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专利号: 2018106936066
申请人: 西安航空学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 飞行器;航空;宇宙航行
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种环形翼无人飞行器,其特征在于:包括环形机翼、尾翼、左任务仓(3)、右任务仓(4)、左机身连接装置、右机身连接装置、左螺旋桨(1)、右螺旋桨(2)和动力装置,所述左任务仓(3)和右任务仓(4)对称设置在环形机翼上方的左右两侧,所述动力装置包括左动力装置和右动力装置,所述左动力装置和右动力装置对称设置在环形机翼内部的左右两侧,所述左螺旋桨(1)固定安装在左动力装置的输出轴上,所述右螺旋桨(2)固定安装在右动力装置的输出轴上,所述左动力装置固定安装在左机身连接装置上,所述右动力装置固定安装在右机身连接装置上,所述左机身连接装置和右机身连接装置对称设置在环形机翼的左右两侧,所述尾翼设置在环形机翼的下方,所述环形机翼的左侧与左机身连接装置的中部固定连接,所述左机身连接装置的上端与左任务仓(3)固定连接,所述左机身连接装置的下端与尾翼的左侧固定连接,所述环形机翼的右侧与右机身连接装置的中部固定连接,所述右机身连接装置的上端与右任务仓(4)固定连接,所述右机身连接装置的下端与尾翼的右侧固定连接,所述左机身连接装置和右机身连接装置的结构相同且均包括机身连接杆(5)和机身盒,所述左机身连接装置的机身连接杆(5)穿过左机身连接装置的机身盒且将左机身连接装置的机身盒固定在左机身连接装置机身连接杆(5)的中部,所述机身盒的上部穿过环形机翼并伸入环形机翼的内侧,所述左动力装置固定安装在左机身连接装置的机身盒并伸入环形机翼内侧部分的上部,所述右机身连接装置的机身连接杆(5)穿过右机身连接装置的机身盒且将右机身连接装置的机身盒固定在右机身连接装置机身连接杆(5)的中部,所述右动力装置固定安装在右机身连接装置的机身盒并伸入环形机翼内侧部分的上部;

所述左任务仓(3)和右任务仓(4)的结构相同,所述左任务仓(3)和右任务仓(4)均由四块侧板(47)和一块底板(48)拼接成上部开口的盒状结构,所述左机身连接装置的机身连接杆(5)的上端与左任务仓(3)的底板(48)固定连接,所述右机身连接装置的机身连接杆(5)的上端与右任务仓(4)的底板(48)固定连接,所述左任务仓(3)的四块侧板(47)和一块底板(48)上均开设有镂空结构(49),所述右任务仓(4)的四块侧板(47)和一块底板(48)上均开设有镂空结构(49);

所述环形机翼包括环形主翼(7)和四个展开翼,所述四个展开翼分别为第一展开翼(8)、第二展开翼(9)、第三展开翼(10)和第四展开翼(11),所述环形主翼的横截面形状为椭圆形,所述第一展开翼(8)和第二展开翼(9)均设置在环形主翼的左侧,所述第一展开翼(8)的一端和第二展开翼(9)的一端均与左机身连接装置的机身盒转动连接,所述第一展开翼(8)的另一端和第二展开翼(9)的另一端均为自由端,所述第三展开翼(10)和第四展开翼(11)设置在环形主翼的右侧,所述第三展开翼(10)的一端和第四展开翼(11)的一端均与右机身连接装置的机身盒转动连接,所述第三展开翼(10)的另一端和第四展开翼(11)的另一端均为自由端;

所述尾翼包括左尾翼固定盒(39)、右尾翼固定盒(40)、左垂直安定面(41)、左垂直方向舵(42)、右垂直安定面(43)、右垂直方向舵(44)、水平安定面(45)和水平方向舵(46),所述左垂直安定面(41)和右垂直安定面(43)平行设置,所述左垂直安定面(41)的上侧中部与左尾翼固定盒(39)固定连接,所述右垂直安定面(43)的上侧中部与右尾翼固定盒(40)固定连接,所述水平安定面(45)设置在左垂直安定面(41)和右垂直安定面(43)之间,所述水平安定面(45)上部左侧与左尾翼固定盒(39)固定连接,所述水平安定面(45)上部右侧与右尾翼固定盒(40)固定连接,所述左垂直方向舵(42)铰接在左垂直安定面(41)的下侧,所述右垂直方向舵(44)铰接在右垂直安定面(43)的下侧,所述水平方向舵(46)铰接在水平安定面(45)的下侧。

2.按照权利要求1所述的一种环形翼无人飞行器,其特征在于:所述左动力装置和右动力装置均为螺旋桨电机(6),所述左螺旋桨固定安装在左侧螺旋桨电机(6)的输出轴上,所述右螺旋桨固定安装在右侧螺旋桨电机(6)的输出轴上。

3.按照权利要求1所述的一种环形翼无人飞行器,其特征在于:所述环形主翼包括环形主翼骨架和环形主翼蒙皮,所述环形主翼蒙皮通过粘接的方式固定在环形主翼骨架上,所述环形主翼骨架包括环形翼前缘(12)、环形翼一号梁(13)、环形翼二号梁(14)、环形翼三号梁(15)、环形翼四号梁(16)、环形翼后缘(17)、组合框翼肋组、正向隔框翼肋组和反向隔框翼肋组;

