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一种多旋翼直升飞行器

阅读：1234发布：2020-05-21

IPRDB可以提供一种多旋翼直升飞行器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种多旋翼直升飞行器；包括机架、驱动装置、传动机构、旋翼支架、多支旋翼、尾翼、同步器、保护装置、方向控制装置及控制器，所述旋翼支架设置在机架上，多支旋翼设置在旋翼支架上，所述尾翼与机架相连；所述驱动装置、控制器及同步器均设置在机架内，所述同步器与驱动装置相连，同步器通过传动机构与多支旋翼相连；采用发动机替代电机来驱动旋翼，提升全天候长航时使用能力；采用同步器技术，通过发动机驱动多旋翼转动，使得对称旋翼具备同样的转速和输入功率，保证其产生的升力对称；飞行器纵、横向自动配平技术，利用尾翼电机实现倾转、转速变化，对飞行器进行纵、横向配平，实现平稳飞行。，下面是一种多旋翼直升飞行器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多旋翼直升飞行器，包括机架（1）、驱动装置、传动机构、旋翼支架、多支旋翼、尾翼（5）、同步器、保护装置（7）、方向控制装置及控制器，其特征在于，所述旋翼支架设置在机架（1）上，多支旋翼设置在旋翼支架上，所述尾翼（5）与机架（1）相连；

所述驱动装置、控制器及同步器均设置在机架（1）内，所述同步器与驱动装置相连，同步器通过传动机构与多支旋翼相连；

所述尾翼（5）上设置有方向控制装置和保护装置（7）；

所述控制器分别与驱动装置和保护装置（7）相连。

2.根据权利要求1所述一种多旋翼直升飞行器，其特征在于，所述旋翼为四只双桨叶旋翼，所述旋翼远离尾翼（5）的两只旋翼的桨叶大为大旋翼（4），其余两只旋翼的桨叶小为小旋翼（10）。

3.根据权利要求2所述一种多旋翼直升飞行器，其特征在于，所述大旋翼（4）与小旋翼（10）大小比例按1:0.6设置。

4.根据权利要求3所述一种多旋翼直升飞行器，其特征在于，所述大旋翼（4）之间旋转方向为相对转动，小旋翼（10）之间旋转方向为相对转动。

5.根据权利要求4所述一种多旋翼直升飞行器，其特征在于，所述传动机构包括主动齿轮（11），中间齿轮（12）、从动齿轮（13）及同步皮带轮，所述主动齿轮（11）与驱动装置的动力轴相连，中间齿轮（12）分别设置在一对大小旋翼（10）一端，从动齿轮（13）设置在另一对大小旋翼（10）一端，所述四只旋翼的另一端均设置有同步皮带轮，所述同步皮带轮分别通过传动皮带（14）与中间齿轮（12）和从动齿轮（13）传动相连，主动齿轮（11）分别与中间齿轮（12）啮合，中间齿轮（12）分别与从动齿轮（13）啮合。

6.根据权利要求5所述一种多旋翼直升飞行器，其特征在于，所述尾翼（5）远离机架（1）一端设置有方向控制装置，所述方向控制装置包括电机（15）、螺旋桨（6）以及电涵道电机（8），电机（15）与螺旋桨（6）相连，所述电机（15）、螺旋桨（6）及电涵道电机（8）均位于同一竖直面内。

7.根据权利要求6所述一种多旋翼直升飞行器，其特征在于，所述方向控制装置还包括上下对称设置的电机（15），所述电机（15）分别连接有螺旋桨（6），所述螺旋桨（6）的中心轴线均位于同一竖直面内。

