本實(shí)用新型涉及無(wú)人飛行器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種四涵道旋翼無(wú)人機(jī)。

背景技術(shù)：

汽油動(dòng)力四涵道垂直起降無(wú)人機(jī)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)四涵道)是依托相關(guān)成熟技術(shù)，以國(guó)家戰(zhàn)略背景和無(wú)人機(jī)發(fā)展背景為需求研發(fā)的多功能小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)前的多旋翼垂直起降無(wú)人機(jī)多存在航時(shí)短、載重小、安全性不高等缺陷。特別是在高端民用及軍貿(mào)領(lǐng)域市場(chǎng)，針對(duì)安保、反恐、邊境巡邏及武裝作戰(zhàn)等使用領(lǐng)域的無(wú)人機(jī)研發(fā)還有待拓展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供了一種四涵道旋翼無(wú)人機(jī)，以解決現(xiàn)有多旋翼無(wú)人機(jī)存在的至少一個(gè)問(wèn)題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種四涵道旋翼無(wú)人機(jī)，包括：

機(jī)體；

燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，固定設(shè)置在所述機(jī)體內(nèi)部；

四個(gè)涵道旋翼總成，沿同一圓周方向均勻分布固定在所述機(jī)體外側(cè)，且位于同一水平面內(nèi)；

齒輪箱，包括一個(gè)第一齒輪以及沿同一平面布置且依次嚙合的四個(gè)第二齒輪，所述第一齒輪一端端部為傘齒輪結(jié)構(gòu)，另一端具有輸入軸；四個(gè)所述第二齒輪的一端端部均設(shè)置有正齒輪結(jié)構(gòu)，依次通過(guò)正齒輪相嚙合，四個(gè)所述第二齒輪的另一端設(shè)置有旋翼輸出軸；其中一個(gè)所述第二齒輪的具有正齒輪結(jié)構(gòu)的一端端部還設(shè)置有與所述第二齒輪相嚙合的傘齒輪結(jié)構(gòu)；

第一同步帶，設(shè)置在所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與所述第一齒輪的輸入軸之間；

第二同步帶，設(shè)置在一個(gè)所述第二齒輪的旋翼輸出軸與一個(gè)所述涵道旋翼總成的螺旋槳轉(zhuǎn)軸之間。

優(yōu)選的，所述機(jī)體中間偏上部位置處設(shè)置有一個(gè)集中安裝艙，所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和齒輪箱固定設(shè)置在所述集中安裝艙內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述涵道旋翼總成包括涵道以及設(shè)置在所述涵道內(nèi)的螺旋槳。

優(yōu)選的，所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)為四缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。

優(yōu)選的，所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部設(shè)置有增壓裝置。

優(yōu)選的，所述機(jī)體的底部固定設(shè)置有雪橇式起落架。

優(yōu)選的，所述的四涵道旋翼無(wú)人機(jī)還包括：

燃油箱，設(shè)置在所述機(jī)體底部，與所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)連接，用于為所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油。

優(yōu)選的，所述機(jī)體的底部固定設(shè)置有設(shè)置懸掛架。

優(yōu)選的，所述的四涵道旋翼無(wú)人機(jī)還包括飛行器管理計(jì)算機(jī)，設(shè)置在所述機(jī)體內(nèi)部，用于控制四涵道旋翼無(wú)人機(jī)飛行。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

本實(shí)用新型的四涵道旋翼無(wú)人機(jī)，采用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)四個(gè)高效涵道風(fēng)扇帶動(dòng)無(wú)人機(jī)完成垂直起降等飛行任務(wù)，具有大載重、長(zhǎng)航時(shí)、高安全、使用范圍廣等特點(diǎn)；并且，通過(guò)單一發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)四個(gè)涵道旋翼總成工作，使得操控性、抗風(fēng)性能大幅提升。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型四涵道旋翼無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型四涵道旋翼無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖3是本實(shí)用新型四涵道旋翼無(wú)人機(jī)齒輪箱的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

