一種微型飛行器的制造方法
【專利摘要】一種微型飛行器，包括舵機(jī)、機(jī)翼、機(jī)架、螺旋槳、電機(jī)，機(jī)架由直線機(jī)架和弧形機(jī)架組成，舵機(jī)安裝在直線機(jī)架上，機(jī)翼與舵機(jī)相連接，電機(jī)安裝在弧形機(jī)架遠(yuǎn)離舵機(jī)的一端，螺旋槳安裝在電機(jī)上，螺旋槳與機(jī)翼分別位于機(jī)架的二側(cè)。這種微型無人飛行器可以垂直起降，結(jié)構(gòu)簡單、氣動效率高、便于攜帶，可以作為單兵攜帶的偵查、測繪飛行平臺，可以在任務(wù)時間內(nèi)完成測繪和偵察的任務(wù)，尤其是隱蔽偵察上。
【專利說明】—種微型飛行器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種飛行器，屬于飛行【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)90年代中期以來，無人機(jī)技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展，其中微型無人飛行器由于體積小、隱蔽性好、重量輕、成本低、靈活性強(qiáng)、操作簡單等突出特點(diǎn)，無論在軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域，微型飛行器都有十分誘人的應(yīng)用前景。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了各種各樣探索性的微型飛行器，有微型固定翼型、撲翼型、旋翼型、環(huán)翼型、尾撲型等。但是或續(xù)航時間短或任務(wù)載荷不達(dá)標(biāo)或機(jī)構(gòu)復(fù)雜不易攜帶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服這些困難，在綜合研究了槭樹種子的重量分布和氣動布局以后，本發(fā)明仿照槭樹種子設(shè)計(jì)了這樣一款微型無人飛行器，它由多葉槳、伺服機(jī)構(gòu)、電機(jī)等部件組成。電機(jī)帶動螺旋槳產(chǎn)生拉力使機(jī)翼繞機(jī)體的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力，它具有結(jié)構(gòu)簡單、氣動效率高、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其功能所采用的技術(shù)方案是:一種微型飛行器，包括舵機(jī)、機(jī)翼、機(jī)架、螺旋槳、電機(jī)，機(jī)架由直線機(jī)架和弧形機(jī)架組成，舵機(jī)安裝在直線機(jī)架上，機(jī)翼與舵機(jī)相連接，電機(jī)安裝在弧形機(jī)架遠(yuǎn)離舵機(jī)的一端，螺旋槳安裝在電機(jī)上，螺旋槳與機(jī)翼分別位于機(jī)架的二側(cè)。[0005]優(yōu)選地:飛行器的旋轉(zhuǎn)中心和重心之間具有一定的距離。
[0006]優(yōu)選地:舵機(jī)安裝在靠近弧形機(jī)架處。
[0007]優(yōu)選地:機(jī)翼靠近電機(jī)的一側(cè)為前緣,另一側(cè)為后緣,前緣為直線,后緣為勺狀曲線。
[0008]優(yōu)選地:機(jī)翼是部分中空的。
[0009]優(yōu)選地:還包括電機(jī)固定架，弧形機(jī)架遠(yuǎn)離舵機(jī)的一端安裝有電機(jī)固定架，電機(jī)安裝在電機(jī)固定架上。
[0010]優(yōu)選地::還包括電池、導(dǎo)線，電池安裝在直線機(jī)架遠(yuǎn)離電機(jī)的一端，電池通過導(dǎo)線與舵機(jī)及電機(jī)相連接。
[0011]優(yōu)選地:還包括控制芯片，控制芯片安裝在直線機(jī)架遠(yuǎn)離電機(jī)的一端，電池與控制芯片相連接，控制芯片通過導(dǎo)線與舵機(jī)及電機(jī)相連接。
