一种飞翼布局尾座式垂直起降无人机的制作方法

1.本实用新型涉及一种飞翼布局尾座式垂直起降无人机。


背景技术：

2.随着无人机技术及行业应用的发展，对于狭小起飞区域限制等应用环境，常使用垂直起降的方案，其实现方式主要采用多旋翼无人机；多旋翼无人机虽然有造价低廉操作难度低的优点，但仍存在飞行载荷小，飞行速度慢，滞空时间短的缺点；随着无人机行业应用的发展，对于大航程、高航速、高荷载的垂直起降无人机产品需求越来越多。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是克服现有的多旋翼无人机存在的飞行载荷小，飞行速度慢，滞空时间短的缺点。
4.为达上述目的，本实用新型提供了一种飞翼布局尾座式垂直起降无人机，其特殊之处在于，包括机身、固定在机身左、右侧的左机翼、右机翼；固定在左机翼上、下面的左上尾座、左下尾座；固定在右机翼的上、下面的右上尾座、右下尾座；
5.所述左上尾座、左下尾座、右上尾座和右下尾座的顶端分别固定有左上电机、左下电机、右上电机和右下电机，以使得螺旋桨与机头同侧设置；
6.所述左机翼、右机翼的尾端各设置有左副翼、右副翼。
7.前述左机翼和右机翼均由内侧机翼及外侧机翼构成；
8.所述内侧机翼的底面设置安装套管，所述外侧机翼的底面机翼连接管；
9.所述安装套管的内端与所述机身的机翼安装面连接；
10.所述机翼连接管的内端插入所述安装套管的外端后，再通过固定销插入预设在所述机翼连接管和安装套管上的重合的销孔，完成机翼连接管和安装套管的连接；
11.所述左上尾座、左下尾座、右上尾座、右下尾座的尾座安装座分别与所述内侧机翼和外侧机翼的相对端固定连接，且所述尾座安装座的顶面与所述内侧机翼、外侧机翼的顶面平齐。
12.前述左上尾座、左下尾座、右上尾座或右下尾座均通过尾座连接套筒与所述尾座安装座固定连接。
13.前述尾座连接套筒与所述左上尾座、左下尾座、右上尾座或右下尾座的顶端之间设置一倾斜向上的连接臂。
14.前述左上尾座、左下尾座、右上尾座或右下尾座的尾端为圆锥形，用作接触底面的支撑脚。
15.前述左上电机和右下电机为逆时针旋转电机并安装正桨螺旋桨；
16.所述左下电机和右上电机为顺时针旋转电机并安装反桨螺旋桨；相反方向旋转的桨叶产生相反的旋转力矩并相互抵消，以保证飞行稳定。
17.前述左上电机和右下电机的桨叶中心的连线和左下电机和右上电机的桨叶中心
的连线的相交点位于无人机重心点位置。
18.本实用新型提供的飞翼布局尾座式垂直起降无人机，可同时满足大航程、高航速、大飞行载重的要求，同时垂直起降方式节约了使用场地，增加产品适应性。
19.以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
20.图1为飞翼布局尾座式垂直起降无人机结构示意图。
21.图2为飞翼布局尾座式垂直起降无人机底面结构示意图。
22.图3为尾座安装座安装示意图。
23.图中：1、机身；21、左机翼；22、右机翼；211、左副翼；212、右副翼；213、内侧机翼；214、外侧机翼；31、左上尾座；32、左下尾座；33、右上尾座；34、右下尾座；41、左上电机；42、左下电机；43、右上电机；44、右下电机；5、机头；6、螺旋桨；7、尾座安装座；8、尾座连接套筒；9、连接臂；10、尾端；11、机翼连接管；12、安装套管。
具体实施方式
24.为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“对齐”、“重叠”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
