一种空陆两用飞行器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种空陆两用飞行器，它包括由动力装置、控制系统以及支撑底板组成的机身结构，包括由升降电机、丝杠、一组对称的升降梁、约束摇臂和电机支撑件组成的涵道升降装置，还包括由涵道、螺旋桨和涵道控制装置组成的左右对称的涵道系统。本实用新型专利技术通过机械连杆结构，简单实现了涵道系统的升降控制；通过涵道风扇结构，为飞行器飞行模式提供动力；采取以涵道为飞行器地面运行主动轮，实现了飞行器的陆地运行；还以手动方式，简单实现飞行和陆地模式转换；通过遥控和模块化操作，方便了飞行器的操控；整个飞行器，结构简单、体积较小、重量较轻、操作方便，可较容易的完成各种空中和陆地的作业。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种飞行器，具体说，是涉及一种空陆两用飞行器。
技术介绍
从上世纪80年代开始，将流体力学与螺旋桨空气动力学的特性相结合，并在飞行器上的应用，使得涵道风扇式飞行器逐步成为研究的热点。如20世纪80年代，美国研制出了使用涵道风扇为小型飞行器提供升力，用于空中侦察和监视的小型飞行器；1992年， Sikorsky公司研制出了采用共桨涵道式布局，机身扁平、涵道长径较小，通过螺旋桨周期变距实现飞行姿态控制的飞行器。2011年，Allied Aerospace公司设计出了螺旋桨环扩在涵道中上部，涵道内部和出口处装有用于平衡转矩和控制姿态的控制舵，发动机和有效载荷安装在涵道中间壳体内的小型涵道飞行器。涵道风扇飞行器为人们提供了将汽车和飞机进行结合的尝试，如专利 CN200920053565. 0公开了一种双涵道螺旋桨可垂直起降飞行的汽车，通过在汽车车体前后设置涵道，实现飞行功能。专利CN200920302792. 2也公开了一种纵列式双涵道垂直起降陆空交通工具，也通过在汽车车体前后设置涵道，来实现飞行功能。现有技术，多以汽车为基体，增加涵道风扇，实现陆地和飞行两种功能。但这些飞行器体积较大，结构复杂，无法像直升机那样在狭小空间起飞，更无法完成一些灵便的如航拍等空中任务。
技术实现思路
本技术为解决现有空陆两用飞行器存在的体积结构较大，无法在狭小空间起飞，无法完成灵便空中任务等问题，提供一种具备足够空间，同时结构紧凑、重量较小、操作方便的空陆两用飞行器。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下一种空陆两用飞行器，它包括机身结构，所述的机身结构上设置有动力装置和控制系统，所述的动力装置为整个飞行器提供动力，所述的控制系统对飞行器进行控制；涵道升降装置，所述的涵道升降装置包括升降电机，所述的升降电机连接有丝杠， 所述的丝杠顶端设置有丝杠约束件，所述的丝杠通过丝杠轴承和丝杠约束件连接；所述的升降电机固定在电机支撑件上，所述的丝杠约束件通过约束支撑杆固定在电机支撑件上； 所述的丝杠上连接有升降进给件，所述的丝杠和升降进给件组成移动副；所述的升降进给件通过进给轴销连接有升降梁，所述的升降进给件通过进给轴销和升降梁组成转动副；所述的升降梁通过升降梁轴销连接有约束摇臂，所述的升降梁通过升降梁轴销和约束摇臂组成转动副；所述的约束摇臂通过摇臂轴销连接在电机支撑件上，所述的约束摇臂通过摇臂轴销和电机支撑件组成转动副；涵道系统，所述的涵道系统包括涵道、螺旋桨和涵道控制装置；所述的涵道通过涵4道支撑杆固定在涵道控制装置上；所述的螺旋桨通过螺旋桨夹头固定在涵道控制装置上；所述的机身结构通过机身支撑柱和所述涵道升降装置的电机支撑件固定连接，所述的涵道系统固定在所述涵道升降装置的升降梁上。进一步，所述的机身结构包括支撑底板，所述的支撑底板和所述的机身支撑柱固定连接；所述的动力装置和控制系统固定在支撑底板上；所述的支撑底板上设置有滚动轴承。进一步，所述的控制系统包括控制单片机，用于处理接收到的模拟信号；控制传感器，用于接收控制信号；遥控器，用于人为操作发出信号指令；所述的控制单片机通过电路和所述的控制传感器连接。