[0012]優(yōu)選地:還包括齒輪、連接凸臺、橡膠頭環(huán)、管、齒輪，連接凸臺安裝在舵機(jī)附近的機(jī)架上，連接凸臺上設(shè)置有通孔，管一端從通孔穿出，橡膠頭環(huán)安裝在管的一端，管的另一端與機(jī)翼相連接，機(jī)翼與連接凸臺之間的管上還安裝有齒輪，舵機(jī)也安裝有齒輪，舵機(jī)上的齒輪與管上的齒輪相嚙合。
[0013]優(yōu)選地:管為碳纖維管。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:這種微型無人飛行器結(jié)構(gòu)簡單、氣動效率高、便于攜帶，可以垂直起降，可以作為單兵攜帶的偵查、測繪飛行平臺，可以在任務(wù)時間內(nèi)完成測繪和偵察的任務(wù)，尤其是隱蔽偵察上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明整機(jī)布局示意圖。
[0016]圖2是機(jī)翼與機(jī)架連接接頭處的示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記名稱如下:1、電池；2、直線機(jī)架；3、舵機(jī)；4、機(jī)翼；5、齒輪；6、連接凸臺；7、機(jī)架；8、弧形機(jī)架；9、螺旋槳；10、電機(jī)固定架；11、電機(jī)；12、橡膠頭環(huán)；13、管；14、齒輪；15、控制芯片；16、盒子。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0019]一種微型飛行器，包括電池1、舵機(jī)3、機(jī)翼4、機(jī)架7、螺旋槳9、電機(jī)11、控制芯片15。機(jī)架7由直線機(jī)架2和弧形機(jī)架8組成。舵機(jī)3安裝在直線機(jī)架2上，靠近弧形機(jī)架8處。機(jī)翼4與舵機(jī)3相連接，電機(jī)11安裝在弧形機(jī)架8遠(yuǎn)離舵機(jī)3的一端(機(jī)架7的一端)，螺旋槳9安裝在電機(jī)11上，螺旋槳9與機(jī)翼4分別位于機(jī)架7的二側(cè)。機(jī)架7為長條形，電池I安裝在直線機(jī)架2遠(yuǎn)離電機(jī)11的一端(機(jī)架7的另一端)，電池I通過導(dǎo)線、控制芯片15與舵機(jī)3、電機(jī)11相連接，舵機(jī)3安裝在機(jī)架7上，機(jī)翼4與舵機(jī)3相連接，電機(jī)11與機(jī)翼4分別位于機(jī)架7的二側(cè)。舵機(jī)3安裝在靠近弧形機(jī)架8處，更有利于飛行器的飛行。電機(jī)11位于機(jī)翼4的上方。機(jī)翼4的一側(cè)(靠近電機(jī)的一側(cè))為機(jī)翼前緣段，前緣為直線，，另一側(cè)(靠近電池的一側(cè))為后緣段，后緣為勺狀曲線。為了減輕飛行器的重量，機(jī)翼4是部分中空的。
[0020]在舵機(jī)3附近的機(jī)架7上還安裝有連接凸臺6，連接凸臺6可以安裝在靠近電機(jī)11的一側(cè)，也可以安裝在遠(yuǎn)離電機(jī)11的一側(cè)。連接凸臺6上設(shè)置有通孔，碳纖維管13的一端從通孔的一端穿入，從通孔的另一端穿出。在碳纖維管13的一端從通孔的另一端穿出后，把橡膠頭環(huán)12安裝在碳纖維管13的一端上，橡膠頭環(huán)12使碳纖維管13不會向機(jī)翼4 一側(cè)串動。這樣的話使得碳纖維管13可以在通孔中轉(zhuǎn)動。碳纖維管13的另一端伸入機(jī)翼4的中空部分，與機(jī)翼4相連接，機(jī)翼4與碳纖維管13之間不會相對轉(zhuǎn)動，從而使機(jī)翼4可以轉(zhuǎn)動。在機(jī)翼4與連接凸臺6之間的碳纖維管13上還安裝有齒輪5，碳纖維管13與齒輪5之間不會有相對轉(zhuǎn)動，而且齒輪5可以使碳纖維管13不會向遠(yuǎn)離機(jī)翼4的一側(cè)串動，舵機(jī)3在靠近機(jī)翼4的一側(cè)安裝有齒輪14，齒輪14與齒輪5相嚙合。通過舵機(jī)3傳動齒輪14，齒輪14傳動齒輪5,齒輪5傳動碳纖維管13,碳纖維管13傳動機(jī)翼4,實(shí)現(xiàn)舵機(jī)3對機(jī)翼4的傳動和控制。舵機(jī)3為數(shù)字舵機(jī)。