26.为了克服现有的多旋翼无人机存在的飞行载荷小，飞行速度慢，滞空时间短的缺点，本实施例提供了一种图1所示的飞翼布局尾座式垂直起降无人机，其主要部件包括机身1、左机翼21、右机翼22、左上尾座31、左下尾座32、右上尾座33、右下尾座34、左上电机41、左下电机42、右上电机43、右下电机44、左副翼211、右幅翼212、电池、飞行控制器和固定销等，其中，左机翼21与右机翼22与机身1连接；左、右机翼连接面上设有两根机翼连接管11，机身左右两侧机翼安装面相应位置设有安装套管12；机翼连接管11末端及安装套管12末端对应位置设有重合的固定销孔，如此，借由图2可知，左机翼21和右机翼22均由内侧机翼213及外侧机翼214构成；内侧机翼213的底面设置安装套管12，外侧机翼214的底面机翼连接管11；安装套管12的内端与机身1的机翼安装面连接；机翼连接管11的内端自安装套管12的外端插入后，再通过将固定销插入前述重合的预设在机翼连接管11和安装套管12上的销孔，完成机翼连接管11和安装套管12的连接；简而言之，机翼安装方式为：机翼连接管插入安装套
管内，完成内侧机翼与外侧机翼的整体连接，继而使机身两侧的安装面与左机翼、右机翼连接面贴合，最后将固定销插入机身固定销孔，完成机翼安装；而左副翼211、右幅翼212分别安装在左机翼21、右机翼22的后部。
27.左上尾座31、左下尾座32、右上尾座33、右下尾座34分别以无人机的翼面和轴线对称安装；机身上下翼面靠近机翼安装面部分设有尾座安装座7，尾座(包括左上尾座31、左下尾座32、右上尾座33、右下尾座34)与机身连接部分设有对应尾座安装座7的尾座连接套筒8；尾座安装座7及尾座连接套筒8对应位置设有重合的两个固定销孔，即二者通过固定销固定连接。
28.尾座顶端为电机安装端，圆锥形的底端10为接触地面的支撑脚，侧面有一斜向上伸出的连接臂9，连接臂9前端为尾座与机身连接套筒8，即连接套筒8与尾座顶端之间设置一倾斜向上的连接臂9，加强对电机安装端的支撑。
29.尾座安装座7分别与内侧机翼213和外侧机翼214的相对端固定连接，且尾座安装座7的顶面与内侧机翼213、外侧机翼214的顶面平齐，顺滑，确保无人机的整体外观的整体性和平滑性。
30.左上电机41、左下电机42、右上电机43、右下电机44分别安装在左上尾座31、左下尾座32、右上尾座33、右下尾座34的电机安装端，其中左上电机41与右下电机44为逆时针旋转电机并安装正桨螺旋桨，右上电机43与左下电机42为顺时针旋转电机并安装反桨螺旋桨；相反方向旋转的桨叶产生相反的旋转力矩并相互抵消，以保证飞行稳定。
31.左上电机41、右下电机44桨叶中心的连线和右上电机43、左下电机42桨叶中心的连线的交点位于无人机重心点位置。
32.尾座内部为空心设计，可供导线穿过内部连接电机安装端上的电机；无人机的飞行控制器具有垂直飞行状态和固定翼飞行状态两种工作模式；无人机在垂直飞行状态中，电机带动桨叶产生向上拉力，使无人机克服地心引力垂直爬升或下降；相邻两电机与对向两电机之间产生转速差，可使无人机向转速低的两电机方向倾斜并平移；对角两电机与邻侧对角两电机之间产生转速差，则可使无人机沿机身轴线向转速高的两电机桨叶旋转方向旋转。
33.无人机在固定翼飞行状态中，电机带动桨叶产生前进推力，使无人机向前移动，空气通过机翼表面并产生向上升力，使无人机克服地心引力保持飞行状态；当无人机的左副翼、右副翼同时同向偏转相同角度，左下电机、右下电机的转速与左上电机、右上电机的转速产生与副翼作用同向的转速差时，无人机会产生相应的俯仰力矩，使无人机机头扬起或下沉，飞行航向相应改变；当左上电机、左下电机的转速与右上电机、右下电机的转速产生转速差时，无人机产偏航力矩，使无人机航向左右偏移；当无人机的左副翼、右副翼之一单独偏转或左副翼、右副翼两副翼向相反方向偏转，无人机产生滚转力矩，使无人机机体滚转。
34.该飞翼布局尾座式垂直起降无人机的工作方式为：
35.1、无人机以尾座的底端10为支撑脚接触地面，机头向上的方式放置；
36.2、启动无人机电源并将飞行控制器调整至垂直飞行状态；
37.3、启动无人机电机，调整电机转速至无人机垂直离开地面向上加速；
38.4、无人机垂直上升至飞行状态切换高度，进入飞行状态切换段，调整左上电机和
右上电机转速大于左下电机与右下电机转速，使无人机产生低头力矩，无人机垂直方向速度减小，水平方向速度增加；
39.5、无人机飞行姿态调整至水平飞行，飞行控制器切换至固定翼模式，无人机进入固定翼模式巡航段；
