本發(fā)明涉及飛行器領(lǐng)域，特別涉及一種帶有多旋翼的固定翼飛行器。

背景技術(shù)：

在航空領(lǐng)域常見(jiàn)的飛行器有固定翼和多旋翼，其中，固定翼依靠引擎推動(dòng)，引擎驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生平行于機(jī)身軸線的水平推力，使固定翼可以在空中高速飛行。但是由于引擎不能產(chǎn)生垂直于機(jī)身軸線的升力，所以固定翼只能通過(guò)固定翼與空氣間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)獲得升力，以克服固定翼的重力，升力的大小和固定翼與空氣間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度存在正相關(guān)關(guān)系，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度越大，固定翼所獲得的升力也越大。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的固定翼存在著兩個(gè)缺點(diǎn)：第一，起飛時(shí)需要較長(zhǎng)的跑道才能使固定翼獲得足夠的水平速度，以使固定翼獲得足夠的升力起飛；第二，固定翼在起飛后需要保持足夠的飛行速度才能獲得足夠的升力以克服自身的重力。

多旋翼依靠引擎使多旋翼的螺旋槳繞自身軸線自轉(zhuǎn)，多旋翼通過(guò)螺旋槳自轉(zhuǎn)時(shí)與空氣產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)獲得升力。由于多旋翼產(chǎn)生的升力直接由引擎驅(qū)動(dòng)螺旋槳自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生，因此多旋翼起飛無(wú)需具有水平飛行速度，即不再依賴跑道，克服了固定翼依賴較長(zhǎng)跑道的缺點(diǎn)。同時(shí)，多旋翼也克服了固定翼起飛后需要保持足夠的飛行速度的缺點(diǎn)，多旋翼可以垂直升降、空中懸停、向前后左右飛行，具有飛行姿態(tài)多樣化的優(yōu)點(diǎn)。但是由于多旋翼提供的主要是升力，多旋翼無(wú)人機(jī)獲得的平行于機(jī)身軸線的水平推力較小，所以水平飛行速度較慢。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中，飛行器要么需要依賴長(zhǎng)跑道，且起飛后需要保持足夠的飛行速度；要么水平飛行速度較慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提供了一種結(jié)合固定翼與多旋翼的結(jié)構(gòu)的飛行器，它解決了現(xiàn)有飛行器受起降場(chǎng)地限制及水平飛行速度緩慢的缺陷。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了一種帶有多旋翼的固定翼飛行器，包括：

機(jī)身；

兩機(jī)翼，兩所述機(jī)翼分別活動(dòng)固定在所述機(jī)身兩側(cè)，兩所述機(jī)翼呈V型設(shè)置，且開(kāi)口朝向所述機(jī)身尾部；

第一推進(jìn)裝置，所述第一推進(jìn)裝置耦接在所述機(jī)身上，所述第一推進(jìn)裝置用以對(duì)飛行器產(chǎn)生水平拉力或水平推力；

第二推進(jìn)裝置，所述第二推進(jìn)裝置耦接在所述機(jī)身或所述機(jī)翼上，所述第二推進(jìn)裝置用以對(duì)飛行器產(chǎn)生縱向升力。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述機(jī)身具有一對(duì)稱面，兩所述機(jī)翼分別對(duì)稱設(shè)置在所述對(duì)稱面的兩側(cè)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述飛行器的重心位于所述對(duì)稱面上。

在一個(gè)實(shí)施例中，兩所述機(jī)翼為一體式結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述機(jī)身上設(shè)置有第一插槽，所述機(jī)翼嵌入所述第一插槽內(nèi)與所述機(jī)身連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述機(jī)翼的翼梢延伸有翼尖小翼。

在一個(gè)實(shí)施例中，兩所述機(jī)翼均與所述對(duì)稱面相互垂直。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一推進(jìn)裝置包括一個(gè)第一電機(jī)和一個(gè)第一螺旋槳，所述第一電機(jī)的輸出軸耦接所述第一螺旋槳；

