一种小型飞行器

摘要

本发明公开了一种小型飞行器，包括机身和对称布置的两个机翼，机身和机翼一体成型，每个机翼上均布置有用于支撑翼面的翼面支撑管组件，机翼上设有螺旋桨动力总成，机身上设有控制组件。本发明具有机体结构简单、一体成型便于制作、重量轻、强度高、刚度高、有良好的飞行效能、能给用户带来极佳飞行体验的优点。

权利要求

1.一种小型飞行器，包括机身（2）和对称布置的两个机翼（3），其特征在于，所述机身（2）和机翼（3）一体成型，每个所述机翼（3）上均布置有用于支撑翼面的翼面支撑管组件（4），所述机翼（3）上设有螺旋桨动力总成（6），所述机身（2）上设有控制组件（7），每个所述机翼（3）的翼尖处均设有朝上倾斜的翼梢小翼（31），每个所述机翼（3）的后缘处均设有凸出的尾翼（34），所述尾翼（34）向上倾斜，所述尾翼（34）与翼梢小翼（31）之间形成第一凹陷部（8），每个所述尾翼（34）上均设有一个螺旋桨动力总成（6）；所述机身（2）的机头处设有机头保护壳（1）。

2.根据权利要求1所述的小型飞行器，其特征在于，所述翼面支撑管组件（4）包括一根主支撑管（41）和两根以上的次支撑管（42），所述主支撑管（41）平行且靠近机身（2）和机翼（3）的连接处布置，两根以上的所述次支撑管（42）布置于机翼（3）翼面上。

3.根据权利要求2所述的小型飞行器，其特征在于，两个所述机翼（3）均呈三角翼型，所述次支撑管（42）为两根，所述第一根次支撑管（42）靠近机翼（3）的机翼前缘处布置，所述第二根次支撑管（42）靠近机翼（3）的机翼后缘处布置。

4.根据权利要求2所述的小型飞行器，其特征在于，两个所述机翼（3）均呈三角翼型，所述次支撑管（42）为两根，所述第一根次支撑管（42）与主支撑管（41）呈35º～45º夹角设置，所述夹角朝向机头方向，所述第二根次支撑管（42）的一端与第一根次支撑管（42）的中点连接，所述第二根次支撑管（42）的另一端靠近机翼（3）的翼尖处设置。

5.根据权利要求2所述的小型飞行器，其特征在于，两个所述机翼（3）均呈三角翼型，所述次支撑管（42）为三根，所述第一根次支撑管（42）靠近机翼（3）的机翼前缘处布置，所述第二根次支撑管（42）靠近机翼（3）的机翼后缘处布置，所述第三根次支撑管（42）的一端与第一根次支撑管（42）垂直连接，所述第三根次支撑管（42）的另一端靠近机身（2）的尾部处设置。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的小型飞行器，其特征在于，每个所述机翼（3）均从机身（2）朝向翼尖的方向上扬，上扬角度为1º～10º。

7.根据权利要求6所述的小型飞行器，其特征在于，每个所述机翼（3）的前缘均包括第一机翼前缘（32）和第二机翼前缘（33），靠近机头处的两个所述第一机翼前缘（32）之间夹角为35º～45º，每个所述第二机翼前缘（33）后掠角均为50º～60º。

8.根据权利要求1所述的小型飞行器，其特征在于，所述两个尾翼（34）之间设有第二凹陷部（9），所述第二凹陷部（9）内设有飞机固定夹（5），所述飞机固定夹（5）包括相连接的机身固定部（51）和两个上扬的机翼支撑部（52），所述机翼支撑部（52）上各设有一个机翼夹持部（53），两个所述机翼支撑部（52）之间的夹角度等于两个机翼（3）之间的夹角度，固定时，所述机身（2）插入机身固定部（51）内，且两个所述机翼（3）分别对应夹持在两个机翼支撑部（52）与机翼夹持部（53）之间。

9.根据权利要求1～5中任意一项所述的小型飞行器，其特征在于，所述机身（2）、机翼（3）和翼面支撑管组件（4）均为碳纤维材料制成。

10.根据权利要求1～5中任意一项所述的小型飞行器，其特征在于，所述机身（2）和机头保护壳（1）可拆卸连接，所述控制组件（7）安装于机头保护壳（1）内，所述机头保护壳（1）上装设有摄像头安装孔（11）、GPS安装孔（12）和电源开关（13）。

