[发明专利]基于柔性连接技术的并联式无人飞行器

说明书

本公开提供一种基于柔性连接技术的并联式无人飞行器，包括多架单体无人机，所述多架单体无人机通过设置于相邻的单体无人机的机翼间的机翼连接结构顺次柔性并联连接；所述机翼连接结构，包括：连杆球笼式万向节，两端分别连接相邻的单体无人机的机翼上；以及弹簧钢片组件，两端分别连接相邻的单体无人机的机翼上，包括两个卡簧弓片；上述柔性连接技术能够有效缓解现有技术中并联式无人飞行器中连接结构复杂，机构重量大、可靠性低，一旦连接机构卡死将会导致无人机失控等技术问题。

技术领域

本公开涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种基于柔性连接技术的并联式无人飞行器。

背景技术

高空长航时飞行器具有机翼展弦比大、机身轻而薄的特点，因其超长续航能力日益受到重视。然而，高空长航时飞行器的大柔性结构可能导致飞行器在常规飞行条件下发生大的变形，结构低频震颤与刚体运动耦合，以及气动失速等问题，具有与刚体飞行器显著不同的气动弹性和飞行动力学特性，这也意味着飞行器模型维度高、复杂度高、非线性特点，给控制设计带来困难，因此在控制设计前，有必要研究大柔性飞行器模型的降阶技术。与高空长航时无人机不同，小型无人飞行器具有费用低、机动性好、结构灵活、隐蔽性好、集群化等特点，然而小型无人机一般仅适用于中低空任务气象环境相对稳定的区域，难以执行高空任务。

结合上述两类无人机特点分析，一种创新的思路是将多架小型无人飞行器通过机翼并联连接在一起，但现有连接技术存在一些问题，由于目前的无人飞行器间的连接方式均是刚性连接，如铰链式连接结构，其属于刚性可变形连接结构，缺乏灵活性；连接结构复杂，机构重量大、可靠性低，一旦连接机构卡死将会导致飞机失控。因此需要针对并联式无人机开发一种柔性连接技术，具备连接方式简单灵活的特点，可以避免机构故障导致飞行问题。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种基于柔性连接技术的并联式无人飞行器，以缓解现有技术中并联式无人飞行器中连接结构复杂，机构重量大、可靠性低，一旦连接机构卡死将会导致无人机失控等技术问题。

(二)技术方案

在本公开中，提供一种基于柔性连接技术的并联式无人飞行器，包括多架单体无人机，所述多架单体无人机通过设置于相邻的单体无人机的机翼间的机翼连接结构顺次柔性并联连接。

在本公开实施例中，所述机翼连接结构，包括：

连杆球笼式万向节，两端分别连接相邻的单体无人机的机翼上；以及

弹簧钢片组件，两端分别连接相邻的单体无人机的机翼上，所述弹簧钢片组件包括两个卡簧弓片。

在本公开实施例中，所述连杆球笼式万向节，包括：主动轴，以及位于主动轴两端的两个球窝结构；每个所述球窝结构一端设置有一连轴连接相邻机翼，从而使所述连杆球笼式万向节通过连轴连接于相邻的机翼。

在本公开实施例中，所述弹簧钢片组件，包括：

第一卡簧弓片，其两端分别固定于相邻机翼的正面；以及

第二卡簧弓片，与所述第一卡簧弓片反向对称紧贴安装于相邻机翼的背面。

在本公开实施例中，所述连杆球笼式万向节，数量为2个。

在本公开实施例中，所述主动轴与机翼的夹角调整范围为0°至90°。

在本公开实施例中，所述主动轴与球窝结构的连轴角度为±45°～±50°。

在本公开实施例中，相邻的单体无人机的机翼翼尖为凹凸配合结构。

在本公开实施例中，其整体在俯仰平面运动模态可呈一定夹角，该夹角大小由球窝结构的自由度旋转角度2γ和球窝结构连轴与机翼安装角决定。