一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机的制作方法

1.本技术涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机。


背景技术：

2.近年来，集成多旋翼和传统固定翼的垂直起降固定翼构型无人机逐渐大量出现。可实现垂直起降能力的同时以一定效率的降低保持固定翼飞行平台的长航时。
3.但在水平飞行期间，负责提供垂直推力的电机及螺旋桨在空中不可避免的成为死重。同时由于飞行平台的气动攻角在空中时刻变化，垂直推力电机停转后螺旋桨仍可随意转动。在高速来流的条件下，停转的垂直推力电机及螺旋桨不同的位置会产生不同的阻力。
4.同时位于主翼前方的螺旋桨产生的滑流会直接影响主翼整体升力及效率。严重情况下会出现由于两侧螺旋桨停止位置不同，造成对两侧机翼影响不均等，出现左右机翼升力差进而影响飞行控制及飞行安全。


技术实现要素：

5.为了能够保障无人机飞行的稳定性与安全性，本技术提供一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机。
6.本技术提供的一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机采用如下的技术方案：
7.一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，包括机身以及安装于机身上的主翼和尾翼，所述机身尾部安装有水平推力系统，所述主翼两侧均安装有垂直推力系统，且所述水平推力系统、垂直推力系统均通过电池系统提供动力；所述垂直推力系统底部安装有垂直推力单叶螺旋桨，且所述垂直推力单叶螺旋桨中的桨叶与桨毂之间通过挥舞铰方式进行连接。
8.通过采用上述技术方案，采用主翼、尾翼、水平推力系统与垂直推力系统进行结合工作方式，既可实现垂直起降能力，同时能够提高无人机的飞行时长。此外，由于垂直推力单叶螺旋桨中的桨叶与桨毂之间通过挥舞铰方式进行连接，使垂直推力单叶螺旋桨在飞行期间不易于影响主翼整体升力及效率，以保障飞行的稳定性与安全性。
9.可选的，所述主翼两侧对称固定有呈水平设置的机臂，且所述机臂与主翼相垂直设置，所述垂直推力系统固定于机臂两端。
10.通过采用上述技术方案，在垂直起降过程中，机臂上的垂直推力系统进行同步工作，能够更好地控制无人机进行垂直起降工作。
11.可选的，所述机臂固定于主翼下表面，所述垂直推力系统固定于机臂底部。
12.通过采用上述技术方案，此时垂直推力单叶螺旋桨与主翼不在同一平面，在飞行过程中，其产生的滑流同主翼不在同一平面，不易于影响主翼整体升力及效率。
13.可选的，所述垂直推力单叶螺旋桨与垂直推力系统之间为可拆卸式连接。
14.通过采用上述技术方案，由于垂直推力单叶螺旋桨与垂直推力系统之间为可拆卸式连接，便于对垂直推力单叶螺旋桨进行组装、拆卸、更换工作。
15.可选的，所述机身尾部安装有尾管，所述水平推力系统以及尾翼均安装于尾管远离机身一端。
16.可选的，所述尾翼包括固定安装于尾管末端的平尾和垂尾。
17.通过采用上述技术方案，全机水平飞行状态下，垂尾提供偏航力矩，平尾提供俯仰力矩。
18.可选的，所述电池系统安装于机身内部中部位置，且所述电池系统左右居中设置。
19.通过采用上述技术方案，将电池系统内置于机身内部，能够对电池系统进行隐藏保护；同时，由于电池处于机身中部位置，且左右居中设置，能够较好地保障无人机左右整体的平衡性。
20.可选的，所述机身底部安装有前起降架以及后起降架，所述前起降架上安装有前起降轮，所述后起降架两侧均安装有后起降轮。
21.通过采用上述技术方案，在无人机起降过程中，无人机能够通过前起降轮以及后起降轮进行稳定。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
23.采用主翼、尾翼、水平推力系统与垂直推力系统进行结合工作方式，既可实现垂直起降能力，同时能够提高无人机的飞行时长。此外，由于垂直推力单叶螺旋桨中的桨叶与桨毂之间通过挥舞铰方式进行连接，使垂直推力单叶螺旋桨在飞行期间不易于影响主翼整体升力及效率，以保障飞行的稳定性与安全性；
