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飞行器

阅读：915发布：2020-05-11

IPRDB可以提供飞行器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种飞行器，包括机身、由所述机身相对两侧分别延伸形成的两个固定翼以及固定于所述机身和所述固定翼的螺旋桨；所述螺旋桨包括固定于所述机身尾端的固定螺旋桨以及分别固定于两个所述固定翼的倾转螺旋桨，所述固定螺旋桨呈水平设置，所述倾转螺旋桨呈垂直于所述机身设置且相对于所述固定翼实现倾转，所述倾转螺旋桨位于所述固定翼的远离所述固定螺旋桨的一侧。与相关技术相比，本发明提供的飞行器能耗小、续航能力强。，下面是飞行器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种飞行器，其特征在于，包括机身、由所述机身相对两侧分别延伸形成的两个固定翼以及固定于所述机身和所述固定翼的螺旋桨；所述螺旋桨包括固定于所述机身尾端的固定螺旋桨以及分别固定于两个所述固定翼的倾转螺旋桨，所述固定螺旋桨呈水平设置，所述倾转螺旋桨呈垂直于所述机身轴线设置且相对于所述固定翼实现倾转，所述倾转螺旋桨位于所述固定翼的远离所述固定螺旋桨的一侧。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述倾转螺旋桨相对于所述固定翼的倾转角度为0～120度。

3.根据权利要求2所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器还包括固定于所述机身且内置预设规则的飞控系统，所述飞控系统根据所述预设规则控制所述固定螺旋桨以及所述倾转螺旋桨的工作状态。

4.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于，所述预设规则包括：所述飞行器垂直起飞或垂直降落模式时，控制所述倾转螺旋桨倾转至90度，且与所述固定螺旋桨共同输出垂直于水平方向的动力；所述飞行器巡航模式时，控制所述倾转螺旋桨倾转并输出非平行于水平方向的动力，倾转角度大于0度且小于90度或大于90度且小于120度，且控制所述固定螺旋桨输出垂直于水平方向的动力。

5.根据权利要求4所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器垂直起飞模式包括所述飞行器由地面起飞至离地面第一预设高度阶段；所述飞行器巡航模式包括所述飞行器由距离地面第一预设高度至巡航高度阶段、所述飞行器以巡航高度巡航阶段以及由所述巡航高度下降至第二预设高度阶段；所述飞行器垂直降落模式包括由所述第二预设高度下降至地面阶段。

6.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于，所述固定螺旋桨包括第一传动轴和第二传动轴、与所述第一传动轴固定连接的第一螺旋桨、与所述第二传动轴固定连接的第二螺旋桨以及分别驱动所述第一传动轴和所述第二传动轴转动的第一电机和第二电机；所述第一传动轴套设于所述第二传动轴且呈同轴设置，所述第一传动轴与所述第二传动轴相互独立转动，所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨间隔叠设且呈反向设置；所述第一电机和所述第二电机分别与所述飞控系统电连接，所述飞控系统分别控制并调节所述第一电机和所述第二电机的转速与转向。

7.根据权利要求6所述的飞行器，其特征在于，所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨均为二叶桨螺旋桨。

8.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于，所述倾转螺旋桨包括平行于所述机身且与所述固定翼铰接的旋转臂以及固定于所述旋转臂的第三螺旋桨，所述旋转臂与所述飞控系统电连接，所述飞控系统控制所述旋转臂转动以带动所述第三螺旋桨倾转。

说明书全文

飞行器

技术领域

[0001] 本发明涉飞行器领域，尤其涉及飞行器。

背景技术

[0002] 随着社会的发展，无人飞行器的应用领域正在不断拓展，无论是行业飞行器还是消费飞行器都得到长足的进步，尤其是多螺旋桨无人飞行器以及固定翼无人飞行器为代表的小微型无人飞行器，在各个应用领域中都开始广泛应用，喷洒农药飞行器、航拍飞行器、探测飞行器等现在也开始广泛应用。随着对飞行器续航能力的要求，同时具有螺旋桨和固定翼的复合翼飞行器开始兴起。