下面結(jié)合附圖1-圖3對(duì)本實(shí)用新型四涵道旋翼無(wú)人機(jī)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型提供了一種四涵道旋翼無(wú)人機(jī)，可以包括機(jī)體1、動(dòng)力系統(tǒng)、任務(wù)系統(tǒng)、飛行器管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)等，通過(guò)氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)，總體布置完成無(wú)人機(jī)的總體布局，并通過(guò)各機(jī)載系統(tǒng)完成對(duì)飛機(jī)的控制。

機(jī)體1：

全機(jī)共有四個(gè)涵道旋翼總成3，中間偏上部位置處設(shè)置有一個(gè)集中安裝艙11，集中安裝艙11內(nèi)可以布置發(fā)動(dòng)機(jī)、慣性導(dǎo)航、任務(wù)機(jī)、電池、配電盒、齒輪箱4、光電系統(tǒng)等。另外，集中安裝艙11上口蓋通過(guò)可拆卸方式連接，以方便維護(hù)。機(jī)體中間下部安裝有燃油箱13、懸掛架14和雪橇式起落架12；其中，懸掛架14數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行適合的設(shè)置，并且可以用于選擇多種時(shí)候的部件，本實(shí)施例中，懸掛架14為兩個(gè)，可以用于懸掛武器。

動(dòng)力系統(tǒng)中又可以包括涵道旋翼總成3、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置、變距機(jī)構(gòu)以及電源。

涵道旋翼總成3可以包括涵道31以及設(shè)置在涵道31內(nèi)的螺旋槳32。其中，涵道31具有保護(hù)螺旋槳32、提高螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率的作用，同時(shí)涵道唇口能產(chǎn)生升力，涵道唇口應(yīng)與機(jī)身協(xié)同設(shè)計(jì)，以減小氣動(dòng)干擾。螺旋槳32為可變距螺旋槳，轉(zhuǎn)速固定，能夠通過(guò)改變螺旋槳總距改變升力和力矩；另外，螺旋槳32又具有螺旋槳轉(zhuǎn)軸。

發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在包括燃油發(fā)動(dòng)機(jī)2以及啟動(dòng)控制盒等；燃油發(fā)動(dòng)機(jī)2優(yōu)選采用四缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，為了滿(mǎn)足使用要求，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)2進(jìn)行電啟動(dòng)改裝，并增加電噴和增壓裝置，以提高飛機(jī)的高原適應(yīng)能力。并且，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)2還配備啟動(dòng)控制盒、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速采集裝置等，啟動(dòng)控制盒又配置接觸器。

燃油系統(tǒng)能夠?yàn)槿加桶l(fā)動(dòng)機(jī)2提供可靠供油，主要由燃油箱13、加油管路、外部供油管路、加/供油流量傳感器和重錘供油部件構(gòu)成，各部件之間的連接方式可以采用已知的連接方式，不再具體贅述。

傳動(dòng)裝置初步采用齒輪皮帶傳動(dòng)，包括齒輪箱4、同步帶等。

齒輪箱4包括一個(gè)第一齒輪41以及沿同一平面布置且依次嚙合的四個(gè)第二齒輪42，第一齒輪41一端端部為傘齒輪結(jié)構(gòu)，另一端具有輸入軸；四個(gè)第二齒輪42的一端端部均設(shè)置有正齒輪結(jié)構(gòu)，依次通過(guò)正齒輪相嚙合，四個(gè)第二齒輪42的另一端設(shè)置有旋翼輸出軸；其中一個(gè)第二齒輪42的具有正齒輪結(jié)構(gòu)的一端端部還設(shè)置有與第二齒輪42相嚙合的傘齒輪結(jié)構(gòu)。

同步帶包括一根第一同步帶21和四根第二同步帶43。第一同步帶21設(shè)置在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出軸與第一齒輪41的輸入軸之間；第二同步帶43設(shè)置在一個(gè)第二齒輪42的旋翼輸出軸與一個(gè)涵道旋翼總成3的螺旋槳轉(zhuǎn)軸之間，即每一個(gè)第二齒輪42與對(duì)應(yīng)側(cè)的一個(gè)涵道旋翼總成3之間設(shè)置一根第二同步帶43。