11.根据权利要求10所述的小型飞行器，其特征在于，所述机头保护壳（1）的最前端设有缓冲部（14）。

说明书

一种小型飞行器

技术领域

[0001] 本发明主要涉及到航模技术领域，具体涉及一种小型飞行器。

背景技术

[0002] 纸飞机，在以前的狭义定义中是人们用一张薄纸做成的一种纸质飞机，以往的纸飞机只能手掷在空中飞行几秒钟，而无法控制。随着科技的发达，人们思想、技术的不断改进，现在的纸飞机定义不再仅仅局限于纸质飞机，而是慢慢演变成拥有不同材料制作的小型飞行器来替代纸质飞机。这些新型的纸飞机式的小型飞行器用途广泛，可用于航模初级教练、航拍摄影、侦查等等。

[0003] 现有的纸飞机式的小型飞行器具有以下技术问题：

[0004] （1）现有大多小型飞行器采用硬纸、轻木、kt板制作。这样制作的飞行器制作过程不能一次成型，不仅不能直接作出纸飞机的外形，外形还得由多个部件粘合而成，这使得飞行器制作难度大，耗时长；尤其在飞行过程中不能保证粘接部件的强度以及结构的强度，万一在飞行过程中脱落，很容易飞机坠机，当遇到障碍物还不耐撞、易破损，对用户而言达不到最佳飞行体验。

[0005] （2）现有大多小型飞行器因为结构设计不合理或者刚度不够导致飞行不平稳，容易造成飞机震动，导致电机上下摆动,进而扰乱气流，最终使得飞行器不能维持稳定航向推力从而也不能给使用者一个良好的飞行体验。

[0006] 因此，如何制作一种小型飞行器，使其不仅能够便于制作，而且重量轻、高强度、高刚度，具有良好的飞行效能、带给用户极佳的飞行体验，已经成为了亟待解决的一个问题。

发明内容

[0007] 本发明所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种机体结构简单、能够一体成型便于制作、并且重量轻、高强度、高刚度、具有良好的飞行效能、能给用户带来极佳飞行体验的小型飞行器。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

[0009] 一种小型飞行器，包括机身和对称布置的两个机翼，所述机身和机翼一体成型，每个所述机翼上均布置有用于支撑翼面的翼面支撑管组件，所述机翼上设有螺旋桨动力总成，所述机身上设有控制组件。

[0010] 作为本发明的进一步改进，所述翼面支撑管组件包括一根主支撑管和两根以上的次支撑管，所述主支撑管平行且靠近机身和机翼的连接处布置，两根以上的所述次支撑管布置于机翼翼面上。

[0011] 作为本发明的进一步改进，两个所述机翼均呈三角翼型，所述次支撑管为两根，所述第一根次支撑管靠近机翼的机翼前缘处布置，所述第二根次支撑管靠近机翼的机翼后缘处布置。

[0012] 作为本发明的进一步改进，两个所述机翼均呈三角翼型，所述次支撑管为两根，所述第一根次支撑管与主支撑管呈35 º～45夹角设置，所述夹角朝向机头方向，所述第二根次支撑管的一端与第一根次支撑管的中点连接，所述第二根次支撑管的另一端靠近机翼的翼尖处设置。

[0013] 作为本发明的进一步改进，两个所述机翼均呈三角翼型，所述次支撑管为三根，所述第一根次支撑管靠近机翼的机翼前缘处布置，所述第二根次支撑管靠近机翼的机翼后缘处布置，所述第三根次支撑管的一端与第一根次支撑管垂直连接，所述第三根次支撑管的另一端靠近机身的尾部处设置。

[0014] 作为本发明的进一步改进，每个所述机翼均从机身朝向翼尖的方向上扬，上扬角度为1º～10º，每个所述机翼的翼尖处均设有朝上倾斜的翼梢小翼。

[0015] 作为本发明的进一步改进，每个所述机翼的前缘均包括第一机翼前缘和第二机翼前缘，靠近机头处的两个所述第一机翼前缘之间夹角为35 º～45，每个所述第二机翼前缘后掠角均为50º～60º。

