一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机及转换方法技术

本发明专利技术公开了一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机及转换方法，包括对称安装于机身前部两侧的两前翼，和对称安装于机身后部两侧的两尾翼，于机身上形成有容置腔，于机身上折叠有翼伞，翼伞经调节机构调节而控制无人机的航向，各前翼和尾翼分别铰接于机身上并经驱动机构同步动作，当无人机利用翼伞飞行时，无人机的前翼及尾翼折叠于机身内，可控翼伞张开，无人机作为伞翼飞行器飞行，当需要变换为固定翼飞行器飞行时，将折叠于机身内的两前翼及两尾翼同时旋转，展开到预定位置，抛开翼伞，作为固定翼飞行器飞行。本发明专利技术具有滞空时间长、载荷量大、不受场地限制及携行方便，且机动性强、飞行速度快的特点。本发明专利技术适用于无人机飞行器技术领域。

A UAV and its conversion method from controllable wing to foldable fixed wing

【技术实现步骤摘要】
一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机及转换方法
本专利技术属于无人机飞行器
，具体地说，涉及一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机及转换方法。
技术介绍
伞翼无人机是指以空气对翼伞的作用力和飞行器自带发动机提供的推力为升力和动力，依靠自身的导航与控制系统，实现自主飞行的无人飞行器。伞翼无人机具有滞空时间长、载荷量大、不受场地限制和携行方便等特点，但是其机动性较差，飞行速度较慢。
技术实现思路
本专利技术提供一种滞空时间长、载荷量大、不受场地限制和携行方便，且机动性强、飞行速度快的由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机，包括对称安装于机身前部两侧的两前翼，和对称安装于机身后部两侧的两尾翼，于所述机身上形成有用于收纳前翼和尾翼的容置腔，各前翼和尾翼分别铰接于机身上并经构造于机身上的驱动机构驱动而同步地由容置腔内伸出打开或由打开状态折叠入容置腔内，于所述机身上折叠有打开后可充气的翼伞，所述翼伞经安装于机身上的调节机构调节而控制无人机的航向。进一步的，所述驱动机构包括安装于所述机身内由电机驱动的传动机构，所述传动机构分别与各前翼和尾翼传动连接，且所述传动机构在电机驱动下带动两前翼和两尾翼沿机身的长度方向同步开合。进一步的，所述传动机构包括安装于电机输出端的主动轮，于两所述前翼上且与机身铰接处分别安装有第一从动轮，于两所述尾翼上且与机身铰接处分别安装有第二从动轮，于两所述第一从动轮之间伸入一与二者啮合的第一传动杆，于两所述第二从动轮之间伸入一与二者啮合的第二传动杆，所述第一传动杆和第二传动杆的另一端相向延伸并分别与主动轮啮合。进一步的，所述翼伞通过缝制于其上的两连接绳与机身顶部连接，两连接绳分别设置于靠近机身两侧的位置处，于两所述连接绳上分别固定有圆环。进一步的，于各所述连接绳上安装有用于切断连接绳的第一切割器。进一步的，所述调节机构包括安装于所述机身顶部的两卷轴电机，两卷轴电机分别连接有穿过相对应圆环的两操纵绳，各所述操纵绳远离卷轴电机的一端与翼伞后缘相连接。进一步的，于各所述操纵绳上安装有用于切断操纵绳的第二切割器。本专利技术还公开了一种无人机由可控伞翼变换为可折叠固定翼的控制方法，包括如下步骤：S1、无人机采用地面发射或空中空投的方式起飞，起飞时无人机的前翼及尾翼收纳于机身的容置腔内；S2、起飞后，控制翼伞完全张开，悬挂着机身作为伞翼飞行器飞行；S3、当无人机接近目标区或需要切换飞行模式时，通过电机驱动传动机构，以将折叠于机身内的前翼及尾翼同时旋转展开；S4、当机翼完全展开后，同时启动两侧连接绳上的第一切割器以及操纵绳上的切割器上的第二切割器，切断连着机身的连接绳和操纵绳，抛开翼伞，无人机由伞翼飞行器变为固定翼飞行器。进一步的，介于步骤S2与步骤S3之间，通过控制各卷轴电机，对相对应的操纵绳的拉动，以构成机身的左右转向。进一步的，介于步骤S4之后，无人机由伞翼飞行器变为固定翼飞行器，通过调节左右舵面改变飞行方向，通过调节升降舵面和发动机马力，调节飞行高度和飞行速度。本专利技术由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本专利技术当前翼和尾翼均收纳于机身的容置腔内时，通过释放翼伞使之变成伞翼飞行器，实现长时间滞空，当接近目标区或需要切换飞行模式时，将折叠于机身内的前翼及尾翼同时旋转展开，当完全展开后，抛开翼伞，无人机由伞翼飞行器变为固定翼飞行器，通过调节左右舵面改变飞行方向，通过调节升降舵面和无人机的发动机马力，调节飞行高度和飞行速度，实现高速、高机动性飞行；由此可知，本专利技术将伞翼无人机和固定翼无人机的优点相结合，使其具有滞空时间长、载荷量大、不受场地限制及携行方便，且机动性强、飞行速度快的特点。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例前翼和尾翼与机身的传动关系的结构示意图；图2为本专利技术实施例翼伞与机身连接的结构示意图；图3为本专利技术实施例作为伞翼飞行器飞行时的受力分析图；图4为本专利技术实施例作为伞翼飞行器飞行的状态图；图5为本专利技术实施例前翼和尾翼打开时翼伞未脱离机身的结构示意图；图6为本专利技术实施例前翼和尾翼打开后翼伞脱离机身时的结构示意图；图7为本专利技术实施例作为固定翼飞行器飞行的状态图。标注部件：1-机身，2-翼伞，3-连接绳，4-操纵绳，5-前翼，6-尾翼，7-第一切割器，8-第二切割器，9-卷轴电机，10-圆环，11-第一传动杆，12-第一从动轮，13-第二传动杆，14-第二从动轮，15-主动轮。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机本实施例公开了一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机，如图1-7所示，包括机身1、翼伞2、两个前翼5和两个尾翼6，其中，两个前翼5对称安装在机身1前部的两侧，两个尾翼6对称安装在机身1后部的两侧，在机身1上与各个前翼5和尾翼6相对应的位置处形成有容置腔，用于收纳前翼5和尾翼6，各个前翼5和尾翼6的一端分别铰接在机身1上，在机身1上构造有驱动机构，驱动机构与前翼5和尾翼6传动连接，且驱动机构驱动前翼5和尾翼6同步地由容置腔内伸出，直至其处于打开状态，或驱动前翼5和尾翼6由打开状态折叠入容置腔内，翼伞2折叠在机身1上，且翼伞2打开后可充气，翼伞2经安装在机身1上的调节机构调节而控制机身1的倾斜度。本实施例当前翼5和尾翼6均收纳于机身1的容置腔内时，通过释放翼伞2使之变成伞翼飞行器，实现长时间滞空，当接近目标区或需要切换飞行模式时，将折叠于机身1内的前翼5及尾翼6同时旋转展开，当完全展开后，抛开翼伞2，无人机由伞翼飞行器变为固定翼飞行器，通过调节左右舵面改变飞行方向，通过调节升降舵面和无人机的发动机马力，调节飞行高度和飞行速度，实现高速、高机动性飞行。作为本实施例驱动机构优选的实施方式为，如图1所示，驱动机构包括安装在机身1内由电机(图中未示出)驱动的传动机构，该传动机构分别与各个前翼5和尾翼6传动连接，且传动机构在电机驱动下带动两个前翼5和两个尾翼6沿机身1的长度方向同步开合，进而实现前翼5和尾翼6的同时张开或同时收纳于容置腔内。传动机构具体的结构为：传动机构包括同轴安装在电机输出端的主动轮15，在两个前翼5上且与机身1铰接处分别安装有第一从动轮12，在两个尾翼6上且与机身1铰接处分别安装有第二从动轮14，在两个第一从动轮12之间伸入一根第一传动杆11，该第一传动杆11与分别与两个第一从动轮12相啮合，在两个第二从动轮14之间伸入一根第二传动杆13，该第二传动杆13与两个第二传动杆13相啮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机，包括对称安装于机身前部两侧的两前翼，和对称安装于机身后部两侧的两尾翼，其特征在于：于所述机身上形成有用于收纳前翼和尾翼的容置腔，各前翼和尾翼分别铰接于机身上并经构造于机身上的驱动机构驱动而同步地由容置腔内伸出打开或由打开状态折叠入容置腔内，于所述机身上折叠有打开后可充气的翼伞，所述翼伞经安装于机身上的调节机构调节而控制无人机的航向。/n

