[发明专利]包括用于在地面上行进、竖直起飞与降落的系统的遥控微米/纳米级飞行器

说明书

本发明涉及一种包括用于滑行、竖直起飞与降落的系统的遥控微米/纳米级飞行器。

发明内容与所解决的问题

微米/纳米级飞行器越来越多地被用于例如在建筑物内进行遥控监视或侦查任务。这些装置是重量仅仅为数十克至数百克的飞行器，这些装置常常具有通过电动机驱动的螺旋桨。

室外任务与建筑物内的任务的具体要求很是不同，其中在建筑物内要求静止或精确飞行，而在室外需要快速飞行从而克服风的影响。因此，用于户外飞行的微型无人机（microdrone）常常为固定机翼型，而在封闭空间中用于侦查的微型无人机常常为旋转翼型。在本领域中为尤其已知的是具有四个管式水平旋翼的飞行器，这些管式水平旋翼通过刚性翼梁被连接到一个中央本体上。

如今出现了多任务的需求，而这些常规配置没有一个能够完全令人满意。

发明概述

为了提出一种多任务微型无人机，在第一实例中，本发明涉及一种微米级飞行器，该微米级飞行器包括一个遥控固定机翼微型无人机、具有一个纵向竖直对称平面XZ，所述微型无人机包括推进装置。

该微米级飞行器包括附接到该微型无人机的该固定机翼表面的一个机翼的横向末端上的多个轮，这些轮的旋转轴线Y1平行于该微型无人机的横向轴线Y，这些轮的这个旋转轴线Y1位于该机翼的前部，

这些轮具有一个直径D，使得这些推进装置以及该固定机翼表面不会伸出由这两个轮限定的圆柱体之外。

因此，除了这些轮的滑行功能之外，这些轮还用作该微型无人机的保护结构。

根据不同实施例，以下可以结合使用：

-这些轮的旋转轴线Y1相对于纵向轴线X被安排在该微型无人机的重心前面，从而当这些推进装置不提供推力时，该微型无人机自身的重量趋向于使其位于垂直平面内，也就是说位于垂直起飞位置。

-该微型无人机的重心相对于纵向轴线X位于该微型无人机的气动中心前面，从而在水平飞行中为该微型无人机提供静态稳定性。

-这些轮的旋转轴线Y1与推进装置的推力轴线对准，从而避免在这些推进装置运转时作用在该飞行器上的力矩。“对准”应理解为两轴相交。

-可以简单地通过在轮毂上拉动而将侧轮移除。因此，该微米级飞行器可以容易地被适配成用于不同任务，不论是涉及还是不涉及滑行阶段或在地面上等待的阶段。

-这些轮的旋转轴线Y1位于该机翼的前部，与前缘的距离在该机翼翼弦的5%与20%之间。

根据一个有利实施例，各个侧轮通过多个辐条被连接到其轮毂上，其中这些辐条向内弯曲，各个侧轮位于靠近一个推进装置的纵向轴线的纵向平面XZ上，这些辐条的曲率与该机翼的轮廓匹配，从而这个轮廓不会伸出这些辐条的该曲率之外。

根据另一个实施例，各个侧轮通过多个辐条被连接到其轮毂上，其中这些侧轮是大体上平面的，它们的辐条是共面的。这个安排提升了该微米级飞行器在地面上移动时的稳定性。

根据一个优选实施例，该机翼包括两个升降副翼，这两个升降副翼位于该微型无人机的纵向平面XZ的两侧、被附接到该机翼的后部上，并且围绕同一个横向轴线被铰接。

于是该微米级飞行器优选地包括用于彼此独立地控制这些升降副翼的装置，从而使得控制起来更简单。

更具体地说，这些升降副翼中的每一者都被固定到一个竖直稳定器上，该竖直稳定器垂直于该机翼的平面，这些竖直稳定器在相反的方向上延伸，从而这些升降副翼的移动使得这些竖直稳定器偏转。

在这种情况下，根据一个有利实施例，该微型无人机的这些竖直稳定器的尺寸被设定成使得当它们处在中性位置（即，不偏转）时，这些竖直稳定器中的每一者的末端略微地在相反方向上伸出由这些轮限定的圆柱体之外。

更具体地说，在这种情况下，这些末端位于与由这些轮限定的圆柱体相切的一个平面内。

在一个优选实施例中，这些推进装置包括两个反向旋转的螺旋桨，这些螺旋桨相对于纵向轴线X被安排在该机翼的前部、位于该微米级飞行器的纵向竖直对称平面XZ的两侧上。

该微米级飞行器优选地包括用于彼此独立地控制这些螺旋桨的操作的装置，从而使得在飞行中与地面上的控制更简单。

在第二个实例中，本发明涉及一种用于在地面上时控制所披露的一个微米级飞行器的方法，所述方法包括：

-偏转这些升降副翼从而使机身倾斜，

-启动这些推进装置。

本发明还涉及一种用于沿任何倾斜表面（尤其是墙壁或天花板）控制所披露的一个微米级飞行器的方法，该方法包括保持这些推进装置的推力的一个分量指向这个表面的一个控制步骤。