一种旋轮式无人飞行器的制作方法

本技术属于航空无人飞行器，具体涉及一种旋轮式无人飞行器。

背景技术：

1、无人飞行器能够遥控飞行或自主飞行,具有重量轻、体积小、机动性能好、不受操作人员生理约束和飞行环境限制等优点，在航拍、快递、灾后搜救、数据采集、警力、城市管理、农业、地质、气象、电力、快递、测绘、植保、喷洒农药、测绘、巡线等领域已获得广泛应用。

2、现有无人飞行器从技术角度主要可分为无人固定翼飞机、无人多旋翼飞行器等。

3、无人固定翼飞机具有飞行速度快、续航力长、能耗低的优点，但其起飞降落时需要一定长度的滑行跑道，在空中的机动性较差，无法完成低速飞行和空中悬停等机动动作。

4、无人多旋翼式飞行器可垂直起降、在空中可低速飞行及悬停、回转半径小、机动性较好，但其存在飞行速度低、续航力小、能耗高的缺点。

5、针对现有无人机的上述问题，本实用新型提出一种新型的旋轮式无人飞行器技术方案，该无人飞行器可以完成垂直起降、空中悬停、空中原地翻转、翻滚和回转等各种机动动作，且具有航速高、航距长、能耗低的优点。

技术实现思路

1、本实用新型是为了克服现有无人机技术中的缺陷，提供一种机动性更强，翻转灵活，可在空中以任意姿态飞行的无人飞行器。

2、为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种设有固定翼的旋轮式无人飞行器和装配于所述机身的动力装置，所述动力装置包括一个(组)或多个(组)旋轮组件。采用一个(组)旋轮组件时，可布置于机身重心之上的位置，使机身始终保持自然平衡状态。安装多个(组)旋轮组件时可对称安装于机身两侧，使机身保持动力平衡。

3、作为本实用新型的一种优选方案，所述旋轮为旋翼式全向推进器，而旋轮组件则包括驱动电机、中空旋转轴、两个及以上翼片、翼片旋转传动机构及翼片角度控制器。旋翼式全向推进器的工作原理是：转动盘固定在中空旋转轴上并由电机驱动旋转，翼片转动连接在转动盘的四周，转动盘内设有翼片旋转传动机构，翼片角度控制器穿过中空旋转轴可以控制翼片旋转传动机构，使翼片在不同位置时处于不同的角度。当翼片在随转动盘公转时，翼片受控于旋转传动机构进行自转，此时每个翼片受空气动力的影响都会在同一个方向上产生推力。而当角度控制器通过翼片旋转传动机构改变翼片角度时，推力方向随之改变，从而为所述无人飞行器提供任意方向飞行的动力：当旋轮推力向下时，无人飞行器可垂直起飞(包括悬停)；当旋轮产生水平推力时，无人飞行器可水平飞行；当左右旋轮产生水平推力差时，无人飞行器可进行回转飞行(包括原地回转)；当左右旋轮产生垂向推力差时，无人飞行器可进行侧向翻转(包括侧向原地翻转)；当前后旋轮产生垂向推力差时，无人飞行器可完成前后翻转动作(包括原地翻转)；当所有旋轮组件均产生推力差变化时，无人飞行器可完成各种复杂动作。而当无人飞行器水平飞行时，固定翼将承担飞行器的大部或全部重量，从而大大减小了飞行器飞行所消耗的功率。

4、作为本实用新型的一种优选方案，所述机身两侧安装有固定翼，旋轮可与固定翼相对应布设。

5、作为本实用新型的一种优选方案，所述固定翼断面呈机翼状，机翼弦长沿机身长度方向布设。

6、作为本实用新型的一种优选方案，所述旋轮的另一端设有固定挡板，以减少旋翼在空气中的端部绕流，提高升力。挡板与旋翼片端部留有间隙。

7、作为本实用新型的一种优选方案，所述机身的尾部顶端固设有尾翼。

8、作为本实用新型的一种优选方案，所述机身的尾部设有一个或一对平衡轮。

9、作为本实用新型的一种优选方案，所述平衡轮为旋翼式全向推进器。

10、作为本实用新型的一种优选方案，所述旋翼片设置有四个，等距布设于旋轮上。

11、本实用新型的有益效果是：

12、1.本实用新型结构简单，设计巧妙，设置的旋轮其推力方向可以360°变化。无人机可根据实际情况，调整旋轮的推力方向，使得无人机可以在任意方向上自由翻转，相对于现有无人固定翼飞机和无人多旋翼式飞行器更加机动灵活；