8.根据权利要求7所述一种多旋翼直升飞行器，其特征在于，所述电机（15）一个为正转转动，一个为反转转动。

9.根据权利要求8所述一种多旋翼直升飞行器，其特征在于，所述尾翼（5）上远离方向控制装置上还设置竖直尾翼（9），所述竖直尾翼（9）始终朝向地面设置。

10.根据权利要求1～9任意一条权利要求所述一种多旋翼直升飞行器，其特征在于，所述驱动装置包括油箱（3）及发动机（2）。

说明书全文

一种多旋翼直升飞行器

技术领域

[0001] 本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种多旋翼直升飞行器。

背景技术

[0002] 现有的多旋翼飞行器多采用电机驱动，因而导致了飞行器滞空时间短，载重小，部分多旋翼飞行器采用发动机驱动，但是此类多旋翼飞行器结构复杂，都是采用变桨方式，控制与执行集于一身，操控复杂，故障率高，可靠性差，后期维护成本高；其次多旋翼飞行器上都没有安全保护装置，一旦飞行器失控坠落，不但会造成损失而且会造成危害；再有，飞行器的在空中飞行时，方向控制不便，转动方向时不够稳定，有容易失控的隐患。

发明内容

[0003] 针对现有技术中提到的问题，本发明提出一种多旋翼直升飞行器。

[0004] 本发明一种多旋翼直升飞行器，包括机架、驱动装置、传动机构、旋翼支架、多支旋翼、尾翼、同步器、保护装置、方向控制装置及控制器，所述旋翼支架设置在机架上，多支旋翼设置在旋翼支架上，所述尾翼与机架相连；所述驱动装置、控制器及同步器均设置在机架内，所述同步器与驱动装置相连，同步器通过传动机构与多支旋翼相连；所述尾翼上设置有方向控制装置和保护装置；所述控制器分别与驱动装置和保护装置相连。

[0005] 优选地，所述旋翼为四只双桨叶旋翼，所述旋翼远离尾翼的两只旋翼的桨叶大为大旋翼，其余两只旋翼的桨叶小为小旋翼。

[0006] 优选地，所述大旋翼与小旋翼大小比例按1:0.6设置。

[0007] 优选地，所述大旋翼之间旋转方向为相对转动，小旋翼之间旋转方向为相对转动。

[0008] 优选地，所述传动机构包括主动齿轮，中间齿轮、从动齿轮及同步皮带轮，所述主动齿轮与驱动装置的动力轴相连，中间齿轮分别设置在一对大小旋翼一端，从动齿轮设置在另一对大小旋翼一端，所述四只旋翼的另一端均设置有同步皮带轮，所述同步皮带轮分别通过传动皮带与中间齿轮和从动齿轮传动相连，主动齿轮分别与中间齿轮啮合，中间齿轮分别与从动齿轮啮合。

[0009] 优选地，所述尾翼远离机架一端设置有方向控制装置，所述方向控制装置包括电机、螺旋桨以及电涵道电机，电机与螺旋桨相连，所述电机、螺旋桨及电涵道电机均位于同一竖直面内。

[0010] 优选地，所述方向控制装置还包括上下对称设置的电机，所述电机分别连接有螺旋桨，所述螺旋桨的中心轴线均位于同一竖直面内。

[0011] 优选地，所述电机一个为正转转动，一个为反转转动。

[0012] 优选地，所述尾翼上远离方向控制装置上还设置竖直尾翼，所述竖直尾翼始终朝向地面设置。

[0013] 优选地，所述驱动装置包括油箱及发动机。

[0014] 本发明相对于现有技术，取得了以下的技术效果：1）用发动机替代电机来驱动旋翼，提升全天候长航时使用能力；
2）采用同步器技术，通过发动机驱动多旋翼转动，使得对称旋翼具备同样的转速和输入功率，保证其产生的升力对称，使所产生的法向力、陀螺力矩互相抵消；
3）飞行器纵、横向自动配平技术，利用尾翼电机实现倾转、转速变化，对飞行器进行纵、横向配平，实现平稳飞行；
4）抗坠毁技术，在尾端增加保护装置，飞行器一旦发生故障时，保护装置减低下降速度，使损害降至最低；
5）抗风力强，通过多旋翼旋转中相互间产生的气流场，使侧风不易进入飞行器气流场中心区，从而提高抗风能力；
6）桨叶采用仿生蜻蜓或蝴蝶飞行扑翼设置，能提高飞行的稳定性。

附图说明

[0015] 图1为本发明结构示意图。

[0016] 图2为本发明传动机构示意图。

[0017] 图3为本发明方向控制装置示意图。

[0018] 图4为本发明另一个实施例的方向控制装置示意图。

[0019] 附图标记：1-机架；2-发动机；3-油箱；4-大旋翼；5-尾翼；6-螺旋桨；7-保护装置；8-电涵道电机；9-竖直尾翼；10-小旋翼；11-主动齿轮；12-中间齿轮；13-从动齿轮；14-传动皮带；15-电机。

