一种注塑前翻门共轴反浆引擎两翼飞行姿态转换载人机

摘要

本发明公开了一种注塑前翻门共轴反浆引擎两翼飞行姿态转换载人机。该承载机包括：箱体、主副机翼组、尾翼组、单引擎组等。通过注塑/3D打印一次成型技术来解决生产工艺繁琐和制造成本高等的问题。通过起飞后的到巡航飞行时的飞行姿态转换，即由主副机翼包括尾翼展开在迎风飞行下所产生的浮力/或升力，实现巡航飞行时的节能效果。在静态无人机形状似箱体，便于弹性落地和移动；在起飞时似直升飞机升空；在巡航飞行时似飞机一样，在有迎风浮力/或升力的下飞行。总之，通过注塑/3D打印一次成型技术带来了生产成本的下降；通过飞行姿态转的转换，带来了巡航飞行的持空能力和续航能力的提升。所以很适用于载人飞行，对推广使用也带来了可信的契机。

权利要求

1.一种注塑前翻门共轴反浆引擎两翼飞行姿态转换载人机，其特征在于，包括：箱体组，用于所述飞行姿态转换电机的嵌入和集成，以实现在升空后的飞行姿态转换；

同时，箱体包括电动前翻门，用于乘坐人进入；

主副机翼组，与箱体组中铰链座铰接，用于飞行姿态的转换包括投影面积的扩大，像飞机翅膀一样，用作为迎风飞行时的浮力/或升力形成；

尾翼组，与箱体组中铰链座铰接，用于飞行姿态稳定和方位调整，像飞机尾翼一样用作为水平和转弯控制也包括投影面积的扩大，利于浮力/或升力扩大；

共轴反浆引擎组，用于驱动垂直起飞到巡航飞行时的姿态转换和驱动。

2.根据权利要求1所述的飞行姿态转换无人机，其特征在于，所述箱体组内包括：所述箱体组的两侧，端面上有主副机翼姿态控制电机嵌入，用于同步/或非同步带动主副机翼在水平和垂直之间变换，以实现起飞升空到飞行姿态的变换也包括起飞时的质心匹配；以及在后部横杠两端面有尾翼姿态控制电机嵌入，用于带动各自尾翼在超水平和垂直之间变换，实现起飞到飞行姿态时在空位置的高度以及方位调节也包括垂直起飞时的质心的调节。

3.根据权利要求2所述的飞行姿态转换无人机，其特征在于，所述箱体组内还包括：在所述箱体组两侧立板间近中部横杠的中部有切槽，用于管内插入姿态控制电机，由连接板引出，实现对共轴反浆引擎姿态控制；在下部两侧前后有凸缘，用于形成万向轮的弹性落地。

4.根据权利要求2所述的飞行姿态转换无人机，其特征在于，所述箱体组还包括：在所述箱体组背部和座椅下部，设置有电池和控制电路存放空间，用于载人飞行器的所需的锂电池、飞行控制电路、姿态传感电路包括高度和方向、5G或北斗定位电路等的放置。

说明书

一种注塑前翻门共轴反浆引擎两翼飞行姿态转换载人机

技术领域

[0001] 本发明涉及注塑/3D打印工艺制作领域，特别涉及一种注塑前翻门共轴反浆引擎两翼飞行姿态转换载人机。

背景技术

[0002] 随着社会技术能力的不断发展，随着北斗导航技术大量使用，随着5G手机人手一个的今天；借助北斗导航和5G信息传递包括视频APP传输等，使得无人机在使用中的快捷性、方便性、时效性包括使用安全性得到了很好的显现，以形成了推广效应。但需要注意的是，由于无人直升飞机在飞行时，所有负荷都需要由引擎承担，况且电池也是负载的一部分，所有效率不高，难以满足人们在长距和滞空能力的诉求。重要的是，如果将无人机扩展出用翅膀飞行的话，即像飞机一样，凭借迎风浮力/或升力的作用，节能效果必将大为提升。毕竟单独举升和迎风形成浮力/或升力是两个不同的概率，因此飞行距离和滞空能力是依靠迎风浮力/或升力能力实现的。

[0003] 再设想一下，如果换成载人机，像无人机的方式升空，然后在空转换成有翼展‑即如同飞机飞行一样飞行的话，凭借迎风所产生的浮力/或升力，效率必将倍增，即能满足了载人机在城市间的运载能力和远足；不仅如此，借助5 G和北斗导航技术包括完善无人机控制技术的加持，完全能派生出我们需要的电池驱动行驶姿态可变的载人机，来满足人们像对轿车一样的诉求。