[0003] 相关技术的复合翼的无人飞行器包括机身、由机身相对两侧延伸的固定翼、以及设置于固定翼和/或机身的螺旋桨。

[0004] 然而，所述固定翼和所述螺旋桨布局为五电机布局，即固定翼延伸平行于机身的三个连接壁，中前位置的连接壁的前端设置一个螺旋桨，两边的连接壁前后两端各设置两个螺旋桨，但该结构的飞行器在垂直和巡航时的动力重量损耗大，单电池不能彻底的把电用完，双电池会带来巡航多余的重量；或者为从起布局，即机身的两侧延伸出多个固定翼，每一所述固定翼设置一螺旋桨，但该结构由于侧面面积过大，无法在大风环境下保持垂直起降，风越大悬停倾斜角度越大，降落时必须要保有大于自身重量的动力，大部分电量不能有效利用，正常巡航甚至需要自身重量的20％-30％，严重影响续航优化；或者为倾转螺旋桨布局，即由机身两个延伸出固定翼和支撑壁，支撑壁位于固定翼的前后两侧，每一支撑壁设置一螺旋桨，但该结构降落时必须要保有大于自身重量的动力，大部分电量不能有效利用，正常巡航甚至需要自身重量的20％-30％，同样限制了续航能力的优化。

[0005] 因此，有必要提供一种新的飞行器解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明需要解决的技术问题是提供一种能耗小、续航能力强的飞行器。

[0007] 为解决上述问题，本发明提供了一种飞行器，包括机身、由所述机身相对两侧分别延伸形成的两个固定翼以及固定于所述机身和所述固定翼的螺旋桨；所述螺旋桨包括固定于所述机身尾端的固定螺旋桨以及分别固定于两个所述固定翼的倾转螺旋桨，所述固定螺旋桨呈水平设置，所述倾转螺旋桨呈垂直于所述机身轴线设置且相对于所述固定翼实现倾转，所述倾转螺旋桨位于所述固定翼的远离所述固定螺旋桨的一侧。

[0008] 优选的，所述倾转螺旋桨相对于所述固定翼的倾转角度为0～120度。

[0009] 优选的，所述飞行器还包括固定于所述机身且内置预设规则的飞控系统，所述飞控系统根据所述预设规则控制所述固定螺旋桨以及所述倾转螺旋桨的工作状态。

[0010] 优选的，所述预设规则包括：所述飞行器垂直起飞或垂直降落模式时，控制所述倾转螺旋桨倾转至90度，且与所述固定螺旋桨共同输出垂直于水平方向的动力；所述飞行器巡航模式时，控制所述倾转螺旋桨倾转并输出非平行于水平方向的动力，倾转角度大于0度且小于90度或大于90度且小于120度，且控制所述固定螺旋桨输出垂直于水平方向的动力。

[0011] 优选的，所述飞行器垂直起飞模式包括所述飞行器由地面起飞至离地面第一预设高度阶段；所述飞行器巡航模式包括所述飞行器由距离地面第一预设高度至巡航高度阶段、所述飞行器以巡航高度巡航阶段以及由所述巡航高度下降至第二预设高度阶段；所述飞行器垂直降落模式包括由所述第二预设高度下降至地面阶段。

[0012] 优选的，所述固定螺旋桨包括第一传动轴和第二传动轴、与所述第一传动轴固定连接的第一螺旋桨、与所述第二传动轴固定连接的第二螺旋桨以及分别驱动所述第一传动轴和所述第二传动轴转动的第一电机和第二电机；所述第一传动轴套设于所述第二传动轴且呈同轴设置，所述第一传动轴与所述第二传动轴相互独立转动，所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨间隔叠设且呈反向设置；所述第一电机和所述第二电机分别与所述飞控系统电连接，所述飞控系统分别控制并调节所述第一电机和所述第二电机的转速与转向。

