1.本发明涉及可动翼飞行器和飞行机器人领域，特别是一种六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器。


背景技术：

2.飞行器飞行方式有固定翼、旋翼和扑翼三种飞行类型，旋翼和扑翼都属于可动翼。
3.扑翼飞行是自然界飞行生物采用的飞行方式，主要利用双翅的上下扑动同时产生升力和推力，其主要特点是将举升、悬停和推进功能基于一体，同时具有很强的机动性和灵活性，更适合于执行绕过障碍物等的飞行。对于小尺寸和低速飞行状态的飞行器，属于低雷诺数下飞行，扑翼产生的非定常升力比固定翼的定常升力大得多；从推力方面来看，扑翼推进效率比螺旋桨推进效率高。目前扑翼飞行器研究主要集中在模拟大自然中飞行生物的飞行姿态设计各种扑翼机构。但这些扑翼机构的共同问题是总体气动效率偏低，甚至低于同尺度的固定翼微型飞行器。扑翼飞行器总体效率低下的主要原因是目前研究中大多是简单的仿造鸟类或昆虫翅膀的外形和扑动运动，却很难实现飞行生物扑翼上下扑动过程中利用翼翅自身姿态和结构的改变减小空气阻力并产生非定常气动力，由此产生的气动效率较低问题严重制约了扑翼式飞行器的普及应用。
4.旋翼飞行是以旋翼(包括螺旋桨)的拉力提供飞行器的升力，飞行器的前进拉力来源于旋翼矢量的小角度偏转所产生的水平分量。目前发展迅速的多旋翼小型飞行器的姿态控制和水平运动是靠多旋翼的差动拉力来实现的。旋翼飞行器的特点是具有垂直起降和空中悬停功能，并具有在比较小的区域中飞行的能力。但由于旋翼飞行器的旋翼相对于其旋翼中心轴是不动的，因此前进阻力较大，所以能量消耗大，气动效率偏低，大功率长航时飞行较为困难。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种非常显著的减小扑翼型和旋翼型飞行器飞行阻力大、提升气动效率、方便实现垂直起降、能快速切换飞行方向、飞行灵活性和机动性非常好的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器，以解决现有技术中存在的上述问题。
6.本发明公开了一种六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器，其特征在于包括旋转帘翼、第二减速器、电动机、旋转轴和机身框架，所述机身框架两侧对称的布置有前后两排四个竖直方向的所述旋转轴，所述机身框架前后对称的布置有两个水平的所述旋转轴，设置在所述机身框架上的六个所述电动机分别通过设置在所述机身框架上的六个所述第二减速器减速后分别带动六个所述旋转轴连续旋转，六个所述旋转帘翼分别固定连接在六个所述旋转轴上，两侧四个所述旋转帘翼用于产生推力，前后两个所述旋转帘翼用于产生升力；所述旋转帘翼包括旋转框架，以及安装在所述旋转框架内的帘翼，所述帘翼包括帘翼框架，以及套装在帘翼框架上的软质帘，所述帘翼框架内还设置有卷簧以及驱动电机，用于控制所述软质帘的展开和收缩。
7.进一步的是，所述旋转框架设置有中心孔、直梁和帘翼安装板，所述直梁的方向与所述中心孔的轴线平行，所述直梁上开有帘翼安装孔，所述帘翼安装孔的轴线与所述中心孔的轴线正交，所述帘翼安装板上开有帘翼固定孔，所述帘翼固定孔的轴线与所述中心孔的轴线正交；所述帘翼插装在所述帘翼安装孔内；六个所述旋转轴分别连接六个所述中心孔和设置在飞行器上的六个所述第二减速器。
8.进一步的是，所述帘翼框架上有第一卷簧安装孔、第二卷簧安装孔、导轨、帘翼安装梁、电机安装孔、转轮轴、帘翼固定轴、第一安装板、第二安装板和连接横梁，所述软质帘上有软质帘迎风面、软质帘背风面，所述导轨安装在所述第一安装板与所述第二安装板上，所述转轮轴插装在所述第一安装板与所述第二安装板内，所述连接横梁插装在所述第一安装板与所述第二安装板内，所述帘翼安装梁插装在所述导轨内且可滑动，所述驱动电机安装在所述电机安装孔上，所述卷簧安装在所述第一卷簧安装孔和所述第二卷簧安装孔上。
9.进一步的是，六个所述电动机的输出轴分别安装在六个所述第二减速器输入孔内。
10.进一步的是，所述帘翼还设置有第一减速器，所述转轮轴安装在所述第一减速器的输出轴上，所述驱动电机的输出轴安装在所述第一减速器的输入孔内。