13、2.本实用新型通过设置的固定翼在飞行过程中提供的升力，与现有无人多旋翼式飞行器相比可显著降低飞行能耗，提高飞行速度并大大提高其续航力；

14、3.本实用新型设置的固定翼在飞行过程中提供的升力，使本无人机具有飞行滑翔能力；

15、4.本实用新型通过在机身尾部设置的尾翼和平衡轮，可以提高无人机飞行的平稳性和机动性。

技术特征：

1.一种旋轮式无人飞行器，其特征在于：包括机身(31)及装配于所述机身(31)的动力装置(32)，所述动力装置(32)包括一个或多个旋轮组件(40)；当采用一个旋轮组件(40)时，可布置于机身(31)重心之上的位置，使机身始终保持自然平衡状态；当采用安装多个旋轮组件(40)时可对称安装于机身两侧，使机身保持动力平衡。

2.根据权利要求1所述的一种旋轮式无人飞行器，其特征在于，所述旋轮组件(40)包括驱动电机(41)及多个旋翼片(42)，多个旋翼片(42)可转动地连接在对应的驱动电机(41)一端，并朝背离所述驱动电机(41)的方向延伸设置，机身(31)内还布设有控制装置(33)，该控制装置(33)能够控制多个旋翼片(42)相对所述机身(31)在竖直平面内、水平面转动，用于为所述飞行器在地面上朝各个方向航行提供动力。

3.根据权利要求2所述的一种旋轮式无人飞行器，其特征在于，所述机身(31)两侧安装有固定翼(34)；旋轮组件(40)与固定翼(34)相对应布设。

4.根据权利要求3所述的一种旋轮式无人飞行器，其特征在于，所述固定翼断面呈机翼状，机翼弦长沿机身长度方向布设。

5.根据权利要求4所述的一种旋轮式无人飞行器，其特征在于，所述固定翼端部连接有挡板(36)，挡板(36)与旋翼片(42)端部留有间隙。

6.根据权利要求5所述的一种旋轮式无人飞行器，其特征在于，所述挡板(36)的外端面与固定翼的外端面在同一平面。

7.根据权利要求6所述的一种旋轮式无人飞行器，其特征在于，所述机身(31)的尾部顶端固设有尾翼(37)。

8.根据权利要求7所述的一种旋轮式无人飞行器，其特征在于，所述机身(31)的尾部形成有定位腔(38)，定位腔(38)内安装有一个或一对平衡轮(39)。

9.根据权利要求8所述的一种旋轮式无人飞行器，其特征在于，所述平衡轮(39)与旋轮组件(40)为旋翼式全向推进器。

10.根据权利要求9所述的一种旋轮式无人飞行器，其特征在于，所述旋翼片(42)设置有四个，等距布设于直翼全向推进器的转动盘上。

技术总结
本技术涉及一种旋轮式无人飞行器，包括机身及装配于所述机身的动力装置，所述动力装置包括一个或多个旋轮组件；当采用一个旋轮组件时，可布置于机身重心之上的位置，使机身始终保持自然平衡状态；当采用安装多个旋轮组件时可对称安装于机身两侧，使机身保持动力平衡；本技术结构简单，通过设置旋轮组件，由驱动电机将多个旋翼片输出，相对于已有设计减小了动力部分的转动惯量，提高了结构强度与刚度，增加了可靠性；相对于已有设计增加了安全性能。

技术研发人员：黄佳林,陈立新
受保护的技术使用者：浙江风神海洋工程技术有限公司
技术研发日：20210729
技术公布日：2024/1/15