一種高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及無人機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，包括機(jī)架和主螺旋槳，所述主螺旋槳對(duì)稱布置于機(jī)架的四個(gè)方向，機(jī)架上還安裝有控制無人機(jī)飛行狀態(tài)的主控單元，無人機(jī)裝置還包括有機(jī)翼滑翔裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，所述機(jī)翼滑翔裝置與驅(qū)動(dòng)裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置控制機(jī)翼滑翔裝置展開或收攏。本裝置通過增加機(jī)翼滑翔裝置的方式，有效解決了無人機(jī)續(xù)航時(shí)間短的問題，使無人機(jī)通過機(jī)翼滑翔裝置進(jìn)行滑翔飛行，達(dá)到降低對(duì)機(jī)載能源的消耗，使無人機(jī)可以開展長(zhǎng)距離大范圍的作業(yè)，延長(zhǎng)了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，消除了無人機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中受到的時(shí)間限制和距離限制。
【專利說明】
一種高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及無人機(jī)領(lǐng)域，特別是一種高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機(jī)又稱為無人駕駛飛機(jī)、遠(yuǎn)程遙控或自巡航飛機(jī)，是一種成本低、損耗小、機(jī)動(dòng)性高的可攜帶負(fù)載飛行器，已被廣泛應(yīng)用于軍事、科研、民用等多種領(lǐng)域。在軍事領(lǐng)域，無人機(jī)可應(yīng)用于敵情偵查、通訊中繼、早期預(yù)警、靶機(jī)訓(xùn)練等，甚至可直接組成無人機(jī)編隊(duì)進(jìn)行對(duì)敵作戰(zhàn);在科研領(lǐng)域，可用于飛行試驗(yàn)的驗(yàn)證、新設(shè)備及新方案的可行性模擬評(píng)估、航拍圖像的獲取、惡劣環(huán)境下的取樣及條件監(jiān)測(cè)等；在民用領(lǐng)域，無人機(jī)可用于農(nóng)業(yè)墑情監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)施肥、災(zāi)情分析、工程監(jiān)理、電網(wǎng)線路巡視等。在一些實(shí)際應(yīng)用中，無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)取得了相當(dāng)好的成果，人們已逐漸認(rèn)識(shí)到它的巨大潛力與作用。
[0003]四旋翼無人機(jī)作為無人機(jī)的一種，通過安裝在十字形機(jī)架結(jié)構(gòu)四個(gè)頂端的主螺旋槳，產(chǎn)生氣動(dòng)力，控制四旋翼無人機(jī)的飛行動(dòng)作，能實(shí)現(xiàn)垂直起降、自由懸停、前進(jìn)、倒退、超低空飛行等多種空中姿態(tài)。如圖1所示，四個(gè)主螺旋槳處在同一高度平面，第一主螺旋槳I和第三主螺旋槳3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，第二主螺旋槳2和第四主螺旋槳4順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過主控單元來控制主螺旋槳，使不同主螺旋槳的轉(zhuǎn)速根據(jù)飛行需要進(jìn)行改變，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)四旋翼無人機(jī)飛行姿態(tài)的控制。四旋翼無人機(jī)以其新穎的外形及緊湊的結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是一種最簡(jiǎn)單、最直觀的穩(wěn)定控制形式。
[0004]這種無人機(jī)技術(shù)雖具有研發(fā)成本低、可實(shí)施性強(qiáng)、使用范圍廣、操作要求低等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中，無人機(jī)卻普遍存在續(xù)航時(shí)間短的缺點(diǎn)。由于無人機(jī)在執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)航程的飛行任務(wù)時(shí)，主要以螺旋槳作為飛行的動(dòng)力，但無人機(jī)的機(jī)載能源有限，且螺旋槳對(duì)能源的利用率不高，大大限制了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間。