[0013] 优选的，所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨均为二叶桨螺旋桨。

[0014] 优选的，所述倾转螺旋桨包括平行于所述机身且与所述固定翼铰接的旋转臂以及固定于所述旋转臂的第三螺旋桨，所述旋转臂与所述飞控系统电连接，所述飞控系统控制所述旋转臂转动以带动所述第三螺旋桨倾转。

[0015] 与相关技术比较，本发明的飞行器包括由机身相对两侧延伸的固定翼以及分别固定于所述机身和所述固定翼的所述倾转螺旋桨和固定螺旋桨，从而形成复合翼结构。上述结构使得所述固定翼、所述倾转螺旋桨以及所述固定螺旋桨共同配合作用，调节垂直起、降和巡航时的动力需求，减小多余重量；且上述复合翼结构使所述飞行器遇侧面面积减小，避免了其悬停侧面面积大而阻力大的问题，节约能耗，有效提高了续航能力。

附图说明

[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图，其中：

[0017] 图1为本发明飞行器的结构示意图；

[0018] 图2为本发明飞行器的固定螺旋桨的结构示意图；

[0019] 图3为图2的部分结构分解示意图。

具体实施方式

[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0021] 请参阅图1，为本发明飞行器的结构示意图。本发明提供一种飞行器100、包括机身1、固定翼2、螺旋桨3以及飞控系统4。

[0022] 所述固定翼2包括两个，两个所述固定翼2分别由所述机身1相对两侧分别延伸形成。所述固定翼2主要用于在所述飞行器100巡航时提供辅助力，从而可减小所述螺旋桨3的动能损耗，提高续航能力。

[0023] 所述螺旋桨3固定于所述机身1和所述固定翼2。本实施方式中，具体的，所述螺旋桨3包括固定于所述机身1尾端的固定螺旋桨31以及分别固定于两个所述固定翼2的两个倾转螺旋桨32，即形成两个固定翼与三个螺旋桨的复合翼结构。本实施方式中，所述倾转螺旋桨32位于所述固定翼2的远离所述固定螺旋桨31的一侧。

[0024] 请结合参图2-3，其中，图2为本发明飞行器的固定螺旋桨的结构示意图；图3为图2的部分结构分解示意图。所述固定螺旋桨31呈水平设置，即所述固定螺旋桨31的叶桨310所旋转面与水平面平行。

[0025] 具体的，所述固定螺旋桨31包括第一传动轴311、第二传动轴312、第一螺旋桨313、第二螺旋桨314、第一电机315和第二电机316。

[0026] 所述第一传动轴311套设于所述第二传动轴312且呈同轴设置，所述第一传动轴311与所述第二传动轴312相互独立转动。

[0027] 所述第一螺旋桨313固定连接于所述第一传动轴311；所述第二螺旋桨314固定连接于所述第二传动轴312。即所述第一传动轴311和所述第二传动轴312分别驱动所述第一螺旋桨313和所述第二螺旋桨314旋转。

[0028] 本实施方式中，所述第一螺旋桨313与所述第二螺旋桨314间隔叠设且呈反向设置。该结构使得所述第一螺旋桨313和所述第二螺旋桨314可分别控制转速和转向，根据不同飞行阶段调节所述第一螺旋桨313和所述第二螺旋桨314的转速和转向，形成不同角度和力度的辅助动力，避免始终大功率输出而使动力快速耗尽，实现节能以提高续航能力。当然，其调节主要由所述飞控系统4实现控制。

[0029] 本实施方式中，所述第一螺旋桨313和所述第二螺旋桨314均为二叶桨螺旋桨。当然，所述第一螺旋桨313和所述第二螺旋桨314的叶桨数量并不限于此。

[0030] 所述第一电机315驱动所述第一传动轴311旋转，从而带动所述第一螺旋桨313转动；所述第二电机316驱动所述第二传动轴312旋转，从而带动所述第二螺旋桨314转动。

[0031] 所述倾转螺旋桨32呈垂直于所述机身1的轴线设置且相对于所述固定翼2实现倾转，本实施方式中，该倾转为0～120度范围转动。因所述飞行器100在垂直起、降及巡航阶段时，其所需动力并不相同，比如，正常巡航时所需要的动力仅为自身重量的20％～30％，此时结合所述固定翼2的力学结构作用，即可满足飞行需求。

