[发明专利]一种全自动驾驶单人飞行器

说明书

本发明公开了一种全自动驾驶单人飞行器，属于单人飞行器技术领域，本发明整合了多旋翼与固定翼飞机的“优势基因”的飞行器。由左右各两个共四个大尺寸三叶螺旋桨提供主要升力，加上前后各两个共四个小尺寸两叶螺旋桨调整无人机的姿态。使飞行器能够垂直起降，摆脱了对跑道的依赖。

技术领域

本发明属于单人飞行器领域，特别是一种全自动驾驶单人飞行器。

背景技术

在飞行器领域，旋翼飞行器具有可垂直起降、结构简单、易维护等优势，但其不足之处也特别明显，其载荷量小、续航时间短。同样，固定翼飞行器具有续航时间长、飞行效率高、载荷量大的优势，其不足在于起飞要助跑，降落需滑行，需要足够的地面场地和空域，且需要拥有操作经验的人来操作。两类飞行器各有优缺点，因此结合了这两类飞行器特点的垂直起降固定翼飞行器成为当前人们研究的热门对象。

目前固定翼飞行器实现垂直起降主要包括以下几种方式：喷气发动机推力转向、升力风扇、旋翼固定翼结合、倾转旋翼和尾座式。其中，喷气发动机推力转向飞机的代表就是“鹞”式战斗机，将喷出气流转向实现垂直方向的升力，该方式需要飞行器采用喷气式发动机。升力风扇则通常是利用机身中部或其它部位的涵道风扇提供向下的推力，实现垂直起降。旋翼固定翼结合常见于目前的小型垂直起降固定翼飞行器上，该构型多为多轴旋翼和固定翼的结合，在起降时，飞行控制主要靠多轴旋翼实现，平飞时多轴旋翼停止，平飞时，固定的涵道风扇和旋翼无法提供动力，一定程度上降低了飞行器的效率。倾转旋翼的代表作就是v-22“鱼鹰”倾转旋翼机，该飞机的翼尖处布置了可旋转的旋翼，在直升机状态下，其旋翼轴竖直，此时v-22可以进行垂直起降；在固定翼状态下，v-22旋翼轴水平，与机身轴平行，旋翼作为螺旋桨为平飞提供拉力，这样v-22可以兼顾直升机的垂直起降能力和固定翼的高速、远程、低油耗，但该倾转机构重量大，研制难度大、气动特性复杂，给可靠性和维修成本带来巨大压力。大型倾转旋翼飞行器和矢量喷气、升力风扇垂直起降飞机动力系统机构复杂、技术难度大，多运用于军事领域。

近年来发展起来一类新型的复合翼垂直起降固定翼飞行器，它在垂直起降时利用多个旋翼提供升力和控制力矩，然后在固定翼螺旋桨的推动下转为固定翼平飞模式，相比直升机和倾转旋翼机控制简单、飞行稳定，但垂直起降和平飞由两套动力系统独立工作，这样造成“死重”过大，且容易产生较大的阻力，严重限制了该类飞行器的发展。

飞行器动力多以纯电动机或者纯燃油发动机为主，纯电动飞行器易操控，稳定性高，但是续航里程较差，而纯燃油发动机可以轻松解决续航问题，但控制响应和灵敏性能较差，很难准确控制和协调驱动旋翼的桨距、转速等，不能有效地保证飞行器的稳定飞行、高空高速以及精确定位等的性能。还有就是续航能力一直是单人飞行器的最大短板，为了解决这些问题，人们开发出了油电混合动力飞行器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动驾驶单人飞行器，能够垂直起降，摆脱了对跑道的依赖。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种全自动智能驾驶单人飞行器，包括机身、设置在机身左右两侧的机翼；所述机翼上设有螺旋桨，用于桨提供飞行器的主要升力；

所述机身采用跷跷板式结构，下端前部、中部、后部均设有机腿；

飞行器在地面静止时，前部机腿和中部机腿与地面接触；

所述机身前部左、右两侧，后部左、右两侧，均设有机臂；所述机臂上设有螺旋桨，用于调整飞行器的姿态；

飞行器在地面静止时，前部两个机臂的螺旋桨的桨盘面向上，后部两个机臂的螺旋桨的桨盘面向下；机翼的螺旋桨的桨盘面向上；

垂直起飞时，前部机臂的螺旋桨旋转产生向上的升力，拉着飞行器的头部向上抬起使机身的后部机腿与地面接触；当机翼的螺旋桨的桨盘面与地面平行时，机翼的螺旋桨与机臂的螺旋桨一起旋转工作，达到起飞功能；