所述第二推進(jìn)裝置包括至少一個(gè)第二電機(jī)和至少一個(gè)第二螺旋槳，所述第二電機(jī)的數(shù)量和所述第二螺旋槳的數(shù)量相等，且每個(gè)所述第二電機(jī)的輸出軸均耦接有一個(gè)所述第二螺旋槳。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電機(jī)的輸出軸軸線位于所述對(duì)稱面上，且所述第一電機(jī)的輸出軸軸線與所述機(jī)身軸線相互平行或重合。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一螺旋槳通過(guò)第一電機(jī)與所述機(jī)身頭部連接，所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述第一螺旋槳自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生對(duì)所述飛行器向前的水平拉力。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電機(jī)嵌入所述機(jī)身尾部?jī)?nèi)，且所述第一電機(jī)的輸出軸與所述機(jī)身軸線重合，所述第一電機(jī)的輸出軸穿出所述機(jī)身尾部外與所述第一螺旋槳耦接，所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述第一螺旋槳自轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生對(duì)所述飛行器向前的水平推力。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述機(jī)身頭部下側(cè)設(shè)置有光電吊艙，所述光電吊艙內(nèi)設(shè)置有攝像頭。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二電機(jī)的輸出軸軸線與所述機(jī)身軸線相互垂直，且所述第二電機(jī)的輸出軸軸線與所述對(duì)稱面相互平行或重合。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二電機(jī)的數(shù)量為一個(gè)，且所述第二電機(jī)與所述機(jī)身連接，所述第二電機(jī)的輸出軸軸線與所述對(duì)稱面重合，且所述第二電機(jī)的輸出軸軸線通過(guò)所述飛行器的重心。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二電機(jī)的輸出軸軸線與所述機(jī)身軸線相互垂直，且所述第二電機(jī)的輸出軸軸線與所述對(duì)稱面的夾角大于0°。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二電機(jī)的輸出軸軸線與所述對(duì)稱面之間朝上的夾角為8°，或者所述第二電機(jī)的輸出軸軸線與所述對(duì)稱面之間朝下的夾角為8°。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二電機(jī)通過(guò)支架與所述機(jī)身或所述機(jī)翼連接，所述支架包括橫桿和縱桿，所述橫桿第一端與所述機(jī)身或所述機(jī)翼連接，所述橫桿上還連接有所述縱桿第一端，所述縱桿第二端與所述第二電機(jī)連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述橫桿和縱桿為組裝結(jié)構(gòu)或一體式結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二電機(jī)嵌入所述縱桿第二端內(nèi)部，所述第二電機(jī)的輸出軸穿出所述縱桿第二端外，并與所述第二螺旋槳耦接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述橫桿的第一端與所述機(jī)翼連接，所述橫桿軸線與所述機(jī)身軸線相互平行，且所述橫桿軸線與所述縱桿軸線相互垂直。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二電機(jī)的數(shù)量為四個(gè)，其中兩個(gè)所述第二電機(jī)設(shè)置在所述對(duì)稱面的第一側(cè)，另兩個(gè)所述第二電機(jī)設(shè)置在所述對(duì)稱面的第二側(cè)，且設(shè)置在所述對(duì)稱面第一側(cè)的兩個(gè)所述第二電機(jī)與設(shè)置在所述對(duì)稱面第二側(cè)的兩個(gè)所述第二電機(jī)沿所述對(duì)稱面對(duì)稱設(shè)置，其中位于所述對(duì)稱面第一側(cè)的兩個(gè)所述第二電機(jī)或位于所述對(duì)稱面第二側(cè)的兩個(gè)所述第二電機(jī)分別位于所述機(jī)翼的兩側(cè)。

在一個(gè)實(shí)施例中，位于所述對(duì)稱面同一側(cè)的兩個(gè)所述橫桿的第一端相連接，或者位于所述對(duì)稱面同一側(cè)的兩個(gè)所述橫桿為一體式結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述橫桿位于所述機(jī)翼的上側(cè)或下側(cè)。