由于無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間短，無人機(jī)在進(jìn)行遠(yuǎn)距離作業(yè)時(shí)受到了極大的限制，使無人機(jī)往往只能進(jìn)行短距離作業(yè)，無法開展超大范圍超遠(yuǎn)距離的工作，同時(shí)，由于無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間短，無人機(jī)也無法開展超長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè)，無人機(jī)需要在較短時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行機(jī)載能源的補(bǔ)充，降低了無人機(jī)的使用率和工作效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的由于無人機(jī)的機(jī)載能源有限，而且主螺旋槳對(duì)能源的利用率不高，從而導(dǎo)致無人機(jī)續(xù)航時(shí)間短，無法進(jìn)行超長(zhǎng)時(shí)間超遠(yuǎn)距離作業(yè)的問題，提供一種高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，該裝置通過降低對(duì)無人機(jī)機(jī)載能源的消耗，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)無人機(jī)續(xù)航時(shí)間的目的，同時(shí)改善無人機(jī)的續(xù)航狀態(tài)，大幅度增加了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，包括機(jī)架和主螺旋槳，所述主螺旋槳對(duì)稱布置于機(jī)架的四個(gè)方向，機(jī)架上還安裝有控制無人機(jī)飛行狀態(tài)的主控單元，所述無人機(jī)裝置還包括有機(jī)翼滑翔裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，所述機(jī)翼滑翔裝置與驅(qū)動(dòng)裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置有用以輸出動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)控制機(jī)翼滑翔裝置展開或收攏。
[0008]所述主螺旋槳提供向上的拉力，在無人機(jī)起飛時(shí)，使用主螺旋槳提供動(dòng)力，用以克服無人機(jī)自身的重力，牽引機(jī)體向上運(yùn)動(dòng)，使無人機(jī)實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)的起飛，待無人機(jī)起飛之后，在飛行高度沿著某一方向飛行的過程中，通過驅(qū)動(dòng)裝置提供動(dòng)力，使驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而打開與驅(qū)動(dòng)裝置連接的機(jī)翼滑翔裝置，使無人機(jī)借助機(jī)翼滑翔裝置在高空進(jìn)行滑翔，在無人機(jī)滑翔的過程中，使用主螺旋槳適當(dāng)調(diào)整無人機(jī)的高度，使無人機(jī)始終保持在某一高度范圍內(nèi)飛行。通過這種方式，減小了無人機(jī)在飛行過程中螺旋槳對(duì)機(jī)載能源的消耗，不僅增加了無人機(jī)航程，也延長(zhǎng)了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間。在無人機(jī)需要降落時(shí)，使無人機(jī)在預(yù)先設(shè)定好的降落軌道滑翔，然后通過驅(qū)動(dòng)裝置的工作，收攏機(jī)翼滑翔裝置，使用主螺旋槳提供的動(dòng)力完成無人機(jī)的安全降落。無人機(jī)在整個(gè)飛行及準(zhǔn)備降落的過程中，通過驅(qū)動(dòng)裝置打開機(jī)翼滑翔裝置，使無人機(jī)在機(jī)載能源提供較少動(dòng)力的情況下，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的滑翔或翱翔，達(dá)到減少機(jī)載能源消耗的目的，極大地改善無人機(jī)的續(xù)航狀態(tài)，增加了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間。使無人機(jī)在不添加機(jī)載能源的情況下，可以進(jìn)行超長(zhǎng)距離和超大范圍內(nèi)的工作，同時(shí)可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè)，提高了無人機(jī)的使用效率和工作效率。
[0009]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述機(jī)翼滑翔裝置包括轉(zhuǎn)軸和機(jī)翼，所述機(jī)翼的一側(cè)固定于機(jī)架上，另一側(cè)與轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)軸水平固定于驅(qū)動(dòng)裝置上，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)機(jī)翼在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且機(jī)翼展開后形成的面與水平面平行。
