本申請要求2016年4月26日提交的法國專利申請fr1600688號的權(quán)益,該申請的全部內(nèi)容以參見的方式納入本文。
本發(fā)明涉及飛行器的領(lǐng)域,該飛行器沒有機載飛行員或機組人員。此種飛行器通常稱為“無人機”或者稱為無人飛行器(uav)。
更具體地說,本發(fā)明涉及一種具有至少三個提升和推進(jìn)旋翼的無人機,這些旋翼由至少三個獨立的電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)動并且由集中式控制系統(tǒng)所控制。
背景技術(shù):
此外,此類無人機可以是自動地,即具有自動的導(dǎo)航和駕駛裝置,或者這些無人機可以被遠(yuǎn)程地控制,即至少具有接收裝置,該接收裝置用于使用無線通信協(xié)議,例如通過無線電來接收控制信號。這些控制信號則使得裝配此種類型的無人機的至少三個旋翼的控制系統(tǒng)能被遠(yuǎn)程地控制。
因此,為了推進(jìn)此類無人機并且為這些無人機提供升力,每臺無人機均具有由那些至少三個旋翼形成的提升組件。雖然此種提升組件使得能執(zhí)行懸停飛行階段,但當(dāng)無人機行進(jìn)以達(dá)到遙遠(yuǎn)的位置時,不僅在懸停飛行階段期間,而且在巡航飛行階段期間,該提升組件都會消耗大量電能。
因此,具有至少三個提升和推進(jìn)旋翼的此類無人機并不具有長里程或者相當(dāng)大的耐力和/或無法執(zhí)行長距離任務(wù)。
因此,文獻(xiàn)wo2015/124556a1描述了一種具有四個旋翼的無人機,這些旋翼彼此并置并且固定于載體結(jié)構(gòu)。此種無人機還具有兩個半機翼,每個半機翼均包括能相對于載體結(jié)構(gòu)運動的部分。此外,這些可動部分適用于在展開位置和折疊位置之間折疊。
然而,在該無人機中,使得兩個可動部分能相對于載體結(jié)構(gòu)樞轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)軸線沿與由無人機的載體結(jié)構(gòu)所限定的平面相垂直的方向定向。因此,當(dāng)該半機翼的可動部分設(shè)置在折疊位置上時,這些可動部分抵靠于由載體結(jié)構(gòu)所限定的平面定位。因此,此種樞轉(zhuǎn)軸線并不平行于載體結(jié)構(gòu)的縱向方向設(shè)置,并且每個半機翼均能經(jīng)由該半機翼的縱向邊緣部段而與地面相接觸,該縱向邊緣部段包括由兩個半機翼所限定的翼型的尾緣和/或前緣。
因此,此種設(shè)置并不適合于使得兩個半機翼能形成無人機的起落架。具體地說,地面和機翼邊緣之間的重復(fù)接觸則會損壞具有兩個半機翼的此種無人機并且使得該無人機的飛行性能劣化。此外,在文獻(xiàn)wo2015/124556a1中描述的無人機的載體結(jié)構(gòu)的形狀是基本上正方形的。因此,此種無人機并不具有在縱向方向x上細(xì)長的形狀,其中半機翼適合于繞平行于縱向方向x的軸線折疊。
文獻(xiàn)us2013/0206921a1描述了一種具有兩個發(fā)動機的無人機,每個發(fā)動機均具有兩個對轉(zhuǎn)旋翼,這兩個對轉(zhuǎn)旋翼對稱地定位在中間平面的各一側(cè)上。此種無人機還具有兩個半機翼,這些半機翼適合于折疊以形成用于無人機的支承件,以使得發(fā)動機能以一定傾斜角度定向,該傾斜角度足以輸送部分垂直的推力,以使得無人機能垂直地起飛。
然而,在該無人機中,雖然每個半機翼的確具有可動部分,但回轉(zhuǎn)接頭的樞轉(zhuǎn)軸線并不平行于無人機的縱向方向定向。具體地說,當(dāng)無人機的縱向方向水平地定向時,樞轉(zhuǎn)軸線向前并且朝向地面傾斜。此種設(shè)置由此使得無人機能以其尾部以遠(yuǎn)小于90°的角度t站立以其。
文獻(xiàn)wo2016/003530a2描述了一種具有可折疊機翼的垂直起飛/降落無人機。然而,此種無人機僅僅具有一個中心旋翼,該中心旋翼使得其轉(zhuǎn)動軸線平行于無人機的縱向方向。類似于在文獻(xiàn)wo2015/124556a1中描述的無人機,每個半機翼的翼型的尾緣與地面相接觸,并且在任何情形下該尾緣均無法用作起落架。
