[发明专利]一种倾转四旋翼飞行器

说明书

技术领域

本发明属于无人航空技术领域，具体涉及一种倾转四旋翼飞行器。

背景技术

改革开放以来我国航空工业得到了长足的发展，已经跻身于世界前列，但是在某些重大领域还有待进一步发展，最典型的就是先进的无人机技术。美国政府在大幅削减防务开支的情况下，对无人机装备和研发的费用却不降反增，其他如以色列、俄罗斯、英国、法国和南非等近30个国家也纷纷制订无人机发展线路图，推动无人机的发展，先进的无人飞行器极其重要的战略地位可见一斑，但目前对先进的无人飞行器的研究还不足。尽管目前已经开始盛行四旋翼无人飞行器的研究，而对于像美国“鱼鹰”直升机那样既具有直升机实现垂直起降功能，又具有固定翼飞机水平高速巡航功能的飞行器却还没进展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倾转四旋翼飞行器，该飞行器设计简单、结构强度高，可以通过简单的机械传动来实现旋翼的倾转功能。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：包括机身，所述机身上设置有前机翼和后机翼，前机翼的两端、后机翼的两端各设置有一组旋翼系统，前机翼和后机翼内部均设置有穿过机身并用于带动旋翼系统进行倾转运动的蜗轮轴；其中每组旋翼系统包括直流无刷电机和螺旋桨，直流无刷电机设置在蜗轮轴的端部，直流无刷电机上设置螺旋桨。

所述机身上还设置有步进电机、蜗杆轴、蜗轮和蜗杆，步进电机的输出端连接到蜗杆轴的端部，蜗轮固联在蜗轮轴上，蜗杆固联在蜗杆轴上，蜗轮与蜗杆相啮合。

所述机身上还设置有蜗轮轴安装轴承座，蜗轮轴上安装有轴承，轴承通过蜗轮轴安装轴承座安装于机身上。

所述机身上还设置有蜗杆轴安装轴承座，蜗杆轴上安装有轴承，轴承通过蜗杆轴安装轴承座安装于机身上。

所述步进电机的输出端与蜗杆轴的一端通过轴联器相连接。

所述前机翼与机身、后机翼与机身均通过设置在机身上的机翼加强杆相连接。

每组旋翼系统还包括设置在蜗轮轴端部的电机安装座，直流无刷电机安装在电机安装座上。

所述前机翼的水平位置低于后机翼的水平位置。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明通过采用两副机翼，每副机翼的端部设置旋翼系统，具有很好的对称性，其安全性和可靠性更高；且四旋翼具有更大的升力，从有效载荷、飞行半径以及飞行稳定性上来说，都有了很大的提高。因此本发明特别适合于大批量装备运输、战斗搜寻和救援、后勤医疗、反潜等任务。本发明可以实现三种飞行模式，即直升机模式、过渡模式和水平推进模式，具有结构简单、强度高，功能实现可靠等特点。

本发明是在传统的四旋翼飞行器的基础上增加了旋翼可倾转的功能，从而既可以实现传统四旋翼飞行器的垂直起降功能，又可以将旋翼倾转到水平位置即水平推进模式下来实现飞行器的高速巡航功能。

进一步的，通过采用蜗轮蜗杆传动来实现飞行器旋翼的倾转动作，旋翼可倾转功能主要是由两个步进电机提供动力，通过两组蜗轮蜗杆传动来实现的，这样既保证了旋翼在倾转过程中保持平稳且具有自锁功能，避免了旋翼受到外力作用产生回旋的误动作，又保证了每组蜗轮轴上一对旋翼倾转动作的一致性。

飞行器旋翼系统倾转采用步进电机进行动力输出，由于步进电机可以精确的控制步距大小，这样就可以保证旋翼系统倾转角度的精确性，而不需要采用象编码器、旋转变压器等测试工具，简化了飞行器的复杂程度。一定程度上克服了左右两个旋翼独自倾转时倾转角度误差过大而引起的升力分配不均，导致飞行器失稳甚至发生重大事故。

本发明中各部件之间的合理装配使得各个部件之间的连接强度很高，并采用相应的轴承座，解决了蜗轮、蜗杆在机身中的定位安装问题。

附图说明

图1是本发明的倾转四旋翼飞行器结构示意图。

其中，1-前机翼；2-蜗轮轴；3-蜗轮轴安装轴承座；4-蜗杆轴安装轴承座；5-蜗杆轴；6-电机安装座；7-机身；8-蜗杆；9-蜗轮；10-联轴器；11-步进电机；12-轴承；13-后机翼；14-螺旋桨；15-机翼加强杆；16-直流无刷电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。