[0010]所述驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使與轉(zhuǎn)軸連接的機(jī)翼展開或收攏，伸展開的機(jī)翼平行于水平面，無人機(jī)在空中飛行時(shí)，通過伸展開的機(jī)翼產(chǎn)生的浮力，使無人機(jī)在空中進(jìn)行滑翔，降低對(duì)機(jī)載能源的消耗，改善了無人機(jī)的續(xù)航狀態(tài)，增加了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，使無人機(jī)可以進(jìn)行超長(zhǎng)距離和超大范圍內(nèi)的作業(yè)，提升無人機(jī)的連續(xù)作業(yè)時(shí)間。機(jī)翼的一邊連接于轉(zhuǎn)軸上，另一邊固定于十字形機(jī)架上，通過固定于驅(qū)動(dòng)裝置上的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)翼的展開和收攏。無人機(jī)在起飛和降落的過程中，通過驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使機(jī)翼收攏，無人機(jī)在空中飛行時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使機(jī)翼伸展開，從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的平穩(wěn)滑翔。
[0011]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述驅(qū)動(dòng)裝置安裝于機(jī)架中心，轉(zhuǎn)軸的一端連接驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸繞機(jī)架中心做圓周運(yùn)動(dòng)，使機(jī)翼展開后形成的平面均布于機(jī)架中心周圍。驅(qū)動(dòng)裝置安裝于機(jī)架中心，轉(zhuǎn)軸的一端固定于驅(qū)動(dòng)裝置上，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸以機(jī)架中心為圓心旋轉(zhuǎn)，做圓周運(yùn)動(dòng)，使展開的機(jī)翼形成的平面平行于水平面，使機(jī)翼滑翔裝置為無人機(jī)提供更大的升力，同時(shí)，機(jī)翼展開形成的平面均布于機(jī)架中心周圍，保證無人機(jī)受到的作用力比較均衡，使無人機(jī)在空中滑翔時(shí)，滑翔的時(shí)間更長(zhǎng)，距離更遠(yuǎn)，對(duì)提高續(xù)航時(shí)間和擴(kuò)大航行距離具有相當(dāng)大的作用。
[0012]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述機(jī)翼滑翔裝置的轉(zhuǎn)軸垂直于驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸。轉(zhuǎn)軸垂直于驅(qū)動(dòng)軸，使驅(qū)動(dòng)軸在帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，更省力。
[0013]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述無人機(jī)裝置上配置有4個(gè)機(jī)翼及對(duì)應(yīng)的4個(gè)轉(zhuǎn)軸，以機(jī)架為中心，對(duì)稱布置于十字形機(jī)架形成的4個(gè)象限區(qū)域內(nèi)，分別帶動(dòng)4個(gè)機(jī)翼展開或收攏的4個(gè)轉(zhuǎn)軸連接到同一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置上。在十字形機(jī)架形成的4個(gè)象限區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)布置4個(gè)機(jī)翼及對(duì)應(yīng)的4個(gè)轉(zhuǎn)軸，使無人機(jī)裝置在各個(gè)方向的受力更加均衡，不容易發(fā)生在某一方向嚴(yán)重偏轉(zhuǎn)等問題，更利于無人機(jī)在空中滑翔飛行。帶動(dòng)機(jī)翼伸展收攏的4根轉(zhuǎn)軸連接到同一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置上，保持轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)機(jī)翼展開收攏的同步性，避免發(fā)生因各個(gè)機(jī)翼伸展收攏的速度不同而失去平衡。
[0014]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述機(jī)翼展開后呈扇形，機(jī)翼展開后的最外邊延伸至相鄰機(jī)架，布滿兩側(cè)機(jī)架形成的90度夾角范圍。每個(gè)機(jī)翼的兩邊都布置在該象限區(qū)域的兩側(cè)機(jī)架上，使機(jī)翼展開后布滿象限區(qū)域的90度范圍，這種機(jī)翼布置方式保證機(jī)翼滑翔裝置為無人機(jī)提供的浮力更大，更有利于節(jié)約機(jī)載能源。