文獻(xiàn)cn105129081a描述了一種具有四個并置旋翼的無人機,這些旋翼具有兩個不可折疊的半機翼。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提出一種無人機,該無人機具有至少三個提升和推進(jìn)旋翼并且使得能夠克服上述限制。因此,根據(jù)本發(fā)明的此種無人機可到達(dá)遠(yuǎn)離出發(fā)基地的位置,這些位置可能是幾十公里或者甚至是幾百公里遠(yuǎn),并且在合適的情形下該無人機也可返回至出發(fā)基地。此種里程上增大具體是通過在無人機執(zhí)行向前飛行階段期間減小至少三個旋翼的電能消耗來獲得。
因此,本發(fā)明提供一種無人機,該無人機包括載體結(jié)構(gòu)、至少三個提升和推進(jìn)旋翼以及控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)將至少一個電能供給至至少三個電動機,以分別驅(qū)動至少三個旋翼繞基本上垂直地設(shè)置的轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動并且用于產(chǎn)生垂直推力。至少三個旋翼縱向地隔開并且橫向地在側(cè)旁。
該無人機的特點首先在于,該無人機包括:
機翼,該機翼繞無人機的前后對稱平面p對稱地承載兩個半機翼,以至少用于增大無人機的升力,兩個半機翼的每個包括至少一個可動部分,該至少一個可動部分適合于以至少第一自由度而相對于無人機的載體結(jié)構(gòu)運動,以繞平行于無人機的縱向方向x的第一樞轉(zhuǎn)軸線r轉(zhuǎn)動,且每個可動部分適合于在折疊位置和展開位置之間運動,在該折疊位置中,每個可動部分的自由端部形成無人機的起落架,而在該展開位置中,每個可動部分增大無人機的升力;以及
兩個第一電子致動器,這兩個第一電子致動器分別使得兩個半機翼各自的每個可動部分能運動;以及
其次,控制系統(tǒng)將至少一個電源輸送至第一電子致動器,從而每個第一電子致動器能使得兩個半機翼的對應(yīng)可動部分在折疊位置和展開位置之間和/或反之在展開位置和折疊位置之間運動。
換言之,無人機的兩個半機翼的可動部分經(jīng)由回轉(zhuǎn)型接頭相對于載體結(jié)構(gòu)設(shè)置。半機翼的這些可動部分則可既經(jīng)由這些可動部分的自由端部而用作起落架,又用作固定機翼以暫時地增大無人機在飛行中的升力。這樣,當(dāng)半機翼展開時,減小驅(qū)動至少三個提升和推進(jìn)旋翼轉(zhuǎn)動的電動機的電能消耗。這兩個半機翼當(dāng)然也對稱地設(shè)置在無人機的載體結(jié)構(gòu)的各一側(cè)上,且這些半機翼的相應(yīng)翼展相對于無人機的縱向方向x基本上垂直地延伸。
至少三個電動機的轉(zhuǎn)動軸線也相對于縱向方向x垂直地設(shè)置,由此可在載體結(jié)構(gòu)保持基本上水平的同時產(chǎn)生垂直推力。
兩個第一電子致動器由此使得每個半機翼的可動部分能至少沿第一樞轉(zhuǎn)方向在折疊位置和展開位置之間或者反之在展開位置和折疊位置之間運動。返回至與折疊位置或者與展開位置相對應(yīng)的初始位置可類似地通過兩個第一電子致動器沿與第一轉(zhuǎn)動方向相反的第二方向操作來實現(xiàn),或者通過諸如至少一個彈簧之類的彈性回復(fù)裝置來實現(xiàn),該至少一個彈簧可牽引地、壓縮地或者扭轉(zhuǎn)地加載。
此外,無人機機載控制系統(tǒng)用于同時地控制電能供給至至少三個電動機和兩個第一電子致動器,該至少三個電動機分別驅(qū)動至少三個旋翼轉(zhuǎn)動,而兩個第一電子致動器用于使得兩個半機翼的可動部件運動。
