1.本实用新型涉及多轴飞行器技术领域，更具体的说是涉及一种倾转三旋翼飞行器。


背景技术：

2.无人机是一种新型多功能的飞行平台，飞行操作智能化程度高，可按预定航线自主飞行、摄像，实时提供遥感监测数据和低空视频监控，具有机动性强、安全、便捷、成本低等特点。无人机通过搭载不同的任务设备可以完成诸如:娱乐、传播、运输、侦查、救援、巡检、安防、巡逻、军事任务等作业,因而广泛运用于生产、生活、科研国防等各个领域。
3.现有的多轴倾转飞行无人机基本只靠改变旋翼转速来调整飞行姿态，平移飞行时需要倾斜机身，因而增加了机身的迎风面积，导致飞行阻力的增加，使多轴飞行器的动作反应慢，飞行速度低，机动性差，飞行稳定性差，在高速气流作用下，机身巨大的迎风面积，难以安全起降。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种倾转三旋翼飞行器，该飞行器具有旋翼布局合理，提高倾转稳定性，降低高速飞行时的飞行阻力，达到提高飞行稳定性的效果。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
6.一种倾转三旋翼飞行器，包括飞行器系统和起落系统，所述起落系统用于支撑飞行器系统的滑跑升降，所述飞行器系统包括机身和设置于机身上的航向稳定器、倾转系统和旋翼系统；
7.所述航向稳定器设置于机身背离起落系统的一侧，所述航向稳定器用于提供机身飞行时的纵向以及横向稳定性，所述倾转系统包括倾转驱动装置和沿机身两侧对称设置的倾转旋翼，所述倾转驱动装置设置于机身中并靠近所述机身的后端，两侧所述倾转旋翼通过倾转驱动装置控制同步倾转运动，所述旋翼系统包括前旋翼结构和旋翼推动装置，所述旋翼推动装置设置于机身的前端，所述前旋翼结构一侧与机身前端部铰接，所述旋翼推动装置用于控制前旋翼结构绕与机身铰接处转动。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述航向稳定器包括若干连接尾翼，所述机身的尾端沿机身轴线方向对称开设有翼槽，所述连接尾翼插设于翼槽内，所述连接尾翼与机身磁力连接。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述机身上的连接尾翼呈v型设置。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述倾转旋翼包括旋翼支架、旋翼电机、桨叶、倾转翼壳，所述旋翼电机设置于旋翼支架上，所述桨叶与旋翼电机输出轴同轴连接，所述倾转翼壳罩设旋翼支架和旋翼电机，所述倾转翼壳上还设置旋翼端罩。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述倾转驱动装置包括输送滚筒、动力机构、传动
机构和传动机臂，所述输送滚筒设置于机身中，所述机身中设置有倾转驱动外壳，所述动力机构和传动机构均设置于倾转驱动外壳中，所述传动机臂穿设于输送滚筒中，所述传动机臂两端分别连接分设于机身两侧的倾转旋翼，所述传动机臂通过传动机构与动力机构连接，所述动力机构用于提供驱动倾转旋翼转动的倾转动力，以使所述动力机构通过传动机构驱动传动机臂沿输送滚筒轴线转动带动所述倾转旋翼沿输送滚筒轴线倾转。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述动力机构包括驱动电机、驱动齿轮、传动轴、过渡齿轮和啮合齿轮，所述驱动电机设置于倾转驱动外壳上，所述驱动齿轮与驱动电机同轴固定连接，所述倾转驱动外壳内设置有轴架，所述传动轴穿设于轴架中，所述传动轴两端分别同轴连接过渡齿轮和啮合齿轮，所述过渡齿轮与驱动齿轮啮合，所述啮合齿轮与传动机构啮合，以使所述驱动电机通过传动轴和啮合齿轮将驱动力传导至传动机构并带动传动机构驱动传动机臂的转动。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述传动机构包括传动齿轮、蜗杆、涡轮，所述蜗杆设置于倾转驱动外壳中，所述蜗杆与传动轴平行设置，所述传动齿轮与蜗杆同轴固定连接，所述传动齿轮与啮合齿轮啮合，所述涡轮与传动机臂同轴固定连接，所述蜗杆与涡轮啮合。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述传动机臂端部连接有同步连接件，所述传动机臂与旋翼支架通过同步连接件连接。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述前旋翼结构包括共轴双桨电机、电机座和前旋翼罩体，所述电机座设置于前旋翼罩体中，所述共轴双桨电机设置于电机座上；
16.所述机身上开设有推进腔，所述旋翼推动装置设置于推进腔内，所述旋翼推动装置包括机械电推杆、推动支架，所述机械电推杆与推进腔的腔壁铰接，所述机械电推杆与电机座之间通过推动支架连接，所述推动支架与电机座固定连接，所述推动之间与机械电推杆的伸缩杆端部铰接，以使在所述机械电推杆的控制机械电推杆的伸缩杆伸出时通过推动支架带动所述前旋翼结构进行倾转。