[0015]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述驅(qū)動(dòng)裝置為步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)與主控單元連接，其轉(zhuǎn)向及旋轉(zhuǎn)角度通過主控單元進(jìn)行控制。使用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，可以很好地對(duì)機(jī)翼滑翔裝置的轉(zhuǎn)向及旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行控制，由于步進(jìn)電機(jī)具有優(yōu)秀的啟停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)能力，在需要伸展開機(jī)翼和收攏機(jī)翼時(shí)，能快捷準(zhǔn)確地執(zhí)行信號(hào)命令，并且能準(zhǔn)確地調(diào)整轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和角度，使無人機(jī)便于控制。同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)沒有電刷，可靠性較高，極大地改善了無人機(jī)的可靠安全運(yùn)行能力。
[0016]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述機(jī)翼為可折疊薄層，機(jī)翼的上層面設(shè)有向上凸起的薄層部，使機(jī)翼展開后呈上凸下平的流線型結(jié)構(gòu)。由于無人機(jī)的機(jī)翼滑翔裝置在無人機(jī)起飛和降落的過程中是收攏的，在空中滑翔時(shí)是打開的，需要使用可折疊薄層作為機(jī)翼，同時(shí)在機(jī)翼的上層面布置有向上凸起的薄層部，使機(jī)翼展開后呈上凸下平的流線型結(jié)，根據(jù)伯努利原理，當(dāng)空氣流經(jīng)機(jī)翼時(shí)，上方的空氣分子因在同一時(shí)間內(nèi)要走的距離較長(zhǎng)，所以跑得較下方的空氣分子快，造成在機(jī)翼上方的氣壓會(huì)較下方低。如此，下方較高的氣壓就將飛機(jī)支撐著，而無人機(jī)能浮在空氣中。
[0017]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述機(jī)架上開設(shè)有收納轉(zhuǎn)軸和機(jī)翼的凹槽結(jié)構(gòu)。當(dāng)無人機(jī)在起飛或降落過程中，轉(zhuǎn)軸隨著驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)而將機(jī)翼收攏時(shí)，開設(shè)與機(jī)架上的凹槽用于放置轉(zhuǎn)軸和收攏的機(jī)翼。
[0018]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019]1、在十字形機(jī)架結(jié)構(gòu)上增加機(jī)翼滑翔裝置，使無人機(jī)可以通過機(jī)翼滑翔裝置的升力，使無人機(jī)在不消耗機(jī)載能源的條件下，仍然可以進(jìn)行滑翔或翱翔，使用這種滑翔方式，減小了無人機(jī)對(duì)機(jī)載能源的消耗，不僅能有效增加無人機(jī)航程，也延長(zhǎng)了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，使無人機(jī)可以進(jìn)行超長(zhǎng)距離和超大范圍內(nèi)的工作，提高了無人機(jī)的使用效率和工作效率；
[0020]2、在十字形機(jī)架形成的4個(gè)象限區(qū)域內(nèi)對(duì)稱布置4個(gè)機(jī)翼及對(duì)應(yīng)的4個(gè)轉(zhuǎn)軸，使無人機(jī)能平穩(wěn)滑翔飛行，不會(huì)產(chǎn)生向某一方向嚴(yán)重偏移的情況，將帶動(dòng)機(jī)翼伸展或收攏的4根轉(zhuǎn)軸連接到同一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置上，保持轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)機(jī)翼展開收攏的同步性，避免發(fā)生因各個(gè)機(jī)翼伸展收攏的速度不同而失去平衡；
[0021]3、將機(jī)翼的上層面布置有向上凸起的薄層部，使機(jī)翼展開后的形狀設(shè)計(jì)為上凸下平的流線型結(jié)構(gòu)，使空氣流經(jīng)機(jī)翼時(shí)，上方的空氣分子因在同一時(shí)間內(nèi)要走的距離較長(zhǎng)，所以跑得較下方的空氣分子快，造成在機(jī)翼上方的氣壓會(huì)較下方低，達(dá)到使無人機(jī)在空中進(jìn)行滑翔的目的。
[0022]【附圖說明】:
[0023]圖1為現(xiàn)有的四旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型的無人機(jī)裝置機(jī)翼展開的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0025]圖3為圖2中的無人機(jī)裝置機(jī)翼收攏的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0026]圖中標(biāo)記:1_第一主螺旋槳，2-第二主螺旋槳，3-第三主螺旋槳，4-第四主螺旋槳，5-驅(qū)動(dòng)裝置，6-第一轉(zhuǎn)軸，7-第二轉(zhuǎn)軸，8-第三轉(zhuǎn)軸，9-第四轉(zhuǎn)軸，10-第一機(jī)翼，11-第二機(jī)翼，12-第三機(jī)翼，13-第四機(jī)翼。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0028]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0029]實(shí)施例1
