專利名稱：變姿飛行機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變姿飛行機器人，該變姿飛行機器人是一種小型的涵道式飛行機器 人，能夠自主飛行，適于一些特殊的應(yīng)用場合如進行偵査、監(jiān)視、攝影和情報等工作。
背景技術(shù)：
目前，飛行機器人在軍事和民用等多種領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，有些甚至是 不可替代的。各種大小和類型的飛行機器人隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)等的 發(fā)展而蓬勃發(fā)展。飛行機器人技術(shù)包括了諸如地面控制站、傳感器組件和通信設(shè)備等諸 多領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。由于固定翼飛行機器人和傳統(tǒng)的旋翼機在一些特定場合的應(yīng)用有一 定的局限性，近二三十年涌現(xiàn)出一些新型的飛行機器人，特別是垂直起降技術(shù)在飛行機 器人上的應(yīng)用。涵道風(fēng)扇技術(shù)也被用來設(shè)計一種新型的飛行機器人。目前，在美國、法 國、新加坡和意大利等國家都有設(shè)計出應(yīng)用涵道風(fēng)扇技術(shù)的飛行機器人，美國DARPA 更是設(shè)立了一個OAV計劃針對涵道風(fēng)扇技術(shù)應(yīng)用的提高和成熟。
涵道風(fēng)扇技術(shù)應(yīng)用于飛行機器人技術(shù)目前主要有三種形式 一種是運用雙螺旋槳共 軸式涵道飛行器，兩個螺旋槳被包含在涵道內(nèi)且逆向旋轉(zhuǎn)以抵消各自的扭矩，這種類型 的飛行機器人可實現(xiàn)垂直起降，通過改變螺旋槳的總距角以改變飛行器的飛行狀態(tài)，從 而實現(xiàn)水平飛行；二是在一個大的涵道風(fēng)扇周圍安裝若干個小的涵道風(fēng)扇，這種形式的 飛行機器人能實現(xiàn)垂直起降，通過改變各個涵道風(fēng)扇的總距角以達(dá)到對飛行器的飛行姿 態(tài)的控制；三是應(yīng)用單個的涵道風(fēng)扇以及若干的固定板和導(dǎo)向板的涵道風(fēng)扇式飛行機器 人，這類飛行機器人由固定板提供旋翼的反扭矩，通過對導(dǎo)向板的控制可以實現(xiàn)飛行器 姿態(tài)的改變，由垂直飛行狀態(tài)到水平飛行狀態(tài)或者由水平飛行狀態(tài)到垂直飛行狀態(tài)。變 姿飛行機器人技術(shù)引起了越來越多的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進的變姿飛行機器人，該變姿飛行機器人兼有固定翼 和直升機的有優(yōu)點，能夠改變飛行姿態(tài)，實現(xiàn)垂直起降和水平飛行，在復(fù)雜的環(huán)境中也 能順利完成任務(wù)。
本發(fā)明的構(gòu)思是該變姿飛行機器人由下述幾個部分組成機身結(jié)構(gòu)、能源和驅(qū)動 部分。該變姿飛行機器人的機身由幾部分組成，包括涵道殼體、上中心體、下中心體、 固定板、導(dǎo)向板和起落架。涵道殼體把變姿飛行機器人的大部分部件都包圍在其中，起 到一定的保護作用，在變姿飛行機器人水平飛行的時候，涵道殼體提供飛行器所需要的主要的升力。此外，涵道殼體是中空的，用于存放飛行器所需要的燃料。上中心體通過 連接件和涵道殼體相連，上中心體內(nèi)裝有發(fā)動機。發(fā)動機驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn)，為變姿飛行機 器人提供升力和前飛的動力。下中心體內(nèi)可裝載任務(wù)載荷。下中心體通過固定板與涵道 殼體連接起來，變姿飛行機器人飛行時，固定板提供一定的力矩平衡旋翼旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的 扭矩。每片導(dǎo)向板與固定板相連，由驅(qū)動器驅(qū)動從而改變一定的角度，進而改變飛行器 的姿態(tài)，實現(xiàn)水平飛行和航向控制。起落架用于變姿飛行器的起飛和降落時對飛行器的 支撐，并對飛行器起到一定的保護作用。能源和驅(qū)動部分包括燃料、發(fā)動機和旋翼等， 發(fā)動機驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn)，為飛行機器人提供升力及水平飛行的推力。 根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種變姿飛行機器人，包括涵道殼體(1)、發(fā)動機(11)及其驅(qū)動的旋翼(4),其 特征在于所述的涵道殼體(1)包圍的涵道腔上部，通過3 4個支撐架(6)固定連接 一個上中心體(7)，上中心體(7)內(nèi)安置所述的發(fā)動機(11)，發(fā)動機(11)輸出軸從 上中心體(7)下端伸出而固定連接所述的旋翼(4);涵道殼體(1)包圍的涵道腔下部， 通過固定板(2)固定連接一個下中心體(5)，每個固定板(2)的下邊緣各鉸連一個導(dǎo) 向板(8)，下中心體(5)的下端各裝有驅(qū)動器(9)，驅(qū)動器(9)通過連桿聯(lián)動導(dǎo)向板 (8)。
