳体轴心和第二涵道壳体轴心所在连接直线，且所述第三舵面组以及第四舵面组分别关于第一涵道壳体轴心和第二涵道壳体轴心所在连接直线对称。2.根据权利要求1所述的双涵道无人飞行器，其特征在于，所述第一舵面组和第二舵面组保持等长，所述第三舵面组和第四舵面组保持等长，且所述第一舵面组或第二舵面组的长度均大于第三舵面组或第四舵面组的长度。3.根据权利要求1所述的双涵道无人飞行器，其特征在于，所述第一舵面组、第二舵面组、第三舵面组和第四舵面组均分别包括有至少三个对称翼型的舵面板，且所述舵面板的两端通过连接板固定连接构成舵面组，每个舵面组中至少一端设有伺服舵机，所述伺服舵机用于控制舵面组偏转角度。4.根据权利要求1所述的双涵道无人飞行器，其特征在于，所述动力源组件包括多个电池组及多个油箱，所述电池组和油箱均安装固定于机架中部位置，且所述电池组和油箱分别以机架的中心位置呈对称分布。5.根据权利要求1所述的双涵道无人飞行器，其特征在于，所述第一涵道组件中包括有第一发动机，所述第一发动机位于第一螺旋桨轴心的正上方，且所述第一发动机驱动第一螺旋桨旋转；所述第二涵道组件中包括有第二发动机，所述第二发动机位于第二螺旋桨轴心的正上方，且所述第二发动机驱动第二螺旋桨旋转；所述第一发动机和第二发动机保持旋转方向相反。且所述第一螺旋桨和第二螺旋桨之间的桨叶旋向相反。6.根据权利要求1所述的双涵道无人飞行器，其特征在于，所述第一涵道组件内设有连接第一发动机中油门机构的第一油门舵机，所述第二涵道组件内设有连接第二发动机中油门机构的第二油门舵机；所述第一油门舵机和第二油门舵机用于保持第一发动机和第二发动机转速一致。7.根据权利要求1所述的双涵道无人飞行器，其特征在于，以飞行器垂直升降方向作为Z轴，第一发动机和第二发动机变速保持一致，且所述第一舵面组、第二舵面组、第三舵面组以及第四舵面组均保持舵面与螺旋桨气流方向的攻角为0度：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汝康，何旭东，赵荟文，
申请(专利权)人：涵涡智航科技玉溪有限公司，
类型：发明
国别省市：