一种可垂直起降的飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种可垂直起降的飞行器。

背景技术

无人飞行器在越来越多的领域被使用。民用中的高速飞行器以及军用飞行器基本都是使用大功率螺旋桨作为动力或者使用燃油的喷气式发动机作为动力，这些飞行器大都是使用传统的起飞方式，推进器的动力全部转化为机身的前进速度并通过机翼与空气产生相互作用达到起飞目的，这些飞行器都需要较长的跑道以便获得足够的起飞速度。

还没有一种飞行器能够实现类似于直升机形式的垂直起落方式，垂直起落的无人机大多将螺旋桨布置成直升机的形式，这种设置方式所提供的动力不能让飞行器获得较大的水平飞行速度。

发明内容

本发明的目的是为减小飞行器起落所占用的空间，提高飞行器垂直升起后的飞行动力，本申请提供一种可垂直起降的飞行器。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种可垂直起降的飞行器，包括机身和机翼，所述机身包括前机身和后机身，所述机翼对称设置在前机身的两侧并向后倾斜延伸，两所述机翼所在平面经过机身的轴线且将后机身分为对称的上机身和下机身，所述前机身的尾部分别与上机身和下机身的头部铰接，所述上机身和下机身连接有驱动其展开或闭合的折叠机构；所述上机身和下机身的尾部分别设有一组第一推进器和第一转向喷嘴，每组所述第一转向喷嘴设置在第一推进器尾部，所述第一转向喷嘴连接可驱动其转动的第一旋转机构，所述第一转向喷嘴的旋转轴线与机身的轴线垂直；所述上机身与下机身完全展开时呈一字型，且此时第一转向喷嘴的轴线与机身的轴线平行，所述上机身与下机身完全闭合时，第一转向喷嘴的轴线与机身的轴线平行；所述上机身与下机身完全展开时，上机身和下机身的底部与两个机翼的尾部位于同一平面。

通过采用上述技术方案，下机身和上机身在起飞和降落时完全展开并呈一字型，上机身与下机身完全展开时，上机身和下机身的底部与两个机翼的尾部位于同一平面，上机身和下机身的尾部设置的第一转向喷嘴的轴线均与机身的轴线平行，经第一推进器提供垂直地面的喷气动力，可以使飞行器实现垂直起降的目的。飞行器在飞行过程中，上机身和下机身闭合，第一转向喷嘴的轴线转动到与机身的轴线平行，为飞行器飞行提供飞行动力，比通常的螺旋降直升机，大大提高了飞行速度。

优选的，所述折叠机构包括设置在前机身上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接螺杆，所述螺杆的轴线与机身的轴线重合，所述螺杆上螺接螺母，所述螺杆外侧套设同轴的固定筒，所述固定筒一端固定连接在前机身上，所述固定筒两端固定连接转动轴承，所述螺杆两端连接在转动轴承上，所述螺母对称铰接上连杆和下连杆，所述固定筒壁对称开设让位槽，所述上连杆和下连杆的另一端穿设相应的让位槽并分别铰接上连接块和下连接块，所述上连接块和下连接块分别固定连接上机身和下机身，所述上机身和下机身分别设有容纳固定筒的容纳腔。

通过采用上述技术方案，驱动电机转动可以带动螺杆转动，螺杆上螺接的螺母在螺杆上做直线运动，螺母又带动其铰接的上连杆和下连杆同步转动，上连杆和下连杆进一步带动上连接块和下连接块转动，从而带动与上连接块和下连接块固定连接的上机身和下机身展开或闭合。

优选的，所述上机身和下机身的前部对称设有向后倾斜的第一斜面，两个所述第一斜面的对称轴线经过并垂直机身的轴线，所述前机身的尾部对称设有向前倾斜的第二斜面，所述第一斜面与第二斜面适配；所述上机身与下机身完全展开时，所述第一斜面与第二斜面相贴合。