发明内容

[0004] 鉴于上述，本发明的目的旨在提供一种注塑前翻门共轴反浆引擎两翼飞行姿态转换载人机，通过飞行姿态转换，用带有双翼展开‑及投影面积扩大的方式获得前进方向上的空气浮力/或升力，即实现符合时效巡航能力。进一步的，对于飞行姿态转换机电现实是基于注塑制作来满足创新和轻量化的特征；即在该装置在具备一定结构强度，性能和外观的情况下，在最大限度情况下实现了轻量化的目的；同时，用注塑/3D打印的一次成型包括材料的可加工性，显著降低其生产流程和加工难度，生产成本得到了控制。进一步的，为了减小迎面风阻，箱体与姿态转换机构包括姿态控制电机的有机整合，使得载人机机体结构紧凑和外观顺滑；进一步的，用双翼展开方式，实现飞行姿态的转换，浮力提升，效率倍增且飞行稳定；进一步的，也就是说很好的解决了可靠性、稳定性，安装和检修等指标。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供一种注塑前翻门共轴反浆引擎两翼飞行姿态转换载人机，其特征在于，包括：箱体组，用于所述飞行姿态转换电机的嵌入和集成，以实现在升空后的飞行姿态转换；同时，箱体包括电动前翻门，用于乘坐人进入；
主副机翼组，与箱体组中铰链座铰接，用于飞行姿态的转换包括投影面积的扩大，像飞机翅膀一样，用作为迎风飞行时的浮力/或升力形成；
尾翼组，与箱体组中铰链座铰接，用于飞行姿态稳定和方位调整，像飞机尾翼一样用作为水平和转弯控制也包括投影面积的扩大，利于浮力/或升力扩大；
共轴反浆引擎组，用于驱动垂直起飞到巡航飞行时的姿态转换和驱动。

[0006] 优选的，所述的飞行姿态转换承载机，其特征在于，所述箱体组内包括：所述箱体组的两侧，端面上有主副机翼姿态控制电机嵌入，用于同步/或非同步带动主副机翼在水平和垂直之间变换，以实现起飞升空到飞行姿态的变换也包括起飞时的质心匹配；以及
在后部横杠两端面有尾翼姿态控制电机嵌入，用于带动各自尾翼在超水平和垂直之间变换，实现起飞到飞行姿态时在空位置的高度以及方位调节也包括垂直起飞时的质心的调节。

[0007] 优选的，所述的飞行姿态转换承载机，其特征在于，所述箱体组内还包括：在所述箱体组两侧立板间近中部横杠的中部有切槽，用于管内插入姿态控制电机，由连接板引出，实现对共轴反浆引擎姿态控制；在下部两侧前后有凸缘，用于形成万向轮的弹性落地。

[0008] 优选的，所述的飞行姿态转换承载机，其特征在于，所述箱体组还包括：在所述箱体组背部和座椅下部，设置有电池和控制电路存放空间，用于载人飞行器的所需的锂电池、飞行控制电路、姿态传感电路包括高度和方向、5G或北斗定位电路等的放置。

[0009] 本发明提供的一种注塑前翻门共轴反浆引擎两翼飞行姿态转换载人机，通过对装置各部件的优化包括模块化设计，尤其大部分部件均可通过注塑/3D打印工艺，一次成型，实现了轻量化。进一步的，该载人机姿态变换电机嵌于箱体内，充分彰显了外观简洁、结构简单、工艺难度低也包括易于检查和维修等特点。显见，该载人机成本低，结构强度有保障，工艺简单，易于实现，可进行大批量生产。最重要的它的很好的适应性和实用性，便于很好的推进该载人机的普及和应用。

附图说明

[0010] 通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1为本发明实施例飞行姿态转换承载机巡航姿态时的装备示意图；
图2为本发明实施例飞行姿态转换承载机垂直起飞时的装备示意图；
图3为本发明实施例飞行姿态转换承载机箱体组装备示意图；
图4为本发明实施例飞行姿态转换承载机主付机翼装备示意图；
图5为本发明实施例飞行姿态转换承载机尾翼结构示意图；
图6为本发明实施例飞行姿态转换承载机共轴反浆引擎组装备示意图。

[0011] 具体实施方案以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分尽量按比例绘制例如以箱体宽度和高度方向尺寸为基准的按比例绘制。此外，在图中可能未显示出某些公知的部分。

