一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机的制作方法

1.本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机。


背景技术：

2.目前无人机主要有两种形式，一种为多旋翼无人机，其又细分为电动多旋翼和油电混合多旋翼，电动多旋翼续航能力差，最长飞行时间一般只能达到30分钟，油电混合多旋翼无人机续航时间有一定提升，但是由于其采用螺旋桨直驱产生升力，空气动力效率较低，仍无法取得较长的续航时间，同时多旋翼类无人机目前无法解决安全开伞降落功能，无法实现安全备份，而旋翼无人机由于其依赖多个旋翼产生升力，故障点成倍增加，安全隐患较高。另一种为固定翼无人机，相对于多旋翼无人机，它具有续航时间长，速度较快，飞行半径大，但其起降条件苛刻、不能悬停等缺点也限制了它的应用。


技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
5.本机身、前置动力系统、旋翼、后置动力系统、云台、起落架和固定翼，所述机身的前端设有前置动力系统；所述机身的后端设有后置动力系统。
6.作为本发明的进一步方案：所述机身由复合材料碳纤维蜂窝体制成；所述前置动力系统包括一个汽油航空发动机和一个三叶螺旋桨，汽油航空发动机设置在机身前端的内部，三叶螺旋桨设置在机身前端的外侧，后置动力系统包括一个无刷电机和一个二叶螺旋桨，无刷电机设置在机身后端的内部，二叶螺旋桨设置在机身后端的外部。
7.作为本发明的进一步方案：所述机身的左右两侧均设有固定翼，两个固定翼相向的一端与机身固定连接，固定翼的上方设有四个旋翼，四个旋翼分为两组分别设置在机身的左右两侧，每组旋翼包括前后对称的两个旋翼，旋翼的下方通过纵向的支架与固定翼的上表面连接，两个前后对称设置的旋翼之间通过横向支架连接，位于机身左侧的两个旋翼设置为顺时针转动，位于机身右侧的两个旋翼设置为逆时针转动；所述机身内部设有锂电池模块；所述机身后端的下方与尾垂的前端连接，尾垂由单碳纤维管制成，尾垂的后端设有垂直尾翼和水平尾翼。
8.作为本发明的进一步方案：所述机身的下方悬挂有云台，云台包括横滚框架、方位框架、俯仰框架和相机，横滚框架设置于机身底部的内侧，横滚框架的底端与方位框架的顶端转动连接，方位框架设置在机身底部的外侧，方位框架的底端与俯仰框架转动连接，俯仰框架上固定设有相机。
9.作为本发明的再进一步方案：所述机身的底部设有起落架，起落架包括第一连接杆、第二连接杆、滑行架、套筒、弹簧、伸缩杆和滚轮；所述第一连接杆的顶端与机身的底部固定连接，第一连接杆的底端设有滑行架，第二连接杆的顶端铰接于机身的底部，第二连接
杆的底端与伸缩杆的底端转动连接；所述伸缩杆的底端设有滚轮，伸缩杆的顶端穿插设置在套筒内部，套筒的顶端固定设置于机身的底端，套筒的内部设有弹簧，弹簧设置在伸缩杆的顶端与机身的下表面之间。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明设置了旋翼使得本发明能够垂直起落和悬停，本发明设置了前置动力系统、后置动力系统和固定翼使得本发明能够水平巡航，将固定翼飞机和多旋翼飞机的优点整合到一起，采用油料为主、电能为辅的方式提供动力，具有运动控制稳定、续航时间长、飞行安全可靠等优点，本发明兼顾了多旋翼的垂直起降和悬停功能以及固定翼续航时间长的特点，并可实现多旋翼与固定翼飞行模式的相互转换；本发明设置了由复合材料碳纤维蜂窝体制成机身和由单碳纤维管制成的尾垂，整体质量轻，使得飞行的续航能力强，航程远，且碳纤维材料的热敏感低，雷达侦测面小，能够进行隐蔽的追踪拍摄。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
12.图1为一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机的侧视图。
13.图2为一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机的俯视图。
14.图3为一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机的悬疑旋向示意图。