11.进一步的是，所述旋转框架上还包括用于加强所述旋转框架的强度的外加强曲梁和内加强曲梁中的至少一种。
12.进一步的是，所述直梁、所述外加强曲梁和所述内加强曲梁均为空心结构；
13.和/或，
14.所述直梁、所述外加强曲梁和所述内加强曲梁为工程塑料材质；
15.和/或，
16.所述直梁、所述外加强曲梁和所述内加强曲梁为碳素纤维材质。
17.进一步的是，所述直梁在所述中心孔周向均匀分布，所述直梁的数量大于1个；所述帘翼安装孔在所述直梁上直线均匀分布，每个所述直梁上的所述帘翼安装孔的数量大于1个；每个帘翼框架内的卷簧的数量为2个。
18.实现本发明目的的技术解决方案是提供一种六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器，其包括旋转帘翼、第二减速器、电动机、旋转轴和机身框架，机身框架两侧对称的布置有前后两排四个竖直方向的旋转轴，机身框架前后对称的布置有两个水平的旋转轴，设置在机身框架上的六个电动机分别通过设置在机身框架上的六个第二减速器减速后分别带动六个旋转轴连续旋转，六个旋转帘翼分别固定连接在六个旋转轴上，两侧四个旋转帘翼用于产生推力，前后两个旋转帘翼用于产生升力；六个旋转轴分别连接六个中心孔和设置在飞行器上的六个第二减速器，帘翼包括帘翼框架，以及套装在帘翼框架上的软质帘，帘翼框架内还设置有卷簧以及驱动电机，用于控制软质帘的展开和收缩，旋转框架设置有中心孔、直梁和帘翼安装板，直梁的方向与中心孔的轴线平行，直梁上开有帘翼安装孔，帘翼安装孔的轴线与中心孔的轴线正交，帘翼安装板上开有帘翼固定孔，帘翼固定孔的轴线与中心孔的轴线正交；帘翼插装在帘翼安装孔内；旋转轴连接中心孔和设置在飞行器上的第二减速器，帘翼框架上有第一卷簧安装孔、第二卷簧安装孔、导轨、帘翼安装梁、电机安装孔、转轮轴、帘翼固定轴、第一安装板、第二安装板和连接横梁，软质帘上有软质帘迎风面、软质帘背风面，导轨安装在第一安装板与第二安装板上，转轮轴插装在第一安装板与第二安装板内，连
接横梁插装在第一安装板与第二安装板内，帘翼安装梁插装在导轨内且可滑动，驱动电机安装在电机安装孔上，卷簧安装在第一卷簧安装孔和第二卷簧安装孔上，六个电动机的输出轴分别安装在六个第二减速器输入孔内，帘翼还设置有第一减速器，转轮轴安装在第一减速器的输出轴上，驱动电机的输出轴安装在第一减速器的输入孔内，旋转框架上还包括用于加强旋转框架的强度的外加强曲梁和内加强曲梁中的至少一种，直梁、外加强曲梁和内加强曲梁均为空心结构且采用工程塑料、碳素纤维等轻质材料。
19.本发明的工作原理是：当电动机启动正向旋转时，经过减速器减速后带动旋转轴连续转动，而驱动电机控制帘翼的工作与复位状态，每当一对帘翼由非工作位置转动到工作位置时，驱动电机停止工作，使卷簧将软质帘拉伸到最大面积，此时帘翼与气流方向垂直，气流直接作用在帘翼正面上使软质帘获得最大的气体推动力，气流作用在软质帘迎风面上的正压力可分解为升力和推力，此时为工作状态，而当帘翼从水平方向转动到竖直方向时，驱动电机开始工作，驱动转轮轴转动，使软质帘收缩，气流直接从帘翼框架内流出，回到复位状态；当电动机反向旋转时，旋转帘翼装置产生的气体反推动力与电动机正向旋转时反向。当前后两个水平安装的电动机转速相同，并且两侧四个竖直安装的电动机不工作时，即可实现垂直起降功能，若前后两个旋转帘翼产生的升力与整机重量和阻力相等时，则可实现空中悬停；而通过控制两侧四个旋转帘翼电机转速不同则可以控制每个旋转帘翼产生的水平力的大小，四组水平力能使无人机在水平方向产生任意方向的合力和力偶，因此能使无人机快速切换到任意方向飞行。
20.本发明与现有技术相比，其显著优点是：
21.1.本发明所述的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器，通过将旋转帘翼中的帘翼设置为连续旋转，保持了旋翼连续旋转的优点，克服了扑翼需要往复运动的弱点。