通過(guò)第一同步帶21將燃油發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出軸連接到齒輪箱4第一齒輪41的輸入軸上，達(dá)到傳遞功率和調(diào)整轉(zhuǎn)數(shù)的目的，齒輪箱4內(nèi)部通過(guò)相匹配的錐齒輪結(jié)構(gòu)(第一齒輪41的傘齒輪結(jié)構(gòu)與一個(gè)第二齒輪42的傘齒輪結(jié)構(gòu))將轉(zhuǎn)動(dòng)方向由水平改為豎直，同時(shí)通過(guò)四個(gè)第二齒輪42的正齒輪結(jié)構(gòu)相互嚙合，保證轉(zhuǎn)動(dòng)方向(兩兩相對(duì))并實(shí)現(xiàn)四個(gè)動(dòng)力輸出，通過(guò)四根第二同步帶43將轉(zhuǎn)速和功率傳遞給螺旋槳轉(zhuǎn)軸，帶動(dòng)螺旋槳32轉(zhuǎn)動(dòng)。

變距機(jī)構(gòu)：

本年實(shí)用新型可變距螺旋槳可以采用已知的多種適合的變距方式，本實(shí)施例中，優(yōu)選采用中心拉桿變距方式。

電源可以包括設(shè)置在集中安裝艙11內(nèi)部的主發(fā)電機(jī)和備用電池；飛機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力主要來(lái)源于主發(fā)電機(jī)和備用電池，主發(fā)電機(jī)提供交流電源輸出，經(jīng)過(guò)配電盒變換為28V一次電源，為飛管系統(tǒng)、鏈路系統(tǒng)和任務(wù)系統(tǒng)供電，配電盒同時(shí)輸出舵機(jī)電源。配電盒實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)CDI供電和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速采集功能，通過(guò)RS422總線(xiàn)同飛行器管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)電源的監(jiān)控、供電時(shí)序及并網(wǎng)控制。

任務(wù)系統(tǒng)：

任務(wù)系統(tǒng)中主要包括任務(wù)計(jì)算機(jī)、懸掛架14等，懸掛架14可以根據(jù)不同運(yùn)用需求懸掛不同的器具；任務(wù)計(jì)算機(jī)可以用于控制懸掛架14上對(duì)應(yīng)的部件。

飛行器管理系統(tǒng)：

飛行器管理系統(tǒng)包括飛行器管理計(jì)算機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器系統(tǒng)和鏈路系統(tǒng)構(gòu)成，用于對(duì)四涵道旋翼無(wú)人機(jī)的飛行進(jìn)行控制。

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)：

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)選用成熟商用鏈路，同步研制多址鏈路，以實(shí)現(xiàn)至少同時(shí)控4機(jī)(2個(gè)小組)的需求。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)的多旋翼垂直起降無(wú)人機(jī)多存在航時(shí)短、載重小、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、安全性不高等缺陷。電動(dòng)無(wú)人機(jī)的航時(shí)一般在30分鐘以?xún)?nèi)，載荷能力也多不盡如人意，一般為20kg以?xún)?nèi)。

本實(shí)用新型的四涵道旋翼無(wú)人機(jī)，采用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)2作為動(dòng)力源，通過(guò)四個(gè)高效涵道風(fēng)扇帶動(dòng)無(wú)人機(jī)完成垂直起降等飛行任務(wù)，具有大載重、長(zhǎng)航時(shí)、高安全、使用范圍廣等特點(diǎn)。并且，通過(guò)單一發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)四個(gè)涵道旋翼總成3工作，使得操控性、抗風(fēng)性能大幅提升。另外，本實(shí)用新型的四涵道旋翼無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間可達(dá)1小時(shí)以上，高效的涵道設(shè)計(jì)配以大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，使其載荷能力可達(dá)70kg。進(jìn)一步，四個(gè)涵道螺旋槳32包裹于涵道之內(nèi)最大限度的減少對(duì)人員的傷害概率。通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)加裝增壓系統(tǒng)，將會(huì)大大提高飛機(jī)的高原適應(yīng)能力。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。