一种可垂直起降的变掠翼飞行器的制作方法

一种可垂直起降的变掠翼飞行器
【技术领域】
1.本发明涉及飞行器领域，特别涉及一种可垂直起降的变掠翼飞行器。


背景技术：

2.随着任务复杂性和需求形式多样性的提高，越来越多的飞行任务对飞行器都有了更高的需求。目前，对于变几何形状的飞机，即“变掠翼飞机(schwenkfluegler)”，这种已知的飞行器包括机身(rumpf)，机身带有从两侧在横向上伸出的成对的机翼，机翼相应具有关于机身静止布置的内部固定机翼段和联接在固定机翼末端处且围绕其摆动轴线可摆动的外部活动机翼段。通过活动机翼段的打开增加翼展，可以低速滑翔，增加航程，而通过活动机翼段的收合，可以实现高速飞行，即可以实现两种飞行模式的转换。但是目前的变掠翼飞机的结构无法实现垂直起降，不能很好的满足不同飞行情况以及不同场地下的各个要求。


技术实现要素：

3.鉴于上述内容，有必要提供一种可垂直起降的变掠翼飞行器，该飞行器结构简单，不仅能够垂直起降，而且能够实现低速滑翔和高速飞行两种飞行模式的转换，以适应不同飞行任务需求，提升飞行效率，飞行稳定性高。
4.为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
5.一种可垂直起降的变掠翼飞行器，包括机身以及设于所述机身左右两侧的机翼，还包括可变向螺旋桨，所述可变向螺旋桨设于所述机身或者所述机翼上；所述机翼包括固定机翼、收纳机翼和活动机翼，所述固定机翼的一端与所述机身固定连接，所述固定机翼的后侧面与所述收纳机翼的前侧面一体连接，所述收纳机翼的内侧面与所述机身连接，所述收纳机翼的外侧面开设有与所述活动机翼适配的收纳槽，所述活动机翼的一端通过转动组件与所述固定机翼的另一端可转动连接，所述活动机翼可受力外展至与所述固定机翼水平或收合至所述收纳槽中。
6.进一步的，所述固定机翼另一端的端面开设有连接槽，所述连接槽和所述收纳槽一体连通，所述活动机翼的一端插接于所述连接槽内并与所述转动组件连接。
7.进一步的，所述转动组件包括驱动齿轮、卡位杆和安装轴，所述驱动齿轮可转动安装于所述固定机翼上，所述卡位杆的一端与所述固定机翼可转动连接，所述活动机翼的一端通过所述安装轴可转动的安装于所述固定机翼上，所述活动机翼一端端口的一侧设有与所述卡位杆适配的卡位槽，且所述活动机翼一端的端口上还设有呈弧形的齿条，所述齿条从所述卡位槽延伸至所述活动机翼一端端口的另一侧，所述齿条与所述驱动齿轮啮合，在所述驱动齿轮的驱动下，所述活动机翼可外展至所述卡位杆卡合于所述卡位槽中或收合于所述收纳槽中。
8.进一步的，所述收纳槽内侧面设有填充气囊，所述填充气囊在充满气体时可刚好填充所述收纳槽。
9.进一步的，所述收纳机翼的宽度从前到后不断减小，且所述收纳机翼的后端至少
所述机身的机尾平齐。
10.进一步的，所述收纳机翼后端的顶面上设有尾翼。
11.进一步的，所述可变向螺旋桨为一对，一对所述可变向螺旋浆对称设于两个所述固定机翼的顶面上且位于靠近所述活动机翼的一端。
12.更进一步的，所述可变向螺旋桨包括连接杆、变向器、转动驱动机构和浆叶机构，所述连接杆的下端与所述固定机翼连接，所述连接杆的上端安装有安装板，所述安装板上安装有所述变向器和所述转动驱动机构，所述转动驱动机构安装在所述变向器的输出端上或活动穿设在所述变向器内，所述转动驱动机构的输出端与所述浆叶机构连接。
13.进一步的，所述可变向螺旋桨为一个，一个所述可变向螺旋桨设于所述机头处。
14.更进一步的，所述可变向螺旋桨包括安装座、变向器、转动驱动机构和浆叶机构，所述安装座的后侧与所述机头连接，所述变向器安装在所述安装座上，所述转动驱动机构安装在所述变向器的输出端上或安装在所述机身上且活动穿设所述变向器，所述转动驱动机构的输出端与所述浆叶机构连接。