所述环形翼前缘(12)、环形翼一号梁(13)、环形翼二号梁(14)、环形翼三号梁(15)、环形翼四号梁(16)和环形翼后缘(17)从上至下依次设置,所述组合框翼肋组包括前组合框翼肋组和后组合框翼肋组,所述前组合框翼肋组与后组合框翼肋组沿环形主翼横截面椭圆的长轴对称设置,所述正向隔框翼肋组包括前正向隔框翼肋组和后正向隔框翼肋组,所述前正向隔框翼肋组和后正向隔框翼肋组沿环形主翼横截面椭圆的长轴对称设置,所述反向隔框翼肋组包括前反向隔框翼肋组和后反向隔框翼肋组,所述前反向隔框翼肋组设置在对应的前正向隔框翼肋组的下方,所述后反向隔框翼肋组设置在对应的后正向隔框翼肋组的下方;

所述环形翼前缘(12)、环形翼一号梁(13)、环形翼四号梁(16)和环形翼后缘(17)的形状均为椭圆形,所述环形翼前缘(12)与前组合框翼肋组的上端、后组合框翼肋组的上端、前正向隔框翼肋组的上端和后正向隔框翼肋组的上端均固定连接,所述环形翼一号梁(13)与前组合框翼肋组的上部、后组合框翼肋组的上部、前正向隔框翼肋组的下端和后正向隔框翼肋组的下端均固定连接,所述环形翼四号梁(16)与前组合框翼肋组的下部、后组合框翼肋组的下部、前反向隔框翼肋组的上端和后反向隔框翼肋组的上端均固定连接,所述环形翼后缘(17)与前组合框翼肋组的下端、后组合框翼肋组的下端、前反向隔框翼肋组的下端和后反向隔框翼肋组的下端均固定连接;

所述环形翼一号梁(13)的左侧与左机身连接装置的机身盒上部固定连接,所述环形翼一号梁(13)的右侧与右机身连接装置的机身盒上部固定连接,所述环形翼四号梁(16)的左侧与左机身连接装置的机身盒下部固定连接,所述环形翼四号梁(16)的右侧与右机身连接装置的机身盒下部固定连接;

所述前组合框翼肋组和后组合框翼肋组结构相同且均包括五个结构相同的组合框翼肋(18),五个所述组合框翼肋(18)从左至右依次等间距排列且中间一个组合框翼肋(18)设置在环形主翼横截面椭圆的短轴上,所述各个组合框翼肋(18)所在的平面与其和环形主翼横截面椭圆交点处的切线相互垂直,所述五个组合框翼肋(18)中最左侧一个组合框翼肋(18)所在平面和最右侧一个组合框翼肋(18)所在平面的夹角为26°,所述前正向隔框翼肋组和后正向隔框翼肋组的结构相同且均包括左正向隔框翼肋组和右正向隔框翼肋组,所述左正向隔框翼肋组和右正向隔框翼肋组对称设置在组合框翼肋组的左右两侧;

所述左正向隔框翼肋组和右正向隔框翼肋组的结构相同且均包括三个结构相同的正向隔框翼肋(19),所述三个正向隔框翼肋(19)从左至右依次等间隔设置,所述左正向隔框翼肋组最右侧一个正向隔框翼肋(19)所在的平面与右正向隔框翼肋组最左侧一个正向隔框翼肋(19)所在的平面之间的夹角为39°;

所述前反向隔框翼肋组和后反向隔框翼肋组的结构相同且均包括左反向隔框翼肋组和右反向隔框翼肋组,所述左反向隔框翼肋组和右反向隔框翼肋组对称设置在组合框翼肋组的左右两侧,所述左反向隔框翼肋组和右反向隔框翼肋组的结构相同且均包括三个结构相同的反向隔框翼肋(20),所述反向隔框翼肋(20)设置与其对应的正向隔框翼肋(19)的下方,所述三个反向隔框翼肋(20)从左至右依次等间隔设置,所述左反向隔框翼肋组最右侧一个反向隔框翼肋(20)所在的平面与右反向隔框翼肋组最左侧一个反向隔框翼肋(20)所在的平面之间的夹角为39°;

所述环形翼二号梁(14)分为环形翼二号梁前段和环形翼二号梁后段,所述环形翼二号梁前段和环形翼二号梁后段的形状相同且均为椭圆弧形,所述环形翼二号梁前段和环形翼二号梁后段沿环形主翼横截面椭圆的长轴对称设置,所述环形翼二号梁前段的一端与前组合框翼肋组最左侧的一个组合框翼肋(18)的中部固定连接,所述环形翼二号梁前段的另一端依次穿过前组合框翼肋组中间的三个组合框翼肋的中部后与前组合框翼肋组最右侧的一个组合框翼肋(18)的中部固定连接,所述环形翼二号梁后段的一端与后组合框翼肋组最左侧的一个组合框翼肋(18)的中部固定连接,所述环形翼二号梁后段的另一端依次穿过后组合框翼肋组中间的三个组合框翼肋(18)的中部后与后组合框翼肋组最右侧的一个组合框翼肋(18)的中部固定连接;