24.此时垂直推力单叶螺旋桨与主翼不在同一平面，在飞行过程中，其产生的滑流同主翼不在同一平面，不易于影响主翼整体升力及效率；
25.将电池系统内置于机身内部，能够对电池系统进行隐藏保护；同时，由于电池处于机身中部位置，且左右居中设置，能够较好地保障无人机左右整体的平衡性。
附图说明
26.图1是本技术的整体结构示意图。
27.图2是图1中a部分放大图。
28.图3是对垂直推力系统与机臂相连接部分的斜仰视视图。
29.附图标记说明：
30.1、机身；11、主翼；12、尾翼；121、平尾；122、垂尾；13、尾管；14、前起降架；15、前起降轮；16、后起降架；17、后起降轮；2、水平推力系统；3、垂直推力系统；4、电池系统；5、垂直推力单叶螺旋桨；6、机臂；7、安装座；71、安装侧板；72、安装底板；73、安装口。
具体实施方式
31.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机。
33.参照图1，使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机包括机身1以及安装于机身1上的主翼11和尾翼12；其中，机身1尾部安装有水平推力系统2，主翼11两侧均安
装有垂直推力系统3，且水平推力系统2、垂直推力系统3均通过安装于机身1上的电池系统4提供动力。垂直推力系统3底部安装有垂直推力单叶螺旋桨5，且垂直推力单叶螺旋桨5中的桨叶与桨毂之间通过挥舞铰方式进行连接。
34.在起飞，电池系统4驱动垂直推力系统3工作，带动垂直推力单叶螺旋桨5转动产生升力，使无人机起飞离地，且通过各垂直推力单叶螺旋桨5不同转速以实现空中姿态控制。无人机爬升至一定高度后，电池系统4开始给垂直推力系统3及水平推力系统2同时供电。垂直推力系统3保持无人机高度，水平推力系统2输出水平推力，使无人机水平加速，当到达一定速度后，垂直推力系统3关闭，无人机进入巡航模式，以实现垂直起飞能力。
35.另外，在降落时，无人机逐步下降高度，垂直推力系统3启动，同时水平推力系统2关闭。无人机依靠惯性向前滑翔，逐步减速。最后由垂直推力系统3逐步减小推力，无人机着陆，以实现垂直降落能力。
36.同时，无人机巡航阶段，由水平推力系统2输出水平推力，无人机前飞使主翼11产生升力实现巡航，能够大大减少电池系统4的能源消耗，以提高无人机的飞行时长。
37.此外，由于垂直推力单叶螺旋桨5中的桨叶与桨毂之间通过挥舞铰方式进行连接，使垂直推力单叶螺旋桨5在飞行期间不易于影响主翼11整体升力及效率，以保障飞行的稳定性与安全性。
38.具体的，主翼11两侧对称固定有呈水平设置的机臂6，机臂6固定安装于主翼11下表面，且机臂6与主翼11相垂直设置。垂直推力系统3固定于机臂6两端的安装座7，且垂直推力系统3位于机臂6底部，使垂直推力单叶螺旋桨5与主翼11处于不同平面。在垂直起降过程中，机臂6上的垂直推力系统3进行同步工作，能够更好地控制无人机进行垂直起降工作。同时，由于垂直推力单叶螺旋桨5与主翼11不在同一平面，在飞行过程中，其产生的滑流同主翼11不在同一平面，不易于影响主翼11整体升力及效率。
39.参照图2、3，具体的，安装座7包括两个安装侧板71以及固定安装于两个安装侧板71底部的安装底板72，两个安装侧板71并排设置，两个安装侧板71中部均开设有供机臂6插接的安装口73，且安装侧板71被机臂6插接后通过螺丝进行固定，以形成可拆卸式连接。垂直推力系统3安装于安装底板72底面，且垂直推力系统3通过螺丝固定于安装底板72，以形成可拆卸式连接，便于后续工人对垂直推力系统3进行卸下维修。
40.垂直推力单叶螺旋桨5安装于垂直推力系统3底部，且垂直推力单叶螺旋桨5使用螺栓自下方固定至垂直推力系统3，使垂直推力单叶螺旋桨5与垂直推力系统3之间形成可拆卸式连接，便于对垂直推力单叶螺旋桨5进行组装、拆卸、更换工作。
41.参照图1，具体的，电池系统4安装于机身1内部中部位置，且电池系统4左右居中设置。将电池系统4内置于机身1内部，能够对电池系统4进行隐藏保护；同时，由于电池处于机身1中部位置，且左右居中设置，能够较好地保障无人机左右整体的平衡性。