[0032] 故，上述倾转螺旋桨32结构的设置可根据所述飞行器100在起降及巡航等不同阶段时，通过调整使所述倾转螺旋桨32倾转，实现输出动力的不同方向和大小，并结合所述固定翼2，实现不同阶段的不同动力功率输出，有效节能，提高续航能力。

[0033] 本实施方式中，所述倾转螺旋桨32包括平行于所述机身1且与所述固定翼2铰接的旋转臂321以及固定于所述旋转臂321的第三螺旋桨322。所述第三螺旋桨322的倾转由所述旋转臂321实现。

[0034] 所述飞控系统4固定于所述机身1，其内置预设规则，所述固定螺旋桨31及所述倾转螺旋桨32分别与所述飞控系统4电连接。所述飞控系统4根据所述预设规则控制所述固定螺旋桨31以及所述倾转螺旋桨32的工作状态，比如通过所述飞控系统4控制动力输出其所述固定螺旋桨31和所述倾转螺旋桨32的转速、角度等参数，实现节能以提高续航能力的目的。

[0035] 具体的，所述固定螺旋桨31所述第一电机315和所述第二电机316分别与所述飞控系统4电连接，所述飞控系统4分别控制并调节所述第一电机315和所述第二电机316的转速与转向，实现不同大小的动力输出。

[0036] 所述倾转螺旋桨32的所述旋转臂321与所述飞控系统4电连接，所述飞控系统4控制所述旋转臂321转动以带动所述第三螺旋桨322倾转，即所述旋转臂321的旋转范围为与水平面平行至与水平面夹角120度，从而使所述第三螺旋桨322实现不同角度方向的动力输出，达到节能目的。

[0037] 需要说明的是，本实施方式中，所谓水平面是指所述机身1水平放置时为参照基础；另外，所述固定螺旋桨31和所述倾转螺旋桨32都为螺旋桨结构，仅为说明时以区别，固定螺旋桨31为不可倾转的螺旋桨结构，倾转螺旋桨32为可倾转的螺旋桨。

[0038] 比如，所述预设规则包括：所述飞行器100垂直起飞或垂直降落模式时，所述飞控系统4控制所述倾转螺旋桨32倾转至90度，且与所述固定螺旋桨31共同输出垂直于水平方向的动力；所述飞行器100巡航模式时，所述飞控系统4控制所述倾转螺旋桨32倾转并输出非平行于水平方向的动力，倾转角度大于0度且小于90度或大于90度且小于120度，且控制所述固定螺旋桨31输出垂直于水平方向的动力。当然，所述倾转角度并不限于此，也可为0～180度的任意范围，这都是可行的。

[0039] 其中，所述飞行器100垂直起飞模式包括所述飞行器100由地面起飞至离地面第一预设高度阶段，如2米；所述飞行器100巡航模式包括所述飞行器100由距离地面第一预设高度至巡航高度阶段、所述飞行器100以巡航高度巡航阶段以及由所述巡航高度下降至第二预设高度阶段，比如距离地面30米或距离返航点约20米；所述飞行器100垂直降落模式包括由所述第二预设高度下降至地面阶段。当然，上述预设规则并不限于此，仅为一种实施方式，还可根据需要具体调整，但其原理一样。

[0040] 与相关技术比较，本发明的飞行器包括由机身相对两侧延伸的固定翼以及分别固定于所述机身和所述固定翼的所述倾转螺旋桨和固定螺旋桨，从而形成复合翼结构。上述结构使得所述固定翼、所述倾转螺旋桨以及所述固定螺旋桨共同配合作用，调节垂直起、降和巡航时的动力需求，减小多余重量；且上述复合翼结构使所述飞行器遇侧面面积减小，避免了其悬停侧面面积大而阻力大的问题，节约能耗，有效提高了续航能力。

[0041] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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