40.6、无人机完成固定翼模式飞行任务，到达降落地面附近，无人机左右副翼同时下压，调整左下电机与右下电机转速大于左上电机和右上电机转速，使无人机产生抬头力矩，无人机垂直方向速度增大，水平方向速度减小；
41.7、无人机飞行姿态调整至垂直飞行，飞行控制器切换至垂直起降模式，无人机进入垂直起降段；
42.8、调整无人机电机使无人机沿垂直方向平稳下降，直至支撑脚接触地面，关闭无人机电机，无人机完成降落。
43.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种飞翼布局尾座式垂直起降无人机，其特征在于：包括机身(1)、固定在机身(1)左、右侧的左机翼(21)、右机翼(22)；固定在左机翼(21)上、下面的左上尾座(31)、左下尾座(32)；固定在右机翼(22)的上、下面的右上尾座(33)、右下尾座(34)；所述左上尾座(31)、左下尾座(32)、右上尾座(33)和右下尾座(34)的顶端分别固定有左上电机(41)、左下电机(42)、右上电机(43)和右下电机(44)，以使得螺旋桨(6)与机头(5)同侧设置；所述左机翼(21)、右机翼(22)的尾端各设置有左副翼(211)、右副翼(212)。2.根据权利要求1所述的飞翼布局尾座式垂直起降无人机，其特征在于：所述左机翼(21)和右机翼(22)均由内侧机翼(213)及外侧机翼(214)构成；所述内侧机翼(213)的底面设置安装套管(12)，所述外侧机翼(214)的底面机翼连接管(11)；所述安装套管(12)的内端与所述机身(1)的机翼安装面连接；所述机翼连接管(11)的内端插入所述安装套管(12)的外端后，再通过固定销插入预设在所述机翼连接管(11)和安装套管(12)上的重合的销孔，完成机翼连接管(11)和安装套管(12)的连接；所述左上尾座(31)、左下尾座(32)、右上尾座(33)、右下尾座(34)的尾座安装座(7)分别与所述内侧机翼(213)和外侧机翼(214)的相对端固定连接，且所述尾座安装座(7)的顶面与所述内侧机翼(213)、外侧机翼(214)的顶面平齐。3.根据权利要求2所述的飞翼布局尾座式垂直起降无人机，其特征在于：所述左上尾座(31)、左下尾座(32)、右上尾座(33)或右下尾座(34)均通过尾座连接套筒(8)与所述尾座安装座(7)固定连接。4.根据权利要求3所述的飞翼布局尾座式垂直起降无人机，其特征在于：所述尾座连接套筒(8)与所述左上尾座(31)、左下尾座(32)、右上尾座(33)或右下尾座(34)的顶端之间设置一倾斜向上的连接臂(9)。5.根据权利要求3或4所述的飞翼布局尾座式垂直起降无人机，其特征在于：所述左上尾座(31)、左下尾座(32)、右上尾座(33)或右下尾座(34)的尾端(10)为圆锥形，用作接触底面的支撑脚。6.根据权利要求1或2所述的飞翼布局尾座式垂直起降无人机，其特征在于：所述左上电机(41)和右下电机(44)为逆时针旋转电机并安装正桨螺旋桨；所述左下电机(42)和右上电机(43)为顺时针旋转电机并安装反桨螺旋桨；相反方向旋转的桨叶产生相反的旋转力矩并相互抵消，以保证飞行稳定。7.根据权利要求6所述的飞翼布局尾座式垂直起降无人机，其特征在于：所述左上电机(41)和右下电机(44)的桨叶中心的连线和左下电机(42)和右上电机(43)的桨叶中心的连线的相交点位于无人机重心点位置。

技术总结
本实用新型涉及一种飞翼布局尾座式垂直起降无人机，包括机身、固定在机身左、右侧的左机翼、右机翼；固定在左机翼上、下面的左上尾座、左下尾座；固定在右机翼的上、下面的右上尾座、右下尾座；左上尾座、左下尾座、右上尾座和右下尾座的顶端分别固定有左上电机、左下电机、右上电机和右下电机，以使得螺旋桨与机头同侧设置；左机翼、右机翼的尾端各设置有左副翼、右副翼。该飞翼布局尾座式垂直起降无人机，可同时满足大航程、高航速、大飞行载重的要求，同时垂直起降方式节约了使用场地，增加产品适应性。应性。应性。


技术研发人员：孟晨 刘寰 张雨晨 李旭洋 范鹏飞 卜一峰
受保护的技术使用者：陕西熹点水文化科技有限公司
技术研发日：2022.12.31
技术公布日：2023/4/28