在一個(gè)實(shí)施例中，四個(gè)所述第二電機(jī)中的至少兩者，用以調(diào)整所述飛行器俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航中的至少一者。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述橫桿的第一端與所述機(jī)身連接，所述橫桿軸線與所述機(jī)身軸線相互垂直，且所述橫桿軸線與所述縱桿軸線相互垂直設(shè)置。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供了如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明的飛行器結(jié)合了固定翼和多旋翼的結(jié)構(gòu)，包括對(duì)飛行器產(chǎn)生水平拉力或水平推力的第一推進(jìn)裝置，以及多飛行器產(chǎn)生縱向升力和縱向推力的第二推進(jìn)裝置；

(2)本發(fā)明的飛行器具有像固定翼一樣的具有懸停能力，對(duì)跑道無(wú)依賴，以及零速度起飛著陸等優(yōu)點(diǎn)，且具有像多旋翼一樣具有較高的水平飛行速度，以及具有更大的航程等優(yōu)點(diǎn)。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述帶有多旋翼的固定翼飛行器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見(jiàn)的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施方案、變形方案、改進(jìn)方案、等同方案以及沒(méi)有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

參閱附圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所述的一種帶有多旋翼的固定翼飛行器(以下簡(jiǎn)稱飛行器)，其中所述飛行器可為有人駕駛飛行器、無(wú)人駕駛航空器或遙控式飛行器。特別地，所述飛行器是一個(gè)結(jié)合了固定翼和多旋翼結(jié)構(gòu)，且分別具備固定翼和多旋翼優(yōu)點(diǎn)的飛行器，比如，所述飛行器能夠以多旋翼飛行的方式縱向起飛，具有對(duì)跑道無(wú)依賴，具備懸停能力以及零速度起飛著陸等優(yōu)點(diǎn)，并能以固定翼飛行的方式水平飛行，具有較高的水平飛行速度，并具有更大的航程。

在本實(shí)施例中，所述帶有多旋翼的固定翼飛行器，包括機(jī)身1和兩機(jī)翼2，機(jī)身1具有一對(duì)稱面，飛行器的重心位于該對(duì)稱面上，其中兩機(jī)翼2分別對(duì)稱設(shè)置在對(duì)稱面的兩側(cè)，且兩機(jī)翼2活動(dòng)固定在機(jī)身1兩側(cè)，例如機(jī)身1兩側(cè)分別設(shè)置有第一插槽，機(jī)翼2嵌入第一插槽內(nèi)與機(jī)身1連接，方便機(jī)翼2的安裝和拆卸。另外，兩機(jī)翼2還呈V型設(shè)置，且開(kāi)口朝向機(jī)身1尾部，該開(kāi)口的夾角為120°～140°，優(yōu)選地，開(kāi)口的夾角為132.30°。進(jìn)一步地，兩機(jī)翼2均與對(duì)稱面相互垂直。

在其它實(shí)施例中，兩機(jī)翼2為一體式結(jié)構(gòu)，因此，該第一插槽的數(shù)量可以為一個(gè)，一體式的兩機(jī)翼2嵌入該第一插槽內(nèi)與機(jī)身1連接。

在本實(shí)施例中，機(jī)翼2的翼梢延伸有翼尖小翼3，該翼尖小翼3用以減小機(jī)翼誘導(dǎo)阻力，可為單上小翼或上下小翼等，優(yōu)選地，翼尖小翼3向上延伸于機(jī)翼2的翼梢，且翼尖小翼3與機(jī)翼2之間的夾角為105°。

所述飛行器還包括第一推進(jìn)裝置，第一推進(jìn)裝置包括一個(gè)第一電機(jī)和一個(gè)第一螺旋槳4，第一螺旋槳4耦接在第一電機(jī)的輸出軸5上，第一電機(jī)的輸出軸5軸線位于對(duì)稱面上，且第一電機(jī)的輸出軸5軸線與機(jī)身1軸線平行或重合，進(jìn)而使飛行器在飛行過(guò)程中保持平衡。

在本實(shí)施例中，第一螺旋槳4通過(guò)第一電機(jī)與機(jī)身1頭部連接，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一螺旋槳4自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生對(duì)飛行器向前的水平拉力，因此，該飛行器像固定翼一樣具有高速度向前水平飛行的優(yōu)點(diǎn)。