【技术特征摘要】
1.一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机，包括对称安装于机身前部两侧的两前翼，和对称安装于机身后部两侧的两尾翼，其特征在于：于所述机身上形成有用于收纳前翼和尾翼的容置腔，各前翼和尾翼分别铰接于机身上并经构造于机身上的驱动机构驱动而同步地由容置腔内伸出打开或由打开状态折叠入容置腔内，于所述机身上折叠有打开后可充气的翼伞，所述翼伞经安装于机身上的调节机构调节而控制无人机的航向。


2.根据权利要求1所述的一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机，其特征在于：所述驱动机构包括安装于所述机身内由电机驱动的传动机构，所述传动机构分别与各前翼和尾翼传动连接，且所述传动机构在电机驱动下带动两前翼和两尾翼沿机身的长度方向同步开合。


3.根据权利要求2所述的一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机，其特征在于：所述传动机构包括安装于电机输出端的主动轮，于两所述前翼上且与机身铰接处分别安装有第一从动轮，于两所述尾翼上且与机身铰接处分别安装有第二从动轮，于两所述第一从动轮之间伸入一与二者啮合的第一传动杆，于两所述第二从动轮之间伸入一与二者啮合的第二传动杆，所述第一传动杆和第二传动杆的另一端相向延伸并分别与主动轮啮合。


4.根据权利要求1所述的一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机，其特征在于：所述翼伞通过两连接绳与机身顶部连接，两连接绳分别设置于靠近机身两侧的位置处，于两所述连接绳上分别固定有圆环。


5.根据权利要求4所述的一种由可控伞翼变换为可折叠固定翼的无人机，其特征在于：于各所述连接绳上安装有用于切断连接绳的第一切割器。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志刚，闫云斌，董海瑞，张云，谢子凡，赵松，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：河北;13