在第一變型中,借助示例,第一電子致動器可由千斤頂形成,這些千斤頂輸送在每個可動部分的位點和無人機的載體結(jié)構(gòu)的位點之間的直線運動。這兩個位點也偏離第一樞轉(zhuǎn)軸線r,以使得每個可動部分均能相對于無人機的載體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動。
在第二變型中,借助示例,第一電子致動器可由齒輪電機形成,這些齒輪電機包括編碼器,這些編碼器具體地能夠為可動部分相對于無人機的載體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動確定角向位置。在第二變型中,此種類型的第一致動器有利地設(shè)置在第一樞轉(zhuǎn)軸線r處。
有利地是,當(dāng)兩個半機翼的可動部分設(shè)置在展開位置中時,每個可動部分均可適合于以第二自由度相對于無人機的載體結(jié)構(gòu)運動,以繞基本上平行于無人機的橫向方向y的第二樞轉(zhuǎn)軸線r'而轉(zhuǎn)動。
換言之,每個半機翼的可動部分均能繞兩個樞轉(zhuǎn)軸線r和r'樞轉(zhuǎn),這兩個樞轉(zhuǎn)軸線可例如垂直于彼此。因此,每個可動部分均經(jīng)由萬向節(jié)或通用型接頭而相對于無人機的載體結(jié)構(gòu)設(shè)置。
此外,每個可動部分均適合于繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'相對于另一個可動部分獨立地樞轉(zhuǎn)。因此,與無人機左半機翼的左可動部分關(guān)于載體結(jié)構(gòu)的角向位置相對應(yīng)的轉(zhuǎn)動角度可不同于與該無人機右半機翼的右可動部分關(guān)于載體結(jié)構(gòu)的角向位置相對應(yīng)的轉(zhuǎn)動角度。
因此,當(dāng)與左半機翼的可動部分關(guān)于載體結(jié)構(gòu)的角向位置相對應(yīng)的轉(zhuǎn)動角度在與右半機翼的可動部分關(guān)于載體結(jié)構(gòu)的角向位置相對應(yīng)的轉(zhuǎn)動角度相反的方向上改變時,控制系統(tǒng)使得無人機控制橫搖。
相反,當(dāng)同時地改變與左半機翼的可動部分關(guān)于載體結(jié)構(gòu)的角向位置相對應(yīng)的轉(zhuǎn)動角度來與右半機翼的可動部分關(guān)于載體結(jié)構(gòu)的角向位置相對應(yīng)的轉(zhuǎn)動角度保持相等時,則控制系統(tǒng)能控制無人機的俯仰并且可導(dǎo)致高度的改變。
具體地說,每個可動部分可包括:
翼梁,該翼梁具有近側(cè)端部和遠(yuǎn)側(cè)端部,在該近側(cè)端部處設(shè)置有至少兩個第一軸承以與無人機的載體結(jié)構(gòu)形成繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r的回轉(zhuǎn)式接頭,而該遠(yuǎn)側(cè)端部與近側(cè)端部相對;
至少一個翼型元件,該至少一個翼型元件覆蓋翼梁;以及
至少兩個第二軸承,該至少兩個第二軸承用以在翼梁和翼型元件之間形成繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'的回轉(zhuǎn)式接頭。
這樣,至少兩個第一軸承用于實施第一自由度,以繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r在無人機的翼梁和載體結(jié)構(gòu)之間轉(zhuǎn)動。
類似地,至少兩個第二軸承用于提供第二自由度,以繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'在翼梁和翼型元件之間轉(zhuǎn)動。該至少兩個第二軸承有利地彼此隔開,以限制翼型元件從兩個第一軸承懸臂伸出的程度。所述第二軸承的一個則設(shè)置在翼梁的近側(cè)端部附近,同時所述第二軸承的另一個設(shè)置在翼梁的遠(yuǎn)側(cè)端部附近。此外,第二樞轉(zhuǎn)軸線r'基本上沿著翼梁的翼展而設(shè)置。