[0030]本實(shí)施例用于無人機(jī)在執(zhí)行遠(yuǎn)航程、長(zhǎng)時(shí)間的飛行任務(wù)時(shí)，無人機(jī)的起飛階段和起飛后開始滑翔階段。
[0031 ]如圖2所示，高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，包括機(jī)架和主螺旋槳，所述主螺旋槳對(duì)稱布置于機(jī)架的四個(gè)方向，機(jī)架上還安裝有控制無人機(jī)飛行狀態(tài)的主控單元，所述無人機(jī)裝置還包括有機(jī)翼滑翔裝置和驅(qū)動(dòng)裝置5，所述機(jī)翼滑翔裝置與驅(qū)動(dòng)裝置5連接，驅(qū)動(dòng)裝置5控制機(jī)翼滑翔裝置展開或收攏。
[0032]四個(gè)主螺旋槳對(duì)稱布置于機(jī)架的前后、左右四個(gè)方向上，將十字形機(jī)架的布置平面看作直角坐標(biāo)平面，則第一主螺旋槳I和第三主螺旋槳3分別布置在X軸的正負(fù)方向上，且主螺旋槳的旋轉(zhuǎn)平面平行于水平面，為無人機(jī)提供向上的拉力，用以克服無人機(jī)自身的重力。第二主螺旋槳2和第四主螺旋槳4分別布置在Y軸的正負(fù)方向上，且主螺旋槳的旋轉(zhuǎn)平面平行于水平面，為無人機(jī)提供向上的拉力，用以克服無人機(jī)自身的重力。
[0033]在無人機(jī)起飛時(shí)，四個(gè)主螺旋槳提供動(dòng)力，用以克服無人機(jī)自身的重力，牽引機(jī)體向上運(yùn)動(dòng)，使無人機(jī)實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)的起飛，此時(shí)，無人機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置5控制著機(jī)翼滑翔裝置，使機(jī)翼滑翔裝置處于收攏狀態(tài)，無人機(jī)在主螺旋槳的作用力下起飛。待無人機(jī)起飛之后，在飛行高度的平面上沿著某一方向飛行時(shí)，通過主控單元控制驅(qū)動(dòng)裝置工作，打開無人機(jī)的機(jī)翼滑翔裝置，使無人機(jī)進(jìn)入滑翔或翱翔狀態(tài)，并使用主螺旋槳適當(dāng)調(diào)整無人機(jī)的高度，使無人機(jī)始終保持在某一高度范圍內(nèi)飛行。
[0034]如圖2所示，所述機(jī)翼滑翔裝置包括轉(zhuǎn)軸和機(jī)翼，本實(shí)施例的無人機(jī)裝置上配置有4個(gè)機(jī)翼及對(duì)應(yīng)的4個(gè)轉(zhuǎn)軸，分別對(duì)稱布置于十字形機(jī)架形成的4個(gè)象限區(qū)域內(nèi)，第一機(jī)翼10和第一轉(zhuǎn)軸6布置在第四象限區(qū)域內(nèi)，第二機(jī)翼11和第二轉(zhuǎn)軸7布置在第一象限區(qū)域內(nèi)，第三機(jī)翼12和第三轉(zhuǎn)軸8布置在第二象限區(qū)域內(nèi)，第四機(jī)翼13和第四轉(zhuǎn)軸9布置在第三象限區(qū)域內(nèi)，所有機(jī)翼的一側(cè)固定于機(jī)架上，另一側(cè)與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸水平固定于驅(qū)動(dòng)裝置5上，4個(gè)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的機(jī)翼在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且機(jī)翼展開后形成的面與水平面平行。
[0035]在十字形機(jī)架形成的4個(gè)象限區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)布置4個(gè)機(jī)翼及對(duì)應(yīng)的4個(gè)轉(zhuǎn)軸，使無人機(jī)裝置在各個(gè)方向的受力更加均衡，不容易發(fā)生在某一方向嚴(yán)重偏轉(zhuǎn)等問題，更利于無人機(jī)在空中滑翔飛行。帶動(dòng)機(jī)翼伸展收攏的4根轉(zhuǎn)軸連接到同一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置上，保持轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)機(jī)翼展開收攏的同步性，避免發(fā)生因各個(gè)機(jī)翼伸展收攏的速度不同而失去平衡。