[0016] 作为本发明的进一步改进，每个所述机翼的后缘处均设有凸出的尾翼，所述尾翼向上倾斜，所述尾翼与翼梢小翼之间形成第一凹陷部，每个所述尾翼上均设有一个螺旋桨动力总成。

[0017] 作为本发明的进一步改进，所述两个尾翼之间设有第二凹陷部，所述第二凹陷部内设有飞机固定夹，所述飞机固定夹包括相连接的机身固定部和两个上扬的机翼支撑部，所述机翼支撑部上各设有一个机翼夹持部，两个所述机翼支撑部之间的夹角度等于两个机翼之间的夹角度，固定时，所述机身插入机身固定部内，且两个所述机翼分别对应夹持在两个机翼支撑部与机翼夹持部之间。

[0018] 作为本发明的进一步改进，所述机身、机翼和翼面支撑管组件均为碳纤维材料制成。

[0019] 作为本发明的进一步改进，所述机身的机头处设有可拆卸连接的机头保护壳，所述控制组件安装于机头保护壳内，所述机头保护壳上装设有摄像头安装孔、GPS安装孔和电源开关。

[0020] 作为本发明的进一步改进，所述机头保护壳的最前端设有缓冲部。

[0021] 与现有技术相比，本发明的优点在于：

[0022] （1）本发明的小型飞行器，将机身和机翼一体成型制成，提高了小型飞行器的刚性和稳定性；同时，在每个机翼上还均布置有用于支撑翼面的翼面支撑管组件，解决了飞行器质量轻但刚度不够的矛盾，使得轻薄的机翼的刚度大大增强，不但不易损坏，而且在飞行过程中不会发生震动而导致飞机不平稳，使得本小型飞行器不但具有机体一体成型、便于制作的优点，还具有重量轻、高强度、高刚度的优点；结合过对机体部件的优化布置，使得本小型飞行器获得良好的气动布局，飞行更加稳定，用户能获得极佳的飞行体验。

[0023] （2）本发明的小型飞行器，结构设计简单、合理、科学，通过对机体部件的布置进行优化，如对翼面支撑管组件布置位置、机翼后掠角、机翼上反角、翼梢小翼仰角、尾翼、飞机固定夹等等一系列进行特定的科学设置，使得本小型飞行器造型独特、美观，同时具有十分良好的气动布局，飞行姿态优美，飞行稳定，具有良好的飞行效能，能进一步带给用户极佳的飞行体验。

附图说明

[0024] 图1是本发明小型飞行器的立体结构原理示意图。

[0025] 图2是本发明小型飞行器的俯视结构原理示意图。

[0026] 图3是本发明小型飞行器在实施例1中的仰视结构原理示意图。

[0027] 图4是本发明小型飞行器在实施例2中的仰视结构原理示意图。

[0028] 图5是本发明小型飞行器在实施例3中的仰视结构原理示意图。

[0029] 图6是本发明小型飞行器的正面结构原理示意图。

[0030] 图7是本发明小型飞行器螺旋桨动力总成的剖视结构原理示意图。

[0031] 图8是本发明小型飞行器螺旋桨动力总成的俯视结构原理示意图。

[0032] 图9是本发明小型飞行器飞机固定夹的立体结构原理示意图。

[0033] 图10是本发明小型飞行器飞机固定夹的正面结构原理示意图

[0034] 图11是本发明小型飞行器飞机固定夹的侧面结构原理示意图。

[0035] 图12是本发明小型飞行器机头保护壳的立体结构原理示意图。

[0036] 图13是本发明小型飞行器机头保护壳的俯视结构原理示意图。

[0037] 图例说明：

[0038] 1、机头保护壳；11、摄像头安装孔；12、GPS安装孔；13、电源开关；14、缓冲部；2、机身；3、机翼；31、翼梢小翼；32、第一机翼前缘；33、第二机翼前缘；34、尾翼；4、翼面支撑管组件；41、主支撑管；42、次支撑管；5、飞机固定夹；51、机身固定部；52、机翼支撑部；53、机翼夹持部；6、螺旋桨动力总成；61、电机座；611、前机座；612、后机座；62、电机；63、输出轴；64、小齿轮；65、大齿轮；66、螺旋桨；67、滑动轴承；68、限位堵头；7、控制组件；8、第一凹陷部；9、第二凹陷部。

