[发明专利]固定翼多轴飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器领域，具体而言，涉及一种固定翼多轴飞行器。

背景技术

目前，飞行器的种类繁多，例如四轴飞行器和固定翼无人机等。

四轴飞行器的旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。四轴飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置，在调节的过程中消耗的电能比较大，高能耗直接导致续航时间短的问题；四轴飞行器飞行速度慢，目前较高端的中小型四轴飞行器的垂直上升最大速度一般为9m/s，水平速度最大只有25m/s；由于续航时间短、飞行速度慢，导致诸如运输、快递、巡线等都难以有效实现。目前四轴飞行器大多数应用均在极其有限空间、时间范围内进行。

一般固定翼无人机是依靠机头的电动机带动螺旋桨高速运转，然后提供推力，当推力大于滑轮的摩擦阻力时，飞机就会向前运动。固定翼飞机在空中飞行速度较快，需要操舵手有良好的反应能力，还有较强的操作技巧，相比于多轴无人机来说，操作是比较复杂的。另外，由于固定翼无人机只有一个提供推力的螺旋桨，且方向是水平的，在飞机的垂直方向上并没有外加的力来平衡飞机机体的重力，没有外加的力来调整飞机的姿态，所以固定翼只能在空中飞行时，利用机翼和尾翼产生的升力和其他力，才能保持平衡，而不能悬停在空中。

目前，尚无一种兼顾垂直起降、空中悬停、飞行速度快、飞行时间长的飞行器。

发明内容

本发明提供了一种固定翼多轴飞行器，旨在改善上述问题。

本发明是这样实现的：

一种固定翼多轴飞行器，包括相互连接的固定翼和多轴旋翼机架，所述多轴旋翼机架上设置有多个旋翼机构，所述旋翼机构包括螺旋桨和旋转轴，所述螺旋桨与驱动装置转动连接，所述驱动装置与所述旋转轴固定连接，所述旋转轴与旋转控制机构连接。

进一步地，所述螺旋桨与所述固定翼的机翼位于同一平面。

采用多旋翼与固定翼相融合的平面布局结构，使飞行器具有良好的飞行效率，并且在垂直起降和空中悬停状态下，提高多轴旋翼的运行效率。

进一步地，所述螺旋桨位于所述固定翼的正投影范围外。

螺旋桨和固定翼形成进、排气不遮挡的平面布局结构，提高螺旋桨的工作效率(影响排气量、排气效率、排气方向)，进而提高多轴模式下所能产生的升力。

进一步地，所述旋转控制机构包括控制装置和传动齿轮，所述传动齿轮固定套设于所述旋转轴上，所述控制装置与所述传动齿轮通过传动机构连接。

旋转控制机构能够快速控制旋转轴旋转，通过旋转轴的旋转，实现螺旋桨旋转平面的转动，通过螺旋桨在不同转动平面的转动，可为飞行器提供升力、推力以及调整飞行姿态，增强飞行稳定性和操作性。旋转控制机构控制方便快捷，可以实现多种飞行模式的快速切换，并且结构简单，传动精确，易于操作。

进一步地，所述多轴旋翼机架包括横杆，所述横杆与所述旋转轴通过第一连接件连接，所述控制装置安装于所述第一连接件上。

通过设置横杆和第一连接件，能够对控制装置起到固定作用，可实现该旋转控制机构与多轴旋翼机架的连接和固定。

进一步地，所述第一连接件包括相互连接的第一T形连接件和第一固定板，所述第一T形连接件包括第一连接部和第一固定部，所述第一连接部与所述旋转轴通过轴承连接，所述横杆固定于所述第一固定部和所述第一固定板之间，所述控制装置安装于所述第一固定部上。

控制装置固定在第一固定部上，固定牢靠，使控制装置能够很好地控制传动齿轮转动。旋转轴在传动齿轮的带动下转动时，轴承转动，既能够保证旋转轴的转动，也能够使旋转轴牢靠地与第一连接部连接，使旋转轴不会发生偏移或晃动，传动更加精准。

进一步地，还包括轴杆连接机构，所述旋转轴的两端分别设置有螺旋桨，所述横杆包括第一横杆和第二横杆，所述第一横杆通过所述旋转控制机构与所述旋转轴连接，所述第二横杆通过所述轴杆连接机构与所述旋转轴连接。

两个螺旋桨安装于同一旋转轴上，形成一组螺旋桨，当该旋转轴旋转时，两个螺旋桨和驱动装置均随着旋转轴发生旋转，使得两个螺旋桨的转动平面发生变化，即实现了一组螺旋桨共轴转动，可以同时控制两个螺旋桨的动力输出，实现速度的成倍提升，机动性高。轴杆连接机构能够实现第二横杆与旋转轴的连接和固定。