一种双引擎嵌入式3D打印构件飞行姿态转换无人机的制作方法

一种双引擎嵌入式3d打印构件飞行姿态转换无人机
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，特别涉及一种双引擎嵌入式3d打印构件飞行姿态转换无人机。


背景技术：

2.随着社会技术能力的不断发展，随着北斗导航大量使用，随着5g手机人手一个的今天；借助北斗导航和5g信息传递包括视频app传输等，使的无人机的在空中交通巡检和快递小件送达的快捷性和方便性，受到人们的青睐；因此显示出很好的运用前景。不过由于直升飞机飞行时，所有负荷都需要由引擎承担，况且电池也是负载的一部分，所有效率不高，难以得到人们的所以诉求。如果将无人机扩展出用翅膀飞行的话，情况会什么根本的变化。
3.设想一下，如果无人机用直升飞机的方式完成升空，然后在空转换成有翼展-即如同飞机飞行一样的话，凭借迎风所产生通信的浮力/或升力，必然效率大增，即巡航能力得到保证；不仅如此，借助5 g和北斗导航技术加持，完全能开发出我们需要的电力驱动行驶姿态可变得无人机，来满足人们的需求。


技术实现要素：

4.鉴于上述，本发明的目的旨在提供一种双引擎嵌入式3d打印构件姿态转换无人机，通过无人机飞行姿态转换，用带有翼展-及投影面积所获前进方向上的空气浮力/或升力，实现符合时效巡航能力。进一步的，对于飞行姿态转换机电现实基于3d打印来满足创新和优化的特点，即在该装置在具备一定结构强度，性能和外观的情况下，在最大限度情况下实现了轻量化的目的；同时用3d工艺制备主件显著降低其生产流程和加工难度，生产成本得到了控制。进一步的，为了减小迎面风阻，平台与姿态转换机构和电机的有机整合，无外挂（不包括吊装体），使得机体结构紧凑；进一步的，用机翼展开方式，实现飞行姿态的转换，简单可靠；进一步的，也就是说很好的解决了可靠性、稳定性，安装和检修等指标。
5.为实现上述目的，本发明提供一种双引擎嵌入式3d打印构件飞行姿态转换无人机，其特征在于，包括：平台组，用于所述飞行姿态转换电机的嵌入，本身在飞行状态时也用作为浮力/或升力提升；机翼组，用于飞行状态的转换包括投影面积的扩大，像飞机翅膀一样用作为浮力/或升力提升；尾翼组，用于飞行姿态稳定和调整包括投影面积的扩大，像飞机尾翼一样用作为水平和转弯控制；引擎组，用于驱动起飞和飞行时的姿态转换；吊装体，用于摄像机的安装包括水平和垂直调节/或物件的递送。
6.优选的，所述的飞行姿态转换无人机，其特征在于，所述平台组包括：所述平台，两侧内置机翼姿态控制电机，用于同步带动机翼在水平和垂直之间变
换，实现起飞升空和飞行状态的变换；以及后部同轴内置尾翼姿态控制电机，用于带动各自尾翼在超水平和垂直之间变换，实现起飞和飞行状态时在空位置的高度和方位调节。
7.优选的，所述的飞行姿态转换无人机，其特征在于，所述引擎驱动电机包括：所述引擎驱动电机，安装在两机翼前段的中部的驱动电机，用于完成垂直和前进方向的驱动，以现实垂直起飞和巡航飞行。
8.优选的，所述的飞行姿态转换无人机，其特征在于，所述吊装体包括：所述吊装体包括，用于吊装摄像机或快递物件，以完成巡航包括空中悬停中对地面拍摄或物件的投送。
9.优选的，所述的飞行姿态转换无人机，其特征在于，所述吊装体还包括：所述吊装体包括：用于飞行的锂电池、飞行控制电路、姿态传感电路包括高度和方向、5g或gps定位电路等。
10.优选的，所述的飞行姿态转换无人机，其特征在于，所述吊装体还包括：所述吊装体中有带电机的谐波减速器，用于摄像机的水平和垂直方向的转换，以完成巡视中的前进的障碍图形识别和地面的拍摄。
11.本发明提供的双引擎嵌入式3d打印构建飞行姿态转换无人机，通过对装置各部件的优化和模块化设计，尤其大部分部件均可通过3d打印工艺制成，内部蜂巢结构，实现了轻量化。进一步的，该无人机姿态变换电机嵌于平台中以及引擎驱动嵌入在机翼上，充分彰显了结构简单，降低了工艺难度和制造成本，易于检查和维修等特点。显见，该无人机成本低，结构强度有保障，工艺简单，易于实现，可进行大批量生产。最重要的它的很好的适应性和实用性，可以很好的推进该无人机的普及和应用。
附图说明
12.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机巡航姿态时的装备示意图；图2为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机垂直起飞时的装备示意图；图3为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机平台结构示意图；图4为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机机机翼结构示意图；图5为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