在其它實(shí)施例中，第一螺旋槳4通過(guò)第一電機(jī)與機(jī)身1尾部連接，且第一電機(jī)的輸出軸5與機(jī)身1軸線重合，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一螺旋槳4自轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生對(duì)飛行器向前的水平推力。該第一電機(jī)與機(jī)身1尾部連接的方式包括：第一電機(jī)嵌入所述機(jī)身1尾部?jī)?nèi)，第一電機(jī)的輸出軸5穿出機(jī)身1尾部外與所述第一螺旋槳4耦接。另外，機(jī)身1頭部下側(cè)設(shè)置有光電吊艙10，光電吊艙10內(nèi)設(shè)置有攝像頭。

所述飛行器包括第二推進(jìn)裝置，第二推進(jìn)裝置包括至少一個(gè)第二電機(jī)和至少一個(gè)第二螺旋槳6，第二電機(jī)的數(shù)量和第二螺旋槳6的數(shù)量相等，每個(gè)第二電機(jī)的輸出軸7均耦接有一個(gè)第二螺旋槳6，因此，多個(gè)第二螺旋槳6中的每一個(gè)可獨(dú)立于其它第二螺旋槳6進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)飛行器的俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航等。其中，第二電機(jī)的輸出軸7軸線與機(jī)身1軸線相互垂直，且第二電機(jī)的輸出軸7軸線與機(jī)身1對(duì)稱面夾角為0°～10°，因此，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二螺旋槳6自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生對(duì)飛行器向上的縱向升力，使飛行器像多旋翼一樣具有對(duì)跑道無(wú)依賴，具備懸停能力以及零速度起飛著陸等優(yōu)點(diǎn)，作為優(yōu)選地，第二電機(jī)的輸出軸7軸線與機(jī)身1對(duì)稱面的夾角為0°，即第二電機(jī)的輸出軸7軸線與機(jī)身1對(duì)稱面相互平行或重合。更優(yōu)選地，第二電機(jī)的輸出軸7軸線與機(jī)身1對(duì)稱面之間朝上的夾角為8°，或者第二電機(jī)的輸出軸7軸線與機(jī)身1對(duì)稱面之間朝下的夾角為8°。

在本實(shí)施例中，機(jī)身1內(nèi)設(shè)置有飛行控制系統(tǒng)和電源等，飛行控制系統(tǒng)分別與第一電機(jī)和第二電機(jī)電連接，通過(guò)遙控器分別控制第一電機(jī)和第二電機(jī)工作，電源可為鋰電池，且電源分別為第一電機(jī)、第二電機(jī)和攝像頭等工作提供電能。除此之外，飛行器還包含副翼、升降舵和方向舵等常用部件。

在本實(shí)施例中，第二電機(jī)和第二螺旋槳6的數(shù)量均為一個(gè)，且第二電機(jī)與機(jī)身1連接，第二電機(jī)的輸出軸7軸線位于機(jī)身1對(duì)稱面上，第二電機(jī)的輸出軸7軸線與機(jī)身1軸線相互垂直，且第二電機(jī)的輸出軸7軸線通過(guò)飛行器的重心。

在其它實(shí)施例中，第二電機(jī)和第二螺旋槳6的數(shù)量均為一個(gè)以上，其中，第二電機(jī)通過(guò)支架連接機(jī)身1或機(jī)翼2，支架包括橫桿8和縱桿9，橫桿8第一端與機(jī)身1或機(jī)翼2連接，橫桿8上還連接有縱桿9第一端，縱桿9第二端與第二電機(jī)連接。第二電機(jī)嵌入到縱桿9第二端內(nèi)部，第二電機(jī)的輸出軸6穿出縱桿9第二端外，并與第二螺旋槳5耦接，第二螺旋槳5可以位于橫桿8的上側(cè)或下側(cè)。

