飞行器和飞行器系统

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飞行器和飞行器系统
申请号	CN201911005039.1	申请日	2019-10-21	公开(公告)号	CN110588967A	公开(公告)日	2019-12-20
申请人	武汉思众空间信息科技有限公司;			发明人	杜志强; 丁锋;
摘要	本发明提供了一种飞行器和飞行器系统，包括：机身主体、机身主体两侧的机翼和机身主体尾部的尾翼；两侧的机翼上对称设置有第一旋翼；机身主体尾部还设置有第二旋翼；第一旋翼设置在机翼的靠近机身主体头部的一侧；第二旋翼设置在机身主体尾部的顶部；尾翼设置在机身主体尾部的底部；尾翼用于在飞行器静止状态下，支撑飞行器；第一旋翼用于在飞行器飞行状态下，提供上升动力或前进动力；第二旋翼用于在飞行器飞行状态下，提供上升动力。该方式中，第一旋翼和第二旋翼的设计可以增加飞行器的飞行时间，提高实际使用中的便携性。
权利要求	1.一种飞行器，其特征在于，包括：机身主体、所述机身主体两侧的机翼和所述机身主体尾部的尾翼；所述两侧的机翼上对称设置有第一旋翼；所述机身主体尾部还设置有第二旋翼；所述第一旋翼设置在所述机翼的靠近所述机身主体头部的一侧；所述第二旋翼设置在所述机身主体尾部的顶部；所述尾翼设置在所述机身主体尾部的底部；所述尾翼用于在飞行器静止状态下，支撑所述飞行器；所述第一旋翼用于在所述飞行器飞行状态下，提供前进动力；所述第二旋翼用于在所述飞行器飞行状态下，提供上升动力。 2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述第一旋翼为可旋转前倾的旋翼。 3.根据权利要求2所述的飞行器，其特征在于，所述飞行状态包括上升状态、下降状态和前进状态；当所述飞行器在所述上升状态或所述下降状态时，所述第一旋翼与所述机翼垂直；当所述飞行器在所述前进状态时，所述第一旋翼与所述机翼平行。 4.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于，当所述飞行器在所述前进状态时，所述第二旋翼停止旋转。 5.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述第二旋翼为与所述尾翼垂直。 6.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，还包括：电机；所述电机设置于所述机身主体的内部，所述电机与所述第一旋翼和所述第二旋翼均电连接；所述电机用于控制所述第一旋翼和所述第二旋翼的旋转。 7.根据权利要求6所述的飞行器，其特征在于，还包括：电池；所述电池设置于所述机身主体的内部，所述电池与所述电机电连接；所述电池用于为所述电机提供电力。 8.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，还包括：支架；所述支架设置于所述机翼的底部，用于在飞行器静止状态下支撑所述飞行器。 9.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述机翼的尾部向上翘起，用于在所述飞行器飞行状态下，减少所述飞行器的诱导阻力。 10.一种飞行器系统，其特征在于，遥控装置、信号接收装置和权利要求1-9任一项所述的飞行器；所述信号接收装置设置于所述机身主体的内部；所述遥控装置与所述信号接收装置通信连接；所述遥控装置，用于向所述信号接收装置发送控制信号；所述信号接收装置，用于根据所述控制信号控制所述第一旋翼和所述第二旋翼的旋转。
说明书全文	飞行器和飞行器系统技术领域 [0001] 本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种飞行器和飞行器系统。背景技术 [0002] 相关技术中，无人机一般为多旋翼无人机(四轴、六轴等)、无人直升机和固定翼无人机。其中，多旋翼无人机载荷较小，飞行时间短，对于大范围的飞行任务无法胜任；无人直升机操作难度大，维护保养复杂，对于非专业的人员未经过系统的学习无法控制使用；固定翼无人机需要固定起飞跑道，或者是弹射系统进行起飞，在实际使用中的便携性较差。发明内容 [0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种飞行器和飞行器系统，以增加飞行器的飞行时间，提高实际使用中的便携性。 [0004] 第一方面，本发明实施例提供了一种飞行器，包括：机身主体、机身主体两侧的机翼和机身主体尾部的尾翼；两侧的机翼上对称设置有第一旋翼；机身主体尾部还设置有第二旋翼；第一旋翼设置在机翼的靠近机身主体头部的一侧；第二旋翼设置在机身主体尾部的顶部；尾翼设置在机身主体尾部的底部；尾翼用于在飞行器静止状态下，支撑飞行器；第一旋翼用于在飞行器飞行状态下，提供前进动力；第二旋翼用于在飞行器飞行状态下，提供上升动力。 [0005] 在本发明较佳的实施例中，上述第一旋翼为可旋转前倾的旋翼。 [0006] 在本发明较佳的实施例中，上述飞行状态包括上升状态、下降状态和前进状态；当飞行器在上升状态或下降状态时，第一旋翼与机翼垂直；当飞行器在前进状态时，第一旋翼与机翼平行。 [0007] 在本发明较佳的实施例中，当飞行器在前进状态时，第二旋翼停止旋转。 [0008] 在本发明较佳的实施例中，上述第二旋翼为与尾翼垂直。 [0009] 在本发明较佳的实施例中，上述飞行器还包括：电机；电机设置于机身主体的内部，电机与第一旋翼和第二旋翼均电连接；电机用于控制第一旋翼和第二旋翼的旋转。 [0010] 在本发明较佳的实施例中，上述飞行器还包括：电池；电池设置于机身主体的内部，电池与电机电连接；电池用于为电机提供电力。 [0011] 在本发明较佳的实施例中，上述飞行器还包括：支架；支架设置于机翼的底部，用于在飞行器静止状态下支撑飞行器。 [0012] 在本发明较佳的实施例中，上述机翼的尾部向上翘起，用于在飞行器飞行状态下，减少飞行器的诱导阻力。 [0013] 第二方面，本发明实施例还提供一种飞行器系统，包括：遥控装置、信号接收装置和上述飞行器；信号接收装置设置于机身主体的内部；遥控装置与信号接收装置通信连接；遥控装置，用于向信号接收装置发送控制信号；信号接收装置，用于根据控制信号控制第一旋翼和第二旋翼的旋转。 [0014] 本发明实施例带来了以下有益效果： [0015] 本发明实施例提供的飞行器和飞行器系统，第一旋翼设置在机翼的靠近机身主体头部的一侧，用于提供前进动力；第二旋翼设置在机身主体尾部的顶部，用于提供上升动力；尾翼设置在机身主体尾部的底部，用于支撑飞行器。可以增加飞行器的飞行时间，提高实际使用中的便携性。 [0016] 本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。 [0017] 为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明 [0018] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0019] 图1为本发明实施例提供的一种飞行器的结构图； [0020] 图2为本发明实施例提供的一种飞行器的左视图； [0021] 图3为本发明实施例提供的一种飞行器的俯视图； [0022] 图4为本发明实施例提供的一种飞行器的侧视图； [0023] 图5为本发明实施例提供的一种飞行器系统的结构示意图。 [0024] 图标：1-机身主体；2-机翼；3-尾翼；4-第一旋翼；5-第二旋翼；6-遥控装置；7-信号接收装置；8-飞行器。具体实施方式 [0025] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。 [0026] 目前，民用无人机系统已广泛应用于农业、林业、测绘、应急、监控等领域，是现代化管理、监控的重要手段之一，极大地提高了管理效率和自动化水平。一般说来，无人机系统由以下几个部分组成：无人机机体、传感器系统、飞行控制系统、数据传输系统。 [0027] 现有的无人机一般为多旋翼无人机(四轴、六轴等)、无人直升机和固定翼无人机。其中，多旋翼无人机载荷较小，飞行时间短，对于大范围的飞行任务无法胜任；无人直升机操作难度大，维护保养复杂，对于非专业的人员未经过系统的学习无法控制使用；固定翼无人机需要固定起飞跑道，或者是弹射系统进行起飞，在实际使用中的便携性较差。基于此，本发明实施例提供的一种飞行器和飞行器系统，可以应用于飞行器的技术领域，具体涉及一种倾转旋翼无人机。 [0028] 为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种飞行器进行详细介绍。 [0029] 实施例1 [0030] 本发明实施例提供了一种飞行器，见图1所示的一种飞行器的结构图，包括： [0031] 机身主体1、机身主体1两侧的机翼2和机身主体1尾部的尾翼3；两侧的机翼2上对称设置有第一旋翼4；机身主体1尾部还设置有第二旋翼5； [0032] 飞行器是在大气层内或大气层外空间(太空)飞行的器械，举例来说，可以是无人机、飞机等器械。旋翼是指可旋转的机翼，在直升机飞行过程中，旋翼起产生升力和拉力双重作用。本实施中，机身主体的两侧设置有一对机翼，机身主体的尾部设置有一个向下的尾翼。在每个机翼的中部设置一个第一旋翼，第一旋翼与机翼通过支撑杆连接，上述支撑杆与机身平行，第二旋翼设置在机身主体的尾部。 [0033] 第一旋翼4设置在机翼2的靠近机身主体1头部的一侧；第二旋翼5设置在机身主体1尾部的顶部；尾翼3设置在机身主体1尾部的底部； [0034] 第一旋翼对称地设置在机翼上，第一旋翼的一般为两个，也可以为其他的偶数。第一旋翼的与机翼连接的支撑杆的方向是朝着机身主体的头部方向。第二旋翼设置在机身主体的上部，尾翼设置在机身的下部。 [0035] 尾翼3用于在飞行器静止状态下，支撑飞行器；第一旋翼4用于在飞行器飞行状态下，提供前进动力；第二旋翼5用于在飞行器飞行状态下，提供上升动力。 [0036] 飞行器静止状态是指飞行器尚未升空，落在地面上的状态。飞行器静止状态下，尾翼与地面接触，用于支撑飞行器的重量。飞行器飞行状态是指飞行器离地，在空气中飞行的状态。飞行器飞行状态下，第一旋翼提供前进动力，使得飞行器向前飞行；第二旋翼提供上升动力，使得飞行器向上飞行。通过第一旋翼和第二旋翼使得飞行器进行三维空间内的飞行。这样就无需采用固定起飞跑道或者是弹射系统进行起飞，可以提高飞行器的便携性。同时，本实施例提供的飞行器具有更好的稳定性，可以增加飞行器的飞行时间。 [0037] 本发明实施例提供的一种飞行器，第一旋翼设置在机翼的靠近机身主体头部的一侧，用于提供前进动力；第二旋翼设置在机身主体尾部的顶部，用于提供上升动力；尾翼设置在机身主体尾部的底部，用于支撑飞行器。可以增加飞行器的飞行时间，提高实际使用中的便携性。 [0038] 实施例2： [0039] 本发明实施例2提供另一种飞行器，参见图2所示的一种飞行器的左视图，图3所示的一种飞行器的俯视图和图4所示的一种飞行器的侧视图。 [0040] 如图2、图3和图4所示，第一旋翼为可旋转前倾的旋翼。可旋转前倾的旋翼是指，旋翼既可以与机翼水平，也可以与机翼垂直。通过旋翼与机翼之间的支撑杆实现旋翼的位置变动，旋翼与机翼在0-90度之间。 [0041] 对于飞行器的飞行状态，包括上升状态、下降状态和前进状态。上升状态是指飞行器处于向上拉升高度的状态；下降状态是指飞行器处于向下降低高度的状态；前进状态是指飞行器前后左右位移的状态。不同的飞行状态，旋翼的姿态不同。 [0042] 当飞行器在上升状态或下降状态时，第一旋翼旋转，且与机翼垂直，即支撑杆向上垂直呈L形。第一旋翼与机翼垂直的目的是为了帮助第二旋翼提供上升动力，以使飞机上升。 [0043] 当飞行器在前进状态时，第一旋翼旋转，且与机翼平行，即支撑杆向上垂直呈一字形。此时的第一旋翼即可提供前进动力，帮助飞行器进行前后左右方向的位移。 [0044] 此外，第二旋翼的方向是固定的，即第二旋翼与尾翼垂直，并且与机身主体平行。当飞行器在上升状态时，第二旋翼旋转，产生上升动力，以使飞行器上升。当飞行器在前进状态时，第二旋翼停止旋转，不再提供上升动力。 [0045] 飞行器除了外部结构之外，在内部还有一些部件。例如，飞行器还包括电机，电机设置于机身主体的内部，电机与第一旋翼和第二旋翼均电连接；电机用于控制第一旋翼和第二旋翼的旋转。 [0046] 本实施例的电机可以为无刷电机。无刷电机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感按转子位置的变化，沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号，经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。 [0047] 一般来说，电机与第一旋翼和第二旋翼均通过导线电连接，电机控制第一旋翼和第二旋翼旋转，即电机主语启动状态，则带动对应的旋翼旋转。 [0048] 举例来说，第一旋翼和第二旋翼需要分别对应一组电机，即第一旋翼与第一电机组电连接，第一旋翼与第一电机组电连接，第一电机组和第二电机组统称为电机。第一电机组输出能量，则第一旋翼旋转；第二电机组输出能量，则第二旋翼旋转。 [0049] 除了电机之外，飞行器还可以携带电池，电池用于给电机提供电力。因此，飞行器还包括：电池；电池设置于机身主体的内部，电池与电机电连接；电池用于为电机提供电力。 [0050] 电池设置在机身主体的内部，电池与上述电机通过导线电连接，并为电机提供电力。电池可以是锂电池，锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池具有能量高、寿命长、额定电压高、重量轻、适应性强、绿色环保等优点，可以作为飞行器的电池。 [0051] 另外，本实施例提供的飞行器的电池，可以为电池组，以增加电池的容量，延长飞行器的飞行时间。 [0052] 除此以外，还可以通过支架支撑飞行器，本飞行器还包括：支架；支架设置于机翼的底部，用于在飞行器静止状态下支撑飞行器。 [0053] 支架对称的设置在两个机翼的底部，用于支撑飞行器。支架的材质可以采用复合材料。复合材料是由两种及以上异质、异形、异构的材料通过专门成型工艺复合而成的一种高性能的新材料，具有比强度高、比模量大、可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能优越和易于整体成型中大型构件等显著优点。例如，可以采用碳纤维制作支架的材质，碳纤维的强度高、转配精度较好，并且可以满足飞信器冲击、震动等方面的要求。 [0054] 此外，如图2、图3和图4所示，可以看出飞行器的机翼的两端是向上翘起的，向上翘起的机翼称作翼梢小翼，在飞行中，机翼下翼面的高压区气流会绕过翼梢流向上翼面，形成强烈的旋涡气流，并从机翼向后沿伸很长一段距离，它们带走了能量，增加了诱导阻力。翼梢小翼就是用来减少这种阻力的。 [0055] 本发明实施例提供的倾转旋翼飞行器，对比普通的垂直起降固定翼无人机可以拥有更好的飞机流体，减少风阻等，增加其本身的稳定性，并且可以充分利用起飞的动力电机为其提供良好的飞行动能。可以更好的增加无人机的飞行稳定性，在续航时间上有明显的提升，其本身的便携性也有了极大的提高，对于野外作业可以极大的节省人力等各种成本。 [0056] 需要说明的是，上述各方法实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。 [0057] 实施例3： [0058] 本发明实施例提供了一种飞行器系统，参见图5所示的一种飞行器系统的结构示意图，该系统包括：遥控装置6、信号接收装置7和上述飞行器8； [0059] 信号接收装置7设置于机身主体1的内部；遥控装置6与信号接收装置7通信连接； [0060] 遥控装置6，用于向信号接收装置7发送控制信号； [0061] 信号接收装置7，用于根据控制信号控制第一旋翼4和第二旋翼5的旋转。 [0062] 遥控装置用于控制飞机的起飞和前进，向信号接收装置发送控制信号。一般来说，遥控装置与接收装置采用无线通信连接。信号接收装置接收控制信号之后，对控制信号进行解码，并根据解码后的信息控制第一旋翼和第二旋翼的旋转。具体来说，信号接收装置根据解码后的信息控制电机是否启动，通过电机来控制第一旋翼和第二旋翼的旋转。 [0063] 本发明实施例提供的飞行器系统，由用户通过遥控装置向信号接收装置发送控制信号，信号接收装置根据控制信号控制第一旋翼和第二旋翼的旋转。该方式中，第一旋翼和第二旋翼的设计可以增加飞行器的飞行时间，提高实际使用中的便携性。 [0064] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的无人机系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。 [0065] 另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0066] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0067] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。