借助示例,這些第一和第二軸承可通過滾珠軸承、通過滾針軸承或者通過滾子軸承、通過所謂自潤滑青銅平滑軸承或者實際上通過由具有低摩擦系數(shù)的聚合物材料、具體地說例如由聚四氟乙烯制成的平滑軸承形成。
此外,此種翼型元件具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部覆蓋件,該內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定于至少兩個第二軸承,而該外部覆蓋件具有抽吸側(cè)面和壓力側(cè)面。因此,該翼型元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部覆蓋件可由通過剛性接頭固定于彼此的兩個單獨結(jié)構(gòu)制成,或者可構(gòu)成由單個材料制成的單件式部件。
此外,翼梁在形狀上可以是管狀的。
因此,該翼梁有利地沿其整個長度在該翼梁的近側(cè)端部和該翼梁的遠(yuǎn)側(cè)端部之間是中空的。此種中空翼梁則可通過電氣連接件或者任何其它傳動構(gòu)件,以使得翼型元件能繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'相對于翼梁樞轉(zhuǎn),該第二樞轉(zhuǎn)軸線基本上與翼梁的翼展重合。
具體地說,在第一示例中,每個可動部分均可包括第二電子致動器,該第二電子致動器設(shè)置在翼梁的遠(yuǎn)側(cè)端部處,以控制翼型元件相對于翼梁繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'的角向定向,而控制系統(tǒng)可適合于將電源輸送至兩個第二電子致動器。
在這些情形下,電氣連接件通過管狀翼梁內(nèi)部并且使得電能能夠供給至每個第二電子致動器,從而控制每個翼型元件相對于對應(yīng)翼梁的樞轉(zhuǎn)。
此種第二致動器可由齒輪電機形成,然后借助示例可驅(qū)動固定于齒輪電機的電機驅(qū)動軸的齒輪轉(zhuǎn)動,該齒輪與固定于翼型元件的至少一個環(huán)形齒輪(內(nèi)部齒內(nèi))協(xié)配,以驅(qū)動翼型元件相對于翼梁的樞轉(zhuǎn)。替代地,齒輪電機可同樣良好地驅(qū)動鏈接部轉(zhuǎn)動,該鏈接部首先固定于翼型元件并且其次固定于齒輪電機的驅(qū)動軸。
在第二示例中,載體結(jié)構(gòu)可具有兩個第二電子致動器,每個第二致動器設(shè)置在相應(yīng)翼梁的近側(cè)端部附近,用以控制相應(yīng)的翼型元件相對于對應(yīng)翼梁繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'的角向定向。該控制系統(tǒng)可適合于將電能供給至兩個第二電子致動器。
因此,該兩個第二電子致動器并不設(shè)置在每個半機翼的可動部分中,且翼梁的管狀形狀用于供傳動構(gòu)件自由地通過并且實際上引導(dǎo)該傳動構(gòu)件轉(zhuǎn)動,以使得能驅(qū)動翼型元件相對于翼梁繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'樞轉(zhuǎn)。
因此,在與第二示例相符的本發(fā)明第一實施例中,每個可動部分可包括:
傳動軸,該傳動軸經(jīng)引導(dǎo)而在翼梁內(nèi)部轉(zhuǎn)動,且該傳動軸具有第一端部和第二端部,該第一端部由兩個第二電子致動器的一個驅(qū)動樞轉(zhuǎn),而該第二端部固定于翼型元件以將樞轉(zhuǎn)運動從傳動軸傳遞至翼型元件;以及
傳動齒輪箱,該傳動齒輪箱具有三個斜齒輪,用以將由至少兩個第二電子致動器的一個所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動運動傳遞至傳動軸。
在這些情形下,每個傳動軸則例如分別相對于每個管狀翼梁的孔借助滾珠軸承而引導(dǎo)轉(zhuǎn)動。每個傳動軸由剛性軸形成,該剛性軸適合于傳遞驅(qū)動扭矩以驅(qū)動每個翼型元件的樞轉(zhuǎn)運動。
