[发明专利]一种可折叠式变体无人机及其控制方法

权利要求书

1.一种可折叠式变体无人机，其特征在于，包括机身(1)、机翼(2)、垂尾(7)和平尾(4)；所述机身(1)以上单翼布局，在背部对称设有一对带副翼(3)的机翼(2)；两个机翼(2)的连接处设有第一折叠机构，两个机翼(2)能通过所述第一折叠机构以变后掠的方式上下叠放于机身(1)背部；所述机身(1)以双垂尾布局，在尾部两侧对称设有一对带方向舵(6)的垂尾(7)；两个垂尾(7)之间设有第二折叠机构，两个垂尾(7)能通过所述第二折叠机构以向前倾倒的方式折叠于机身(1)尾部两侧；所述机身(1)以下平尾布局，在尾部下方对称设有一对带升降舵(5)的平尾(4)；两个平尾(4)上分别设有第三折叠机构，两个平尾(4)能通过所述第三折叠机构以变前掠的方式并排位于机身(1)尾部下方。

2.根据权利要求1所述的一种可折叠式变体无人机，其特征在于，所述机身(1)的头部为子弹头形平滑结构，其头部的径向横截面为圆角正方形。

3.根据权利要求1所述的一种可折叠式变体无人机，其特征在于，所述机翼(2)采用展弦比范围为8-10的梯形翼，翼型采用NACA6系列。

4.根据权利要求1所述的一种可折叠式变体无人机，其特征在于，所述可折叠式变体无人机折叠后的横截面尺寸小于400mm。

5.根据权利要求1所述的一种可折叠式变体无人机，其特征在于，所述第一折叠机构包括第一转轴(8)、第一轴柄(9)、底座(11)和第二轴柄(12)；所述底座(11)固定于机身(1)背部，其上设有滑轨机构；滑轨机构的两端具有高度差，且高度差值不小于机翼(2)的最大厚度；所述底座(11)上竖直固定有第一转轴(8)，第一转轴(8)上转动连接有位于上方的第一轴柄(9)和位于下方的第二轴柄(12)，第二轴柄(12)上设有能沿所述滑轨机构滑动的滑动头(23)，滑动头(23)的滑动位置能通过锁死机构进行限位；所述机翼(2)包括分别位于机身(1)两侧的第一机翼和第二机翼；所述第一轴柄(9)与第一机翼相连接，第一机翼能通过第一轴柄(9)以第一转轴(8)为中心轴沿水平方向转动，实现第一机翼的展开和折叠；所述第二轴柄(12)与第二机翼相连接，第二机翼能通过滑动头(23)在滑轨机构内的滑动，实现第二机翼的展开和折叠；所述第二机翼展开状态下，滑动头(23)位于滑轨机构内较高的一端，使第二机翼和第一机翼处于同一水平面高度；所述第二机翼折叠状态下，滑动头(23)位于滑轨机构内较低的一端，使第二机翼叠放于第一机翼下方。

6.根据权利要求5所述的一种可折叠式变体无人机，其特征在于，所述第一机翼和第二机翼上分别设有与舵机连接的拉杆轴(10)，舵机能通过拉杆轴(10)控制第一机翼和第二机翼的转动。

7.根据权利要求5所述的一种可折叠式变体无人机，其特征在于，所述滑轨机构包括以第一转轴(8)呈中心对称的两条弧形滑轨，每条弧形滑轨由高至低包括依次连接的水平第一滑轨(13)、过渡第二滑轨(15)和水平第三滑轨(14)；所述第二轴柄(12)上连接有两个分别位于不同弧形滑轨中的滑动头(23)。

8.根据权利要求1所述的一种可折叠式变体无人机，其特征在于，所述第二折叠机构包括扭簧(16)、第二转轴(17)和垂尾耳片(18)；第二转轴(17)的两端分别通过垂尾耳片(18)垂直固定于两个垂尾(7)的内侧，第二转轴(17)外周套设有扭簧(16)；扭簧(16)的一端与第二转轴(17)固定连接，另一端与驱动装置连接；驱动装置能通过扭簧(16)带动第二转轴(17)转动，进而同步实现两个垂尾(7)的展开或前倾式折叠。

9.根据权利要求1所述的一种可折叠式变体无人机，其特征在于，所述第三折叠机构包括平尾拉杆(21)和第三转轴(22)；第三转轴(22)竖直设置于机身(1)下方，一端与机身(1)固定连接；与平尾舵机(19)相连的平尾拉杆(21)的一端与第三转轴(22)转动连接，另一端与平尾(4)固定连接；平尾舵机(19)能通过平尾拉杆(21)带动平尾(4)绕第三转轴(22)水平转动，以实现平尾(4)的展开或变前掠式折叠。

10.一种利用权利要求1～9任一所述可折叠式变体无人机的控制方法，其特征在于，具体如下：

飞行状态下，两片机翼(2)、两片垂尾(7)和两片平尾(4)均处于展开状态；同时，通过第一折叠机构控制两片机翼(2)的展开幅度大小，以满足不同的飞行任务要求；

折叠状态下，通过第一折叠机构使两片机翼(2)以变后掠的方式上下叠放于机身(1)背部，通过第二折叠机构使两片垂尾(7)以向前倾倒的方式折叠于机身(1)尾部两侧，通过第三折叠机构使两片平尾(4)以变前掠的方式并排位于机身(1)尾部下方。