具体实施方式

[0020] 实施例1如图所示，本发明一种多旋翼直升飞行器。，包括机架1、驱动装置、传动机构、旋翼支架、多支旋翼、尾翼5、同步器、保护装置7、方向控制装置及控制器，所述旋翼支架设置在机架1上，多支旋翼设置在旋翼支架上，所述尾翼5与机架1相连；所述驱动装置、控制器及同步器均设置在机架1内，所述同步器与驱动装置相连，同步器通过传动机构与多支旋翼相连；
所述尾翼5上设置有方向控制装置和保护装置7；所述控制器分别与驱动装置和保护装置7相连，采用同步器控制驱动装置驱动多旋翼转动，使得对称旋翼具备同样的转速和输入功率，保证其产生的升力对称，使所产生的法向力、陀螺力矩互相抵消，保护装置7为伞降保护装置7。

[0021] 所述旋翼为四只双桨叶旋翼，所述旋翼远离尾翼5的两只旋翼的桨叶大为大旋翼4，其余两只旋翼的桨叶小为小旋翼10，桨叶形状采用仿生蜻蜓或蝴蝶飞行扑翼，桨叶大小不同带来了焦点和重心稳定性的匹配，飞行过程重心在气动焦点（按运动方向）前面，稳定性提高。

[0022] 所述大旋翼4与小旋翼10大小比例按1:0.6设置，大小比例为最为合适比例大小。

[0023] 所述大旋翼4之间旋转方向为相对转动，小旋翼10之间旋转方向为相对转动，通过多旋翼旋转中相互间产生的气流场，使侧风不易进入飞行器气流场中心区，从而提高抗风能力。

[0024] 所述传动机构包括主动齿轮11，中间齿轮12、从动齿轮13及同步皮带轮，所述主动齿轮11与驱动装置的动力轴相连，中间齿轮12分别设置在一对大小旋翼10一端，从动齿轮13设置在另一对大小旋翼10一端，所述四只旋翼的另一端均设置有同步皮带轮，所述同步皮带轮分别通过传动皮带14与中间齿轮12和从动齿轮13传动相连，主动齿轮11分别与中间齿轮12啮合，中间齿轮12分别与从动齿轮13啮合。主动齿轮11借助中间齿轮12和从动齿轮
13，通过主动齿轮11将动力分配到四个螺旋桨6上，同步控制转速，解决了齿轮传动效率不统一的问题，皮带采用绝缘子同步带，有成本低，载荷低的效果。

[0025] 所述尾翼5远离机架1一端设置有方向控制装置，所述方向控制装置包括电机15、螺旋桨6以及电涵道电机8，电机15与螺旋桨6相连，所述电机15、螺旋桨6及电涵道电机8均位于同一竖直面内。

[0026] 通过电机15与电涵道电机8控制飞机飞行时的空中姿态，螺旋桨6控制飞机上下方向的调整，电涵道电机8控制左右方向，这样控制飞机速度变化或飞机倾斜转动等动作，由于尾翼5长，尾部一个小的力通过杠杆原理便可以实现一个较大的姿态控制力，同时螺旋桨6采用小桨叶质量轻，惯量小，控制响应速度快。

[0027] 所述尾翼5上远离导向装置上还设置竖直尾翼9，所述竖直尾翼9始终朝向地面设置，加装该尾翼5的作用主要是有利于航向稳定，其次在落地时能起到一定支撑作用。

[0028] 所述驱动装置包括油箱3及发动机2，使用油箱3和发动机2能提高航行能力和时间，便于长时间作业。

[0029] 实施例2本实施例与实施例1基本相同，不同在于，所述方向控制装置还包括上下对称设置的电机15，所述电机15分别连接有螺旋桨6，所述螺旋桨6的中心轴线均位于同一竖直面内。所述电机15一个为正转转动，一个为反转转动，导向装置的两个螺旋桨6，且转动时有速度差，这样控制导向时，相比实施例1，能提高安全性。

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