具体实施方式

[0039] 以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

[0040] 如图1至图13所示，本发明提供一种小型飞行器，包括机身2和对称布置的两个机翼3，机身2和机翼3一体成型，每个机翼3上均布置有用于支撑翼面的翼面支撑管组件4，机翼3上设有螺旋桨动力总成6，机身2上设有控制组件7。

[0041] 本发明将机身2和机翼3一体成型制成，一体成型的方式便于小型飞行器的制作，能够直接制作出小型飞行器的外形；尤为重要的是，这种方式保证了作为小型飞行器最重要的三个大部件（机身2和两个机翼3）之间的连接强度，提高了小型飞行器的刚性和稳定性。进一步，众所周知，重量对于小型飞行器来说尤为重要，为了减轻小型飞行器的自身重量，人们会将飞机的部件尽量做薄，以减少用材减轻重量；但是轻薄的机翼却又存在刚度低、易损坏的问题，同时轻薄的机翼容易造成震动，破坏气动，导致飞行不平稳，不能给使用者一个良好的飞行体验。为解决这一技术问题，本发明在将机身2和机翼3一体成型制成的同时，在每个机翼3上还均布置有用于支撑翼面的翼面支撑管组件4。翼面支撑管组件4能够起到加强筋的支撑作用，其既不会太增加小型飞行器的重量，又能对轻薄的机翼3翼面进行支撑，使得轻薄的机翼3的刚度大大增强，不但不易损坏，而且在飞行过程中不会发生震动而导致飞机不平稳，能够给使用者带来极佳的飞行体验。机身2和机翼3一体成型的设计再加上在机翼3上设置翼面支撑管组件4的方式，使得本小型飞行器很好的解决了质量轻但刚度不够的矛盾，使得本小型飞行器不但具有机体一体成型、便于制作的优点，还具有重量轻、高强度、高刚度的优点。为获得更佳的飞行体验，在采取上述结构的同时，本发明还对机体部件的布置进行优化，将螺旋桨动力总成6布置于机翼3处，将控制组件7布置于机身2处，这种设置很好的平衡了小型飞行器的整体重心，使得本小型飞行器获得良好的气动布局，飞行更加稳定，用户能获得极佳的飞行体验。

[0042] 进一步，在较佳实施例中，翼面支撑管组件4包括一根主支撑管41和两根以上的次支撑管42，主支撑管41平行且靠近机身2和机翼3的连接处布置，两根以上的次支撑管42布置于机翼3翼面上。虽然是一体成型，但机身2和两个机翼3毕竟是飞行器的最重要、体积最大的三个部件，机身2和两个机翼3的连接处承受非常大的作用力。本发明在机翼3的翼面布置两根以上的次支撑管42，专门对翼面进行支撑的同时，在机身2和机翼3的连接处布置主支撑管41，主支撑管41长度优选等同于机身2和两个机翼3的连接处的长度，主支撑管41在对机翼3翼面进行支撑的同时，也对机翼3和机身2的连接处进行支撑，进一步保证了机身2和机翼3的可靠连接。通过这种独特的布局，全面保证小型飞行器整个机体的刚度。

[0043] 关于翼面支撑管组件4的具体布置形式，在此提出三种优选实施例，需要指出的是，在上述结构的启发下，本发明的保护范围并不仅限于以下三种实施方式：

[0044] 实施例1：如图3所示，本实施例的两个机翼3均呈三角翼型，每个机翼3上均布置了一根主支撑管41和两根次支撑管42，主支撑管41平行且靠近机身2和机翼3的连接处布置，第一根次支撑管42靠近机翼3的机翼前缘处布置，第二根次支撑管42靠近机翼3的机翼后缘处布置。

