本發(fā)明涉及飛行器領(lǐng)域，尤其涉及一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器。

背景技術(shù)：

涵道飛行器是一種采用涵道內(nèi)安裝旋翼以提供升力的飛行器，相比于相同尺寸無涵道的旋翼系統(tǒng)，這種飛行器的旋翼系統(tǒng)的涵道唇口會形成低壓區(qū)而產(chǎn)生額外升力。大尺寸旋翼的氣動效率要比小尺寸旋翼的氣動效率高，單旋翼旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生槳葉弦向阻力，旋翼對機身會產(chǎn)生一個與旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反的扭矩，單個大尺寸的旋翼需配備一個平衡反扭矩的系統(tǒng)，才能保證飛行器的穩(wěn)定性。而且單個大尺寸旋翼系統(tǒng)的整體幾何尺寸較大，不利于攜帶，而且旋翼較為危險，不適用于某些特定的區(qū)域或特定的任務(wù)

為了解決飛行器穩(wěn)定性的問題，可以采用四旋翼的設(shè)計，然而，四旋翼飛行器雖然具有較好的飛行穩(wěn)定性，但是不僅旋翼的氣動效率較低，前飛阻力較大，飛行速度低，多套動力及調(diào)速系統(tǒng)使得能量的利用率也很低。在目前電池技術(shù)未取得突破性進展的情況下，如何提高續(xù)航時間成為電機驅(qū)動的四旋翼飛行器發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

綜上，現(xiàn)有的多旋翼飛行器在穩(wěn)定性較高的情況下不具備較高的旋翼氣動效率，而單旋翼直升機系統(tǒng)氣動效率高,但穩(wěn)定性較低和操縱性要求極高，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,高穩(wěn)定性和高旋翼氣動效率不能兼?zhèn)洹?/p>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器，能夠利用較大尺寸旋翼較高的氣動效率，實現(xiàn)飛行器的操縱并保持飛行器的姿態(tài)穩(wěn)定。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器，包括：機身（1）、電機（2）、電機（3）、旋翼（4）、旋翼（5）、涵道（6）、涵道（7）、外圈（8）、外圈（9）。機身（1）沿長軸方向?qū)ΨQ設(shè)置外圈（8）、外圈（9），外圈（8）內(nèi)安裝涵道（6），外圈（9）內(nèi)安裝涵道（7），涵道（6）的橫梁上安裝旋翼（5）和電機（2），涵道（7）的橫梁上安裝旋翼（4）和電機（3）。旋翼（4）和旋翼（5）旋轉(zhuǎn)方向相反，因此，旋翼（4）和旋翼（5）在旋轉(zhuǎn)時分別對機身產(chǎn)生的反扭矩可以相互平衡。

進一步的，涵道（6）和外圈（8）通過萬向鉸形式連接在機身（1）上，涵道（7）和外圈（9）通過萬向鉸形式連接在機身（1）上，相比于傳統(tǒng)直升機的操縱機構(gòu)，本設(shè)計機構(gòu)零件個數(shù)更少，零件的復(fù)雜程度更低。直接轉(zhuǎn)動涵道傾斜槳盤使得操縱響應(yīng)更快。

進一步的.外圈（8）連接在機身（1）上，涵道（6）連接在外圈（8）上;外圈(9)連接在機身(1)上,涵道(7)連接在外圈(9)上。

進一步的，外圈（8）和外圈（9）通過長拉桿（13）連接，長拉桿（13）上連接舵機（10）。

進一步的，舵機（10）控制外圈（8）和外圈（9）做俯仰運動，同時帶動外圈（8）內(nèi)的涵道（6）和外圈（9）內(nèi)的涵道（7）做俯仰偏轉(zhuǎn)，旋翼槳盤偏轉(zhuǎn)即可產(chǎn)生一個水平方向上的拉力，使得安裝有該旋翼槳盤的飛行器前飛和后退。

進一步的，外圈（8）上安裝舵機（15），外圈（9）上安裝舵機（14）。

進一步的，舵機（15）控制外圈（8）內(nèi)的涵道（6）做滾轉(zhuǎn)運動，舵機（14）控制外圈（9）內(nèi)的涵道（7）做滾轉(zhuǎn)運動，涵道（6）和涵道（7）同向偏轉(zhuǎn)時，飛行器做左右運動，涵道（6）和涵道（7）反向偏轉(zhuǎn)時，飛行器做偏航運動。