[0036]驅(qū)動(dòng)裝置5安裝于機(jī)架中心，轉(zhuǎn)軸的一端端部固定于驅(qū)動(dòng)裝置5上，驅(qū)動(dòng)裝置5的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸繞機(jī)架中心做圓周運(yùn)動(dòng)，使機(jī)翼展開后形成的平面均布于機(jī)架中心周圍，且機(jī)翼展開后形成的面與水平面平行。為了使驅(qū)動(dòng)軸在帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)更省力，轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸垂直布置，驅(qū)動(dòng)裝置5安裝于機(jī)架中心，轉(zhuǎn)軸的一端端部固定于驅(qū)動(dòng)裝置5上，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸以機(jī)架中心為圓心旋轉(zhuǎn)，做圓周運(yùn)動(dòng)，使展開的機(jī)翼形成的平面平行于水平面，使機(jī)翼滑翔裝置為無人機(jī)提供升力，同時(shí)，機(jī)翼展開形成的平面均布于機(jī)架中心周圍，保證無人機(jī)受到的作用力比較均衡，使無人機(jī)在空中滑翔時(shí)，不會(huì)因?yàn)槭芰Σ痪舛l(fā)生偏移等問題，同時(shí)無人機(jī)滑翔的時(shí)間也更長(zhǎng)，距離更遠(yuǎn)，對(duì)提高續(xù)航時(shí)間和擴(kuò)大航行距離具有相當(dāng)大的作用。
[0037]驅(qū)動(dòng)裝置5為步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)與主控單元連接，其轉(zhuǎn)向及旋轉(zhuǎn)角度通過主控單元進(jìn)行控制。使用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，可以很好地對(duì)機(jī)翼滑翔裝置的轉(zhuǎn)向及旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行控制，由于步進(jìn)電機(jī)具有優(yōu)秀的啟停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)能力，在需要伸展開機(jī)翼和收攏機(jī)翼時(shí)，能快捷準(zhǔn)確地執(zhí)行信號(hào)命令，并且能準(zhǔn)確地調(diào)整轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和角度，使無人機(jī)便于控制。同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)沒有電刷，可靠性較高，極大地改善了無人機(jī)的可靠安全運(yùn)行能力。
[0038]通過驅(qū)動(dòng)裝置5的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)4個(gè)機(jī)翼做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使機(jī)翼同時(shí)伸展開來，伸展開的機(jī)翼呈扇形，且平行于水平面。4個(gè)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)4個(gè)機(jī)翼展開，機(jī)翼展開后的最外邊延伸至相鄰機(jī)架，布滿兩側(cè)機(jī)架形成的90度夾角范圍。每個(gè)機(jī)翼的兩邊都布置在該象限區(qū)域的兩側(cè)機(jī)架上，使機(jī)翼展開后布滿象限區(qū)域的90度范圍，這種機(jī)翼布置方式保證機(jī)翼滑翔裝置為無人機(jī)提供的浮力更大，更有利于節(jié)約機(jī)載能源。伸展開的機(jī)翼產(chǎn)生的浮力，使無人機(jī)可以在空中進(jìn)行滑翔，降低主螺旋槳對(duì)機(jī)載能源的消耗，改善了無人機(jī)的續(xù)航狀態(tài)，增加了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，使無人機(jī)可以進(jìn)行超長(zhǎng)距離和超大范圍內(nèi)的作業(yè)，提升無人機(jī)的連續(xù)作業(yè)時(shí)間。
[0039]實(shí)施例2
[0040]本實(shí)施例用于無人機(jī)在執(zhí)行遠(yuǎn)航程、長(zhǎng)時(shí)間的飛行任務(wù)時(shí)，無人機(jī)的滑翔階段。[0041 ]如圖2所示，高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，包括機(jī)架和主螺旋槳，所述主螺旋槳對(duì)稱布置于機(jī)架的四個(gè)方向，機(jī)架上還安裝有控制無人機(jī)飛行狀態(tài)的主控單元，所述無人機(jī)裝置還包括有機(jī)翼滑翔裝置和驅(qū)動(dòng)裝置5，所述機(jī)翼滑翔裝置與驅(qū)動(dòng)裝置5連接，驅(qū)動(dòng)裝置5控制機(jī)翼滑翔裝置展開或收攏，使得機(jī)翼滑翔裝置打開后無人機(jī)可借助機(jī)翼在空中滑翔。
