一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机制造技术

本发明专利技术公开一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，包括机身、机头和机翼，机翼包括中翼段，在中翼段的两端分别连接有外翼段，靠近机身后端的机身底部与中翼段的顶部中心位置连接，中翼段与外翼段的连接处设置用于驱动外翼段折叠或展开的翼体驱动机构；在机身的后端端部设置尾推发动机并安装尾推螺旋桨；机头安装在机身的前端，在机头的两侧分别设置有鸭翼，在机身两侧分别设置有垂起杆，垂起杆与鸭翼和中翼段连接，在两个垂起杆上对称设置有多个旋翼动力系统；本发明专利技术采用前置鸭式机翼布局，提高无人机升阻比和气动效率，使无人机具有较好的机动性；机翼可以折叠或展开，减小了对起降场地的面积要求，可在场地较小的地面或甲板进行垂直起降。甲板进行垂直起降。甲板进行垂直起降。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机


[0001]本专利技术涉及一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，属于无人机


技术介绍

[0002]垂直起降固定翼无人机融合了多旋翼与固定翼的优势，具有大载重、长航时、速度快和可垂直起降的优点，垂直起降无人机目前在无人机领域得到了广泛应用；传统的垂直起降固定翼无人机存在以下问题：1、采用单翼布局，升阻比较低，在气动效率上还有待提升；2、体积较大和一体化设计，不便于运输使用且结构不可拆装；3、垂直起降旋翼系统通常采用四旋翼布局，抗强风干扰能力差，飞机可靠性较差；4、固定翼尺寸较大，对起降场地的面积要求大；5、通常采用纯电动力系统，受到锂电池能量密度限制，航程和航时不长；同时，为提高航时性能，增加飞机的滞空能力，现代无人机多采用大展弦比机翼，大展长机翼对无人机起降场地的空间大小提出了更高的要求，有时甚至无法在特定的场地中完成起降，而且，柔性大展长机翼在地面搬运过程中，由于路面颠簸，会造成机翼结构的疲劳问题，可能缩短机翼结构的使用寿命，在地面停放或待机状态下，也需要更大的停放机位或者库房空间。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，采用前置鸭式机翼布局，提高无人机升阻比和气动效率，使无人机具有较好的机动性；而且采用模组化设计，不仅实现了无人机整体可拆卸性，同时实现无人机各模块的可更换性，便于日常维护、收纳与运输；本专利技术无人机的固定翼机翼可以折叠或展开，减小了对起降场地的面积要求，可在场地较小的地面或甲板进行垂直起降；抗强风干扰能力强，并且还提高了垂直起降固定翼无人机的航程和航时。
[0004]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，包括机身、机头和机翼，所述机翼包括中翼段，在中翼段的两端分别连接有外翼段，靠近机身后端的机身底部与中翼段的顶部中心位置连接，所述中翼段与外翼段的连接处设置有翼体驱动机构，所述翼体驱动机构用于驱动外翼段折叠或展开；在所述机身的后端端部设置有尾推发动机，在尾推发动机的输出轴上安装有尾推螺旋桨；所述机头安装在机身的前端，在机头的两侧分别设置有鸭翼，在机身两侧分别设置有垂起杆，所述垂起杆的前端与鸭翼连接，靠近垂起杆后端的垂起杆顶部与中翼段连接，在两个垂起杆上对称设置有多个旋翼动力系统；靠近垂起杆后端的垂起杆底部连接有垂尾，靠近垂起杆前端的垂起杆底部连接有起落架。