进一步，所述的涵道控制装置包括旋转电机，所述旋转电机的转轴和所述的螺旋桨夹头固定连接；所述旋转电机的转子上固定有电机锁定环；所述旋转电机的定子固定在电机固定件上；所述的电机固定件通过涵道倾转轴销连接有涵道倾转轴承，所述的电机固定件通过涵道倾转轴承连接有倾转轴承支撑架，所述的倾转轴承支撑架固定在涵道支撑件上；涵道离合件，所述的涵道离合件上加工有锥形螺纹，所述的涵道离合件通过锥形螺纹和所述的电机锁定环连接；所述的涵道离合件和所述的电机固定件上设置有对应的销孔，所述的销孔内设置有手动转换插销，所述的手动转化插销通过转换插销螺母锁定；所述的涵道离合件通过所述的涵道支撑杆和涵道固定连接；舵机，所述的舵机通过舵机固定支架固定在所述的涵道支撑件上，所述的涵道支撑件固定在所述升降梁的末端；所述电机固定件的侧面通过球头铰链连接有舵机摇臂的一端，所述舵机摇臂的另一端通过球头铰链连接有舵机曲柄，所述的舵机曲柄连接在舵机上；所述的舵机摇臂通过球头铰链和舵机曲柄组成运动副。进一步，所述涵道的下侧面周边为倒角结构，所述的倒角面由橡胶组成。进一步，所述涵道的下侧面周边倒角为45°。进一步，所述的升降电机为碳刷电机，所述的动力装置为电池。进一步，所述的支撑底板上开有铣槽，所述的滚动轴承通过轴销固定在铣槽内。进一步，所述的控制单片机为AVRU80芯片单片机。进一步，所述的旋转电机为无刷整体式旋转电机。具体操作中，以遥控器为上位机，发出控制信号，在控制单片机的作用下，启动飞行器；运行过程中，通过模块化程序控制飞行器的运行。在启动飞行器飞行模式时，调整涵道离合件，使电机锁定环位于涵道离合件锥形螺纹的小端，使得涵道离合件与旋转电机的转子脱开；同时插上手动转换插销，锁定转换插销螺母，将涵道离合件和电机固定件固定；在涵道支撑杆的作用下，保证涵道在飞行过程中处于静止状态。飞行器启动后，升降电机带动丝杠转动，在丝杠作用下，带动升降进给件移动；通过左右升降梁、约束摇臂组成的连杆结构的作用，将左右升降梁拉动升起；当左右升降梁升至与地面平行位置时，在左右对称的涵道系统作用下，实现飞行器的空中飞行。飞行模式中，可在舵机作用下，通过舵机曲柄，带动舵机摇臂移动，使得电机固定件通过涵道倾转轴承转动，进而带动整个涵道系统倾转；实现飞行模式中对涵道矢量射流方向的控制，完成对涵道倾转角度的调整。在启动飞行器陆地运行模式时，去除手动转换插销，使涵道离合件和电机固定件脱离；同时调整涵道离合件，使电机锁定环位于涵道离合件锥形螺纹的大端，通过螺纹将涵道离合件和电机锁定环固定连接，涵道离合件开口收缩与旋转电机转子形成过渡配合，使得涵道离合件可随着旋转电机的转子旋转；进而在涵道支撑杆的作用下，带动左右涵道的转动。陆地运行模式下，通过升降电机调整丝杠，在升降进给件作用下，将左右升降梁降下，直至左右涵道下侧倒角面与地面接触；在左右涵道下侧倒角面与地面接触的摩擦力作用下，带动设置在支撑底板的滚动轴承运动，进一步实现飞行器的陆地运动。本技术与现有技术相比，其效果是积极和明显的通过升降进给件、左右升降梁和约束摇臂组成的连杆结构，简单的实现了涵道系统的升降；通过涵道风扇结构，为飞行器飞行模式提供动力；采取以涵道为飞行器地面运行主动轮，实现了飞行器的陆地运行； 通过电机锁定环、涵道离合件、电机固定件和手动转换插销的结构设计，用手动方式实现了飞行器陆地和飞行模式的转换，简化了复杂的离合结构，减轻了飞行器的重量；在飞行模式中，也可由舵机控制飞行器行驶和转弯的方向，使整个飞行器结构更加紧凑。本技术还以遥控方式和模块化程序，完成了飞行器操作控制，实现了飞行器的无人驾驶。整个飞行器，结构简单、体积较小、重量较轻、操作方便，可较容易的完成各种空中和陆地的作业。附图说明图1是本技术一种空陆两用飞行器的结构示意图。图2是实施例提供的一种空陆两用飞行器涵道升降装置的结构示意图。图3是实施例提供的一种空陆两用飞行器涵道控制装置的结构示意图。图4是实施例提供的一种空陆两用飞行器涵道系统的单侧剖面图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷磊，陈之易，张溢轩，胡盛斌，陆文华，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：实用新型
国别省市：