此外,每個傳動齒輪箱均設(shè)置在每個半機翼的第一樞轉(zhuǎn)軸線r的高度處,并且用于將樞轉(zhuǎn)運動從至少兩個第二電子致動器的一個傳遞至其中一個傳動軸,而與翼梁繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r相對于載體結(jié)構(gòu)的角向位置無關(guān)。
在根據(jù)第二示例的本發(fā)明第二實施例中,無人機可包括至少兩個撓性傳動構(gòu)件,每個撓性傳動構(gòu)件包括第一端部和第二端部,該第一端部由至少兩個第二電子致動器的一個驅(qū)動樞轉(zhuǎn),而該第二端部與其中一個翼型元件相固定以將樞轉(zhuǎn)運動從撓性傳動構(gòu)件傳遞至翼型元件。
在此種其它情況中,至少兩個撓性傳動構(gòu)件類似地例如分別相對于每個管狀翼梁中的孔而由滾珠軸承引導(dǎo)轉(zhuǎn)動。此種撓性傳動構(gòu)件可例如由含有槳葉的撓性護(hù)套形成,該槳葉由在該護(hù)套內(nèi)部自由地轉(zhuǎn)動的兩排滾珠引導(dǎo)。
因此,本發(fā)明的此種第二實施例與本發(fā)明的第一實施例相比是有利的,這是因為該第二實施例并不需要任何傳動齒輪箱且由此在重量上較小。
此外,實施中,可動部分的每個可包括吸收系統(tǒng),該吸收系統(tǒng)用于吸收無人機在降落期間的動能的至少一部分。
借助示例,此種吸收系統(tǒng)可包括液壓或氣動千斤頂,該液壓或氣動千斤頂具有桿件和汽缸,該桿件具有第一端部,該第一端部在無人機的降落期間與地面相接觸,而該汽缸固定于每個半機翼的可動部分。桿件的第二端部則具有活塞,用以使得流體在汽缸內(nèi)部運動,該流體可通過活塞中形成的孔口。
在本發(fā)明的特定實施例中,至少三個旋翼可至少由左前部旋翼、右前部旋翼、左后部旋翼以及右后部旋翼形成,其中,“左”、“右”、“前部”以及“后部”相對于無人機的縱向行進(jìn)方向,載體結(jié)構(gòu)具有沿著縱向方向x呈細(xì)長的形狀,前部旋翼的轉(zhuǎn)動軸線和后部旋翼的轉(zhuǎn)動軸線以縱向間距l(xiāng)隔開,該縱向間距大于左旋翼的轉(zhuǎn)動軸線和右旋翼的轉(zhuǎn)動軸線之間的橫向間距t。機翼可在載體結(jié)構(gòu)的、在縱向方向x上的中間區(qū)域中連接于該載體結(jié)構(gòu)。
該載體結(jié)構(gòu)的此種設(shè)置則使得半機翼能定位在該無人機的、在縱向方向x上的中間區(qū)域中。
此外,這些旋翼可具有相同的直徑
這樣,當(dāng)兩個半機翼處于展開位置中時,由每個旋翼所產(chǎn)生的空氣流不會沖擊這兩個半機翼,并且每個半機翼的翼弦可相對較大以賦予最大升力。
有利地是,每個可動部分還可包括至少一個推進(jìn)旋翼,該至少一個推進(jìn)旋翼由至少一個電子推進(jìn)電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動,且控制系統(tǒng)可適合于將電源輸送至至少一個電子推進(jìn)電機。
換言之,該半機翼可包括附加的推進(jìn)旋翼,這些推進(jìn)旋翼具體地用于使得無人機能達(dá)到這樣的水平行進(jìn)速度,即該水平行進(jìn)速度大于該無人機在具有不超過該無人機的至少三個提升和推進(jìn)旋翼情形下所能達(dá)到的水平行進(jìn)速度。
此外,與當(dāng)僅僅使用至少三個提升和推進(jìn)旋翼時所需的傾斜姿態(tài)相比,在恒定速度下的巡航飛行可利用具有水平姿態(tài)的無人機來執(zhí)行。推進(jìn)旋翼的軸線則基本上平行于無人機的縱向方向x定向,而至少三個提升和推進(jìn)旋翼的轉(zhuǎn)動軸線基本上沿著豎直方向z定向,該豎直方向相對于無人機的縱向方向x垂直。
附圖說明