[0005]作为本专利技术的进一步优选，在每个垂起杆的顶部设置有三个旋翼动力系统，其中
两个旋翼动力系统设置在中翼段与鸭翼之间的垂起杆顶部，另外一个旋翼动力系统设置在垂起杆后端的顶部；在机身两侧垂起杆上一共设置六个旋翼动力系统，两个垂起杆上设置的旋翼动力系统相互对称布置，机翼和垂起杆与机身采用托举式结构，提高结构可靠性；本专利技术无人机的旋翼机构布局采用六旋翼机构的布局方式，相对于传统的四旋翼机构布局，六旋翼机构的布局方式使无人机在强风条件下稳定性更强，在某个旋翼动力系统故障时依然可以正常降落，大大提高了无人机的可靠性。
[0006]作为本专利技术的进一步优选，所述旋翼动力系统是电动旋翼动力系统，所述尾推发动机是燃油式尾推发动机，所述机身内部设置有油箱和用于供电的电池组，所述机身的顶部设置有油箱盖；本专利技术无人机的动力系统采用油电混合动力，在不同飞行状态下采用不同的动力系统，垂直起降过程中采用电动旋翼动力系统，固定翼巡航飞行过程中采用燃油式尾推发动机动力系统，从而大大提高垂直起降固定翼无人机的航程和航时。
[0007]作为本专利技术的进一步优选，在中翼段上设置有沿中翼段厚度方向贯穿中翼段的多个通孔一，在机身底部设置有与多个通孔一对应配合的多个通孔二，机身与中翼段之间通过在对应的通孔二与通孔一中穿设螺栓螺母组件进行可拆卸连接；与多个通孔二对应的机身顶部设置有后机身盖；打开机身顶部的后机身盖，即可对螺栓螺母组件进行操作，从而实现对机身和中翼段进行快速拆装。
[0008]作为本专利技术的进一步优选，中翼段主梁与中翼段副梁的外侧面分别设置有中翼金属件，垂起杆顶部设置有与两个中翼金属件对应配合的自锁螺母，中翼金属件与自锁螺母之间通过螺栓可拆卸连接；与中翼金属件对应的中翼段顶部蒙皮上设置有供螺栓穿过的开孔；实现对中翼段和垂起杆之间进行快速拆装。
[0009]作为本专利技术的进一步优选，所述鸭翼远离机头的一端设置有套筒，在垂起杆的前端设置有碳管，所述垂起杆的前端碳管插入鸭翼的套筒中并通过若干个螺钉与鸭翼可拆卸连接；实现对垂起杆和鸭翼之间进行快速拆装；所述机身的前端端面设置有机身端板，在靠近机身前端的机身顶部设置有前机身盖，所述机头与机身的连接端设置有机头端板，所述机身端板与机头端板之间通过若干个螺钉可拆卸连接；打开机身顶部的前机身盖，即可对用于连接机身端板与机头端板的若干个螺钉进行操作，从而实现机身和机头之间进行快速拆装；鸭翼与机头采用一体式成型结构。
[0010]作为本专利技术的进一步优选，所述垂尾和起落架分别通过若干个螺钉与垂起杆可拆卸连接，在垂尾和起落架的底端分别设置有橡胶垫；便于垂尾和起落架与垂起杆之间进行快速拆装，而且两个垂尾可作为起落架使用，避免了单独布置起落架的额外重量和空气阻力。
[0011]作为本专利技术的进一步优选，所述翼体驱动机构包括主动旋转机构和从动旋转机构，所述主动旋转机构包括主梁中翼耳片和主梁外翼耳片，所述主梁中翼耳片安装在中翼段主梁的内侧面，所述主梁外翼耳片安装在外翼段主梁的内侧面，所述主梁外翼耳片与主梁中翼耳片的顶部通过铰链转动连接，在主梁中翼耳片的底部设置有弧形滑动限位孔，在主梁中翼耳片与主梁外翼耳片之间设置直线舵机，所述直线舵机的尾端与主梁外翼耳片的顶部转动连接，所述直线舵机的执行杆端部滑动连接在滑动限位孔中；所述从动旋转机构包括副梁中翼耳片和副梁外翼耳片，所述副梁中翼耳片安装在中翼段副梁的内侧面，所述副梁外翼耳片安装在外翼段副梁的内侧面，所述副梁外翼耳片与副梁中翼耳片的顶部通过
铰链转动连接。
