阅读说明：本技术 采用两套直升机机构和两套螺旋桨的垂直起降无人机 (Vertical take-off and landing unmanned aerial vehicle adopting two sets of helicopter mechanisms and two sets of propellers ) 是由 钱永贵 田正冲 李旭 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：一种采用两套直升机机构和两套螺旋桨的垂直起降无人机,它包括机身(3),其特征是所述的机身的前部对称设有前左机翼(2)和前右机翼(4),机身的后部设有后左机翼(9)和后右机翼(7),机身的尾部设有垂直尾翼(8),在前左机翼(2)和前右机翼(4)上分别安装有一套直升机机构,在后左机翼(9)和后右机翼(7)上分别安装一套螺旋桨机构；本发明在大幅度提升无人机性能的同时,相比于全部采用四套直升机机构作为动力的机型成本下降1/5以上。(A vertical take-off and landing unmanned aerial vehicle adopting two sets of helicopter mechanisms and two sets of propellers comprises a fuselage (3) and is characterized in that the front part of the fuselage is symmetrically provided with a front left wing (2) and a front right wing (4), the rear part of the fuselage is provided with a rear left wing (9) and a rear right wing (7), the tail part of the fuselage is provided with a vertical tail wing (8), the front left wing (2) and the front right wing (4) are respectively provided with one set of helicopter mechanism, and the rear left wing (9) and the rear right wing (7) are respectively provided with one set of propeller mechanism; the invention greatly improves the performance of the unmanned aerial vehicle, and reduces the cost by more than 1/5 compared with the model which totally adopts four sets of helicopter mechanisms as power.)

采用两套直升机机构和两套螺旋桨的垂直起降无人机

技术领域

本发明涉及一种无人机，是一种特殊固定翼无人机，具体地说是一种采用两套直升机机构和两套螺旋桨的垂直起降无人机。

背景技术

目前，为了保证固定翼无人机的动力和速度，人们大多在动力方面做文章。但无论如何提高动力，其提升和平飞的转换过程中均存在一定的风险，会出现失速现象，尤其是在恶劣气象条件下更易出现失速现象。

为了提高动力和灵活性，美国的鱼鹰直升机提供了较为理想的提升和前行方案，但申请人发现，仅依靠左右对称布置的两套直升机机构及倾转机构提供提升和前飞动力也仍存在较大的安全隐患，会出现掉高或失速的风险，这基本也是近年来该机型事故不断的原因。而如果再增加两套辅助直升机机构，在主倾转机构倾转前提供前飞的升力，保证倾转向前飞转换过程中机身基本不下降，则能较好地解决此问题。但申请人认为这会大大增加无人机的制造成本和机构复杂度及控制的难度，对此，目前尚无好的解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有的垂直起升无人机存在起升向前飞转换过程中易发生升力不足导致事故发生的问题，设计一种采用两套直升机机构和两套螺旋桨的垂直起降无人机。

本发明的技术方案是：

一种采用两套直升机机构和两套螺旋桨的垂直起降无人机，它包括机身3，其特征是所述的机身的前部对称设有前左机翼2和前右机翼4，机身的后部设有后左机翼9和后右机翼7，机身的尾部设有垂直尾翼8，在前左机翼2和前右机翼4上分别安装有一套直升机机构，在后左机翼9和后右机翼7上分别安装一套螺旋桨机构；起飞时，两套直升机机构与两套螺旋桨机构同时提供向上的升力，待上升到一定高度后，后面的两套螺旋桨机构开始向前慢慢倾转，逐渐将其提供向上升力改变为前向拉力，同时前面的两套直升机机构根据平衡需要，调整总距大小，同时改变周期变距，产生一定的前向力；在无人机转换成固定翼模式其机翼升力达到一定值后，再将前面两套直升机机构倾转为前向拉力；降落时，先将前面两套直升机机构慢慢往垂直方向转动，稳定后再将后面两套螺旋桨转回至垂直方向，同时控制无人机垂直降落，此时前面两套直升机机构可通过周期变距调整降落位置。

所述的两套直升机机构分别为左直升机机构及倾转机构1和右直升机机构及倾转机构5，它们沿机身3对称布置。如果不对称布置则需要通过控制系统加以精确计算，通过转速、俯仰角度控制实现机身的平稳。

所述的两套螺旋桨机构为左螺旋桨机构及倾转机构10和右螺旋桨机构及倾转机构6，它们沿机身3对称布置。如果不对称布置则需要通过控制系统加以精确计算，通过转速、俯仰角度控制实现机身的平稳。

所述的前左机翼2、前右机翼4、后左机翼9和后右机翼7均为固定翼，它们均安装有副翼。

本发明的有益效果：

本发明能使整个升降与前飞的变换过程相对平稳可靠，平飞时多桨提供前向拉力，保证了无人机的前飞速度较高；可在多种复杂地形、复杂气象条件下实现起降；两种飞行状态下无多余机构，有效的提高了能效。

本发明在大幅度提升无人机性能的同时，相比于全部采用四套直升机机构作为动力的机型成本下降1/5以上。

本发明结构简单，易于实现，制造、安装、控制方便。

附图说明

图1是本发明的无人机起飞状态结构示意图。

图2是本发明的两套螺旋桨倾转提供前飞动力时的结构示意图。

图3是本发明的两套直升机机构和两套螺旋桨机构均提供前飞动力时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-3所示。

一种采用两套直升机机构和两套螺旋桨的垂直起降无人机，它包括机身3，所述的机身对称设有四个固定翼机翼，即机身前部的前左机翼2和前右机翼4，机身后部的后左机翼9和后右机翼7，机身的尾部设有垂直尾翼8，在四个机翼上均设有相应的用于改变飞行姿态的副翼，副翼的结构和设计与现有技术完全相同，故不再描述。在前左机翼2和前右机翼4上分别安装有一套直升机机构，即：左直升机机构及倾转机构1和右直升机机构及倾转机构5，它们沿机身3对称布置；在后左机翼9和后右机翼7上分别安装一套螺旋桨机构，即；左螺旋桨机构及倾转机构10和右螺旋桨机构及倾转机构6，它们沿机身3对称布置，如图1所示。

本发明的工作原理为：起飞时，两套直升机机构与两套螺旋桨机构同时提供向上的升力（如图1），待上升到一定高度后，后面的两套螺旋桨机构开始向前慢慢倾转，逐渐将由向上升力改变为前向拉力（如图2），同时前面的两套直升机机构根据平衡需要，调整总距大小，同时改变周期变距，产生一定的前向力。在无人机转换成固定翼模式其机翼升力达到一定值后，再将前面两套直升机机构倾转为前向拉力（如图3）。降落时，先前面两套直升机机构慢慢往垂直方向转动，稳定后再将后面两套螺旋桨转回至垂直方向，同时控制无人机垂直降落，此时前面两套直升机机构可通过周期变距调整降落位置。

具体实施时：

左直升机机构及倾转机构1和右直升机机构及倾转机构5也可在机身上不对称布置，此时则需要通过控制系统加以精确计算，通过转速、俯仰角度控制实现机身的平稳。同理，左螺旋桨机构及倾转机构10和右螺旋桨机构及倾转机构6也可不对称布置在机身。

本发明未涉及部分如左直升机机构及倾转机构1、右直升机机构及倾转机构5、左螺旋桨机构及倾转机构10和右螺旋桨机构及倾转机构6的具体结构均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。