[0012] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

[0013] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

[0014] 图1为本发明实施例飞行姿态转换承载机巡航姿态时的装备示意图；图中载人机包括：箱体组1、主机翼组2、副机翼组3、尾翼组4、姿态控制电机5、两引擎组6、电动前翻门7、座椅8（图中未显示，见图2）、控制摇臂9（图中未显示，见图2）、摇窗机构10（图中未显示，见图2）、侧窗11（图中未指示）、万向轮弹性落地装置12（图中未指示）。

[0015] 箱体1，是用注塑工艺制作，作为主件，放置在中心位置；从迎面，在上部有四个管状分割凸缘，用于形成铰链座结构，完成注塑/或3D打印工艺制作的主副机翼2和3在飞行时的实时姿态转换，以实现节能飞行；在上方后端有管状分割凸缘，也用于形成铰链座结构，实现用注塑/或3D打印工艺制作的尾机4的飞行的姿态分别转换与控制。进一步，在箱体迎面上部凸缘孔内涂胶插入主副机翼姿态控制电机51 52（图中姿态控制电机总称5），形成固~定，用于形成在巡航飞行时的产生迎风浮力/或升力，使巡航飞行时能耗大为下降。在顶部后侧两端有分割凸缘涂胶插入两尾翼姿态控制电机53（图中姿态控制电机总称5），在预留风道的情况下，用于形成飞行姿态在迎风的作用下，完成载人机的上下浮动包括转向功能；
在箱体上近中部有管状横杠，在横杠孔内的有引擎姿态控制电机54（图中姿态控制电机总称5）的涂胶嵌入，并在中部切槽处，用引擎连接板的引出，用于完成对共轴反浆引擎的姿态控制；而横杠与弧形“鼓包”有交集，用于横杠的连接固定强度的提高。在箱体背部和座椅下部放置电路存放空间，用于完成包括锂电池、飞行控制电路、姿态传感电路（包括高度和方向等）、5G或北斗定位电路等。在箱体前部有电动前翻门设计，用于乘坐人的进入；在箱体两侧有摇窗结构设计，用于增加左右的观察和通风调节；在箱体两侧下部有凸缘，用于连接弹性装置，实现万向轮的弹性落地。

[0016] 图2为本发明实施例飞行姿态转换承载机垂直起飞时的结装备示意图；处于垂直起飞姿态，是由：箱体1、主机翼组2、副机翼组3、尾翼组4、姿态控制电机5、两引擎组6、电动前翻门7、座椅8、控制摇臂9、摇窗机构10、侧窗11、万向轮弹性落地装置12。由图可见，起飞前主副机翼、尾翼都处于下垂紧缩姿态，体型如箱体，而共轴反浆引擎所产生的下流的气体，通过拱形“凸壁”，经主副机翼间缝隙下流落地；因此在缩小了投影面积的同时，也解决的气流影响，保证了起飞升空时风阻减少；对比图1，当主副机翼3和4（包括尾翼）展开时，形成两翼扩大的投影面积，便于形成较大迎风的浮力/升力，用于降低引擎驱动能耗，以完成更长的滞空和保证长飞行距离目的。

[0017] 图3；为本发明实施例飞行姿态转换承载机箱体装备示意图；如图所示，箱体1作为主件，放置在中心，是用注塑工艺制作。在该件迎面上部有四个和上平面后部有一个，共记五个有孔的分割凸缘B1、A1、C1，作为铰链座结构，用于主副机翼和尾翼的铰接。在端面凸缘上有圆孔，用于放置主副机翼和尾翼姿态控制电机51、52、53涂胶插入，形成固定，以实现带的主副机翼和尾翼姿态实时转换；在凸缘间的切口，通过分割，以形成包含金属管55的铰链支撑结构，完成主副机翼和尾翼姿态控制电机的长轴以含脂方式减小转动阻力，即带动主副机翼和尾翼与上平台从垂直到水平之间的自由转换，实现起飞到巡航的姿态实时转换。在前上部有电动前翻门7的设计，用于向上翻转，以实现乘坐人的进入。在近中部横杠F1的中部有引擎控制嵌入，而横杠中部有切槽E1，用于横杠孔内安装前引擎控制电机54连接的连接板的引出，以完成共轴反浆引擎的姿态变换。在箱体两侧有摇窗11设计，用于左右观察和通风需求。下部两侧，有凸缘和万向轮弹性落地机构12装置设计，用于下落过程的舒适性和安装性的改善。在两侧立板间有开口G1设计，用于引擎下流气体，在“凸壁”处两侧外溢，通过主副机翼间缝隙下流到底部。

[0018] 根据本发明上述实施例提供的箱体结构，作为基础构件，是用注塑工艺一次性完成，以实现外观特征和工艺特征满足的条件。其中，姿态控制电机以嵌入方式出现，显出无外挂和结构简洁的特征。