机机尾翼结构示意图；图6为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机引擎组结构示意图；图7为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机平台组装配示意图；图8为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机吊装体结构示意图；图9为本发明第二实施例飞行姿态转换无人机吊装体结构示意图；图10为本发明第二实施例飞行姿态转换无人机巡航姿态时的装备示意图；图11为本发明第二实施例飞行姿态转换无人机垂直起飞时的装备示意图；具体实施方案以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
13.但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。
14.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
15.图1为本发明实施例飞行姿态转换无人机巡航状态时的装备示意图；图中无人机包括：平台组1、机翼组2、双引擎组3、尾翼组4、吊装体5。平台1，呈矩形块状，作为主件，放置在中心位置；该件是用 3d打印工艺制作，用于嵌入和胶粘姿态控制电机，并能在飞行状态时附带产生迎风浮力/或升力。嵌入在机翼中的双引擎驱动电机，通过机翼的展开，所形成质量中心前移，在两叶片中心的连线的轴线上，实现了在空旋转，以完成飞行姿态的转换。两侧有机翼组2，用铰链方式与平台1实现动态连接；机翼姿态控制电机22（图中未显示，见图7）嵌入和胶粘在平台上的凸缘内，当机翼姿态控制电机工作时能控制机翼组在水平和垂直面上转动，实现姿态巡航飞行和垂直起飞飞行姿态的转换；通过翼展的扩大投影面积方式，产生飞行时的浮力/或升力，使得驱动的需求力下降，巡航飞行加长。后端有尾翼组4 ，同样用铰链方式与平台1连接；尾翼姿态控制电机42（图中未显示，见图7）嵌入和胶粘在平台上的凸缘内，当尾翼姿态控制电机分别工作时，能控制尾翼组在垂直面上到大于水平面的转动，实现姿态巡航飞行的水平方面的平衡和转向，也包括附带扩大产生飞行时的浮力/或升力作用。在平台下有吊装体5，用胶粘或热熔方式连接在平台1上，在平台与吊装体之间留有风道，以便平台以及尾翼产生飞行时的浮力/或升力提升。
16.图2为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机垂直起飞时的结构示意图；处于垂直起飞状态，是由：平板组1、机翼组2、两驱动组3、尾翼组4、吊装体5。由图可见，是两引擎组驱动；起飞前引擎组、机翼、尾翼都处于紧缩状态，体型如箱体，缩小了投影面积，便于垂直起飞的能耗。对比图1，当机翼（包括尾翼）展开时，质心前移，在两叶片的连线形成轴线在空旋转，形成飞行姿态的转换。可选的，在机翼或吊装体上部，可设置把手，便于携带。
17.图3为本发明第一实施例无人机平台结构示意图；如图所示，平板11作为主件立放在右侧，是用3d打印制作。在该件上三面上有凸缘a11，作为包含轴承的铰链，用于机翼和尾翼的铰接。上部两侧凸缘有圆孔，用于机翼姿态控制电机胶粘的平行插入；在凸缘间有切口，以形成包含有轴承铰链支撑，用于机翼包括姿态控制电机的轴线与平台间无障碍转动，即带动机翼从与平台垂直到水平之间的转换，实现起飞到巡航的姿态转换。同样，下部凸缘两侧有圆孔，用于机翼姿态控制电机胶粘的对称插入；在凸缘间有切口，以形成包含有轴承铰链结构，用于尾翼包括姿态控制电机的轴线与平台间无障碍转动，即带动尾翼从与平台从垂直到过水平之间的转换，实现起飞到巡航的姿态转换的水平控制。在中部预留切槽b11，用于吊挂体涂胶嵌入/或热熔焊接，形成缩小截面状-即共用平面。
18.根据本发明上述第一实施例提供的平台，作为基础构件，是用3d打印工艺完成；工艺简单，实现便捷，在有轻量化（内部蜂巢结构）和结构强度选择。姿态控制电机有机的嵌入或粘连在凸缘孔内，无外挂一体化结构（不包括吊装体），结构简洁可靠。
19.图4为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机机翼结构示意图；由图，机翼21放置在平台两侧，是用3d打印工艺制作。在该件（前侧倒置）上有凸缘b21用于铰链平台动态连接。在凸缘b21上孔中留有平面，用于插入机翼姿态控制电机轴体时，形成平面衔接，带动同步转动。有预留弧形槽口a21便于机翼姿态控制电机滑动嵌入，并与平台粘接，形成定轴转
动。机翼呈薄片状，以减小截面引起的风阻，其中，在顶端转角结构，似飞机尾翼，能起到稳流作用，对飞行巡航中对抗风有利。在中部有凸缘c21，用于引擎驱动电机涂胶嵌入，形成一体结构，结构简洁。