[0012]在外翼段展开状态下，直线舵机的执行杆端部处于滑动限位孔的弧形限位行程初始位置，直线舵机的执行杆外露长度处于最短状态；当需要外翼段折叠时，直线舵机驱动执行杆伸长，随着直线舵机的执行杆逐渐伸长，外翼段受到直线舵机尾端的推力开始向上翻转折叠，直线舵机的执行杆端部沿滑动限位孔的弧形限位行程滑动，当直线舵机的执行杆伸出的外露长度达到最长状态时，外翼段向上翻转折叠的角度达到最大值，此时，直线舵机的执行杆端部从滑动限位孔的弧形限位行程初始位置滑动到滑动限位孔的弧形限位行程终止位置，使外翼段处于折叠状态；垂直起降固定翼无人机机翼的外翼段在折叠状态下进行停放，可以减小无人机所需要的机位大小或仓库空间；而且，减缓机翼结构在地面搬运过程中的疲劳问题，延长使用寿命，便于机翼结构及邻近部件的拆解和安装；垂直起降固定翼无人机机翼的外翼段在折叠状态下进行起飞和降落过程中，可以实现在起降场地空间不足的条件下正常起飞和降落，更容易实现舰载机的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，其特征在于，包括机身、机头和机翼，所述机翼包括中翼段，在中翼段的两端分别连接有外翼段，靠近机身后端的机身底部与中翼段的顶部中心位置连接，所述中翼段与外翼段的连接处设置有翼体驱动机构，所述翼体驱动机构用于驱动外翼段折叠或展开；在所述机身的后端端部设置有尾推发动机，在尾推发动机的输出轴上安装有尾推螺旋桨；所述机头安装在机身的前端，在机头的两侧分别设置有鸭翼，在机身两侧分别设置有垂起杆，所述垂起杆的前端与鸭翼连接，靠近垂起杆后端的垂起杆顶部与中翼段连接，在两个垂起杆上对称设置有多个旋翼动力系统；靠近垂起杆后端的垂起杆底部连接有垂尾，靠近垂起杆前端的垂起杆底部连接有起落架。2.根据权利要求1所述一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，其特征在于，在每个垂起杆的顶部设置有三个旋翼动力系统，其中两个旋翼动力系统设置在中翼段与鸭翼之间的垂起杆顶部，另外一个旋翼动力系统设置在垂起杆后端的顶部。3.根据权利要求1或2所述一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，其特征在于，所述旋翼动力系统是电动旋翼动力系统，所述尾推发动机是燃油式尾推发动机，所述机身内部设置有油箱和用于供电的电池组，所述机身的顶部设置有油箱盖。4.根据权利要求1所述一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，其特征在于，在中翼段上设置有沿中翼段厚度方向贯穿中翼段的多个通孔一，在机身底部设置有与多个通孔一对应配合的多个通孔二，机身与中翼段之间通过在对应的通孔二与通孔一中穿设螺栓螺母组件进行可拆卸连接；与多个通孔二对应的机身顶部设置有后机身盖。5.根据权利要求1所述一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，其特征在于，中翼段主梁与中翼段副梁的外侧面分别设置有中翼金属件，垂起杆顶部设置有与两个中翼金属件对应配合的自锁螺母，中翼金属件与自锁螺母之间通过螺栓可拆卸连接；与中翼金属件对应的中翼段顶部蒙皮上设置有供螺栓穿过的开孔。6.根据权利要求1所述一种模块化鸭式布局的垂直起降固定翼无人机，其特征在于，所述鸭翼远离机头的一端设置有套筒，在垂起杆的前端设置有碳管，所述垂起杆的前端碳管插入鸭翼的套筒中并通过若干个螺钉与鸭翼可拆卸连接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎良鹏，刘帅，罗伟，李鹏飞，
申请(专利权)人：中航金城无人系统有限公司，
类型：发明
国别省市：