[发明专利]一种旋轮式无人飞行器

说明书

本发明涉及一种旋轮式无人飞行器，包括机身及装配于所述机身的动力装置，所述动力装置包括一个或多个旋轮组件；当采用一个旋轮组件时，可布置于机身重心之上的位置，使机身始终保持自然平衡状态；当采用安装多个旋轮组件时可对称安装于机身两侧，使机身保持动力平衡；本发明结构简单，通过设置旋轮组件，由驱动电机将多个旋翼片输出，相对于已有设计减小了动力部分的转动惯量，提高了结构强度与刚度，增加了可靠性；相对于已有设计增加了安全性能。

技术领域

本发明属于航空无人飞行器技术领域，具体涉及一种旋轮式无人飞行器。

背景技术

无人飞行器能够遥控飞行或自主飞行,具有重量轻、体积小、机动性能好、不受操作人员生理约束和飞行环境限制等优点，在航拍、快递、灾后搜救、数据采集、警力、城市管理、农业、地质、气象、电力、快递、测绘、植保、喷洒农药、测绘、巡线等领域已获得广泛应用。

现有无人飞行器从技术角度主要可分为无人固定翼飞机、无人多旋翼飞行器等。

无人固定翼飞机具有飞行速度快、续航力长、能耗低的优点，但其起飞降落时需要一定长度的滑行跑道，在空中的机动性较差，无法完成低速飞行和空中悬停等机动动作。

无人多旋翼式飞行器可垂直起降、在空中可低速飞行及悬停、回转半径小、机动性较好，但其存在飞行速度低、续航力小、能耗高的缺点。

针对现有无人机的上述问题，本发明提出一种新型的旋轮式无人飞行器技术方案，该无人飞行器可以完成垂直起降、空中悬停、空中原地翻转、翻滚和回转等各种机动动作，且具有航速高、航距长、能耗低的优点。

发明内容

本发明是为了克服现有无人机技术中的缺陷，提供一种机动性更强，翻转灵活，可在空中以任意姿态飞行的无人飞行器。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种设有固定翼的旋轮式无人飞行器和装配于所述机身的动力装置，所述动力装置包括一个(组)或多个(组)旋轮组件。采用一个(组)旋轮组件时，可布置于机身重心之上的位置，使机身始终保持自然平衡状态。安装多个(组)旋轮组件时可对称安装于机身两侧，使机身保持动力平衡。

作为本发明的一种优选方案，所述旋轮为旋翼式全向推进器，而旋轮组件则包括驱动电机、中空旋转轴、两个及以上翼片、翼片旋转传动机构及翼片角度控制器。旋翼式全向推进器的工作原理是：转动盘固定在中空旋转轴上并由电机驱动旋转，翼片转动连接在转动盘的四周，转动盘内设有翼片旋转传动机构，翼片角度控制器穿过中空旋转轴可以控制翼片旋转传动机构，使翼片在不同位置时处于不同的角度。当翼片在随转动盘公转时，翼片受控于旋转传动机构进行自转，此时每个翼片受空气动力的影响都会在同一个方向上产生推力。而当角度控制器通过翼片旋转传动机构改变翼片角度时，推力方向随之改变，从而为所述无人飞行器提供任意方向飞行的动力：当旋轮推力向下时，无人飞行器可垂直起飞(包括悬停)；当旋轮产生水平推力时，无人飞行器可水平飞行；当左右旋轮产生水平推力差时，无人飞行器可进行回转飞行(包括原地回转)；当左右旋轮产生垂向推力差时，无人飞行器可进行侧向翻转(包括侧向原地翻转)；当前后旋轮产生垂向推力差时，无人飞行器可完成前后翻转动作(包括原地翻转)；当所有旋轮组件均产生推力差变化时，无人飞行器可完成各种复杂动作；……以此类推。而当无人飞行器水平飞行时，固定翼将承担飞行器的大部或全部重量，从而大大减小了飞行器飞行所消耗的功率。

作为本发明的一种优选方案，所述机身两侧安装有固定翼，旋轮可与固定翼相对应布设。

作为本发明的一种优选方案，所述固定翼断面呈机翼状，机翼弦长沿机身长度方向布设。

作为本发明的一种优选方案，所述旋轮的另一端设有固定挡板，以减少旋翼在空气中的端部绕流，提高升力。挡板与旋翼片端部留有间隙。

作为本发明的一种优选方案，所述机身的尾部顶端固设有尾翼。