在對以說明方式且參照附圖給出的對示例的以下描述中,將更詳細(xì)地示出本發(fā)明及其優(yōu)點,在附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的無人機的立體圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明的無人機的平面圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的無人機的第一正視圖;
圖4是根據(jù)本發(fā)明的無人機的部分正視圖;以及
圖5至12是示出根據(jù)本發(fā)明的無人機半機翼的可動部分的不同變型的部分剖視圖。
可為一個以上的附圖中出現(xiàn)的元件在各圖中給出相同的附圖標(biāo)記。
具體實施方式
如上所述,本發(fā)明涉及無人機1,該無人機具有至少三個推進(jìn)和提升旋翼。
應(yīng)可觀察到,在圖1至3中示出了三個相互正交的方向x、y和z。
方向x稱為是縱向的,因而該方向從無人機1的載體結(jié)構(gòu)2的后部延伸至前部,該載體結(jié)構(gòu)在該縱向方向x上具有細(xì)長形狀。
另一方向y稱為橫向的,因為該方向從無人機1的載體結(jié)構(gòu)2的右側(cè)區(qū)域延伸至左側(cè)區(qū)域。
最后,第三軸線z稱為是豎直的,并且對應(yīng)于無人機1的高度尺寸。
借助非限制的示例并且為了簡化對本發(fā)明的詳細(xì)描述,如圖1所示,無人機1可包括四個旋翼3-6,這些旋翼圍繞載體結(jié)構(gòu)2設(shè)置。這四個旋翼則由左前部旋翼3、右前部旋翼4、左后部旋翼5以及右后部旋翼6構(gòu)成。這些旋翼3-6由電動機8驅(qū)動轉(zhuǎn)動,這些電動機設(shè)置在與旋翼3-6的轉(zhuǎn)動軸線相同的軸線上。
此外,每個電動機8由控制系統(tǒng)7電氣地供電,以使得無人機1能遠(yuǎn)程地受控或者能以自動的方式自動地駕駛以執(zhí)行預(yù)定任務(wù)。
此外,此種無人機1還具有機翼9,該機翼由兩個半機翼10構(gòu)成,這兩個半機翼繞前后對稱平面p對稱,該前后對稱平面平行于由軸線x和z限定的平面。每個半機翼10均具有可動部分11,該可動部分適合于相對于載體結(jié)構(gòu)2樞轉(zhuǎn)。這些半機翼10則使得無人機1在飛行中的升力能增大,由此限制由電動機8的電能消耗,以將無人機1保持在預(yù)定高度下。
因此,每個可動部分11在載體結(jié)構(gòu)2和相應(yīng)的自由端部111之間橫向地延伸,該自由端部不同于半機翼10的端部段。
如圖2中所示,無人機1的載體結(jié)構(gòu)2具有在縱向方向x上細(xì)長的形狀。因此,前部旋翼3、4的轉(zhuǎn)動軸線和后部旋翼5、6的轉(zhuǎn)動軸線之間的縱向間距l(xiāng)可大于左旋翼3、5的轉(zhuǎn)動軸線和右旋翼4、6的轉(zhuǎn)動軸線之間的橫向間距t。
此外,此種載體結(jié)構(gòu)2沿縱向方向x具有中間區(qū)域16,兩個半機翼10沿基本上平行于橫向方向y的方向從該中間區(qū)域側(cè)向地露出。
此外,所有四個旋翼3-6可有利地具有相同的直徑
此外,縱向間距l(xiāng)大于旋翼3-6的直徑
這樣,由四個旋翼3-6產(chǎn)生的基本上垂直地向下的空氣流并不受半機翼10干擾。
在本發(fā)明中,每個半機翼10的可動部分11由此既繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r又繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'兩者且相對于載體結(jié)構(gòu)2自由地樞轉(zhuǎn)。
第一樞轉(zhuǎn)軸線r基本上平行于無人機1的縱向方向x設(shè)置,而第二樞轉(zhuǎn)軸線r'基本上平行于無人機1的橫向方向y設(shè)置。
如圖3中所示,每個可動部分11可由此繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r在折疊位置pos1和展開位置pos2之間樞轉(zhuǎn),在該折疊位置中,可動部分11的每個自由端部111用作無人機1的起落架,而在該展開位置中,每個可動部分11增大無人機1在飛行中的升力。
