一种具备折叠式软翼辅助飞行机构的四旋翼无人机

摘要

本发明涉及四旋翼无人机技术领域，特别涉及一种具备折叠式软翼辅助飞行机构的四旋翼无人机。包括机身及设置于机身两侧的四个主旋翼，还包括两个折叠式软翼机构；两个折叠式软翼机构分别设置于机身的两侧；当两个折叠式软翼机构展开时，在机身的两侧形成辅助机翼。机身的两侧设有收缩腔；两个折叠式软翼机构分别容置于机身两侧的收缩腔内。本发明提高了无人机的飞行距离，延长了续航时间，达到提高无人机应用作业能力的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及四旋翼无人机技术领域，特别涉及一种具备折叠式软翼辅助飞行机构的四旋翼无人机。

背景技术

随着MEMS传感器、无刷电机、单片机以及锂电池技术的发展，四旋翼飞行器现在已经成为航模界的后起之秀。与固定翼飞行器相比之下四旋翼飞行器具有结构简单，控制起来非常方便，能够垂直起降，成本非常的低、稳定性也高，机动性非常强等特点。但在一些高海拔地区飞行，因大气空气密度降低，提供相同升力所需的转速就需要增加，耗电量加大，续航时间降低，飞行距离缩短，无人机应用作业能力降低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具备折叠式软翼辅助飞行机构的四旋翼无人机，以解决现有四旋翼飞行器耗电量加大，续航时间低，飞行距离短，及应用作业能力较低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具备折叠式软翼辅助飞行机构的四旋翼无人机，包括机身及设置于所述机身两侧的四个主旋翼，还包括两个折叠式软翼机构；

两个所述折叠式软翼机构分别设置于所述机身的两侧；当两个所述折叠式软翼机构展开时，在所述机身的两侧形成辅助机翼。

所述机身的两侧设有收缩腔；两个所述折叠式软翼机构分别容置于所述机身两侧的收缩腔内。

所述折叠式软翼机构包括可折叠支撑杆、柔性软翼片组件及旋转驱动机构，其中柔性软翼片组件设置于可折叠支撑杆上，所述旋转驱动机构设置于所述可折叠支撑杆的各关节上，用于驱动所述可折叠支撑杆的折叠或展开。

所述可折叠支撑杆包括依次铰接的旋转支撑杆Ⅰ、旋转支撑杆Ⅱ及旋转支撑杆Ⅲ。

所述柔性软翼片组件包括柔性软翼片Ⅰ、柔性软翼片Ⅱ及柔性软翼片Ⅲ，其中柔性软翼片Ⅰ设置于所述旋转支撑杆Ⅰ的外侧，所述柔性软翼片Ⅱ设置于所述旋转支撑杆Ⅰ和所述旋转支撑杆Ⅱ之间；所述柔性软翼片Ⅲ设置于所述旋转支撑杆Ⅱ和所述旋转支撑杆Ⅲ之间。

所述柔性软翼片Ⅰ、柔性软翼片Ⅱ及柔性软翼片Ⅲ均为三角形结构。

所述旋转支撑杆Ⅰ、旋转支撑杆Ⅱ及旋转支撑杆Ⅲ的侧面设有用于与所述柔性软翼片组件连接的卡槽。

所述旋转驱动机构包括直流电机、伺服电机Ⅰ及伺服电机Ⅱ，其中直流电机设置于所述收缩腔内，并且输出端与所述旋转支撑杆Ⅰ的一端连接；

所述伺服电机Ⅰ设置于所述旋转支撑杆Ⅰ的另一端，并且输出端与所述旋转支撑杆Ⅱ的一端连接；

所述伺服电机Ⅱ设置于所述旋转支撑杆Ⅱ的另一端，并且输出端与所述旋转支撑杆Ⅲ的一端连接。

所述直流电机设置于靠近机头的位置处。

所述收缩腔设置于位于同侧的两个所述主旋翼之间，并且所述收缩腔为沿所述机身的身长方向设置的条形凹槽。

本发明的优点及有益效果是：本发明提高了无人机的飞行距离，延长了续航时间，达到提高无人机应用作业能力的目的。

本发明在多旋翼飞行模态下，折叠式软翼机构折叠于机身内，无人机靠四个轴上的主旋翼控制飞行；在软翼辅助飞行模式，由主旋翼驱动无人机前向飞行，具备一定飞行速度后，旋转驱动机构驱动可折叠支撑杆展开柔性软翼片组件，形成具备一定支撑力的翼面，由于具有前向速度，翼面能够产生升力，带动无人机飞行。

附图说明

图1为本发明具备折叠式软翼辅助飞行机构的四旋翼无人机处于展开状态时的结构示意图；

图2为本发明具备折叠式软翼辅助飞行机构的四旋翼无人机处于折叠状态时的结构示意图；

图3为本发明中折叠式软翼机构的结构示意图。

图中：1、机头；2、机身；3、收缩腔；4、旋转支撑杆Ⅰ；5、柔性软翼片Ⅰ；6、柔性软翼片Ⅱ；7、直流电机；8、伺服电机Ⅰ；9、伺服电机Ⅱ；10、旋转支撑杆Ⅱ；11、柔性软翼片Ⅲ；12、旋转支撑杆Ⅲ；13、主旋翼。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-2所示，本发明提供的一种具备折叠式软翼辅助飞行机构的四旋翼无人机，包括机身2及设置于机身2两侧的四个主旋翼13，还包括两个折叠式软翼机构，两个折叠式软翼机构分别设置于机身2的两侧；当两个折叠式软翼机构展开时，在机身2的两侧形成辅助机翼。