[0042]所述機(jī)翼滑翔裝置包括轉(zhuǎn)軸和機(jī)翼，本實(shí)施例的無人機(jī)裝置上配置有4個(gè)機(jī)翼及對(duì)應(yīng)的4個(gè)轉(zhuǎn)軸，分別對(duì)稱布置于十字形機(jī)架形成的4個(gè)象限區(qū)域內(nèi)，第一機(jī)翼10和第一轉(zhuǎn)軸6布置在第四象限區(qū)域內(nèi)，第二機(jī)翼11和第二轉(zhuǎn)軸7布置在第一象限區(qū)域內(nèi)，第三機(jī)翼12和第三轉(zhuǎn)軸8布置在第二象限區(qū)域內(nèi)，第四機(jī)翼13和第四轉(zhuǎn)軸9布置在第三象限區(qū)域內(nèi)，所有的機(jī)翼與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸連接，每個(gè)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的機(jī)翼展開或收攏，且4個(gè)轉(zhuǎn)軸連接到同一驅(qū)動(dòng)裝置上，驅(qū)動(dòng)裝置5的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。無人機(jī)在滑翔時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)裝置5的驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)4個(gè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由于4個(gè)轉(zhuǎn)軸連接到同一驅(qū)動(dòng)裝置上，當(dāng)主控單元控制驅(qū)動(dòng)裝置工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)4個(gè)轉(zhuǎn)軸同時(shí)做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，4個(gè)轉(zhuǎn)軸使4個(gè)機(jī)翼同時(shí)伸展開來，避免發(fā)生因各個(gè)機(jī)翼伸展收攏的速度不同而失去平衡，保持轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)機(jī)翼展開收攏的同步性，避免發(fā)生因各個(gè)機(jī)翼伸展收攏的速度不同而失去平衡，這樣更利于無人機(jī)在空中滑翔飛行。
[0043]機(jī)翼為可折疊薄層，機(jī)翼的上層面設(shè)有向上凸起的薄層部，使機(jī)翼展開后呈上凸下平的流線型結(jié)構(gòu)。由于無人機(jī)的機(jī)翼滑翔裝置在無人機(jī)在空中滑翔時(shí)是打開的，需要使用可折疊薄層作為機(jī)翼，同時(shí)在機(jī)翼的上層面布置有向上凸起的薄層部，使機(jī)翼展開后呈上凸下平的流線型結(jié)，根據(jù)伯努利原理，當(dāng)空氣流經(jīng)機(jī)翼時(shí)，上方的空氣分子因在同一時(shí)間內(nèi)要走的距離較長(zhǎng)，所以跑得較下方的空氣分子快，造成在機(jī)翼上方的氣壓會(huì)較下方低。如此，下方較高的氣壓就將飛機(jī)支撐著，而無人機(jī)能浮在空氣中。
[0044]在應(yīng)用該無人機(jī)裝置時(shí)，采取下述步驟方法進(jìn)行控制:
[0045]a、無人機(jī)準(zhǔn)備起飛前，關(guān)閉無人機(jī)的機(jī)翼滑翔裝置；
[0046]b、通過無人機(jī)的主控單元，啟動(dòng)無人機(jī)的主螺旋槳，使無人機(jī)的主螺旋槳向無人機(jī)提供向上的動(dòng)力，克服無人機(jī)的重力使無人機(jī)起飛；
[0047]c、無人機(jī)起飛上升到一定高度后，通過主控單元控制驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)翼滑翔裝置的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使機(jī)翼展開，使無人機(jī)在一定高度位置進(jìn)行滑翔；
[0048]d、在滑翔過程中，無人機(jī)的滑翔高度會(huì)慢慢降低，此時(shí)通過主螺旋槳提供動(dòng)力，使無人機(jī)上升到原來高度繼續(xù)滑翔；
[0049]e、無人機(jī)完成飛行作業(yè)后，先調(diào)整好無人機(jī)的飛行軌道，使無人機(jī)在預(yù)定降落軌道滑翔緩降，當(dāng)接近降落位置上空時(shí)，關(guān)閉機(jī)翼滑翔裝置，同時(shí)打開主螺旋槳，使主螺旋槳為無人機(jī)提供向上的拉力，達(dá)到使無人機(jī)平穩(wěn)降落的目的。
[0050]無人機(jī)在滑翔過程中，通過驅(qū)動(dòng)裝置打開機(jī)翼滑翔裝置，同時(shí)使用主螺旋槳適當(dāng)調(diào)整無人機(jī)的高度，使無人機(jī)始終保持在某一高度范圍內(nèi)飛行。通過這種方式，減小了無人機(jī)在縱向運(yùn)動(dòng)過程中螺旋槳對(duì)機(jī)載能源的消耗，不僅能有效增加無人機(jī)航程，也延長(zhǎng)了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間。
[0051 ] 實(shí)施例3
[0052]本實(shí)施例用于無人機(jī)在執(zhí)行遠(yuǎn)航程、長(zhǎng)時(shí)間的飛行任務(wù)時(shí)，無人機(jī)的降落階段。
