车轮旋翼复合式土卫六飞行器及其在着陆器上的部署方法

本发明涉及一种车轮旋翼复合式土卫六飞行器及其在着陆器上的部署方法，属于土卫六飞行器。

背景技术：

1、土卫六是土星的一颗卫星，也是太阳系中唯一拥有大气的卫星，近期备受人们的关注。其内部稠密的大气给飞行器的飞行提供了条件。使用车轮旋翼复合式的飞行器对土卫六进行探测，飞行器既可以像车一样轮驱前进，又可以对土卫六进行飞行探测。在地势较为平坦的地方飞行器可以采用低功率轮驱的方式对土卫六进行探测，当遇到较为崎岖的地形时，飞行器还可以进行飞行探测。

2、为了便于对土卫六进行探测，需要将飞行器发射至土卫六，并在土卫六上进行着陆并释放。而常规的车轮旋翼复合式的土卫六飞行器尺寸包络不满足发射需求，需要对飞行器进行折展，折展后的飞行器需要能够承受发射过程中造成的过载，并且在土卫门着陆后可依靠着陆器对土卫六飞行器进行释放并提供起飞环境。

3、因此，亟需一种可折展、结构简单且安全可靠的车轮旋翼复合式土卫六飞行器，用于对土卫六进行探测，同时亟需一种适应此种飞行器在着陆器上的部署方法，以释放飞行器并为其提供起飞环境。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述技术问题，进而提供了一种车轮旋翼复合式土卫六飞行器及其在着陆器上的部署方法。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

3、一种车轮旋翼复合式土卫六飞行器，包括机身、车轮式复合旋翼、旋翼电机、旋翼支臂及支臂电机，其中机身底部固装有飞行器着陆腿，旋翼支臂的数量为多个且对称分布在机身的两侧，每个旋翼支臂的一端与机身之间对应通过支臂电机转动连接，每个旋翼支臂的另一端对应通过旋翼电机转动连接一个车轮式复合旋翼，机身内部设置有控制系统，以控制支臂电机及旋翼电机工作。

4、进一步地，所述车轮式复合旋翼包括外轮圈及固装在外轮圈内部的桨叶，其中桨叶与旋翼电机的输出轴固接。

5、进一步地，旋翼电机通过第一电机支座固装在旋翼支臂的另一端。

6、进一步地，支臂电机通过第二电机支座固装在机身侧壁，旋翼支臂通过l形支臂底座固装在支臂电机的输出轴上。

7、进一步地，飞行器着陆腿的数量为多个且均布在机身的底部。

8、一种上述飞行器在着陆器上的部署方法，包括如下步骤：

9、步骤一、包络装置固装在着陆器上，飞行器折叠设置在包络装置内部，包络装置的两个侧挡板内壁固设有限位件，位于机身两侧的车轮式复合旋翼对应通过限位件限位；

10、步骤二、包络装置的前挡板和两个侧挡板向外侧翻转，限位件脱离车轮式复合旋翼，当前挡板翻转至与底板位于同一平面时，旋翼电机驱动车轮式复合旋翼，使飞行器驶离包络装置；

11、步骤三、支臂电机驱动旋翼支臂向上翻转90°，使飞行器处于飞行姿态；

12、步骤四、旋翼电机驱动车轮式复合旋翼旋转，使飞行器飞离着陆器。

13、一种上述部署方法所采用的包络装置，包括壳体组件及控制壳体组件开合的锁紧组件，其中壳体组件包括顶板、底板、前挡板、后挡板及两个侧挡板，顶板与底板之间通过四个支撑杆固接，两个侧挡板的内壁均固设有限位件，限位件的下部开设有弧形限位槽，飞行器折叠设置于包络装置内部时，限位件对应通过弧形限位槽压设在车轮式复合旋翼上部，通过锁紧组件实现壳体组件的封闭连接与解锁。

14、进一步地，锁紧组件包括包络体胀断器、上锁片、下锁片、钢丝绳、锁滑销、方滑套、圆滑套及解锁弹簧，下锁片固装在底板的中部，钢丝绳的数量为三个且每个钢丝绳的一端均夹设在上锁片与下锁片之间，包络体胀断器压设在上锁片的上方且与下锁片固接，上锁片与下锁片之间竖向压缩有胀断器弹簧，每个钢丝绳上均设置有张紧件，前挡板及两个侧挡板的内壁上部分别固装有上下正对布置的方滑套及圆滑套，且每个方滑套与其对应的圆滑套之间对应设置有锁滑销，且每个锁滑销对应通过固装在其上部的方形滑杆和固装在其下部的圆形滑杆滑动穿装在方滑套及圆滑套内，顶板的下表面固装有三个顶部挂钩，锁滑销的底面加工有与顶部挂钩对应配合的斜面，解锁弹簧套装在圆滑套与锁滑销之间的圆形滑杆上，钢丝绳的另一端与对应圆形滑杆底端固接。

15、进一步地，前挡板与底板之间以及侧挡板与底板之间分别通过转轴连接，所述转轴上设置有卷簧。

16、进一步地，限位件为泡沫材质。

17、本发明与现有技术相比具有以下效果：

18、本发明的飞行器结构简单，通过支臂电机控制旋翼支臂沿机身上下方向翻转，进而实现车轮旋翼复合式土卫六飞行器的折展。

19、在地势较为平坦的地方，本发明的飞行器可以采用低功率轮驱的方式对土卫六进行探测，当遇到较为崎岖的地形时，本发明的飞行器还可以进行飞行探测。

20、通过限位件将整个飞行器固定在包络装置内部。从而保证飞行器能够在发射过程中和着陆器降落过程中抵抗振动产生的结构破坏，且能够使在土卫六地面着陆后安全可靠的释放飞行器。