15.图4为一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机中固定翼的剖视图。
16.图5为一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机中云台的结构示意图。
17.图6为一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机中起落架的结构示意图。
18.图中：1、机身；2、前置动力系统；3、旋翼；4、后置动力系统；5、尾垂；6、垂直尾翼；7、水平尾翼；8、云台；81、横滚框架；82、方位框架；83、俯仰框架；84、相机；9、起落架；91、第一连接杆；92、第二连接杆；93、滑行架；94、套筒；95、弹簧；96、伸缩杆；97、滚轮；10、固定翼。
具体实施方式
19.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
20.参见图1-6，一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机，包括机身1、前置动力系统2、旋翼3、后置动力系统4、云台8、起落架9和固定翼10，所述机身1的前端设有前置动力系统2，机身1由复合材料碳纤维蜂窝体制成，前置动力系统2包括一个汽油航空发动机和一个三叶螺旋桨，汽油航空发动机设置在机身1前端的内部，三叶螺旋桨设置在机身1前端的外侧，三叶螺旋桨由汽油航空发动机驱动，汽油航空发动机的油料容量设置为100cc；所述机身1的后端设有后置动力系统4，后置动力系统4包括一个无刷电机和一个二叶螺旋桨，无刷电机设置在机身1后端的内部，二叶螺旋桨设置在机身1后端的外部，无刷电机能够驱动二叶螺
旋桨。
21.所述机身1的左右两侧均设有固定翼10，两个固定翼10相向的一端与机身1固定连接，固定翼10的上方设有四个旋翼3，四个旋翼3分为两组分别设置在机身1的左右两侧，每组旋翼3包括前后对称的两个旋翼3，旋翼3的下方通过纵向的支架与固定翼10的上表面连接，两个前后对称设置的旋翼3之间通过横向支架连接，位于机身1左侧的两个旋翼3设置为顺时针转动，位于机身1右侧的两个旋翼3设置为逆时针转动；所述机身1内部设有锂电池模块，锂电池模块为四个旋翼3、无刷电机以及机身1内部的电子元件供电；所述机身1后端的下方与尾垂5的前端连接，尾垂5由单碳纤维管制成，尾垂5的后端设有垂直尾翼6和水平尾翼7，水平尾翼7用来产生负升力，水平尾翼7能够对机身1产生抬头力矩，以达到使飞机配平的目的，垂直尾翼6用来保证飞机的纵向稳定性。
22.如图5所示，所述机身1的下方悬挂有云台8，云台8包括横滚框架81、方位框架82、俯仰框架83和相机84，横滚框架81设置于机身1底部的内侧，横滚框架81的底端与方位框架82的顶端转动连接，方位框架82设置在机身1底部的外侧，方位框架82的底端与俯仰框架83转动连接，俯仰框架83上固定设有相机84，横滚框架81控制相机84的横滚运动，方位框架82控制相机84的方位运动，俯仰框架83控制相机84的俯仰运动，横滚框架81、方位框架82和俯仰框架83形成三轴联动，共同对相机84进行运动控制，使得相机84的拍摄范围更广。
23.如图6所示，所述机身1的底部设有起落架9，起落架9包括第一连接杆91、第二连接杆92、滑行架93、套筒94、弹簧95、伸缩杆96和滚轮97；所述第一连接杆91的顶端与机身1的底部固定连接，第一连接杆91的底端设有滑行架93，第二连接杆92的顶端铰接于机身1的底部，第二连接杆92的底端与伸缩杆96的底端转动连接；所述伸缩杆96的底端设有滚轮97，伸缩杆96的顶端穿插设置在套筒94内部，套筒94的顶端固定设置于机身1的底端，套筒94的内部设有弹簧95，弹簧95设置在伸缩杆96的顶端与机身1的下表面之间，当本发明使用起落架9降落时，滑行架93和滚轮97会首先与地面接触，弹簧95能够减少降落时的冲击力。
24.本发明在起飞时，首先通过四个旋翼3垂直上升，达到预定高度后，随后前置动力系统2和后置动力系统4开启，使得三叶螺旋桨和二叶螺旋桨共同推动本发明向前移动，同时，固定翼10上会产生升力，减轻了旋翼3的负担，达到巡航飞行的效果；本发明在降落时，使得前置动力系统2和后置动力系统4停止运转，本发明在水平方向上持续减速，并且由于固定翼10产生的升力减小，本发明会不断下降，此时，控制旋翼3加速，使得本发明匀速下降，并最终通过起落架9以较小的水平速度和垂直速度降落。
