[发明专利]系留式飞行器、包括该系留式飞行器的飞行系统及其控制方法

说明书

本发明涉及无人机领域。具体地，本发明涉及一种系留式飞行器(10)，其包括机身(11)、设于所述机身(11)中的至少一个起降涵道(12)、位于所述起降涵道(12)中的升力旋翼(14)、设于所述机身(11)中的至少一个推力涵道(13)、以及位于所述推力涵道(13)中的推力旋翼(15)，其中，所述机身(11)具有整体流线型的几何设计，以使得所述机身(11)的左侧部分形成左固定翼(18)且所述机身(11)的右侧部分形成右固定翼(19)。本发明还涉及一种包括这种飞行器的飞行系统和用于这种飞行系统的控制方法。本发明的飞行器实现了：在车辆处于高速行驶状态下时仍能实现起飞、回收和稳定跟飞并具有良好的续航能力。

技术领域

本发明涉及一种系留式飞行器。本发明还涉及一种包括这种系留式飞行器的飞行系统以及一种用于这种飞行系统的控制方法。

背景技术

基于车辆飞线的无人机主要用于对车辆进行跟随拍摄或者进行更好的视野探测。目前，这种无人机主要采用四旋翼设计。但是，四旋翼式无人机难以应对车辆以较高速度行驶的工况，因为无论是其续航能力、结构强度还是飞行稳定性都无法支持对以较高速度行驶的车辆的跟随、放飞以及回收，而且甚至有可能出现无人机解体。

文献CN107600405A、CN202011472U、CN105015770A、CN110087989A和CN110347182A分别公开一种无人机，但是这些无人机均不属于系留式无人机，也不适于用作车辆的跟随式无人机。

文献CN106794899A、CN105923152A和US20150266574A1分别公开一种系留式无人机，但是这些无人机设计成连接于静止的地面平台，而不适于充当车辆的跟随式无人机。

文献WO2019226917A1公开了一种基于车辆飞线的四旋翼无人机，这种无人机无法用于车速较高的场合。

文献CN207759015U公开了一种可脱落系留式垂直起降固定翼无人机，这种无人机仍具有独立于机身的螺旋桨，从而导致其结构强度不足以应对车速较高的场合，并且这种无人机的续航能力较差。

CN109189088A公开了一种系留式无人机自适应巡航跟踪方法，但是其没有披露一种在车速较高的场合能安全且稳定地升降和跟飞的无人机的具体结构设计。

因此，期待提供一种在车辆处于高速行驶状态下时仍能实现起飞、回收和稳定跟飞且具有良好的续航能力的系留式无人机。

发明内容

本发明的目的通过提供一种系留式飞行器来实现，这种飞行器包括机身、设于所述机身中的至少一个起降涵道、位于所述起降涵道中的升力旋翼、设于所述机身中的至少一个推力涵道、以及位于所述推力涵道中的推力旋翼，其中，所述机身具有整体流线型的几何设计，以使得所述机身的左侧部分形成左固定翼且所述机身的右侧部分形成右固定翼。

根据一可选的实施例，所述飞行器构造成在系留于可移动的系留平台的状态下能借助于所述系留平台的移动速度切割空气流场而被所述空气流场作用以上扬力，从而使所述飞行器被所述系留平台拖曳起飞或拖曳滑行。

根据一可选的实施例，飞行器包括与至少一个升力旋翼和/或至少一个推力旋翼运行学连接的至少一个发电机，并且，所述飞行器构造成在被所述系留平台拖曳起飞或拖曳滑行的过程中使所述至少一个升力旋翼和/或所述至少一个推力旋翼被空气流场致动而带动所述发电机再生发电。

根据一可选的实施例，所述飞行器包括用于驱动升力旋翼和推力旋翼的至少一个电机，所述起降涵道和所述升力旋翼构造成能在电机的驱动下为所述飞行器提供垂直升力，所述推力涵道和所述推力旋翼构造成能在电机的驱动下为所述飞行器提供前进或后退推力，所述电机尤其能够逆向运行以充当发电机。