[实用新型]一种万向铰涵道双旋翼飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器领域，尤其涉及一种万向铰涵道双旋翼飞行器。

背景技术

涵道飞行器是一种采用涵道内安装旋翼以提供升力的飞行器，相比于相同尺寸无涵道的旋翼系统，这种飞行器的旋翼系统的涵道唇口会形成低压区而产生额外升力。大尺寸旋翼的气动效率要比小尺寸旋翼的气动效率高，单旋翼旋转时会产生桨叶弦向阻力，旋翼对机身会产生一个与旋翼旋转方向相反的扭矩，单个大尺寸的旋翼需配备一个平衡反扭矩的系统，才能保证飞行器的稳定性。而且单个大尺寸旋翼系统的整体几何尺寸较大，不利于携带，而且旋翼较为危险，不适用于某些特定的区域或特定的任务

为了解决飞行器稳定性的问题，可以采用四旋翼的设计，然而，四旋翼飞行器虽然具有较好的飞行稳定性，但是不仅旋翼的气动效率较低，前飞阻力较大，飞行速度低，多套动力及调速系统使得能量的利用率也很低。在目前电池技术未取得突破性进展的情况下，如何提高续航时间成为电机驱动的四旋翼飞行器发展的技术瓶颈。

综上，现有的多旋翼飞行器在稳定性较高的情况下不具备较高的旋翼气动效率，而单旋翼直升机系统气动效率高,但稳定性较低和操纵性要求极高，且结构复杂,高稳定性和高旋翼气动效率不能兼备。

发明内容

本发明的实施例提供一种万向铰涵道双旋翼飞行器，能够利用较大尺寸旋翼较高的气动效率，实现飞行器的操纵并保持飞行器的姿态稳定。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种万向铰涵道双旋翼飞行器，包括：机身、第一电机、第二电机、第二旋翼、第一旋翼、第一涵道、第二涵道、第一外圈、第二外圈。机身沿长轴方向对称设置第一外圈、第二外圈，第一外圈内安装第一涵道，第二外圈内安装第二涵道，第一涵道的横梁上安装第一旋翼和第一电机，第二涵道的横梁上安装第二旋翼和第二电机。第二旋翼和第一旋翼旋转方向相反，因此，第二旋翼和第一旋翼在旋转时分别对机身产生的反扭矩可以相互平衡。

进一步的，第一涵道和第一外圈通过万向铰形式连接在机身上，第二涵道和第二外圈通过万向铰形式连接在机身上，相比于传统直升机的操纵机构，本设计机构零件个数更少，零件的复杂程度更低。直接转动涵道倾斜桨盘使得操纵响应更快。

进一步的.第一外圈连接在机身上，第一涵道连接在第一外圈上；第二外圈连接在机身上,第二涵道连接在第二外圈上。

进一步的，第一外圈和第二外圈通过长拉杆连接，长拉杆上连接第三舵机。

进一步的，第三舵机控制第一外圈和第二外圈做俯仰运动，同时带动第一外圈内的第一涵道和第二外圈内的第二涵道做俯仰偏转，旋翼桨盘偏转即可产生一个水平方向上的拉力，使得安装有该旋翼桨盘的飞行器前飞和后退。

进一步的，第一外圈上安装第一舵机，第二外圈上安装第二舵机。

进一步的，第一舵机控制第一外圈内的第一涵道做滚转运动，第二舵机控制第二外圈内的第二涵道做滚转运动，第一涵道和第二涵道同向偏转时，飞行器做左右运动，第一涵道和第二涵道反向偏转时，飞行器做偏航运动。

进一步的，机载设备舱连接并控制第一电机和第二电机，通过控制第一电机和第二电机的转速实现旋翼和旋翼拉力的调节。当旋翼和旋翼转速提高，在重力方向上翼旋转产生的升力大于飞行器总重时，飞行器机身上升；当旋翼和旋翼转速下降，在重力方向上翼旋转产生的升力小于飞行器总重时，飞行器机身下降。

进一步的，沿机身的纵轴方向，在第一涵道和第二涵道下方各安装一组导流片，当气流吹过偏转的导流片时产生气动力，位于机身下方的导流片产生的气动力对机身纵轴形成侧向力及滚转力矩，可用于辅助飞行器的侧向平移、滚转操纵及稳定飞行器的侧向及滚转姿态。

进一步的，导流片的剖面形状为对称翼型，导流片偏转时能够产生侧向力，本实施例中导流片的剖面形状为翼型，操纵功效高，对旋翼下洗流阻塞小。

本发明实施例提供的一种万向铰涵道双旋翼飞行器，通过反向驱动两个涵道内的旋翼，互相抵消了大尺寸旋翼旋转时产生的扭矩，使得保持航向稳定，飞行器能够稳定飞行。

附图说明

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。

图1为本发明实施例提供的一种万向铰涵道双旋翼飞行器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种万向铰涵道双旋翼飞行器的底部结构示意图；