[0021]弧形機(jī)架8遠(yuǎn)離舵機(jī)3的一端(機(jī)架7的一端)安裝有電機(jī)固定架10，電機(jī)11安裝在電機(jī)固定架10上，螺旋槳9安裝在電機(jī)11上。管13使用碳纖維的目的在于減輕飛行器的重量，當(dāng)然也可以使用其他固體材料制成的管子。
[0022]更進(jìn)一步的，在直線機(jī)架2遠(yuǎn)離電機(jī)11的一端(機(jī)架7的另一端)設(shè)置有盒子16，盒子16內(nèi)放置電池I與控制芯片15。也就是說電池1、控制芯片15安裝在直線機(jī)架2遠(yuǎn)離電機(jī)11的一端(機(jī)架7的另一端)。電池I與控制芯片15相連接，控制芯片15與舵機(jī)3、電機(jī)11相連接，從而控制舵機(jī)3及電機(jī)11。
[0023]飛行器起飛時，由電機(jī)11驅(qū)動螺旋槳9旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生拉力帶動機(jī)翼4繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力從而起飛，當(dāng)要進(jìn)行方向飛行時通過舵機(jī)3周期性地帶動齒輪5使得機(jī)翼4改變攻角，從而實(shí)現(xiàn)飛行器升力的周期變化，改變整架飛行器旋轉(zhuǎn)形成的槳盤的傾斜方向，進(jìn)行360度方位的航向操縱，保證了飛行器能夠準(zhǔn)確的飛行到目的地執(zhí)行偵察、測繪等任務(wù)并安全返回，當(dāng)飛行器需要降落時，只要將它操作至指定地點(diǎn)上空，減小直至關(guān)閉電機(jī)11，它便可自轉(zhuǎn)下滑。
[0024]當(dāng)攜帶時，可以將圖2中橡膠頭環(huán)12取下，將飛行器分為機(jī)架7、電機(jī)11和機(jī)翼4部分分開放置攜帶。
[0025]由于這款仿“槭樹種子“微型飛行器結(jié)構(gòu)簡單，僅有電機(jī)11和舵機(jī)3兩個伺服機(jī)構(gòu)，并采用了高升力翼型的機(jī)翼4同時僅有一片機(jī)翼4在旋轉(zhuǎn)，減少了多旋翼飛行器尾渦的氣動干擾，因此其任務(wù)載荷大大提高，續(xù)航時間得以延長，并且由于自身處在不斷旋轉(zhuǎn)之中，可以通過現(xiàn)有的圖像處理技術(shù)來使偵查、測繪360°方位無死角得以實(shí)現(xiàn)。
[0026]所設(shè)計(jì)的微型飛行器外形仿生，機(jī)翼4部分外形猶如槭樹種子的葉片部分，采用高升力翼型以提高升阻比，保證單葉的氣動效率，機(jī)翼4與機(jī)架7通過伸長的碳纖維管13連接在一起，同時在連接處有一舵機(jī)3，通過舵機(jī)3的齒輪14來帶動碳纖維管13上固定的齒輪5，從而周期控制機(jī)翼4的迎角，改變整機(jī)受到的升力大小，控制旋轉(zhuǎn)時的全機(jī)形成的槳盤傾斜方向來進(jìn)行航向操縱。在機(jī)架7的另一端靠近機(jī)翼4處搭載電池1、控制設(shè)備和偵查測繪儀器單元，一端安裝有電機(jī)11，采用三葉槳及以上的螺旋槳9來消除旋轉(zhuǎn)時螺旋槳9關(guān)于轉(zhuǎn)軸垂直方向轉(zhuǎn)動慣量不斷變化而引起的多余震蕩，通過電機(jī)11驅(qū)動螺旋槳9產(chǎn)生的拉力來使機(jī)翼4繞機(jī)體的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生升力，帶動整個機(jī)體上升，而且其旋轉(zhuǎn)中心和重心有一定的位移差以保證一定的偏心矩使飛行器具有飛行穩(wěn)定性，也就是說飛行器的旋轉(zhuǎn)中心和重心之間具有一定的距離，在機(jī)架的別的部分可以搭載配重來調(diào)配整架飛行器的重心來使飛行器具有自穩(wěn)定性。