此外,此種設(shè)置使得避免地面和兩個半機翼10的翼型之間的任何接觸成為可能,且具體地避免與這些翼型的前緣和/或尾緣接觸。
每個可動部分11則借助第一電子致動器25繞該可動部分的第一樞轉(zhuǎn)軸線r樞轉(zhuǎn),該第一電子致動器經(jīng)由導(dǎo)電線連接件13由控制系統(tǒng)7電氣地供電。類似地,旋翼3-6的電動機8經(jīng)由導(dǎo)電線連接件12而由控制系統(tǒng)7電氣地供電。
如圖4所示,每個可動部分21可裝備有推進(jìn)旋翼22,該推進(jìn)旋翼由相關(guān)聯(lián)的電子推進(jìn)電機23驅(qū)動轉(zhuǎn)動并且經(jīng)由導(dǎo)電線連接件14由控制系統(tǒng)7電氣地供電。,
此種推進(jìn)旋翼22可有利地具有電動涵道式風(fēng)機(edf)的類型,該電動涵道式風(fēng)機與由電子推進(jìn)電機23驅(qū)動的涵道式螺旋槳或渦輪機相對應(yīng)。
因此,在將旋翼3-6的轉(zhuǎn)動速度維持在某個最小轉(zhuǎn)動速度下或者甚至將旋翼3-6的電動機8的電源中斷的同時,這些推進(jìn)旋翼22用于增大無人機1在該無人機的縱向方向x上的行進(jìn)速度。
此外,通過在兩個推進(jìn)旋翼22之間施加不同的推力,可在一定程度上產(chǎn)生用于無人機1的偏航指令。
此外,每個推進(jìn)旋翼22設(shè)置在兩個可動部分21的每個自由端部121附近。
如圖5中所示,在第一變型中,第一電子致動器25可由千斤頂形成,該千斤頂?shù)钠渲幸粋€端部固定于載體結(jié)構(gòu)2并且使得該千斤頂?shù)牧硪粋€端部固定于半機翼10的可動部分11。
在任何情形下,千斤頂?shù)倪@些端部都遠(yuǎn)離第一樞轉(zhuǎn)軸線r,以將該千斤頂?shù)钠揭七\動轉(zhuǎn)換成可動部分11繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r的轉(zhuǎn)動運動。
如圖6所示,在第二變型中,第一電子致動器26可由齒輪電機形成,該齒輪電機繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r設(shè)置。
此外,如圖5至7所示,可將第一吸收系統(tǒng)24裝配于可動部分11、31的自由端部111、131,從而當(dāng)無人機降落在地面上或者平臺上時,吸收該無人機的一些動能或者全部動能。因此,此種吸收系統(tǒng)24具有能平移運動的構(gòu)件以及諸如千斤頂之類的液壓或氣動裝置。
如圖7所示,可動部分31包括翼梁36,該翼梁在翼梁36的近側(cè)端部33處具有兩個第一軸承34。這兩個第一軸承34則可建立可動部分31的自由度,以使得可動部分繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r相對于載體結(jié)構(gòu)2進(jìn)行轉(zhuǎn)動運動。
此種翼梁36還具有遠(yuǎn)離近側(cè)端部33的遠(yuǎn)側(cè)端部35。此外,翼梁36可具有管狀形狀。此外,吸收系統(tǒng)24在該示例中示作包括彈簧32,該彈簧與形成在翼梁36的遠(yuǎn)側(cè)端部35內(nèi)部的孔協(xié)配。
可動部分31還具有翼型元件37,該翼型元件經(jīng)引導(dǎo)以繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'轉(zhuǎn)動,以能夠相對于翼梁36自由地樞轉(zhuǎn)。翼型元件37借助兩個第二軸承38引導(dǎo)以轉(zhuǎn)動,這兩個第二軸承例如由滾珠軸承、滾針軸承或者滾子軸承形成。
此外,能以各種方式驅(qū)動可動部分繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'轉(zhuǎn)動。