技术特征：

1.一种车轮旋翼复合式土卫六飞行器，其特征在于：包括机身(11)、车轮式复合旋翼(12)、外轮圈(13)、旋翼支臂(14)及支臂电机(15)，其中机身(11)底部固装有飞行器着陆腿(16)，旋翼支臂(14)的数量为多个且对称分布在机身(11)的两侧，每个旋翼支臂(14)的一端与机身(11)之间对应通过支臂电机(15)转动连接，每个旋翼支臂(14)的另一端对应通过外轮圈(13)转动连接一个车轮式复合旋翼(12)，机身(11)内部设置有控制系统，以控制支臂电机(15)及外轮圈(13)工作。

2.根据权利要求1所述的车轮旋翼复合式土卫六飞行器，其特征在于：所述车轮式复合旋翼(12)包括外轮圈(12-1)及固装在外轮圈(12-1)内部的桨叶(12-2)，其中桨叶(12-2)与外轮圈(13)的输出轴固接。

3.根据权利要求2所述的车轮旋翼复合式土卫六飞行器，其特征在于：外轮圈(13)通过第一电机支座(17)固装在旋翼支臂(14)的另一端。

4.根据权利要求2或3所述的车轮旋翼复合式土卫六飞行器，其特征在于：支臂电机(15)通过第二电机支座(18)固装在机身(11)侧壁，旋翼支臂(14)通过l形支臂底座(19)固装在支臂电机(15)的输出轴上。

5.根据权利要求4所述的车轮旋翼复合式土卫六飞行器，其特征在于：飞行器着陆腿(16)的数量为多个且均布在机身(11)的底部。

6.一种上述权利要求1～5中任一权利要求所述飞行器在着陆器上的部署方法，其特征在于：包括如下步骤：

7.根据一种上述权利要求6所述部署方法所采用的包络装置，其特征在于：包括壳体组件及控制壳体组件开合的锁紧组件，其中壳体组件包括顶板(31)、底板(32)、前挡板(33)、后挡板(34)及两个侧挡板(35)，顶板(31)与底板(32)之间通过四个支撑杆(36)固接，两个侧挡板(35)的内壁均固设有限位件(37)，限位件(37)的下部开设有弧形限位槽，飞行器(1)折叠设置于包络装置(3)内部时，限位件(37)对应通过弧形限位槽压设在车轮式复合旋翼(12)上部，通过锁紧组件实现壳体组件的封闭连接与解锁。

8.根据权利要求7所述的包络装置，其特征在于：锁紧组件包括包络体胀断器(38)、上锁片(39)、下锁片(40)、钢丝绳(41)、锁滑销(42)、方滑套(43)、圆滑套(44)及解锁弹簧(45)，下锁片(40)固装在底板(32)的中部，钢丝绳(41)的数量为三个且每个钢丝绳(41)的一端均夹设在上锁片(39)与下锁片(40)之间，包络体胀断器(38)压设在上锁片(39)的上方且与下锁片(40)固接，上锁片(39)与下锁片(40)之间竖向压缩有胀断器弹簧(46)，每个钢丝绳(41)上均设置有张紧件(47)，前挡板(33)及两个侧挡板(35)的内壁上部分别固装有上下正对布置的方滑套(43)及圆滑套(44)，且每个方滑套(43)与其对应的圆滑套(44)之间对应设置有锁滑销(42)，且每个锁滑销(42)对应通过固装在其上部的方形滑杆和固装在其下部的圆形滑杆滑动穿装在方滑套(43)及圆滑套(44)内，顶板(31)的下表面固装有三个顶部挂钩，锁滑销(42)的底面加工有与顶部挂钩对应配合的斜面，解锁弹簧(45)套装在圆滑套(44)与锁滑销(42)之间的圆形滑杆上，钢丝绳(41)的另一端与对应圆形滑杆底端固接。

9.根据权利要求7或8所述的包络装置，其特征在于：前挡板(33)与底板(32)之间以及侧挡板(35)与底板(32)之间分别通过转轴连接，所述转轴上设置有卷簧(48)。

10.根据权利要求7所述的包络装置，其特征在于：限位件(37)为泡沫材质。

技术总结
一种车轮旋翼复合式土卫六飞行器及其在着陆器上的部署方法，属于土卫六飞行器技术领域。本发明是为了提供一种可折展、结构简单且安全可靠的车轮旋翼复合式土卫六飞行器，用于对土卫六进行探测，同时提供一种适应此种飞行器在着陆器上的部署方法，以释放飞行器并为其提供起飞环境。旋翼支臂的数量为多个且对称分布在机身的两侧，每个旋翼支臂的一端与机身之间对应通过支臂电机转动连接，每个旋翼支臂的另一端对应通过旋翼电机转动连接一个车轮式复合旋翼，机身内部设置有控制系统，以控制支臂电机及旋翼电机工作。在地势较为平坦的地方，飞行器可以采用低功率轮驱的方式对土卫六进行探测，当遇到较为崎岖的地形时，飞行器还可以进行飞行探测。

技术研发人员：全齐全,唐博,王宇恒,唐德威,邓宗全
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15