42.具体的，机身1尾部安装有尾管13，水平推力系统2以及尾翼12均安装于尾管13远离机身1一端。尾翼12包括平尾121和垂尾122，且平尾121和垂尾122均固定安装于尾管13末端。全机水平飞行状态下，垂尾122提供偏航力矩，平尾121提供俯仰力矩。
43.机身1底部还安装有前起降架14以及后起降架16；其中，前起降架14安装于机身1头部位置且左右居中设置，且前起降架14上安装有用于支撑的前起降轮15。后起降架16包括两个呈z型状支架，两个支架左右对称设置，且每个支架的中部均朝外向下倾斜设置，每
个支架的底部均安装有后起降轮17，在无人机起降过程中，无人机能够通过前起降轮15以及后起降轮17进行稳定。
44.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，其特征在于：包括机身(1)以及安装于机身(1)上的主翼(11)和尾翼(12)，所述机身(1)尾部安装有水平推力系统(2)，所述主翼(11)两侧均安装有垂直推力系统(3)，且所述水平推力系统(2)、垂直推力系统(3)均通过电池系统(4)提供动力；所述垂直推力系统(3)底部安装有垂直推力单叶螺旋桨(5)，且所述垂直推力单叶螺旋桨(5)中的桨叶与桨毂之间通过挥舞铰方式进行连接。2.根据权利要求1所述的一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述主翼(11)两侧对称固定有呈水平设置的机臂(6)，且所述机臂(6)与主翼(11)相垂直设置，所述垂直推力系统(3)固定于机臂(6)两端。3.根据权利要求2所述的一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述机臂(6)固定于主翼(11)下表面，所述垂直推力系统(3)固定于机臂(6)底部。4.根据权利要求3所述的一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述垂直推力单叶螺旋桨(5)与垂直推力系统(3)之间为可拆卸式连接。5.根据权利要求1所述的一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述机身(1)尾部安装有尾管(13)，所述水平推力系统(2)以及尾翼(12)均安装于尾管(13)远离机身(1)一端。6.根据权利要求5所述的一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述尾翼(12)包括固定安装于尾管(13)末端的平尾(121)和垂尾(122)。7.根据权利要求1所述的一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述电池系统(4)安装于机身(1)内部中部位置，且所述电池系统(4)左右居中设置。8.根据权利要求1所述的一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，其特征在于：所述机身(1)底部安装有前起降架(14)以及后起降架(16)，所述前起降架(14)上安装有前起降轮(15)，所述后起降架(16)两侧均安装有后起降轮(17)。

技术总结
本申请涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种使用带挥舞铰的单叶螺旋桨的垂直起降固定翼无人机，包括机身以及安装于机身上的主翼、尾翼、水平推力系统和垂直推力系统，且水平推力系统、垂直推力系统均通过电池系统提供动力；垂直推力系统底部安装有垂直推力单叶螺旋桨，且垂直推力单叶螺旋桨中的桨叶与桨毂之间通过挥舞铰方式进行连接。本申请采用主翼、尾翼、水平推力系统与垂直推力系统进行结合工作方式，既可实现垂直起降能力，同时能够提高无人机的飞行时长。此外，由于垂直推力单叶螺旋桨中的桨叶与桨毂之间通过挥舞铰方式进行连接，使垂直推力单叶螺旋桨在飞行期间不易于影响主翼整体升力及效率，以保障飞行的稳定性与安全性。安全性。安全性。


技术研发人员：宋文豪 彭辉 刘惠莹 葛贺宇
受保护的技术使用者：北京极目智尚科技有限公司
技术研发日：2023.02.04
技术公布日：2023/4/19