通过采用上述技术方案，设置第一斜面和第二斜面的斜度并使之相互贴合配合时，上机身与下机身完全展示时呈一字型，保证上机身与下机身能够顺利展开，以及展开时受力的稳定性。

优选的，所述上机身上的第一旋转机构包括固定在上机身尾部的转动电机，所述转动电机的输出轴上固定连接蜗杆，所述第一转向喷嘴包括由前向后依次连接的中空的球冠状旋转部和筒状喷筒，所述旋转部外侧固定连接同轴的转动轴，所述转动轴的轴线经过旋转部的轴线并与其垂直，所述转动轴转动连接在上机身上，靠近蜗杆一侧的转动轴上固定连接同轴的涡轮，所述涡轮与蜗杆螺接；所述下机身和上机身的第一旋转机构结构相同。

通过采用上述技术方案，控制转动电机的转动，可以带动蜗杆转动，蜗杆又带动螺接的涡轮转动，涡轮带动第一转向喷嘴的转动轴转动，从而使与转动轴固定连接的第一转向喷嘴转动，实现第一转向喷嘴的轴线可以垂直机身的轴线，也可以平行机身的轴线，实现为飞行器提高垂直起降的动力，以及飞行时的动力。

优选的，两所述机翼的尾部分别设有一组第二推进器和第二转向喷嘴，每组所述第二转向喷嘴设置在第二推进器尾部，所述第二转向喷嘴的旋转轴线与机身的轴线垂直，所述第二转向喷嘴与机翼转动连接，所述第二转向喷嘴还连接可驱动其转动的第二旋转机构；所述上机身和下机身完全展开时，所述第二转向喷嘴的轴线与机身的轴线平行。

通过采用上述技术方案，在飞行器起飞和降落时，可以通过第二旋转机构调整第二转向喷嘴的轴线方向平行机身的轴线，可以进一步为飞行器的起降提供动力，在飞行器飞行时也可以转动第二转向喷嘴的角度，实现为飞行器提供动力，调整飞行器角度的目的。

优选的，所述上机身和下机身的相对一侧分别有支撑块，所述上机身和下机身完全展开时，所述支撑块端部高于旋转喷嘴端部的高度；两所述机翼尾端固定连接支撑杆，所述上机身和下机身完全展开时，所述支撑杆的端面与支撑块的端面位于同一平面。

通过采用上述技术方案，在飞行器起降时，上机身和下机身上的支撑块端面以及两个机翼尾部的支撑杆端面位于同一平面，保证了飞行器起降的稳定性，避免在飞行器起飞或降落时的倾斜。

优选的，所述支撑块包括固定连接在上机身和下机身的两对支杆，每对支杆间隔设置，所述上机身和下机身上分别开设有容纳相应支杆的容纳槽。

通过采用上述技术方案，可以增大支撑块的受力面积，提高飞行器起降时的稳定性，通过设置容纳槽，可以使相对的支杆在上机身和下机身闭合时能插入相应的容纳槽内，保证上机身和下机身能够相互抵靠闭合。

优选的，所述上机身和下机身尾部外侧对称分布两个尾翼，两个所述尾翼所在平面经过机身的轴线并与机翼所在平面垂直。

通过采用上述技术方案，设置对称的尾翼，可以进一步保证飞行器在飞行过程中的稳定性。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

本发明通过设置可折叠的上机身和下机身，并使上机身和下机身在完全展开时，上机身和下机身的底部与机翼的尾部位于同一平面，同时第一转向喷嘴的轴线均与机身的轴线平行，能够实现飞行器垂直起降的目的。

