一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机制造技术

本发明专利技术公开了一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，包括机身、伸缩变形机机翼和尾翼，所述伸缩变形机机翼和尾翼分别与机身的头部和尾部通过折叠机构连接，所述伸缩变形机机翼和尾翼上均通过驱动机构转动连接有螺旋桨。本发明专利技术可倾转

【技术实现步骤摘要】
一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机


[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机。

技术介绍

[0002]垂直起降固定翼飞行器既能像直升机垂直起降，也能像固定翼飞机巡航前飞，不仅有前飞速度快、航程远、航时长等显著优势，且与常规固定翼飞行器相比较，垂直起降固定翼飞行器能够定点起降和悬停，对机场跑道没有依赖，任务能力显著增强。
[0003]垂直起降飞行器主要分为三类：升推复合式垂直起降固定翼无人机，尾座式垂直起降固定翼无人机，倾转旋翼/机翼式垂直起降固定翼无人机。其中倾转旋翼/机翼式垂直起降固定翼无人机具有全机质量效率高，气动干扰小，操稳特性较好，可实现性高等优点。
[0004]随着近年来无人机在军事、民用领域的用途越来越广泛，对无人机起降方式的要求也越来越多样化，而且由于无人机无需考虑飞行员的生命保障、生理极限等问题，将垂直起降技术应用于无人机领域将更为灵活，且更容易实现。
[0005]对于倾转旋翼式垂直起降固定翼无人机，虽然目前在VTOL(垂直起降)飞行器中研究最多，应用最成熟，但是其在倾转过程中旋翼和固定翼之间的耦合严重，旋翼产生的下洗气流被固定翼部分遮挡，导致气动效率降低。