本发明的实施例中，机身2的两侧设有收缩腔3，两个折叠式软翼机构分别容置于机身2两侧的收缩腔3内。具体地，收缩腔3设置于位于同侧的两个主旋翼13之间，并且收缩腔3为沿机身2的身长方向设置的条形凹槽。

本发明的实施例中，折叠式软翼机构包括可折叠支撑杆、柔性软翼片组件及旋转驱动机构，其中柔性软翼片组件设置于可折叠支撑杆上，旋转驱动机构设置于可折叠支撑杆的各关节上，用于驱动可折叠支撑杆的折叠或展开。

如图1、图3所示，可折叠支撑杆包括依次铰接的旋转支撑杆Ⅰ4、旋转支撑杆Ⅱ10及旋转支撑杆Ⅲ12，可折叠支撑杆在软翼辅助飞行模式下用来支撑柔性软翼片组件，在关闭软翼辅助飞行模式时可以带动柔性软翼片组件折叠。本实施例中，柔性软翼片组件包括柔性软翼片Ⅰ5、柔性软翼片Ⅱ6及柔性软翼片Ⅲ11，其中柔性软翼片Ⅰ5设置于旋转支撑杆Ⅰ4的一侧，柔性软翼片Ⅱ6设置于旋转支撑杆Ⅰ4另一侧和旋转支撑杆Ⅱ10之间；柔性软翼片Ⅲ11设置于旋转支撑杆Ⅱ10和旋转支撑杆Ⅲ12之间。具体地，柔性软翼片Ⅰ5、柔性软翼片Ⅱ6及柔性软翼片Ⅲ11均为三角形结构。

进一步地，旋转支撑杆Ⅰ4、旋转支撑杆Ⅱ10及旋转支撑杆Ⅲ12的侧面设有用于与柔性软翼片组件连接的卡槽。具体地，柔性软翼片Ⅰ5卡接在旋转支撑杆Ⅰ4一侧的卡槽内；柔性软翼片Ⅱ6卡接在旋转支撑杆Ⅰ4另一侧卡槽及旋转支撑杆Ⅱ10一侧的卡槽内；柔性软翼片Ⅲ11卡接在旋转支撑杆Ⅱ10另一侧卡槽及旋转支撑杆Ⅲ12上的卡槽内。

如图1、图3所示，旋转驱动机构包括直流电机7、伺服电机Ⅰ8及伺服电机Ⅱ9，其中直流电机7设置于收缩腔3内，并且设置于靠近机头1的位置处，直流电机7的输出端与旋转支撑杆Ⅰ4的一端连接；直流电机7可以驱动旋转支撑杆Ⅰ4旋转一定角度来展开柔性软翼片Ⅰ5，也可以反向驱动旋转支撑杆Ⅰ4旋转一定角度，将柔性软翼片组件收缩到机身2上的收缩腔3。伺服电机Ⅰ8设置于旋转支撑杆Ⅰ4的另一端，并且输出端与旋转支撑杆Ⅱ10的一端连接；伺服电机Ⅱ9设置于旋转支撑杆Ⅱ10的另一端，并且输出端与旋转支撑杆Ⅲ12的一端连接。

工作时，旋转支撑杆Ⅰ4由直流电机7来驱动旋转，驱动旋转支撑杆Ⅰ4旋转一定角度展开柔性软翼片Ⅰ5。旋转支撑杆Ⅱ10由伺服电机Ⅰ8来驱动旋转，驱动旋转支撑杆Ⅱ10旋转一定角度展开柔性软翼片Ⅱ6。旋转支撑杆Ⅲ12由伺服电机Ⅱ9来驱动旋转，驱动旋转支撑杆Ⅲ12旋转一定角度展开柔性软翼片Ⅲ11。此时，柔性软翼片组件完全展开形成一个完整的柔性翼面，具备一定支撑力，如图1所示。

旋转驱动机构通过驱动可折叠支撑杆来展开柔性软翼片组件，形成具备一定支撑力的翼面；在关闭软翼辅助飞行模式时，旋转驱动机构可以驱动可折叠支撑杆带动柔性软翼片组件折叠，并收缩回机身内。

本实施例中，四旋翼无人机为“工”字型布局四旋翼无人机。在多旋翼飞行模态下，折叠式软翼机构折叠于机身1上的收缩腔3内，无人机靠四个轴上的主旋翼13控制飞行，如图2所示；在软翼辅助飞行模式下，由主旋翼13驱动无人机前向飞行，具备一定飞行速度后，旋转驱动机构驱动可折叠支撑杆展开柔性软翼片组件，形成具备一定支撑力的翼面，由于具有前向速度，翼面能够产生升力，带动无人机飞行。

本发明提高了无人机的飞行距离，延长了续航时间，达到提高无人机应用作业能力的目的。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。