[发明专利]一种侧窗滑流式涵道无人机

说明书

本发明涉及一种侧窗滑流式涵道无人机，由侧窗滑流调节器、多边形或圆形涵道、动力装置、无人机控制装置组成。其中侧窗滑流调节器包括引流舵、阻流板、拉杆、舵机。侧窗滑流调节器对称安装于涵道侧壁，其纵向位置位于桨叶的上方或下方。本发明的侧窗滑流调节器可引导无人机涵道外部的气流流经引流舵的上翼面，产生向上的升力和水平方向的推力，解决了常规涵道无人机没有水平运动直接控制通道的难题，可实现涵道无人机高精度的位置控制，同时上述结构简单轻巧、部件少、装配方便、生产成本低。

技术领域

本发明属于航空技术领域，涉及一种侧窗滑流式涵道无人机。

背景技术

随着电力隧道、城市管廊等各种地下设施的快速发展，在地下密闭狭小空间进行无人机巡检的需求日益增加。涵道无人机具有体积小、载重大、安全可靠等特征，非常适合上述任务场景的应用。但现有涵道无人机多采用在螺旋桨下方安装可活动舵面进行位姿控制，通过控制姿态来间接控制位置，使得位置控制回路响应缓慢，难以满足无人机在密闭狭小空间中高精度位置控制的应用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：克服上述现有技术之不足，提供一种侧窗滑流式涵道无人机，增加直接的水平运动控制通道，提高无人机位置控制精度。

本发明的技术解决方案：一种侧窗滑流式涵道无人机，其特点在于：采用直接控制无人机水平运动的结构，

所述结构包括侧窗滑流调节器、多边形或圆形涵道、动力装置和无人机控制装置；

所述多边形或圆形涵道，隔离涵道内、外气流，用来产生侧窗滑流调节器提供所需要的涵道内外气压差；

所述动力装置，为无人机提供升力，并为侧窗滑流调节器提供所需要的涵道内外气压差，为单螺旋桨动力系统或共轴双桨动力系统；动力装置与多边形或圆形涵道固连；

所述无人机控制装置用来实现对侧窗滑流调节器开度的调节，与动力装置固连；

所述侧窗滑流调节器通过引导无人机涵道外部气流流向涵道内部，从而产生向上的升力和水平方向的推力，实现位置控制；侧窗滑流调节器纵向位置位于螺旋桨的上方或螺旋桨的下方或共轴双桨动力系统上、下螺旋桨之间，并与所述多边形或圆形涵道固连；

在侧窗滑流式涵道无人机飞行时，由无人机控制装置对侧窗滑流调节器开度进行调节，根据需求产生水平方向的推力，从而精准控制无人机的水平速度和位置。

所述侧窗滑流调节器包括引流舵、阻流板、拉杆和舵机；所述引流舵与无人机涵道铰接；所述阻流板位于引流舵的两端，固连于涵道外壁；所述拉杆分别与引流舵和舵机连接，所述舵机安装于涵道外壁。阻流板引导高速气流沿导流舵与涵道产生的开口流入，有利于产生方向稳定的升力与水平方向的推力。

所述多边形或圆形涵道的顶视外形为正四边形或正六边形或正八边形或圆形。上述构型为对称结构，利于侧窗滑流调节器的安装，且有助于简化控制逻辑。

所述侧窗滑流调节器数量为偶数，且对称安装在涵道侧壁上。安装在不同位置的侧窗滑流调节器会产生不同方向的水平推力，为实现无人机的全向控制，简化控制逻辑，所述侧窗滑流调节器的数量为偶数，且对称安装在涵道侧壁上。

所述引流舵具有翼型结构，下部具有滚轴。翼型结构相比平板结构能产生更大升力，利于控制。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)在现有涵道无人机控制技术中，没有直接控制水平位置的机构，而是通过控制姿态间接地控制位置，使得位置控制回路响应缓慢，难以满足涵道无人机在密闭狭小空间中高精度位置控制的应用要求。本发明的侧窗滑流调节器可引导高速气流流经引流舵的翼型表面产生向上的升力和水平方向的推力，解决了常规涵道无人机没有水平运动控制通道的难题，可实现涵道无人机高精度位置控制。

(2)同时本发明简单轻巧、部件少、装配方便、生产成本低。