技术实现思路

[0006]1.要解决的技术问题
[0007]本专利技术的目的是为了解决现有技术中倾转旋翼式垂直起降固定翼无人机在倾转过程中旋翼和固定翼之间的耦合严重，旋翼产生的下洗气流被固定翼部分遮挡，导致气动效率降低的问题，而提出的一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机。
[0008]2.技术方案
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0010]一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，包括机身、伸缩变形机机翼和尾翼，所述伸缩变形机机翼和尾翼分别与机身的头部和尾部通过折叠机构连接，所述伸缩变形机机翼和尾翼上均通过驱动机构转动连接有螺旋桨；
[0011]所述伸缩变形机机翼包括对称设置的两个主翼梁、副翼梁，两个所述主翼梁的外部固定套接有主蒙皮，两个所述副翼梁的外部固定套接有副蒙皮，所述主翼梁上滑动套接有多个主翼肋，所述副翼梁上滑动套接有多个副翼肋，位于翼根端的所述主翼肋上固定连接有两个第一旋转驱动电机，所述主翼肋和副翼肋之间设有多个伸缩机构，所述第一旋转驱动电机的输出端与伸缩机构连接；
[0012]所述折叠机构包括对称设置的中心轮、齿轮圈、机架、第二旋转驱动电机、第三旋转驱动电机和机翼连接件，所述中心轮与第二旋转驱动电机的输出端连接，所述齿轮圈转动啮合链接有三个行星轮，所述的齿轮圈固定连接在机身上，所述行星轮的一侧与机架固
定连接，所述第二旋转驱动电机和第三旋转驱动电机均与机架固定连接，所述第三旋转驱动电机的输出端与机翼连接件固定连接，所述机翼连接件一端与机架转动连接。
[0013]优选地，多个所述伸缩机构呈线性阵列设置。
[0014]优选地，所述伸缩机构包括第一主动杆、第二主动杆、第一从动杆、第一滑块、第二从动杆、第二滑块、第三从动杆和第四从动杆；所述第一主动杆、第二从动杆和第四从动杆通过同轴配合连接，所述第二主动杆、第一从动杆和第三从动杆之间通过同轴配合连接，所述第一滑块滑动套接于第一主动杆上，所述第一从动杆的一端与第一滑块转动连接，所述第二滑块滑动套接于第三从动杆上，所述第二从动杆的一端与第二滑块转动连接。
[0015]优选地，所述第一主动杆、第二主动杆、第三从动杆和第四从动杆相远离的一端均固定连接有连接齿轮，所述主翼肋和副翼肋上均设有与连接齿轮对应的安装口。
[0016]优选地，所述第一旋转驱动电机、第二旋转驱动电机和第三旋转驱动电机均为自锁旋转驱动电机。
[0017]优选地，所述机身的底部转动连接有对称设置的多个起落架。
[0018]3.有益效果
[0019]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0020]本专利技术中，可倾转
‑
折叠
‑
伸缩机翼垂直起降变体无人机具有大缩比变形机翼、翼
‑
身大幅倾转折叠机构等创新设计，可实现固定翼和四旋翼间的全模态转换。同时兼具固定翼无人机巡航能力强、载荷能力大，和四旋翼无人机机动性强、飞行速度快的优势特点。同时，该变体无人机提升了传统倾转机翼式垂直起降无人机的环境适应能力，为未来新型变体无人机的设计方向提供了一条参考路径。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提出的一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术提出的伸缩变形机机翼的内部结构示意图；
[0023]图3为本专利技术提出的伸缩变形机机翼的立体结构示意图；
[0024]图4为本专利技术提出的伸缩机构的结构示意图；
[0025]图5为本专利技术提出的完全收缩状态的伸缩变形机翼的结构示意图；
[0026]图6为本专利技术提出的完全伸长状态的伸缩变形机翼的结构示意图；
[0027]图7为本专利技术提出的折叠机构的爆炸结构示意图；
[0028]图8为本专利技术提出的折叠机构的立体结构示意图；
[0029]图9为本专利技术提出的机翼倾转过程θ示意图；
[0030]图10为本专利技术提出的机翼的折叠程度示意图；
[0031]图11为本专利技术提出的固定翼飞行模式示意图；
[0032]图12为本专利技术提出的四旋翼飞行模式示意图；
[0033]图13为本专利技术提出的固定翼飞行模式下的短距起降示意图；
[0034]图14为本专利技术提出的无人机从四旋翼模式到固定翼模式的飞行过渡示意图；
[0035]图15为本专利技术提出的无人机从固定翼模式到四旋翼模式的飞行过渡示意图。
[0036]图中：1机身、2伸缩变形机机翼、201主翼梁、202副翼梁、203主蒙皮、204副蒙皮、
205主翼肋、206副翼肋、207第一旋转驱动电机、3尾翼、4折叠机构、401中心轮、402齿轮圈、403机架、404第二旋转驱动电机、405第三旋转驱动电机、406机翼连接件、407行星轮、5螺旋桨、6第一主动杆、7第二主动杆、8第一从动杆、9第一滑块、10第二从动杆、11第二滑块、12第三从动杆、13第四从动杆、14连接齿轮、15起落架。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0038]实施例1：
[0039]参照图1，一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，包括机身1、伸缩变形机机翼2和尾翼3，机身1的底部转动连接有对称设置的多个起落架15，伸缩变形机机翼2和尾翼3分别与机身1的头部和尾部通过折叠机构4连接，伸缩变形机机翼2和尾翼3上均通过驱动机构转动连接有螺旋桨5；
[0040]本专利技术中，伸缩变形机机翼2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机翼可倾转、折叠、伸缩的垂直起降变体无人机，包括机身(1)、伸缩变形机机翼(2)和尾翼(3)，其特征在于，所述伸缩变形机机翼(2)和尾翼(3)分别与机身(1)的头部和尾部通过折叠机构(4)连接，所述伸缩变形机机翼(2)和尾翼(3)上均通过驱动机构转动连接有螺旋桨(5)；所述伸缩变形机机翼(2)包括对称设置的两个主翼梁(201)、副翼梁(202)，两个所述主翼梁(201)的外部固定套接有主蒙皮(203)，两个所述副翼梁(202)的外部固定套接有副蒙皮(204)，所述主翼梁(201)上滑动套接有多个主翼肋(205)，所述副翼梁(202)上滑动套接有多个副翼肋(206)，位于翼根端的所述主翼肋(205)上固定连接有两个第一旋转驱动电机(207)，所述主翼肋(205)和副翼肋(206)之间设有多个伸缩机构，所述第一旋转驱动电机(207)的输出端与伸缩机构连接；所述折叠机构(4)包括对称设置的中心轮(401)、齿轮圈(402)、机架(403)、第二旋转驱动电机(404)、第三旋转驱动电机(405)和机翼连接件(406)，所述中心轮(401)与第二旋转驱动电机(404)的输出端连接，所述齿轮圈(402)转动啮合链接有三个行星轮(407)，所述的齿轮圈(402)固定连接在机身(1)上，所述行星轮(407)的一侧与机架(403)固定连接，所述第二旋转驱动电机(404)和第三旋转驱动电机(405)均与机架(403)固定连接，所述第三旋转驱动电机(405)的输出端与机翼连接件(406)固定连接，所述机翼连接件(406)一端与机架(403)转动连接。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晨宇，王建园，白澔烔，汪紫清，陈金宝，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：