15.本发明具有以下有益效果：
16.该飞行器通过设置可外展和收合的活动机翼，在外展时可以有效地拓展机翼的展弦比，提升整机续航性能，有效的拓展飞行器的飞行航时，在收合时可以实现高速飞行，即能够实现低速滑翔和高速飞行两种飞行模式的转换，以适应不同飞行任务需求，提升飞行效率；与此同时，通过设置可变向的螺旋桨能够通过螺旋桨的变向实现飞行器的垂直起降和辅助飞行。此外，通过机翼各个部件的合理、科学设置结合，能够有效提高飞行器飞行运动的稳定性、安全性。
【附图说明】
17.图1是本发明一种可垂直起降的变掠翼飞行器外展状态的立体结构示意图。
18.图2是图1的俯视图。
19.图3是图1的仰视图。
20.图4是本发明飞行器活动机翼处于收合状态的仰视图。
21.图5是图1的正视图。
22.图6是本发明固定机翼和活动机翼的连接结构示意图。
23.图7是本发明一种可垂直起降的变掠翼飞行器外展状态的另一立体结构示意图。
24.主要元件符号说明
25.图中，1-机身，2-固定机翼，21-连接槽，3-收纳机翼，31-收纳槽，4-活动机翼，41-卡位槽，42-齿条，5-可变向螺旋桨，51-连接杆，52-变向器，53-转动驱动机构，54-桨叶机构，55-安装座，541-强化环，542-桨叶，543-转动座，6-尾翼，7-卡位杆，8-安装轴，9-驱动齿轮。
26.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件，当部件被称为“设置在中部”，不仅仅是设置在正中间位置，只要不是设置在两端部都属于中部所限定的范围内。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
29.请参阅图1至图3和图5，在本发明的一种较佳实施方式中，一种可垂直起降的变掠翼飞行器，包括机身1、设于所述机身1左右两侧的机翼以及设于所述机翼上可变向螺旋桨5。所述机翼包括固定机翼2、收纳机翼3及活动机翼4，所述固定机翼2的一端与所述机身1固定连接，所述固定机翼2的后侧面与所述收纳机翼3的前侧面一体连接，所述收纳机翼3的内侧面与所述机身1连接，所述收纳机翼3的宽度从前到后不断减小，且所述收纳机翼3的后端至少与所述机身1的机尾平齐，所述收纳机翼3的外侧面开设有与所述活动机翼4适配的收纳槽31，所述收纳机翼3后端的顶面上设有尾翼6，一对所述尾翼6的固定设置，能够提升飞行器的平衡性。通过所述固定机翼2和所述收纳机翼3与所述机身1的翼身融合设计，能够提高机身面积，从而提高升力和使用效果。
30.所述固定机翼2的另一端通过转动组件与所述活动机翼4的一端可转动连接，在所述转动组件的驱动下，所述活动机翼4可受力外展至与所述固定机翼2水平或收合至所述收纳槽31中。
31.继续参阅图6，在本实施例中，所述固定机翼2和所述活动机翼4通过所述转动组件连接具体的关系如下：所述转动组件包括驱动齿轮9、卡位杆7和安装轴8，所述固定机翼2另一端的端面开设有连接槽21，所述连接槽21和所述收纳槽31一体连通，所述活动机翼4的一端插接于所述连接槽21内，所述卡位杆7位于所述连接槽21内且其一端与所述固定机翼2可转动连接，所述活动机翼4的一端通过所述安装轴8可转动的安装于所述固定机翼2上，所述活动机翼4一端端口的一侧设有与所述卡位杆7适配的卡位槽41，且所述活动机翼4一端的端口上还设有呈弧形的齿条42，所述齿条42从所述卡位槽41延伸至所述活动机翼4一端端口的另一侧，所述驱动齿轮9可转动的安装于所述连接槽21内且位于所述卡位杆7的后方，所述齿条42与所述驱动齿轮9啮合，在所述驱动齿轮9的正向驱动下，所述活动机翼4可从收合状态逐渐转动外展至所述卡位杆7卡合于所述卡位槽41中固定，此时所述活动机翼4与所述固定机翼2稳定位于同一水平线上，而在所述驱动齿轮9的反向驱动下，所述活动机翼反向转动从外展状态收合至位于所述收纳槽31中(如图4所示)，在收合过程中，所述卡位杆7受所述齿条顶出从所述卡位槽中41中脱离。通过机翼外展，可以有效地拓展机翼的展弦比，提升整机续航性能，有效的拓展飞行器的飞行航时，而机翼在收合时可以实现高速飞行，即能够实现低速滑翔和高速飞行两种飞行模式的转换，以适应不同飞行任务需求，提升飞行效率。
