[发明专利]一种可垂直升降的固定翼飞行器

说明书

本发明公开了一种可垂直升降的固定翼飞行器，包括机身，固定翼组件，尾翼组件和旋翼组件；固定翼组件安装于机身两侧；尾翼组件安装于机身尾部；旋翼组件包括第一步进电机，旋转杆，第一轴承，旋翼电机和旋翼；第一步进电机安装于机身内；旋转杆的一端与第一步进电机的动力输出端连接，另一端伸出机身；第一轴承套设于旋转杆上伸出机身的部位，并且第一轴承的外圈固定于固定翼组件上；旋翼电机设置于旋转杆上伸出机身的部位；旋翼安装于旋翼电机的动力输出端，旋翼电机驱动旋翼旋转。本发明在升降及平飞过程中通过切换固定翼与旋翼的配合方式可实现垂直升降，长时续航。

技术领域

本发明涉及飞行器领域，具体地说，涉及一种可垂直升降的固定翼飞行器。

技术背景

现有的飞行器中，旋翼飞行器无需滑跑，能够垂直升降，且所占空间较小，不易受到场地约束，但其续航性能较差，不适于载重及长时间飞行，无法满足现阶段对于飞行器的各种实际应用需求。固定翼飞行器具有较高的巡航性能，但其占地空间较大，需要有长而宽阔的跑道供起降，起降条件要求较为苛刻。

因此，如何提供一种可垂直升降且具有较高续航能力的飞行器成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可垂直升降的固定翼飞行器，在升降及平飞过程中通过切换固定翼与旋翼的配合方式可实现垂直升降，长时续航。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可垂直升降的固定翼飞行器，包括机身，固定翼组件，尾翼组件和旋翼组件；固定翼组件安装于机身两侧；尾翼组件安装于机身尾部；旋翼组件包括第一步进电机，旋转杆，第一轴承，旋翼电机和旋翼；第一步进电机安装于机身内；旋转杆的一端与第一步进电机的动力输出端连接，另一端伸出机身；第一轴承套设于旋转杆上伸出机身的部位，并且第一轴承的外圈固定于固定翼组件上；旋翼电机设置于旋转杆上伸出机身的部位；旋翼安装于旋翼电机的动力输出端，旋翼电机驱动旋翼旋转。

第一步进电机驱动旋转杆旋转，进而可以改变旋翼的旋转平面角度，在飞行器升降过程中使旋翼的旋转平面平行于地面，提供升力；飞行器平飞过程中可使旋翼的旋转平面垂直于地面，提供平飞拉力，进而实现飞行器的垂直升降和长时续航。旋转杆通过第一轴承安装在固定翼组件上，保证旋转杆安装的稳定性，并且减小旋转杆旋转过程中的摩擦力。

优选地，第一步进电机驱动旋转杆进行0-180°旋转。

优选地，旋翼组件为四组，分别设置于机身两侧固定翼组件的前端和后端。

在平飞过程中，固定翼组件前端的旋翼组件作为拉力桨，以提供高速前飞时所需的拉力；固定翼组件后端的旋翼组件可用于增升减阻。

优选地，四组旋翼组件设置的旋翼个数相同，每组组内旋翼旋转方向相同，对角方向的两组旋翼组件之间旋翼旋转方向相同，机身同侧两组旋翼组件之间的旋翼旋转方向相反。

优选地，旋转杆外周开设有第一轴承槽，第一轴承套设于第一轴承槽内；第一轴承与旋翼电机间隔布置。

优选地，旋转杆内开设有用于旋翼电机与机身内部控制系统连接的通路。

优选地，固定翼组件包括第一固定翼，第二固定翼，第二步进电机和滚珠丝杠；第一固定翼设置于机身两侧；第二固定翼位于第一固定翼内部；第二步进电机安装于机身内；滚珠丝杠包括螺杆和螺母，螺杆与第二步进电机的动力输出端连接，并且螺杆穿过第一固定翼，伸入第二固定翼内部；螺母固定于第二固定翼上朝向机身的一端，并且螺母套设于螺杆上；第二步进电机驱动螺杆旋转，使第二固定翼伸出第一固定翼。

固定翼组件设置为可伸缩式结构，在垂直升降过程中为收缩模式，减小占地面积的同时降低阻力；在平飞过程中为伸长模式，提供较大的展弦比，以降低诱导阻力，满足长时间飞行或高度滞空的需求。