所述环形翼三号梁(15)分为环形翼三号梁前段和环形翼三号梁后段,所述环形翼三号梁前段和环形翼三号梁后段的形状相同且均为椭圆弧形,所述环形翼三号梁前段和环形翼三号梁后段沿环形主翼横截面椭圆的长轴对称设置,所述环形翼三号梁前段的一端与前组合框翼肋组最左侧的一个组合框翼肋(18)的中部固定连接,所述环形翼三号梁前段的另一端依次穿过前组合框翼肋组中间的三个组合框翼肋(18)的中部后与前组合框翼肋组最右侧的一个组合框翼肋(18)的中部固定连接,所述环形翼三号梁后段的一端与后组合框翼肋组最左侧的一个组合框翼肋(18)的中部固定连接,所述环形翼三号梁后段的另一端依次穿过后组合框翼肋组中间的三个组合框翼肋(18)的中部后与后组合框翼肋组最右侧的一个组合框翼肋(18)的中部固定连接。

4.按照权利要求3所述的一种环形翼无人飞行器,其特征在于:所述组合框翼肋(18)、正向隔框翼肋(19)和反向隔框翼肋(20)上均开设有减轻重量的孔(50)。

5.按照权利要求1所述的一种环形翼无人飞行器,其特征在于:所述第一展开翼(8)、第二展开翼(9)、第三展开翼(10)和第四展开翼(11)的结构相同且均包括展开翼骨架和展开翼蒙皮,所述展开翼蒙皮通过粘接的方式固定在展开翼骨架的外侧,所述展开翼骨架包括上固定梁(21)、下固定梁(22)、上固定梁齿轮(23)、下固定梁齿轮(24)和展开翼肋板组,所述上固定梁(21)设置在下固定梁(22)的上方,所述展开翼肋板组包括三个结构相同的展开翼肋板,所述三个展开翼肋板左至右依次等间距设置,所述三个展开翼肋板分别为第一展开翼肋(25)、第二展开翼肋(26)和第三展开翼肋(27),所述上固定梁(21)的一端依次穿过第一展开翼肋(25)的上部和第二展开翼肋(26)的上部后与第三展开翼肋(27)的上部固定连接,所述下固定梁(22)的一端依次穿过第一展开翼肋(25)的下部和第二展开翼肋(26)的下部后与第三展开翼肋(27)的下部固定连接,所述上固定梁(21)的另一端与上固定梁齿轮(23)固定连接,所述下固定梁(22)的另一端与下固定梁齿轮(24)固定连接,所述上固定梁齿轮(23)和下固定梁齿轮(24)均通过销轴铰接在所述机身盒上。

6.按照权利要求5所述的一种环形翼无人飞行器,其特征在于:所述展开翼肋板上也开设有减轻重力的孔(50)。

7.按照权利要求5所述的一种环形翼无人飞行器,其特征在于:所述机身盒包括机身盒侧板(28)、机身盒顶板(29)、机身盒第一中间板(30)、机身盒第二中间板(31)、机身盒第三中间板(32)、机身盒第四中间板(33)、机身盒第五中间板(34)、机身盒底板(35)、连接板(36)、展翼舵机(37)和齿轮组(38),所述机身盒侧板(28)和连接板(36)均竖直设置,所述机身盒顶板(29)、机身盒第一中间板(30)、机身盒第二中间板(31)、机身盒第三中间板(32)、机身盒第四中间板(33)、机身盒第五中间板(34)和机身盒底板(35)从上至下依次水平设置,所述机身盒顶板(29)的一端、机身盒第一中间板(30)的一端、机身盒第二中间板(31)的一端、机身盒第三中间板(32)的一端、机身盒第四中间板(33)的一端、机身盒第五中间板(34)的一端和机身盒底板(35)的一端均与机身盒侧板(28)的一侧固定连接,所述机身盒顶板(29)的另一端伸入环形机翼的内侧且与动力装置固定连接,所述机身盒顶板(29)的中部与环形翼一号梁(13)固定连接,所述机身盒底板(35)的另一端与环形翼四号梁(16)固定连接,所述机身盒第一中间板(30)的另一端、机身盒第二中间板(31)的另一端、机身盒第三中间板(32)的另一端、机身盒第四中间板(33)的另一端和机身盒第五中间板(34)的另一端均与连接板(36)的一侧固定连接,所述展翼舵机(37)固定安装在机身盒第五中间板(34)上,所述齿轮组(38)安装在机身盒第三中间板(32)和机身盒第四中间板(33)之间,所述展翼舵机(37)的输出轴穿过机身盒的第四中间板(33)后与齿轮组(38)连接,所述上固定梁齿轮(23)铰接在机身盒第一中间板(30)和机身盒第二中间板(31)之间,所述下固定梁齿轮(24)铰接在机身盒第三中间板(32)和机身盒第四中间板(33)之间,所述齿轮组(38)与下固定梁齿轮(24)相啮合且用于将电机的转动传递给下固定梁齿轮(24)。