【權(quán)利要求】
1.一種微型飛行器，其特征在于:包括舵機(jī)(3)、機(jī)翼(4)、機(jī)架(7)、螺旋槳(9)、電機(jī)(11)，機(jī)架(7 )由直線機(jī)架(2 )和弧形機(jī)架(8 )組成，舵機(jī)(3 )安裝在直線機(jī)架(2 )上，機(jī)翼(4)與舵機(jī)(3)相連接，電機(jī)(11)安裝在弧形機(jī)架(8)遠(yuǎn)離舵機(jī)(3)的一端，螺旋槳(9)安裝在電機(jī)(11)上，螺旋槳(9 )與機(jī)翼(4 )分別位于機(jī)架(7 )的二側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于:飛行器的旋轉(zhuǎn)中心和重心之間具有一定的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于:舵機(jī)(3)安裝在靠近弧形機(jī)架(8)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于:機(jī)翼(4)靠近電機(jī)(11)的一側(cè)為前緣，另一側(cè)為后緣，前緣為直線，后緣為勺狀曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于:機(jī)翼(4)是部分中空的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于:還包括電機(jī)固定架(10)，弧形機(jī)架(8)遠(yuǎn)離舵機(jī)(3)的一端安裝有電機(jī)固定架(10)，電機(jī)(11)安裝在電機(jī)固定架(10)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于:還包括電池(I)、導(dǎo)線，電池(I)安裝在直線機(jī)架(2 )遠(yuǎn)離電機(jī)(11)的一端，電池(I)通過導(dǎo)線與舵機(jī)(3 )及電機(jī)(11)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的飛行器，其特征在于:還包括控制芯片(15)，控制芯片(15)安裝在直線機(jī)架(2 )遠(yuǎn)離電機(jī)(11)的一端，電池(I)與控制芯片(15 )相連接，控制芯片(15 )通過導(dǎo)線與舵機(jī)(3 )及電機(jī)(11)相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于:還包括齒輪(5)、連接凸臺(6)、橡膠頭環(huán)(12)、管(13)、齒輪(14)，連接凸臺(6)安裝在舵機(jī)(3)附近的機(jī)架(7)上，連接凸臺(6)上設(shè)置有通孔，管(13) —端從通孔穿出，橡膠頭環(huán)(12)安裝在管(13)的一端，管(13)的另一端與機(jī)翼(4)相連接，機(jī)翼(4)與連接凸臺(6)之間的管(13)上還安裝有齒輪(5)，齒輪(14)安裝在舵機(jī)(3)上，齒輪(5)與齒輪(14)相嚙合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛行器，其特征在于:管(13)為碳纖維管。
【文檔編號】B64C27/02GK103693195SQ201310691367
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】張帥浩, 鄭祥明, 王鵬, 王鉦云, 張九陽 申請人:南京航空航天大學(xué)