20.根据本发明上述第一实施例飞行姿态转换无人机提供的机翼，作为扩大投影面积的翼展，是用3d打印工艺完成；工艺简单，实现便捷，在有轻量化（内部蜂巢结构）和结构强度选择。姿态控制电机有机的滑动嵌入弧形槽内，同样引擎驱动电机也有机涂胶嵌入，呈一体化结构，简洁可靠。
21.图5为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机尾翼结构示意图；由图，尾翼41放置在平台下端，是用3d打印工艺制作。该件呈倒置状，在上部有凸缘b41，用于铰链与平台动态连接；在凸缘上的孔内留有平面，用于插入尾翼姿态控制电机轴插入，形成平面衔接，带动同步转动；有预留弧形槽口a41，用于与平台固定的姿态控制电机滑动嵌入，自由转动；有预留切口d41，在巡航时能形成加大溢流效果，以解决下截面引起的涡流；在两侧端有转角结构的竖直面c41，有利于在巡航状态时，似飞机尾翼，能起到稳流抗风作用。
22.根据本发明上述第一实施例飞行姿态转换无人机提供的尾翼，是用3d打印工艺完成；工艺简单，实现便捷，在有轻量化（内部蜂巢结构）和结构强度选择。姿态控制电机有机的滑动嵌入弧形槽体上，两尾翼可非同步转动，实现巡航时的水平飞行和转向时的控制；关键时一体化结构，简洁可靠。
23.图6为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机引擎组装配示意图；由图，引擎组是由驱动电机31、输出轴32、叶片33组成。以引擎姿态控制电机中心，涂胶插入在机翼两侧凸缘孔内并形成固定；当引擎姿态控制电机31转动时，通过输出轴形成叶片33的转动，实现驱动向前力。
24.根据本发明上述实施飞行姿态转换无人机例提供的引擎组，宜用高效电机例如无刷电机实现；由于插入在机翼上，结构简洁。
25.图7为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机平台组装配示意图；由图，在装备体上配置有：平台11，机翼姿态控制电机22，机翼支撑轴承23，尾翼姿态控制电机42，尾翼支撑轴承43等。上部两侧凸缘孔内涂胶插入机翼姿态控制电机22，其他凸缘孔内嵌入轴承23，用作活动支撑，实现机翼姿态转换。同样，后端两侧凸缘孔内涂胶对称插入尾翼姿态控制电机42和中部支撑轴承43，用于机翼姿态控制，实现尾翼对飞行巡航高度和方向的适时控制。
26.根据本发明第一实施例提供的平台组装配示意图可见，姿态控制电机都集成在平台上，且姿态控制电机与减速器一体化集成，结构简练，无外挂（不包括吊装体），对飞行状态时的阻力减小非常有利。
27.图8为本发明第一实施例飞行姿态转换无人机吊装体结构示意图；由图，吊装体51安装在平台下方，由3d打印工艺制作。上部留有空气流通通道，下部有电源盒54。再下部有空间，用于视频探头和电路的安装。后端下部有带电机的谐波减速器52，用于视频探头53在水平和垂直方向的转换。在上部平面与平台涂胶/或热熔粘连，形成公用面状。两侧有保留的薄壁体，似飞机尾翼，在飞行时有整流作用，对巡航状态时的飞行稳定非常有利。
28.根据本发明上述实施例飞行姿态转换无人机提供的吊装体，是用3d打印工艺完成；显现工艺简单，实现便捷，在有轻量化（内部蜂巢结构）和结构强度选择。在风道下部电源盒用于放置锂电池、控制电路包括基本的飞行控电路、位置传感、5g视频传送电路或gps
定位电路等。
29.图9为本发明第二实施例飞行姿态转换无人机吊装体装备示意图；由图，该装备包括：箱体51、控制电机55,、下卸板56、面板57、电源盒58等。该吊装体，安装在平台下方，由3d打印工艺制作。前部留有风道，用于平台在巡航状态时产生浮力/或升力和稳流作用。在上部有内藏空间，用于放置电池和控制电路等。后部面板57上有通心轴，用于面板掀起，存放快件。后部后侧控制电机55和下卸板54共同作用，用于完成快递物件的低空下货或人工接货。
30.图10为本发明第二实施例飞行姿态转换无人机巡航状态时的结构示意图；由图可见，外形特征与图1相像的扩大版，在此不做介绍。
31.图11为本发明第二实施例飞行姿态转换无人机起飞状态时的结构示意图；由图可见，外形特征与图2相像的扩大版，在此不做介绍。
32.综上所述，本发明的实施例一种双引擎飞行姿态转换无人机，具有明显的结构紧缩特征和飞行状态时的机翼展开特征，使得飞行时的能耗大幅度降低，巡航能力有了必要的强化。主件是系3d打印工艺制备，得到很好的优化包括轻量化化结构，使得了结构简练，对整体的制成带来了方便，也使成本得到了很好的控制。嵌于平台的姿态控制电机对引擎、机翼、尾翼控制带来了很好的有机配合，体积减小；同时，对引擎和尾翼的分别控制，加强了飞行姿态的很好的把控。总之双引擎飞行姿态转换无人机易于实现且可进行大批量生产，可以进一步推进无人机技术的普及和应用。
33.以上所述仅为本发明的优选第一实施例、第二实施例并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之。