新型垂直起降倾转旋翼二轴飞行器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型垂直起降倾转旋翼二轴飞行器，涉及飞行器技术领域。所述飞行器包括机身、涵道电动机、机翼、副翼、底板、支架、轴承座、主轴、飞行控制器、电池、接收机、齿轮、舵机、涵道风扇、凸台、顶丝、载荷更换装置以及降落伞。所述飞行器不仅保留了传统倾转旋翼飞机的优势，同时具有结构简单、容易操控、复杂地域起降适应能力强等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及飞行器
，尤其涉及一种新型垂直起降倾转旋翼二轴飞行器。
技术介绍
美国空军的鱼鹰运输机（V-22）的机翼是在发动机的内侧，这种设计不利于抵制一种危险的气流现象——涡环状态。当V-22的一侧旋翼陷入自身产生的下降气流里，而另一侧的旋翼仍然在产生升力的时候，飞机周围的气流就会陷入涡环状态。这时飞机就会失控，机身开始旋转，最后是倒转俯冲。涡环状态最容易出现在V-22快速垂直降落或者低速前行的时候。而我们的这种飞行器机翼是在发动机外面，可以增加机翼旋转的扭力，不利于涡环状态的发生。在V-22中，飞机向前飞行时侧翼提供大部分升力，但侧翼会引起V-22致命的缺点。在V-22下降时，它超高转速的螺旋桨把平稳的气流压到侧翼片的表面上，气流在侧翼叶片上被分离就形成了涡流。因为这个原因，V-22的飞行手册规定，在垂直降落的时候，飞机的下降速度不能超过每分钟800英尺，换算一下也就是仅仅每小时9.1英里。如此迟缓的降落速度，让V-22在着陆时几乎成了一个活靶子，V-22的这个性能极限对飞机上的乘员来说可以说是致命的。在敌人的炮火攻击下，当一个V-22的飞行员急切地希望快速降落的时候，他可能会不自觉地加快下降速度，这样他就更有可能遇上气流涡环状态，飞机就会失去控制，左右摇摆，然后倒转着俯冲向地面，最后机毁人亡。而且V-22采用的是变矩桨，这种桨结构工艺复杂，重量重，价格贵，调距桨和轴系的构造复杂，可靠性低，控制复杂。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种新型垂直起降倾转旋翼二轴飞行器，所述飞行器不仅保留了传统倾转旋翼飞机的优势，同时具有结构简单、容易操控、复杂地域起降适应能力强等特点。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种新型垂直起降倾转旋翼二轴飞行器，其特征在于：包括机身、涵道电动机、机翼、副翼、底板、支架、轴承座、主轴、飞行控制器、电池以及接收机，所述机身位于飞行器的中央，底板安装于机身下方，用于固定各种部件，两个轴承座分别安装于机身两侧边缘的中间，并固定于底板上，用于支撑主轴，两个轴承座内各嵌入一个轴承，轴承与轴承座之间过盈配合，主轴横穿整个机身，并穿过轴承座上的轴承，与轴承固定连接，主轴上固定有齿轮，舵机固定在底板上，舵机的动力输出端与齿轮啮合，涵道风扇对称的固定在机身外侧主轴的两端，所述涵道风扇内固定有涵道电动机，每个涵道风扇对应一个机翼和一个副翼，所述机翼安装于涵道风扇的外侧，机翼的下表面与涵道风扇的进气方向平行，所述副翼安装于涵道风扇的喷气口处，每个涵道电动机对应一个电池，电池对称的固定在底板上，所述飞行控制器固定在机身内部的底板上，电池通过所述飞行控制器为所述舵机和涵道电动机提供电源，所述支架固定在底板的下侧，用于平衡并支撑机身，所述接收机固定在机身内，接收机的信号输出端与飞行控制器的信号输入端连接，用于接收无线遥控信号。进一步的技术方案在于：所述飞行控制器包括ARM处理器、三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁传感器、舵机驱动模块、涵道电动机驱动模块、GPS接收模块、遥控解码模块以及气压测量模块，所述三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁传感器固定在机身的内部，分别与ARM处理器的信号输入端连接，用于采集飞行器的姿态和周围环境信息；所述GPS接收模块与ARM处理器的信号输入端连接，用于接收GPS信号；所述遥控解码模块与接收机的信号输出端连接，用于处理接收机接收的遥控信号；舵机和涵道电动机分别通过舵机驱动模块和涵道电动机驱动模块与飞行控制器的电源输出端连接，所述气压测量模块与ARM处理器的信号输入端连接，用于检测周围环境的气压信息。进一步的技术方案在于：两个凸台分别安装于两个轴承座的内侧，并用顶丝固定于主轴上，防止主轴移动。进一步的技术方案在于：所述飞行器还包括载荷更换装置，所述载荷更换装置位于底板中心的正下方。进一步的技术方案在于：所述载荷更换装置为涵洞形。进一步的技术方案在于：所述机身的横截面为鱼形。进一步的技术方案在于：所述电池为锂电池。进一步的技术方案在于：所述舵机上的齿轮与主轴上的齿轮比为3:4。进一步的技术方案在于：所述ARM处理器使用STM32系类芯片。进一步的技术方案在于：所述机身内设有降落伞。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述飞行器是一款颠覆了传统观念的超级飞行器，它不但具有直升机的垂直起降和悬停的灵活性能，还具有固定翼飞机的高速飞行性能，必要时还能够像雄鹰一样俯冲，给敌人致命一击。它对场地要求非常低，可以达到固定翼飞机难以到达的地方。