[0053]無人機(jī)準(zhǔn)備降落時(shí)，首先通過輔助螺旋槳調(diào)整無人機(jī)的飛行方向，使無人機(jī)在需要降落的軌道上滑翔緩降。接近降落目的地上空時(shí)，通過主控單元控制驅(qū)動(dòng)裝置5，如圖3所示，通過主控單元控制驅(qū)動(dòng)裝置5工作，使驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)4個(gè)轉(zhuǎn)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使4個(gè)機(jī)翼也做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并收攏，同時(shí)，主螺旋槳為無人機(jī)提供動(dòng)力，使無人機(jī)安全著落。機(jī)架上開設(shè)有收納轉(zhuǎn)軸和機(jī)翼的凹槽結(jié)構(gòu)。當(dāng)無人機(jī)在起飛或降落過程中，轉(zhuǎn)軸隨著驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)而將機(jī)翼收攏時(shí)，開設(shè)與機(jī)架上的凹槽用于放置轉(zhuǎn)軸和收攏的機(jī)翼。
[0054]無人機(jī)在降落過程中，首先通過調(diào)整無人機(jī)的飛行方向，使無人機(jī)在輔助滑翔裝置下進(jìn)行滑翔緩降，無人機(jī)在降落過程中先使用輔助滑翔裝置來實(shí)現(xiàn)降落，降低了主螺旋槳和輔助螺旋槳對(duì)機(jī)載能源的消耗，對(duì)增加無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，使無人機(jī)進(jìn)行超長(zhǎng)距離和超大范圍內(nèi)的作業(yè)提供了支持。
[0055]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，包括機(jī)架和主螺旋槳，所述主螺旋槳對(duì)稱布置于機(jī)架的四個(gè)方向，機(jī)架上還安裝有控制無人機(jī)飛行狀態(tài)的主控單元，其特征在于，所述無人機(jī)裝置還包括有機(jī)翼滑翔裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，所述機(jī)翼滑翔裝置與驅(qū)動(dòng)裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置控制機(jī)翼滑翔裝置展開或收攏。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，其特征在于，所述機(jī)翼滑翔裝置包括轉(zhuǎn)軸和機(jī)翼，所述機(jī)翼的一側(cè)固定于機(jī)架上，另一側(cè)與轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)軸水平固定于驅(qū)動(dòng)裝置上，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)機(jī)翼在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且機(jī)翼展開后形成的面與水平面平行。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置安裝于機(jī)架中心，轉(zhuǎn)軸的一端連接驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸繞機(jī)架中心做圓周運(yùn)動(dòng)，使機(jī)翼展開后形成的平面均布于機(jī)架中心周圍。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，其特征在于，所述機(jī)翼滑翔裝置的轉(zhuǎn)軸垂直于驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，其特征在于，無人機(jī)裝置上配置有4個(gè)機(jī)翼及對(duì)應(yīng)的4個(gè)轉(zhuǎn)軸，以機(jī)架為中心，對(duì)稱布置于十字形機(jī)架形成的4個(gè)象限區(qū)域內(nèi)，分別帶動(dòng)4個(gè)機(jī)翼展開或收攏的4個(gè)轉(zhuǎn)軸連接到同一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，其特征在于，所述機(jī)翼展開后呈扇形，機(jī)翼展開后的最外邊延伸至相鄰機(jī)架，布滿兩側(cè)機(jī)架形成的90度夾角范圍。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)與主控單元連接，其轉(zhuǎn)向及旋轉(zhuǎn)角度通過主控單元進(jìn)行控制。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，其特征在于，所述機(jī)翼為可折疊薄層，機(jī)翼的上層面設(shè)有向上凸起的薄層部，使機(jī)翼展開后呈上凸下平的流線型結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高續(xù)航時(shí)間的無人機(jī)裝置，其特征在于，所述機(jī)架上開設(shè)有收納轉(zhuǎn)軸和機(jī)翼的凹槽結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B64C3/56GK205554578SQ201620388585
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】韋海成, 王淼軍, 張白, 肖明霞, 潘俊濤
【申請(qǐng)人】北方民族大學(xué)