22.2.本发明所述的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器，所述软质帘在工作状态与复位状态之间的切换是在驱动电机控制下，卷簧带动完成，结构简单、控制精度高且可靠性好。
23.3.本发明所述的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器，通过电机控制连续旋转的帘翼相对于中心旋转轴转动，使帘翼在工作状态时以最大面积迎风运动获得最大气动力，并且帘翼在工作状态时迎风面积可变，因此驱动能量可调；而在复位状态时，气流直接从帘翼框架内流出从而阻力大大降低，达到提高气动效率的目的，其气动效率远高于现有旋翼和扑翼飞行器。
24.4.本发明所述的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器，两个旋转帘翼控制升力大小，四个旋转帘翼能是产生任意水平方向推力，从而实现垂直起降、空中悬停、快速切换到任意方向飞行，因此该类型无人机的灵活性和机动性非常好，可广泛应用于低雷诺数飞行的各类小型飞行器和无人机中。
25.5.本发明所述的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器，结构简单，加工工艺性好，生产成本低。
附图说明
26.图1是本发明的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器的整体结构示意图。
27.图2是本发明的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器的详细结构示意图。
28.图3是本发明的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器的旋转帘翼复位状态详细结构示意图。
29.图4是本发明的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器的旋转帘翼工作状态详细结构示意图。
30.图5是本发明的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器的旋转框架的结构示意图。
31.图6是本发明的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器的帘翼框架的结构示意图。
32.图7是本发明的六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器的软质帘的结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明作进一步描述，但不以任何方式限制本发明。
34.实施例1：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，采用六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器的高压电线巡检无人机。包括旋转帘翼、第二减速器6、电动机7、旋转轴8和机身框架10，机身框架10两侧对称的布置有前后两排四个竖直方向的旋转轴8，机身框架10前后对称的布置有两个水平的旋转轴8，设置在机身框架10上的六个电动机7分别通过设置在机身框架10上的六个第二减速器6减速后分别带动六个旋转轴8连续旋转，六个旋转帘翼分别固定连接在六个旋转轴8上，两侧四个旋转帘翼用于产生推力，前后两个旋转帘翼用于产生升力；旋转帘翼包括旋转框架1，以及安装在旋转框架1内的帘翼，帘翼包括帘翼框架1，以及套装在帘翼框架1上的软质帘2，帘翼框架1内还设置有卷簧3以及驱动电机5，用于控制所述软质帘2的展开和收缩；旋转框架9设置有中心孔901、直梁902和帘翼安装板904，直梁902的方向与中心孔901的轴线平行，直梁902上开有帘翼安装孔903，帘翼安装孔903的轴线与中心孔901的轴线正交，帘翼安装板904上开有帘翼固定孔905，帘翼固定孔905的轴线与中心孔901的轴线正交；帘翼插装在帘翼安装孔903内；六个旋转轴8分别连接六个中心孔901和设置在飞行器上的六个第二减速器6，帘翼框架1上有