[0019] 图4为本发明实施例飞行姿态转换承载机主付机翼装备示意图；如图1和2显示，主机翼放置箱体两侧，两两对应，是用注塑/或3D打印工艺制作。该图22和32是右侧件，直立显示。在两件上部有分割凸缘A22和A32，用于形成铰链结构，与箱体中的铰链座铰接，即在主机翼姿态带减速器的控制电机51和52驱动下，形成巡航时的姿态变换。在凸缘中有的金属方管嵌入（见局部放大图a），用于插入机翼姿态控制电机轴体时，形成平面衔接，带动同步转动。进一步，在凸缘中有的金属方管存在，是为了注塑/或3D打印件的结构强度带来帮助，尤其对安装过程中的装配精度提供帮助。进一步，在下方有转角B22和B32结构，有利于在巡航姿态时，似飞机尾翼，能起到稳流抗风作用。

[0020] 根据本发明上述实施例提供的主机翼，作为转动件，是用注塑/或3D打印制作完成。注塑/或3D打印的可加工性和强度满足，工艺简单，实现便捷；尤其，3D打印形成的内部窝风结构，在保证结构强度的情况下，有利于减轻载人飞行自重。在主付机翼展开时，能形成的近倍增的投影面积，对巡航时的浮力/或升力提升是基本保证。

[0021] 图5为本发明实施例飞行姿态转换承载机尾翼结构示意图；由图，尾翼41放置在箱体背部，同样是用注塑/或3D打印制作，该件呈反置状。在后部（近视觉点）有分割凸缘A41，用于形成铰链结构，与箱体后部铰链座铰接，以形成在飞行时的姿态变换。在凸缘中有金属方管（详见局部放大图a）嵌入，用于插入机翼姿态控制电机53的长轴体时，形成平面衔接，以提升结构强度，形成同步转动。在后部有弧形状，由于巡航姿态时减小湍流影响；在纵向右侧有转角B41设计，用于巡航飞行抗风稳定性。

[0022] 根据本发明上述实施例飞行姿态转换载人机提供的尾翼，是用注塑/或3D打印制作完成；注塑/或3D打印一次成型，可加工型和比强度较高，工艺简单，实现便捷；尤其，采用3D打印在保证结构强度下采用窝风结构，可以降低载人飞行器的自重。姿态控制电机嵌入凸缘在箱体凸缘孔内，两尾翼可非同步转动，实现飞行时的水平飞行和转向时的有效和多变控制。

[0023] 图6为本发明实施例飞行姿态转换载人机两引擎组装备示意图；由图，引擎组是由驱动电机61、连接板62、共轴反浆变换齿轮箱63、叶片64、引擎状态控制电机54组成。共轴反浆引擎以引擎姿态控制电机为中心，涂胶插入近中部横杠孔内，形成固定，用连接板在横杠中部引出；当引擎姿态控制电机转动时，形成对引擎驱动电机包括叶片的联动，实现飞行姿态的转换。

[0024] 根据本发明上述实施飞行姿态转换载人机例提供的引擎组，宜用高效电机例如无刷电机实现；而引擎姿态控制电机涉及定位问题，宜用例如带减速器的步进电机或带编码器的直流电机等实现。可选地，叶片的材质可以选用碳化纤维来制作，利于最多程度上实现轻量化。

[0025] 综上所述，本发明的实施例一种注塑前翻门共轴反浆引擎两翼飞行姿态转换载人机，具有明显的起飞时的结构紧缩特征和飞行姿态时的单机翼展开特征，使得从起飞到巡航飞行时的能耗大幅度降低；尤其在巡航能力方面得到大大加强。主件是系注塑工艺钣金工艺制备，得到很好的优化包括轻量化结构，使得了结构简练，对整体的制成带来了方便，也使成本得到了很好的控制。嵌于箱体中的姿态控制电机对引擎、主机翼、副机翼、尾翼控制带来了很好的有机配合，体积减小；同时，对引擎、主副机翼、尾翼的分别控制，加强了飞行姿态的很好的把控。
总之单引擎加双翼注塑工艺构件飞行姿态转换物流载人机，是由比较实际尺寸绘制，可以细化型图，用于指导生产；同时致力简单、可靠、低价的原则，也为可以进一步推进载人机技术的普及和应用起到助力作用。

[0026] 可喜的是，由于无人机的规模与普及以及对电机的控制和传感技术的日趋成熟和完善，完全可以借鉴用于有人机上，这将带来在研发周期的红利。

[0027] 以上所述仅为本发明的优选实施例并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之。