所述飞行器采用两个永磁无刷电动机，组成涵道风扇动力系统，对称分布在机身两侧，在机载飞行控制器的控制下，通过采集多个传感器（九轴姿态传感器：三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁传感器等组成）的实时信号，经过主控stm32 ARM处理器的处理，改变电动机和机翼的方向以及副翼的动作方向，实现飞行器的上升、下降以及航向控制。在全新设计的飞行器结构下，所述飞行器不仅保留了传统倾转旋翼飞机的优势，同时具有结构简单、容易操控、复杂地域起降适应能力强等特点，具有广阔的应用空间。附图说明图1是本技术的立体结构示意图；图2是本技术的俯视结构示意图；图3是本技术中飞行控制器的原理框图；其中：1、机身 2、涵道电动机 3、机翼 4、副翼 5、底板 6、支架 7、轴承座 8、主轴 9、飞行控制器 10、电池 11、接收机 12、齿轮 13、舵机 14、涵道风扇 15、凸台 16、顶丝 17、载荷更换装置 18、降落伞。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。如图1-2所示，本技术公开了一种新型垂直起降倾转旋翼二轴飞行器，包括机身1、涵道电动机2、机翼3、副翼4、底板5、支架6、轴承座7、主轴8、飞行控制器9、电池10以及接收机11。所述机身1位于飞行器的中央，底板5安装于机身1下方，用于固定各种部件，所述机身1的横截面为鱼形，更加符合空气动力学要求。两个轴承座7分别安装于机身1两侧边缘的中间，并固定于底板5上，用于支撑主轴8，两个轴承座7内各嵌入一个轴承，轴承与轴承座之间过盈配合，主轴8横穿整个机身1，并穿过轴承座7上的轴承，与轴承固定连接，主轴8上固定有齿轮12，两个凸台15分别安装于两个轴承座7的内侧，并用顶丝16固定于主轴8上，防止主轴8移动。进一步的，所述舵机13上的齿轮与主轴上的齿轮12比为3:4。如图2所示，舵机13固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型垂直起降倾转旋翼二轴飞行器，其特征在于：包括机身（1）、涵道电动机（2）、机翼（3）、副翼（4）、底板（5）、支架（6）、轴承座（7）、主轴（8）、飞行控制器（9）、电池（10）以及接收机（11），所述机身（1）位于飞行器的中央，底板（5）安装于机身（1）下方，用于固定各种部件，两个轴承座（7）分别安装于机身（1）两侧边缘的中间，并固定于底板（5）上，用于支撑主轴（8），两个轴承座（7）内各嵌入一个轴承，轴承与轴承座之间过盈配合，主轴（8）横穿整个机身（1），并穿过轴承座（7）上的轴承，与轴承固定连接，主轴（8）上固定有齿轮（12），舵机（13）固定在底板（5）上，舵机（13）的动力输出端与齿轮（12）啮合，涵道风扇（14）对称的固定在机身（1）外侧主轴（8）的两端，所述涵道风扇（14）内固定有涵道电动机（2），每个涵道风扇（14）对应一个机翼（3）和一个副翼（4），所述机翼（3）安装于涵道风扇（14）的外侧，机翼（3）的下表面与涵道风扇（14）的进气方向平行，所述副翼（4）安装于涵道风扇（14）的喷气口处，每个涵道电动机（2）对应一个电池（10），电池（10）对称的固定在底板（5）上，所述飞行控制器（9）固定在机身（1）内部的底板（5）上，电池（10）通过所述飞行控制器（9）为所述舵机（13）和涵道电动机（2）提供电源，所述支架（6）固定在底板（5）的下侧，用于平衡并支撑机身（1），所述接收机（11）固定在机身内，接收机（11）的信号输出端与飞行控制器（9）的信号输入端连接，用于接收无线遥控信号。...

【技术特征摘要】
1.一种新型垂直起降倾转旋翼二轴飞行器，其特征在于：包括机身（1）、涵道电动机（2）、机翼（3）、副翼（4）、底板（5）、支架（6）、轴承座（7）、主轴（8）、飞行控制器（9）、电池（10）以及接收机（11），所述机身（1）位于飞行器的中央，底板（5）安装于机身（1）下方，用于固定各种部件，两个轴承座（7）分别安装于机身（1）两侧边缘的中间，并固定于底板（5）上，用于支撑主轴（8），两个轴承座（7）内各嵌入一个轴承，轴承与轴承座之间过盈配合，主轴（8）横穿整个机身（1），并穿过轴承座（7）上的轴承，与轴承固定连接，主轴（8）上固定有齿轮（12），舵机（13）固定在底板（5）上，舵机（13）的动力输出端与齿轮（12）啮合，涵道风扇（14）对称的固定在机身（1）外侧主轴（8）的两端，所述涵道风扇（14）内固定有涵道电动机（2），每个涵道风扇（14）对应一个机翼（3）和一个副翼（4），所述机翼（3）安装于涵道风扇（14）的外侧，机翼（3）的下表面与涵道风扇（14）的进气方向平行，所述副翼（4）安装于涵道风扇（14）的喷气口处，每个涵道电动机（2）对应一个电池（10），电池（10）对称的固定在底板（5）上，所述飞行控制器（9）固定在机身（1）内部的底板（5）上，电池（10）通过所述飞行控制器（9）为所述舵机（13）和涵道电动机（2）提供电源，所述支架（6）固定在底板（5）的下侧，用于平衡并支撑机身（1），所述接收机（11）固定在机身内，接收机（11）的信号输出端与飞行控制器（9）的信号输入端连接，用于接收无线遥控信号。
2.根据权利要求1所述的新型垂直起降倾转旋翼二轴飞行器，其特征在于：所述飞行控制器（9）包括ARM处理器、三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁传感器、舵机驱动模块、涵道电动机驱动模块、GPS...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志威，吕鹏瑞，王士勤，
申请(专利权)人：华北电力大学科技学院，
类型：新型
国别省市：河北;13