在本實(shí)施例中，橫桿8和縱桿9為一體式結(jié)構(gòu)。

在其它實(shí)施例中，橫桿8和縱桿9為組裝式結(jié)構(gòu)，其中，橫桿8上設(shè)置有第二插槽，縱桿9第一端嵌入第二插槽內(nèi)與橫桿8連接。

作為優(yōu)選地，第二電機(jī)和第二螺旋槳6的數(shù)量均為四個(gè)，其中，兩個(gè)第二電機(jī)設(shè)置在對(duì)稱面的第一側(cè)，另兩個(gè)第二電機(jī)設(shè)置在對(duì)稱面的第二側(cè)，且設(shè)置在對(duì)稱面第一側(cè)的兩個(gè)第二電機(jī)與設(shè)置在對(duì)稱面第二側(cè)的兩個(gè)第二電機(jī)沿對(duì)稱面對(duì)稱設(shè)置，其中位于對(duì)稱面第一側(cè)的兩個(gè)第二電機(jī)或位于對(duì)稱面第二側(cè)的兩個(gè)第二電機(jī)分別位于機(jī)翼2的兩側(cè)。

在本實(shí)施例中，橫桿8的第一端與機(jī)翼2連接，橫桿8軸線與機(jī)身1軸線相互平行，且橫桿8軸線與縱桿9軸線相互垂直，第二螺旋槳6位于橫桿8的上側(cè)。并且，位于對(duì)稱面同一側(cè)的兩個(gè)橫桿8的第一端相連接，或者位于對(duì)稱面同一側(cè)的兩個(gè)橫桿8為一體式結(jié)構(gòu)。

在其它實(shí)施例中，橫桿8的第一端與機(jī)身1連接，橫桿8軸線與機(jī)身1軸線相互垂直，且橫桿8軸線與縱桿9軸線相互垂直設(shè)置。

下面介紹本實(shí)施例中的飛行器的操縱方法：

起飛時(shí)，第一電機(jī)不啟動(dòng)，第二電機(jī)啟動(dòng)，且第二電機(jī)帶動(dòng)第二螺旋槳6自轉(zhuǎn)，為飛行器提供向上的縱向升力，當(dāng)?shù)诙菪龢?產(chǎn)生的縱向升力大于起飛器的重力時(shí)，起飛器開(kāi)始起飛。

起飛后，飛行器飛行到一定高度后，第二電機(jī)帶動(dòng)第二螺旋槳6轉(zhuǎn)速保持不變，使飛行器保持平衡，然后啟動(dòng)第一電機(jī)，第一電機(jī)帶動(dòng)第一螺旋槳4自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生對(duì)飛行器的水平推力或水平拉力，此時(shí)起飛器的水平飛行速度開(kāi)始加速，起飛器進(jìn)入起飛狀態(tài)至水平飛行狀態(tài)的過(guò)渡階段，當(dāng)起飛器達(dá)到一定的水平飛行速度后，關(guān)閉第二電機(jī)，起飛器進(jìn)入水平飛行狀態(tài)。當(dāng)起飛器需要懸停時(shí)，關(guān)閉第一電機(jī)，使第一螺旋槳4產(chǎn)生的水平拉力或水平推力為零，然后啟動(dòng)第二電機(jī)，第二電機(jī)帶動(dòng)第二螺旋槳6自轉(zhuǎn)產(chǎn)生對(duì)飛行器的縱向升力，當(dāng)升力等于飛行器重力時(shí)，起飛器處于懸停狀態(tài)。在這之后，可通過(guò)至少兩個(gè)第二電機(jī)配合，使起飛器實(shí)現(xiàn)俯仰、滾轉(zhuǎn)或偏航等動(dòng)作。

降落時(shí)，第一電機(jī)關(guān)閉，第二電機(jī)降低第二螺旋槳6的轉(zhuǎn)速，使對(duì)飛行器向上的縱向升力減小，當(dāng)升力小于飛行器的重力時(shí)，飛行器開(kāi)始降落。

以上所述的實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，不能僅以本實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明的專(zhuān)利范圍采用，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本發(fā)明的專(zhuān)利范圍內(nèi)。