[0045] 实施例2：如图4所示，本实施例2与上述实施例1的不同处仅在于两根次支撑管42的布置方式，在本实施例中，第一根次支撑管42与主支撑管41呈35 º～45 º夹角设置，夹角朝向机头方向，第二根次支撑管42的一端与第一根次支撑管42的中点连接，第二根次支撑管42的另一端靠近机翼3的翼尖处设置。

[0046] 实施例3：如图5所示，本实施例3与上述实施例2的不同处在于：次支撑管42的数量以及其布置方式，在本实施例中，次支撑管42为三根，第一根次支撑管42靠近机翼3的机翼前缘处布置，第二根次支撑管42靠近机翼3的机翼后缘处布置，第三根次支撑管42的一端与第一根次支撑管42垂直连接，第三根次支撑管42的另一端靠近机身2的尾部处设置。

[0047] 需要说明的是，上述三种优选实施例的机翼3虽然都为三角翼型，但在上述结构的启发下，本领域的普通技术人员可以轻易的想到采取其他方式的翼型、或者可以轻易的想到在翼面上采取其他的布置方式对翼面支撑管组件4进行布置，这都应该属于本发明的保护范围。

[0048] 进一步，在较佳实施例中，每个机翼3均从机身2朝向翼尖的方向上扬，上扬角度为1º～10º（优选6º），每个机翼3的翼尖处均设有朝上倾斜的翼梢小翼31，每个机翼3的前缘均包括第一机翼前缘32和第二机翼前缘33，靠近机头处的两个第一机翼前缘32之间夹角为35º～45º，每个第二机翼前缘33后掠角均为50º～60º。通过这样设置，飞行器的形态更为优美，同时使得本小型飞行器获得更良好的气动布局，飞行更加稳定，用户能获得极佳的飞行体验。

[0049] 进一步，在较佳实施例中，每个机翼3的后缘处均设有凸出的尾翼34，尾翼34向上倾斜，尾翼34与翼梢小翼31之间形成第一凹陷部8，每个尾翼34上均设有一个螺旋桨动力总成6。通过将机翼3后缘处的模具表面做成弧形，将机翼3后缘处由平板变为有弯度的向上倾斜的翼型，即在机翼3的后缘处形成了向上倾斜的尾翼34。尾翼34用来增加升力线斜率，提高机翼3的升力，进一步增加了小型飞行器的横向静稳定性。即：由于飞行器升力中心在飞行器重心之后，在飞行器飞行过程中，升力中心会给重心一个低头扭矩，使飞行器向下飞，而在飞行器尾部做上反角的尾翼34正好能够平衡升力中心给重心的低头扭矩。与此同时，在此处直接成型的尾翼34能加强该处的刚度和强度，便于螺旋桨动力总成6安装在尾翼34上，保证电机62的稳定性。由于尾翼34与翼梢小翼31之间为一体的板材，为了达到两者的上反角度，势必会在他们之间做一个翼型面，翼型面的设置会增加航面面积，从而会损失航向动力。为解决这个技术问题，本发明在尾翼34与翼梢小翼31之间进行减材，即形成第一凹陷部8。

[0050] 如图7和图8所示，进一步，在较佳实施例中，螺旋桨动力总成6包括电机座61和设于电机座61上的电机62和输出轴63，电机62的旋转轴上设有小齿轮64，输出轴63上设有大齿轮65和螺旋桨66，小齿轮64与大齿轮65相连以使电机62驱动螺旋桨66旋转。输出轴63通过滑动轴承67插入电机座61内，输出轴63插入电机座61内的一端还设有限位堵头68。电机座61由前机座611和后机座612组合而成，前机座611的表面为圆弧形，起到分流的作用，减少阻力；后机座612将驱动组与减速组设置为一整体，即：电机62设置在后机座612的内部，输出轴63通过滑动轴承67插入后机座612内，电机62旋转并通过输出轴63带动螺旋桨66旋转；输出轴63上的限位堵头68的作用是限制输出轴63在高转速、大推力下左右移动，从而不会影响飞行稳定性能。通过将驱动组与减速组合并设置在电机座61上，减少了占用的空间，减轻了小型飞行器的重量，提高了续航时间以及稳定性能。