通过在机翼尾部设置第二转向喷嘴，在起飞时，第二转向喷嘴的轴线与机身的轴线平行，可以提升飞行器起飞时的动力；在飞行器垂直降落时，还可以调节飞行器的平衡。

附图说明

图1是本申请升降时的结构示意图；

图2是本申请飞行时的结构示意图；

图3是本申请升降时的立体图；

图4是本申请的轴向剖视图；

图5是本申请上机身内部的结构示意图；

图6是本申请升降时另一视角的结构示意图；

图7是本申请的机翼内部结构示意图。

图示，1、机身；11、前机身；112、第二斜面；12、后机身；121、上机身；122、下机身；123、第一斜面；2、机翼；21、尾翼；22、支撑杆；3、折叠机构；31、驱动电机；32、螺杆；33、螺母；34、固定筒；341、让位槽；35、转动轴承；36、上连杆；361、上连接块；37、下连杆；371、下连接块；38、容纳腔；4、第一推进器；5、第一转向喷嘴；6、第一旋转机构；61、转动电机；62、蜗杆；63、转动轴；64、涡轮；7、第二推进器；8、第二转向喷嘴；9、第二旋转机构；10、支撑块；101、支杆；102、容纳槽。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本发明作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种可垂直起降的飞行器。如图1、2所示, 一种可垂直起降的飞行器包括机身1和机翼2，机身1包括前机身11和后机身12，机翼2对称设置在前机身11的两侧并向后倾斜延伸，两机翼2所在平面经过机身1的轴线且将后机身12分为对称的上机身121和下机身122，上机身121和下机身122尾部外侧对称分布两个尾翼21，两个尾翼21所在平面经过机身1的轴线并与机翼2所在平面垂直；上机身121与下机身122完全展开时，上机身121和下机身122的底部与两个机翼2的尾部位于同一平面。

下机身122和上机身121在起飞和降落时完全展开并呈一字型，上机身121与下机身122完全展开时，上机身121和下机身122的底部与两个机翼2的尾部位于同一平面，上机身121和下机身122的尾部设置的第一转向喷嘴5的轴线均与机身1的轴线平行，经第一推进器4提供垂直地面的喷气动力，可以使飞行器实现垂直起降的目的。

如图4、5所示，前机身11的尾部分别与上机身121和下机身122的头部铰接，上机身121和下机身122连接有驱动其展开或闭合的折叠机构3；上机身121和下机身122的尾部分别设有一组第一推进器4和第一转向喷嘴5，每组第一转向喷嘴5设置在第一推进器4尾部，第一转向喷嘴5连接可驱动其转动的第一旋转机构6，第一转向喷嘴5的旋转轴线与机身1的轴线垂直；上机身121与下机身122完全展开时呈一字型，且此时第一转向喷嘴5的轴线与机身1的轴线平行，上机身121与下机身122完全闭合时，第一转向喷嘴5的轴线与机身1的轴线平行。

如图5所示，本实施例中，上机身121上的第一旋转机构6包括固定在上机身121尾部的转动电机61，转动电机61的输出轴上固定连接蜗杆62，第一转向喷嘴5包括由前向后依次连接的中空的球冠状旋转部和筒状喷筒，旋转部外侧固定连接同轴的转动轴63，转动轴63的轴线经过旋转部的轴线并与其垂直，转动轴63转动连接在上机身121上，靠近蜗杆62一侧的转动轴63上固定连接同轴的涡轮64，涡轮64与蜗杆62螺接。通过控制转动电机61的转动，可以带动蜗杆62转动，蜗杆62又带动螺接的涡轮64转动，涡轮64带动第一转向喷嘴5的转动轴63转动，从而使与转动轴63固定连接的第一转向喷嘴5转动，实现第一转向喷嘴5的轴线可以垂直机身1的轴线，也可以平行机身1的轴线，实现为飞行器提高垂直起降的动力，同时还为飞行器提供飞行时的动力；

在飞行过程中，通过调整第一转向喷嘴5的角度，还可以调整飞行器在飞行中的姿态；在飞行器需要降落时，调整第一转向喷嘴5的角度，使飞行器沿竖直方向飞行，再将上机身121和下机身122完全打开，同时时第一转向喷嘴5的轴线方向调整至于机身的轴线平行，这样通过调整第一推进器4推力的大小，完成飞行器的平稳降落。

