一種電動傾轉三旋翼無人機的制作方法

本發明涉及無人機領域，具體為能夠實現垂直/短距起降的傾轉旋翼無人機。

背景技術：

目前，無人機技術已經廣泛地應用到我們生活當中，比如航拍、巡視、偵查、娛樂等。而市場上的無人機主要分為兩大類：固定翼類無人機和旋翼類無人機。固定翼類無人機大都采用在跑道上滑跑起降，其具有有效載荷大，巡航速度快，續航時間長和效率高等優點，但是其對跑道的依賴性強、不能小半徑機動和懸停，從而限制了其使用場合。旋翼類無人機包括普通的直升飛機和多旋翼無人機，它們都能實現垂直起降，并能在較小的空間內飛行，靈活性要高于固定翼類無人機，但是其存在有效載荷較小，巡航速度較慢，續航時間較短的缺點。所以，兩種無人機都有其各自的優缺點，從而一定程度上限制了其使用靈活性和效率。

技術實現要素：

為了解決上訴的技術問題，本發明提供了一種通過傾轉無人機旋翼的方法，實現無人機能夠在直升飛機模式和固定翼飛機模式之間自由轉換，從而使其擁有兩種無人機的優點，提高飛機的適用性。

一種電動傾轉三旋翼無人機，包括機身、主翼、副翼、起落架、左鴨翼、右鴨翼、左電機旋翼、右電機旋翼、固定V型尾翼、后電機旋翼和后電機支承轉軸，主翼安裝在機身中部，起落架設置在機身下部，副翼設置在主翼后部外側，左鴨翼和右鴨翼通過轉抽連接于機身，左電機旋翼和右電機旋翼分別固定在左鴨翼和右鴨翼的翼尖上，固定V型尾翼安裝在機身的尾部上，后電機旋翼固定通過后電機支承轉軸安裝在V型尾翼之間，左鴨翼和右鴨翼分別獨立傾轉范圍為0°～150°，后電機支承轉軸傾轉范圍為0°～120°。

進一步，上述的電動傾轉三旋翼無人機的左電機旋翼、右電機旋翼和后電機旋翼三者為獨立控制轉速，左電機旋翼和右電機旋翼的旋轉方向相同并與后電機旋翼的旋轉方向相反。

進一步，上述的電動傾轉三旋翼無人機的起落架為前三點式起落架，該前三點式起落架在左鴨翼、右鴨翼及后電機支承轉軸傾轉到0°～70°之間的任意一角度時，無人機可進行短距滑跑起降。

本發明通過傾轉無人機的旋翼，具備了無人機具備固定翼無人機和直升飛機的優點，使其能夠一機多用，提高無人機飛行效率和適用性。

附圖說明

圖1是本發明直升機模式時的等軸視圖。

圖2是本發明固定翼模式時的等軸視圖。

圖3是本發明短距起降時的等軸視圖。

圖4是本發明直升機模式的俯視圖。

圖5是本發明直升機模式的正視圖。

圖6是本發明直升機模式的側視圖。

圖7是本發明固定翼模式的俯視圖。

圖8是本發明固定翼模式的正視圖。

圖9是本發明固定翼模式的側視圖。

圖中：1、機身；2、左鴨翼；3、右鴨翼；4、左電機旋翼；5、右電機旋翼；6、主翼；7、副翼；8、固定V型尾翼；9、后電機旋翼；10、后電機支承轉軸；11.起落架。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行說明：

一種電動傾轉三旋翼無人機，包括機身1、主翼6、副翼7、起落架11、左鴨翼2、右鴨翼3、左電機旋翼4、右電機旋翼5、固定V型尾翼8、后電機旋翼9和后電機支承轉軸10，主翼6安裝在機身1中部，起落架11設置在機身1下部，副翼7設置在主翼6后部外側，左鴨翼2和右鴨翼3通過轉抽連接于機身1，左電機旋翼4和右電機旋翼5分別固定在左鴨翼2和右鴨翼3的翼尖上，固定V型尾翼8安裝在機身1的尾部上，后電機旋翼9固定通過后電機支承轉軸10安裝在V型尾翼8之間，左鴨翼2和右鴨翼3分別獨立傾轉范圍為0°～150°，后電機支承轉軸10傾轉范圍為0°～120°。

當飛機處于直升飛機模式的時候，升力由三副旋翼旋轉產生，通過調整旋翼推力的大小和方向來控制飛機的姿態和運動方向。左電機旋翼4與右電機旋翼5的旋轉方向是一致的（圖1中顯示為逆時針方向），并與后電機旋翼9旋轉方向（圖1中顯示為順時針方向）相反。如此設計能夠使得鴨翼差動時，左右旋翼的反扭矩的X方向分量相互抵消，避免其使飛機滾轉。此時，旋翼的反扭矩的Z方向分量一部互相抵消，另一部分則通過左鴨翼2與右鴨翼3前后差動一定角度產生滾轉力矩M_z進行抵消，從而保證無人機穩定懸停。在上述角度基礎上增加或減小差動角度便控制飛機的航向。通過左右鴨翼差動和電機差速使得左右旋翼推力的Z軸分量不同，產生滾轉力矩M_x使得飛機滾轉，而副翼7不能控制飛機滾轉。通過左電機旋翼4和右電機旋翼5與后電機旋翼9差速使得前后旋翼推力的Z軸分量不同，產生俯仰力矩M_y使得飛機俯仰。

當飛機處于固定翼飛機模式的時候，左電機旋翼4與右電機旋翼5向前傾轉至X軸方向附近，后電機旋翼9向后傾轉至X軸方向附近，它們產生的推力用來克服飛機飛行阻力和姿態控制。主翼6產生的升力用來克服重力。其特征在于：通過左鴨翼2和右鴨翼3向上（或向下）偏轉一定角度，后電機支承轉軸10向下（或向上）偏轉一定角度，產生俯仰力矩M_y使得飛機抬頭（或低頭）。通過左電機旋翼4與右電機旋翼5差速產生偏航力矩M_z使得飛機偏航。通過副翼7偏轉產生滾轉力矩M_x使得飛機滾轉。固定V型尾翼8用來提高飛機航向穩定性。

當旋翼傾轉到0°～70°之間任一定角度，無人機便可以這個角度進行短距起降。此時，與上述的直升機模式和固定翼模式類似，也是通過同時控制三副旋翼的推力矢量和副翼偏轉來控制飛機的姿態。

該發明已通過驗證試驗試飛，證明飛行原理與控制可行。