第一卷簧安装孔101、第二卷簧安装孔102、导轨103、帘翼安装梁104、电机安装孔105、转轮轴106、帘翼固定轴107、第一安装板108、第二安装板109和连接横梁110，软质帘2上有软质帘迎风面201、软质帘背风面202，导轨103安装在第一安装板108与第二安装板109上，转轮轴106插装在第一安装板108与第二安装板109内，连接横梁110插装在第一安装板108与第二安装板109内，帘翼安装梁104插装在导轨103内且可滑动，驱动电机5安装在电机安装孔105上，卷簧3安装在第一卷簧安装孔101和第二卷簧安装孔102上，六个电动机7的输出轴分别安装在六个第二减速器6输入孔内，帘翼还设置有第一减速器4，转轮轴106安装在第一减速器4的输出轴上，驱动电机5的输出轴安装在第一减速器4的输入孔内，旋转框架9上还包括用于加强旋转框架9的强度的外加强曲梁906和内加强曲梁907中的至少一种，直梁902、外加强曲梁906和内加强曲梁907均为空心结构且采用工程塑料、碳素纤维等材料。高压电线巡检无人机采用本发明六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器后，由于旋转帘翼阻力小、气动效率高，能完成各项检测和拍照工作，相对于旋翼无人机，在搭载摄影设备等相同的工作载荷后，一次飞行时间增加20％，实现了较长航时工作。
35.实施例2：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，采用六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器的高层建筑灭火专用无人机。包括帘翼、旋转帘翼、第二减速器6、电动机7、旋转轴8和机身框架10，机身框架10两侧对称的布置有前后两排四个竖直方向的旋转轴8，机身框架
10前后对称的布置有两个水平的旋转轴8，设置在机身框架10上的六个电动机7分别通过设置在机身框架10上的六个第二减速器6减速后分别带动六个旋转轴8连续旋转，六个旋转帘翼分别固定连接在六个旋转轴8上，两侧四个旋转帘翼用于产生推力，前后两个旋转帘翼用于产生升力；旋转帘翼包括旋转框架1，以及安装在旋转框架1内的帘翼，帘翼包括帘翼框架1，以及套装在帘翼框架1上的软质帘2，帘翼框架1内还设置有卷簧3以及驱动电机5，用于控制软质帘2的展开和收缩；旋转框架9设置有中心孔901、直梁902和帘翼安装板904，直梁902的方向与中心孔901的轴线平行，直梁902上开有帘翼安装孔903，帘翼安装孔903的轴线与中心孔901的轴线正交，帘翼安装板904上开有帘翼固定孔905，帘翼固定孔905的轴线与中心孔901的轴线正交；帘翼插装在帘翼安装孔903内；六个旋转轴8分别连接六个中心孔901和设置在飞行器上的六个第二减速器6，帘翼框架1上有第一卷簧安装孔101、第二卷簧安装孔102、导轨103、帘翼安装梁104、电机安装孔105、转轮轴106、帘翼固定轴107、第一安装板108、第二安装板109和连接横梁110，软质帘2上有软质帘迎风面201、软质帘背风面202，导轨103安装在第一安装板108与第二安装板109上，转轮轴106插装在第一安装板108与第二安装板109内，连接横梁110插装在第一安装板108与第二安装板109内，帘翼安装梁104插装在导轨103内且可滑动，驱动电机5安装在电机安装孔105上，卷簧3安装在第一卷簧安装孔101和第二卷簧安装孔102上，六个电动机7的输出轴分别安装在六个第二减速器6输入孔内，帘翼还设置有第一减速器4，转轮轴106安装在第一减速器4的输出轴上，驱动电机5的输出轴安装在第一减速器4的输入孔内，旋转框架9上还包括用于加强旋转框架9的强度的外加强曲梁906和内加强曲梁907中的至少一种，直梁902、外加强曲梁906和内加强曲梁907均为空心结构且采用工程塑料、碳素纤维等材料。高层建筑灭火专用无人机采用本发明六拉帘驱动能量可调旋转翼飞行器后，由于旋转帘翼工作行程推力大、旋翼阻力小、气动效率高，因此有较强的机动性，能快速响应高层建筑的紧急情况，快速飞行到高层建筑失火点进行灭火。