[0051] 如图2、图9、图10、图11所示，进一步，在较佳实施例中，两个尾翼34之间设有第二凹陷部9，第二凹陷部9内设有飞机固定夹5。由于机翼3本身在开模的时候有一定的上反角（最佳角度是6°），设置翼面支撑管组件4的目的是增强机翼3的刚度，但是翼面支撑管组件4具有一定的重量，会使得机翼3产生一定的形变，导致机翼3不能维持最佳仰角，所以通过设置飞机固定夹5，将机身2和机翼3的翼面分别插入固定，就能保证机身2与机翼3翼面保持原始最佳仰角。

[0052] 飞机固定夹5的具体结构的实施原理如下：飞机固定夹5包括相连接的机身固定部51和两个上扬的机翼支撑部52，机翼支撑部52上各设有一个机翼夹持部53，两个机翼支撑部52之间的夹角度等于两个机翼3之间的夹角度，固定时，机身2插入机身固定部51内，且两个机翼3分别对应夹持在两个机翼支撑部52与机翼夹持部53之间，使得机翼支撑部52对机翼3翼面进行支撑，以保持原始最佳仰角。

[0053] 进一步，在较佳实施例中，机身2、机翼3和翼面支撑管组件4均为碳纤维材料制成。碳纤维材料具有高强度、高模量、耐摩擦的特点，采用这种材料制成的飞行器比同质量的其他飞行器要具有易加工、厚度薄，体积小、耐碰撞、耐摩擦的优点，这能给使用者带来良好的飞行体验。

[0054] 但是需要特别指出的是，并不是单单采用这种材料就可以制作出能给使用者带来良好的飞行体验的小型化飞行器。这是因为：多层的碳纤维制作的小型化飞行器虽然能够一次成型，保证了飞行器的外形及刚度，但是由于碳纤维材料自身比重比轻木、kt板等材料还重，其本身的厚度及重量会大大影响小型化的飞行器的爬升率及飞行时间，不能给使用者一个良好的飞行体验；而如果制作成单层的碳纤维材料纸飞机，虽然纸飞机本身薄、重量轻，但是单层的碳纤维材料刚性差，飞机基本也飞不起，更别谈飞行时间和飞行体验。

[0055] 而如果采用本发明的机身2和机翼3一体成型、在机翼3上设置用于支撑的翼面支撑管组件4的制作方式，则正好可以很好了解决上述技术问题：利用高强度的碳纤维材料将机身2和机翼3一体成型，机翼3采用单层的碳纤维材料制成，以减轻机翼3的重量；同时，在机翼3上设置用于支撑翼面的翼面支撑管组件4，翼面支撑管组件4为碳纤维管制成，其自身的重量不会很重，又能够对轻薄的翼面进行很好的支撑，加强轻薄的翼面的刚性。综上所述，通过采用本发明的设计，制作者可以采取很多不同的轻量化材料用来制作本小型化飞行器，很好的解决了轻薄材料制成的飞行器重量虽轻但是刚度不够的问题，使得飞行器重量轻、刚度强，能获得很好的飞行效能，操作者能获得很好的飞行体验。

[0056] 进一步，在较佳实施例中，机身2的机头处设有可拆卸连接的机头保护壳1，控制组件7安装于机头保护壳1内，机头保护壳1上装设有摄像头安装孔11、GPS安装孔12和电源开关13，机头保护壳1的最前端设有缓冲部14。

[0057] 如图12和图13所示，机头保护壳1采用pc材料制成，分为可拆装的两半壳体，当控制组件7装好后，将两半壳体合上形成机头保护壳1，再用螺丝和螺帽拧紧。机头保护壳1上设有机头安放槽15和机身安放槽16，装配时，机头部插入机头安放槽15中、机身2位于机身安放槽16中并固定连接，机头保护壳1的下方装设有摄像头安装孔11、GPS安装孔12，以便于飞行时向下摄录信息，电源开关13设置在机头保护壳1的侧面便于开关操作。在机头保护壳1的最前端设有缓冲部14，缓冲部14可以为橡胶头或者使用其他软性材料制成，当机头出现碰撞时，软性的缓冲部14能起到缓冲作用，降低对小型飞行器的受损冲击。

[0058] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。