上述的涵道殼體(1)截面采用NACA0016翼型，其內(nèi)腔構(gòu)成燃料儲室。 上述的變姿飛行機器人中共有8片固定板(2)，分成4組安裝，每組內(nèi)的2片固定 板(2)相互平行，而每相鄰兩組固定板(2)相互垂直，固定板(2)采用NACA23012翼型。
上述的涵道殼體(1)下面固定連接一個環(huán)形起落架(3)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點是本 變姿飛行機器人采用涵道風(fēng)扇垂直起降技術(shù)，使得飛行機器人能夠像直升機一樣垂直起 降，可以應(yīng)用于一些地形比較復(fù)雜的環(huán)境中，且涵道殼體可以較好地保護內(nèi)部的旋翼， 減小飛行機器人的噪音。通過采用固定板和導(dǎo)向板的技術(shù)可以實現(xiàn)飛行機器人的變姿， 能夠像固定翼飛行器一樣水平前飛。


圖1是本發(fā)明的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1示例的的剖面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一個具體實施方式
的示意圖，參見圖l、圖2。圖1、圖2中所示，涵道殼體(1)、上中心體(7)、下中心體(10)、旋翼(4)、 固定板(2)、導(dǎo)向板(8)和起落裝置(3)等部件組成了變姿飛行機器人。涵道殼體(1) 與上中心體(7)之間通過支撐架(6)連接起來，上中心體(7)內(nèi)部裝有發(fā)動機(11)， 發(fā)動機(11)驅(qū)動旋翼(4)轉(zhuǎn)動。下中心體(10)通過固定板(2)與涵道殼體(1) 連接，固定板(2)共有8片，分成4組安裝，相鄰兩組之間垂直安裝。每片固定板(2) 尾端連接一片導(dǎo)向板(8)，導(dǎo)向板(8)共4組，每組由一個驅(qū)動器(9)通過連桿聯(lián)接 驅(qū)動。起落架(3)與涵道殼體(1)尾部相連接。變姿飛行機器人所載燃料裝載在涵道 殼體(1)的空腔內(nèi)，發(fā)動機(11)上中心體(7)內(nèi)，驅(qū)動旋翼(4)旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種變姿飛行機器人，包括涵道殼體(1)、發(fā)動機(11)及其驅(qū)動的旋翼(4)，其特征在于所述的涵道殼體(1)包圍的涵道腔上部，通過3～4個支撐架(6)固定連接一個上中心體(7)，上中心體(7)內(nèi)安置所述的發(fā)動機(11)，發(fā)動機(11)輸出軸從上中心體(7)下端伸出而固定連接所述的旋翼(4)；涵道殼體(1)包圍的涵道腔下部，通過固定板(2)固定連接一個下中心體(5)，每個固定板(2)的下邊緣各鉸連一個導(dǎo)向板(8)，下中心體(5)的下端各裝有驅(qū)動器(9)，驅(qū)動器(9)通過連桿聯(lián)動導(dǎo)向板(8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變姿飛行機器人，其特征在于所述的涵道殼體(1)截面采用 NACA0016翼型，其內(nèi)腔構(gòu)成燃料儲室。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變姿飛行機器人，其特征在于共有8片固定板(2)，分成4組安 裝，每組內(nèi)的2片固定板(2)相互平行，而每相鄰兩組固定板(2)相互垂直，固定板(2)采用NACA23012翼型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變姿飛行機器人，其特征在于所述的涵道殼體(1)下面固定連接 一個環(huán)形起落架(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變姿飛行機器人。它包括涵道殼體、發(fā)動機及其驅(qū)動的旋翼，涵道殼體包圍腔上部通過支撐架固定上中心體，其內(nèi)裝發(fā)動機，發(fā)動機驅(qū)動旋翼，而下部通過固定板固定連接下中心體，固定板下邊緣鉸連導(dǎo)向板，導(dǎo)向板由驅(qū)動器聯(lián)動。本飛行機器人能像直升機一樣垂直起降，減小飛行噪音，能變姿，像固定翼飛行器一樣水平前飛。
文檔編號B64C27/04GK101417707SQ20081003240
公開日2009年4月29日 申請日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者峰 王, 蓁 蔣, 龍利民 申請人:上海大學(xué)