在第一示例中,如圖8和9所示,每個可動部分41、51可包括相應(yīng)的第二電子致動器49、59,用以改變每個翼型部分47、57相對于相應(yīng)翼梁46、56的角向定向。在這些情形下,翼梁46、56由此具有管狀形狀,并且可在翼梁46、56的近側(cè)端部43、53和遠(yuǎn)側(cè)端部45、55之間傳送電氣連接。
如上所述,兩個第一軸承44、54分別用于引導(dǎo)翼梁46、56繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r相對于載體結(jié)構(gòu)2的轉(zhuǎn)動。類似地,兩個第二軸承48、58分別用于引導(dǎo)翼型元件47、57繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'相對于翼梁46、56的轉(zhuǎn)動。
在圖8中,第二電子致動器49可驅(qū)動齒輪80轉(zhuǎn)動,該齒輪與固定于翼型元件47的環(huán)形齒輪81(即,具有內(nèi)部齒)協(xié)配。
在圖9中示出的替代方案中,第二電子致動器59可同樣良好地驅(qū)動電機驅(qū)動銷83轉(zhuǎn)動,該電機驅(qū)動銷與鏈接部82的一個端部協(xié)配,而鏈接部82的另一端部與翼型元件57協(xié)配。
此外,在圖10至12中示出的第二示例中,第二電子致動器69、79可同樣良好地分別在分別為每個翼梁66、76的近側(cè)端部63、73附近設(shè)置在載體結(jié)構(gòu)2處。
如上所述,兩個第一軸承64、74用于引導(dǎo)相應(yīng)翼梁66、76繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r相對于載體結(jié)構(gòu)2的轉(zhuǎn)動。類似地,兩個第二軸承68、78用于引導(dǎo)翼型元件67、77繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'相對于相應(yīng)翼梁66、76的轉(zhuǎn)動。
然而,在這些情形下,可動部分61、71在翼梁66、76的遠(yuǎn)側(cè)端部處不再設(shè)有第二致動器。然而,此種翼梁66、76類似地具有管狀形狀并且用于通過傳動軸90或者撓性傳動構(gòu)件101。
因此,在本發(fā)明的第一實施例中,如圖10所示,軸承95可接納在翼梁66內(nèi)部并且用于引導(dǎo)相對于傳動軸90的翼梁66的樞轉(zhuǎn)運動,以將樞轉(zhuǎn)運動傳遞至翼型元件67。
傳動軸90的第一端部91與具有三個斜齒輪94的傳動齒輪箱93協(xié)配。傳動軸90的第二端部92固定于翼型元件67并且使得第二電子致動器69能驅(qū)動翼型元件67繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'樞轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明的第二實施例中,如圖11和12所示,引導(dǎo)件104可同樣良好地接納在翼梁76內(nèi)部,由此使得撓性傳動構(gòu)件101能保持就位,以將樞轉(zhuǎn)運動傳遞至翼型元件77。此種撓性傳動構(gòu)件101可借助示例由含有槳葉的護(hù)套形成,該槳葉由兩排滾珠引導(dǎo)。
護(hù)套的第一端部102則固定于第二電子致動器79,且該護(hù)套的第二端部103以連接件100延伸,該連接件與可動部分71的翼型元件77協(xié)配。
此種撓性傳動構(gòu)件101則使得樞轉(zhuǎn)運動能繞第二樞轉(zhuǎn)軸線r'從第二電子致動器79傳遞至翼型元件77,而這不管翼梁76繞第一樞轉(zhuǎn)軸線r的角向位置如何都是可能的。
當(dāng)然,本發(fā)明在其實施方式方面可有許多變型。盡管描述了若干實施例,但是容易理解,不可能窮舉地給出所有可能實施例。當(dāng)然能夠設(shè)想用等同裝置代替所描述的任何裝置而不超出本發(fā)明的范圍。