25.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机，包括机身(1)、前置动力系统(2)、旋翼(3)、后置动力系统(4)、云台(8)、起落架(9)和固定翼(10)，其特征在于，所述机身(1)的前端设有前置动力系统(2)；所述机身(1)的后端设有后置动力系统(4)。2.根据权利要求1所述的一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机，其特征在于，所述机身(1)由复合材料碳纤维蜂窝体制成；所述前置动力系统(2)包括一个汽油航空发动机和一个三叶螺旋桨，汽油航空发动机设置在机身(1)前端的内部，三叶螺旋桨设置在机身(1)前端的外侧，后置动力系统(4)包括一个无刷电机和一个二叶螺旋桨，无刷电机设置在机身(1)后端的内部，二叶螺旋桨设置在机身(1)后端的外部。3.根据权利要求1所述的一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机，其特征在于，所述机身(1)的左右两侧均设有固定翼(10)，两个固定翼(10)相向的一端与机身(1)固定连接，固定翼(10)的上方设有四个旋翼(3)，四个旋翼(3)分为两组分别设置在机身(1)的左右两侧，每组旋翼(3)包括前后对称的两个旋翼(3)，旋翼(3)的下方通过纵向的支架与固定翼(10)的上表面连接，两个前后对称设置的旋翼(3)之间通过横向支架连接，位于机身(1)左侧的两个旋翼(3)设置为顺时针转动，位于机身(1)右侧的两个旋翼(3)设置为逆时针转动；所述机身(1)内部设有锂电池模块；所述机身(1)后端的下方与尾垂(5)的前端连接，尾垂(5)由单碳纤维管制成，尾垂(5)的后端设有垂直尾翼(6)和水平尾翼(7)。4.根据权利要求1所述的一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机，其特征在于，所述机身(1)的下方悬挂有云台(8)，云台(8)包括横滚框架(81)、方位框架(82)、俯仰框架(83)和相机(84)，横滚框架(81)设置于机身(1)底部的内侧，横滚框架(81)的底端与方位框架(82)的顶端转动连接，方位框架(82)设置在机身(1)底部的外侧，方位框架(82)的底端与俯仰框架(83)转动连接，俯仰框架(83)上固定设有相机(84)。5.根据权利要求1所述的一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机，其特征在于，所述机身(1)的底部设有起落架(9)，起落架(9)包括第一连接杆(91)、第二连接杆(92)、滑行架(93)、套筒(94)、弹簧(95)、伸缩杆(96)和滚轮(97)；所述第一连接杆(91)的顶端与机身(1)的底部固定连接，第一连接杆(91)的底端设有滑行架(93)，第二连接杆(92)的顶端铰接于机身(1)的底部，第二连接杆(92)的底端与伸缩杆(96)的底端转动连接；所述伸缩杆(96)的底端设有滚轮(97)，伸缩杆(96)的顶端穿插设置在套筒(94)内部，套筒(94)的顶端固定设置于机身(1)的底端，套筒(94)的内部设有弹簧(95)，弹簧(95)设置在伸缩杆(96)的顶端与机身(1)的下表面之间。

技术总结
本发明提供了一种载重40公斤的四旋翼植保无人飞机，包括机身、前置动力系统、旋翼、后置动力系统、云台、起落架和固定翼，所述机身的前端设有前置动力系统；所述机身的后端设有后置动力系统。本发明设置了旋翼使得本发明能够垂直起落和悬停，设置了前置动力系统、后置动力系统和固定翼使得本发明能够水平巡航，将固定翼飞机和多旋翼飞机的优点整合到一起，采用油料为主、电能为辅的方式提供动力，具有运动控制稳定、续航时间长、飞行安全可靠等优点。飞行安全可靠等优点。飞行安全可靠等优点。


技术研发人员：符仁忠 毛智樵 杨梓旭
受保护的技术使用者：江苏沃得高新农业装备有限公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/10/20