進一步的，機載設(shè)備艙（12）連接并控制電機（2）和電機（3），通過控制電機（2）和電機（3）的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)旋翼(4)和旋翼(5)拉力的調(diào)節(jié)。當旋翼(4)和旋翼(5)轉(zhuǎn)速提高，在重力方向上翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力大于飛行器總重時，飛行器機身（1）上升；當旋翼(4)和旋翼(5)轉(zhuǎn)速下降，在重力方向上翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力小于飛行器總重時，飛行器機身（1）下降。

進一步的，沿機身（1）的縱軸方向，在涵道（6）和涵道（7）下方各安裝一組導(dǎo)流片（11），當氣流吹過偏轉(zhuǎn)的導(dǎo)流片時產(chǎn)生氣動力，位于機身下方的導(dǎo)流片產(chǎn)生的氣動力對機身縱軸形成側(cè)向力及滾轉(zhuǎn)力矩，可用于輔助飛行器的側(cè)向平移、滾轉(zhuǎn)操縱及穩(wěn)定飛行器的側(cè)向及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)。

進一步的，導(dǎo)流片（11）的剖面形狀為對稱翼型，導(dǎo)流片（11）偏轉(zhuǎn)時能夠產(chǎn)生側(cè)向力，本實施例中導(dǎo)流片（11）的剖面形狀為翼型，操縱功效高，對旋翼下洗流阻塞小。

本發(fā)明實施例提供的一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器，通過反向驅(qū)動兩個涵道內(nèi)的旋翼，互相抵消了大尺寸旋翼旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的扭矩，使得保持航向穩(wěn)定，飛行器能夠穩(wěn)定飛行。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器的底部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中的一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器的動力系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中的一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器的涵道的俯視圖。

其中，1-機身，2-電機，3-電機，4-旋翼，5-旋翼，6-涵道，7-涵道，8-外圈，9-外圈，10-舵機，11-導(dǎo)流片，12-機載設(shè)備艙，13-長拉桿，14-舵機，15-舵機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實施例提供一種萬向鉸涵道雙旋翼飛行器，如圖1和圖2所示，包括機身1、電機2、電機3、旋翼4、旋翼5、涵道6、涵道7、外圈8、外圈9、舵機10、導(dǎo)流片11、機載設(shè)備艙12、長拉桿13、舵機14、舵機15。

機身1上沿長軸方向?qū)ΨQ布置外圈8和外圈9，外圈8和外圈9內(nèi)通過萬向鉸形式裝配涵道6和涵道7，涵道6、涵道7、外圈8、外圈9的外壁軸是管狀結(jié)構(gòu)，動力線路和舵機線路沿涵道6和涵道7的橫梁和外圈8、外圈9的外壁穿過外壁軸的軸心。電機2安裝在涵道6的橫梁上，電機3安裝在涵道7的橫梁上,電機3上方安裝旋翼4，電機2上方安裝旋翼5，電機2和電機3連接機載設(shè)備艙12。機載設(shè)備艙12包括電源系統(tǒng)、電子調(diào)速系統(tǒng)以及飛控系統(tǒng),電子調(diào)速器12控制電機2和電機3驅(qū)動旋翼4和旋翼5同時反向轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生升力，當旋翼4和旋翼5轉(zhuǎn)速提高，在重力方向上翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力大于飛行器總重時，飛行器機身1上升；當旋翼4和旋翼5轉(zhuǎn)速下降，在重力方向上翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力小于飛行器總重時，飛行器機身1下降。

外圈8和外圈9通過長拉桿13連接，長拉桿13上安裝舵機10，舵機10通過長拉桿13驅(qū)動外圈8和外圈9做俯仰運動。外圈8和外圈9還分別安裝了舵機15和舵機14，舵機15和舵機14也同樣能驅(qū)動外圈8和外圈9做偏轉(zhuǎn)運動。飛行器的俯仰穩(wěn)定性由電機2和電機3的差速，以及舵機15和舵機14驅(qū)動涵道6和涵道7偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)，航向穩(wěn)定性由舵機15和舵機14通過反向驅(qū)動涵道6和涵道7實現(xiàn)。

在涵道6和涵道7的下方位置，機身上還分別安裝了一組導(dǎo)流片11，如圖3所示，導(dǎo)流片11位于機身縱軸下方，導(dǎo)流片11的剖面為對稱翼型，相對于通常的平板型導(dǎo)流片偏轉(zhuǎn)時需要大角度的情況,翼型設(shè)計使得導(dǎo)流片11在小角度偏轉(zhuǎn)下能產(chǎn)生較大的氣動力，該氣動力對于機身1縱軸產(chǎn)生側(cè)向操縱力及滾轉(zhuǎn)力矩。導(dǎo)流片11偏轉(zhuǎn)可用于輔助飛行器的側(cè)向平移、滾轉(zhuǎn)操縱及穩(wěn)定飛行器的側(cè)向及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。