本实施例的下机身122和上机身121的第一旋转机构6结构相同。

飞行器在飞行过程中，上机身121和下机身122闭合，第一转向喷嘴5的轴线转动到与机身1的轴线平行，为飞行器飞行提供飞行动力，比通常的螺旋降直升机，大大提高了飞行速度。

如图3、4所示，上机身121和下机身122的前部对称设有向后倾斜的第一斜面123，两个第一斜面123的对称轴线经过并垂直机身1的轴线，前机身11的尾部对称设有向前倾斜的第二斜面112，第一斜面123与第二斜面112适配；上机身121与下机身122完全展开时，第一斜面123与第二斜面112相贴合。

当上机身121与下机身122完全展示时呈一字型，设置第一斜面123和第二斜面112相互抵靠，保证上机身121与下机身122能够顺利展开，同时还能够提高展开时上机身121和下机身122的受力。

如图4、5所示，本实施例的折叠机构3包括设置在前机身11上的驱动电机31，驱动电机31的输出轴上连接螺杆32，螺杆32的轴线与机身1的轴线重合，螺杆32上螺接螺母33，螺杆32外侧套设同轴的固定筒34，固定筒34一端固定连接在前机身11上，固定筒34两端固定连接转动轴承35，螺杆32两端连接在转动轴承35上，螺母33对称铰接上连杆36和下连杆37，固定筒34壁对称开设让位槽341，上连杆36和下连杆37的另一端穿设相应的让位槽341并分别铰接上连接块361和下连接块371，上连接块361和下连接块371分别固定连接上机身121和下机身122，上机身121和下机身122分别设有容纳固定筒34的容纳腔38。驱动电机31转动可以带动螺杆32转动，螺杆32上螺接的螺母33在螺杆32上做直线运动，螺母33又带动其铰接的上连杆36和下连杆37同步转动，上连杆36和下连杆37进一步带动上连接块361和下连接块371转动，从而带动与上连接块361和下连接块371固定连接的上机身121和下机身122展开或闭合。

如图6、7所示，在另一实施例中，两机翼2的尾部分别设有一组第二推进器7和第二转向喷嘴8，每组第二转向喷嘴8设置在第二推进器7尾部，第二转向喷嘴8的旋转轴线与机身1的轴线垂直，第二转向喷嘴8与机翼2转动连接，第二转向喷嘴8还连接可驱动其转动的第二旋转机构9；上机身121和下机身122完全展开时，第二转向喷嘴8的轴线与机身1的轴线平行。

飞行器起飞和降落时，通过第二旋转机构9将第二转向喷嘴8的轴线调整至平行机身1的轴线，在飞行器起飞时可进一步为飞行器的提供起飞动力。在飞行器降落时。通过调整第二转向喷嘴8的角度，以及调整第一转向喷嘴5的角度，调整飞行器的姿态，使飞行器呈竖直状态飞行后，再将第二转向喷嘴8的轴线调整至与机身1的轴线平行，从而实现飞行器的垂直降落；在飞行器飞行时也可以转动第二转向喷嘴8的角度，实现飞行器飞行角度的调整。

如图1所示，在一实施例中，上机身121和下机身122的相对一侧分别有支撑块10，上机身121和下机身122完全展开时，支撑块10端部高于旋转喷嘴端部的高度；两机翼2尾端固定连接支撑杆22，上机身121和下机身122完全展开时，支撑杆22的端面与支撑块10的端面位于同一平面，提高了飞行器起降的稳定性。

如图6所示，支撑块10包括固定连接在上机身121和下机身122的两对支杆101，每对支杆101间隔设置，增大支撑块10的受力面积，提高飞行器起降时的稳定性，上机身121和下机身122上分别开设有容纳相应支杆101的容纳槽102，使上机身121和下机身122上的支杆101在上机身121和下机身122闭合时能插入相应的容纳槽102内，保证上机身121和下机身122能够相互抵靠闭合。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。