[发明专利]可倾转四旋翼飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及航天飞行动力机械领域，尤其涉及一种可倾转四旋翼飞行器。

背景技术

传统四旋翼飞行器四个旋翼均不能发生向前或向后的倾转，一方面，其在实现水平前飞动作时，要求处于机身前端的两个旋翼转速减小，而处于机身后端两个旋翼转速增加，这样由于前后端旋翼转速不同而产生升力差，进而不可避免的导致机身产生俯仰运动，使得飞行器水平前飞与竖直升降相互影响；另一方面，传统四旋翼飞行器由于其设计机理限制，难以达到像固定机翼那样较高的巡航速度，因此出现了可倾四旋翼飞行器。

可倾四旋翼飞行器同时具有直升机和固定机翼飞机的优势，在垂直起降时，由四旋翼提供升力，在巡航飞行时，由固定于机身的固定机翼提供升力。现有的可倾四旋翼飞行器，其四个旋翼均布置在同一个平面内，四个旋翼相对于机身平面的垂直高度相同，这就使得飞行器在做巡航飞行时，机身前端旋翼的出流气体不可避免的成为机身后端旋翼以及固定机翼的入流气体，导致前段旋翼与后端旋翼以及后端固定机翼发生流体动力学上的耦合，影响飞行质量，严重情况下可能导致机身前段固定机翼产生的升力与机身后端固定机翼产生的升力不相等，使得机体在巡航时发生较大俯仰动作而出现飞行失稳的问题；同时，现有的可倾四旋翼飞行器旋翼倾转装置设计结构复杂，稳定性难以保证。正因为以上缺点使得可倾四旋翼飞行器的应用受到极大限制。

发明内容

针对上述缺陷或不足，本发明提供了一种巡航飞行平稳、机械结构简单的可倾转四旋翼飞行器。

本发明提供本发明是通过以下技术方案来实现：

包括机身，机身的前端对称安装有第一、第二固定机翼，机身的后端对称安装有第三、第四固定机翼，其中，第一、第二、第三、第四固定机翼的端部分别对应安装有第一、第二、第三、第四旋翼转向装置，第一、第二、第三、第四旋翼转向装置上各安装有一套旋翼。

所述第一、第二、第三、第四旋翼转向装置结构相同，其中，第三旋翼转向装置包括：可倾转的旋翼电机座，旋翼电机座安装于第三固定机翼的端部，旋翼电机座上安装有带动旋翼电机座转动的扭矩电机。

所述第三固定机翼的端部设置有固定轴，旋翼电机座通过第一轴承和第二轴承安装于固定轴上，固定轴上键连接有涡轮，扭矩电机的转轴上安装有与涡轮相配合的蜗杆。

所述第一、第二固定机翼的水平高度低于第三、第四固定机翼的水平高度。

所述第一、第二、第三、第四固定机翼均通过两根轴固定于机体上。

所述相邻旋翼的旋转方向两两相反。

本发明提供的可倾转四旋翼飞行器，通过在四个固定机翼上安装携带有旋翼的旋翼转向装置,当旋翼转向装置倾转时，带动旋翼转动，进而实现了飞行器的水平前飞与竖直升降飞行模式的转换；此外，由于旋翼转向装置工作可靠性高，旋翼的空间位置布置合理，使得飞行器巡航升力大，飞行平稳，机械结构简单，工作可靠性提高。

进一步的，本发明中旋翼转向装置由一个扭矩电机、一组涡轮蜗杆副和旋翼电机座组成，扭矩电机提供倾转动力，经涡轮蜗杆副传动后带动旋翼电机座发生相对于固定轴的旋转，并能产生自锁效应，使得旋翼转向装置工作可靠性提高。

另外，本发明中机身前端第一、第二固定机翼的水平高度低于后端第三、第四固定机翼的水平高度，避免了机身前端旋翼的出流气体成为机身后端旋翼以及固定机翼的入流气体，减小了机体空气动力学耦合，提高了飞行器的飞行质量。

附图说明

图1是本发明可倾转四旋翼飞行器结构示意图；

图2是本发明可倾转四旋翼飞行器侧视图；

图3是本发明可倾转四旋翼飞行器的旋翼转向装置结构示意图。

图中，1为机身，2为第三固定机翼，3为第一轴，4为旋翼电机座，5为第一轴承，6为第三旋翼，7为固定轴，8为第三旋翼转向装置，9为第二轴承，10为扭矩电机，11为涡轮，12为蜗杆，13为第二轴，14为第一旋翼，15为第一旋翼转向装置，16为第一固定机翼，17为第二固定机翼，18为第二旋翼转向装置，19为第二旋翼，20为第四旋翼转向装置，21为第四旋翼，22为第四固定机翼。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。