32.所述可变向螺旋桨5为一对，一对所述可变向螺旋桨5对称设于左右两个所述固定机翼2的顶面且位于靠近所述活动机翼4的一端，用于提供动力以及转舵，其包括连接杆51、变向器52、转动驱动机构53和浆叶机构54，所述连接杆51的下端与所述固定机翼2连接，所
述连接杆51的上端安装有安装板，所述安装板安装有所述变向器52，所述变向器52的输出端与所述转动驱动机构53连接，所述转动驱动机构53的输出端与所述浆叶机构54连接(或者所述转动驱动机构53安装在所述安装板上，所述转动驱动机构53的输出端活动穿设所述变向器52的器身并与所述浆叶结构54连接)。所述变向器52能够实现空间摆动并保持改变后的空间摆角，从而改变所述浆叶机构54的角度，以适应多种应用场合，便于后期操控，所述转动驱动机构53用于提供转动力以使所述浆叶机构54旋转。所述桨叶机构54具体包括转动座543、若干桨叶542以及强化环541，所有所述桨叶542沿所述转动座543的周向方向均匀设置在所述转动座543的外周上，所述转动座543与所述转动驱动机构53的输出端连接，所述强化环541的内侧与所述桨叶542向外的一端连接，在桨叶542向外的一端通过强化环541来连接，可以有效提高桨叶542向外一端的强度，使得桨叶机构54在转动中心方向发生改变时，强化环541能够减少使得桨叶542向外的一端的抗形变能力，提高整个桨叶机构54的转动稳定性，减低振动。
33.在本实施例中，所述连接杆51朝向前侧和外侧倾斜，所述连接杆51的倾斜设置结合所述桨叶机构54的变向，能够提升飞行器使用的安全性能，保证在一个所述可变向螺旋桨失灵的情况下，依靠另一个所述可变向螺旋桨仍然能够平稳降落。
34.在本实施例中，所述变向器52和所述转动驱动机构53的结构以及相互之间的连接结构均为现有技术，可以采用如中国实用新型专利cn 216232961 u抗干扰性强的旋翼装置及飞行器中记载的变向器和转动驱动机构(即动力机构)以及对应的连接结构，也可以采用现有技术中其他变向器和转动驱动机构，只要能够实现所述浆叶机构54的空间摆动变向以及转动即可。
35.在本实施例中，所述收纳槽31内侧面设有填充气囊(图中未显示)，所述填充气囊在充满气体时可刚好填充所述收纳槽31，在所述活动机翼4处于外展状态时，向所述填充气囊充气填充所述收纳槽31以进一步提高飞行器运动的稳定性。
36.通过可展翼结构和一对可变向螺旋桨5的结合，使得飞行器的承载力大大提升，既可用于无人机也可用于载人机。
37.参阅图7，在本发明的另一实施例中，所述可变向螺旋浆5仅为一个，一个所述可变向螺旋桨5设于所述机身1的机头上，所述可变向螺旋桨5包括安装座55、变向器52、转动驱动机构(图中未显示)和浆叶机构54，所述安装座55的后侧与所述机身1的机头连接，所述变向器52安装在所述安装座55上，所述转动驱动机构安装在所述变向器的输出端上或安装在所述机身1上且活动穿设所述变向器52(可降低机身外重量)，所述转动驱动机构的输出端与所述浆叶机构54连接。通过一个所述可变向螺旋桨5设于机头的机型设计，使得飞行器能够轻量化，适用范围更广。
38.在本发明的另一实施例中，所述转动组件可以采用现有技术的其他结构，只要能够实现所述活动机翼的稳定外展和收合即可。
39.上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。