17.本实用新型的有益效果：
18.1：机身设置为流线型，降低在飞行过程中的空气阻力，通过在机身上设置航向稳定器，提高在高速飞行下的飞行稳定性，倾转旋翼通过倾转驱动装置进行稳定倾转，从而可以改变飞行中的飞行姿态，前旋翼结构在旋翼推动装置的作用下能够进行转动，从而达到在飞行过程中调节飞行姿态提高飞行稳定性的效果，实现了具有旋翼布局合理，提高倾转稳定性，降低高速飞行时的飞行阻力，达到提高飞行稳定性的效果；
19.2：通过前旋翼结构和倾转旋翼可以进行组合调节的作用下，实现具备多种飞行控制方式的效果，根据改变前旋翼结构和倾转旋翼的调节，实现能够垂直起降、空中悬停以及改变飞行姿态的多种工作方式。
附图说明
20.图1为体现本实用新型的立体结构示意图；
21.图2为体现本实用新型垂直起降时的结构示意图；
22.图3为体现旋翼推动装置推动前旋翼结构转动的结构示意图；
23.图4为体现倾转驱动装置控制倾转旋翼倾转的结构示意图。
24.附图标记：1、机身；11、翼槽；12、襟翼；13、副翼；14、倾转驱动外壳；15、轴架；16、推进腔；2、起落系统；3、航向稳定器；31、连接尾翼；4、倾转系统；5、旋翼系统；6、倾转驱动装置；61、输送滚筒；62、动力机构；621、驱动电机；622、驱动齿轮；623、传动轴；624、过渡齿轮；625、啮合齿轮；63、传动机构；631、传动齿轮；632、蜗杆；633、涡轮；64、传动机臂；65、同步连接件；7、倾转旋翼；71、旋翼支架；72、旋翼电机；73、桨叶；74、倾转翼壳；75、旋翼端罩；8、前旋翼结构；81、共轴双桨电机；82、电机座；83、前旋翼罩体；9、旋翼推动装置；91、机械电推杆；92、推动支架。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
26.参考图1所示，为本实用新型一种倾转旋翼飞行器及其工作方法的具体实施方式，包括飞行器系统和起落系统2，起落系统2用于支撑飞行器系统的滑跑升降，起落系统2为现有技术，再此不做赘述，起落系统2包括起落架和控制起落架进行收缩的升降结构，以使起落架在需要起降时打开，提供工整体飞行系统进行滑跑，起落架包括前起落架和后起落架，前起落架在收回时收纳至机身1的腹中，后起落架收回时为侧向收回，收至机翼的下部，飞行器系统包括机身1和设置于机身1上的航向稳定器3、倾转系统4和旋翼系统5，机身1设置为流行型，从而降低飞行中的飞行阻力，机身1上的机翼处设置有襟翼12和副翼13，满足在进行飞行时调节尾流，从而调节机身1的稳定性。
27.参考图1和图2，航向稳定器3设置于机身1背离起落系统2的一侧，航向稳定器3包括若干连接尾翼31，本实施例中连接尾翼31选用为两个，两个连接尾翼31位于机身1的尾端并沿机身1轴线方向对称设置，机身1上开设有翼槽11，连接尾翼31插设于翼槽11内，并且连接尾翼31与机身1磁力连接，使得连接尾翼31不易与机身1分离，两个连接尾翼31呈v型设置于机身1尾部，以使能够根据需求选择是否安装连接尾翼31，连接尾翼31呈v型设置，实现提高在飞行时的纵向、横向稳定性。
28.参考图1至图4，倾转系统4包括倾转驱动装置6和沿机身1两侧对称设置的倾转旋翼7，倾转驱动装置6设置于机身1中并靠近所述机身1的后端，两侧倾转旋翼7通过倾转驱动装置6控制同步倾转运动，倾转旋翼7包括旋翼支架71、旋翼电机72、桨叶73、倾转翼壳74，旋翼电机72设置于旋翼支架71上，桨叶73与旋翼电机72输出轴同轴连接，倾转翼壳74罩设旋翼支架71和旋翼电机72，倾转翼壳74上还设置旋翼端罩75，使得整体倾转旋翼7结构稳定；
29.倾转驱动装置6包括输送滚筒61、动力机构62、传动机构63和传动机臂64，输送滚筒61设置于机身1中，机身1中设置有倾转驱动外壳14，动力机构62和传动机构63均设置于倾转驱动外壳14中，传动机臂64穿设于输送滚筒61中，传动机臂64两端分别连接分设于机身1两侧的倾转旋翼7，传动机臂64通过传动机构63与动力机构62连接，动力机构62用于提供驱动倾转旋翼7转动的倾转动力，以使动力机构62通过传动机构63驱动传动机臂64沿输送滚筒61轴线转动带动倾转旋翼7沿输送滚筒61轴线倾转。
30.参考图2和图4，动力机构62包括驱动电机621、驱动齿轮622、传动轴623、过渡齿轮
624和啮合齿轮625，驱动电机621设置于倾转驱动外壳14上，驱动电机621选用为伺服电机，驱动齿轮622与驱动电机621同轴固定连接，倾转驱动外壳14内设置有轴架15，传动轴623穿设于轴架15中，传动轴623两端分别同轴连接过渡齿轮624和啮合齿轮625，过渡齿轮624与驱动齿轮622啮合，过渡齿轮624和驱动齿轮622均为锥齿轮，传动机构63包括传动齿轮631、蜗杆632、涡轮633，所述蜗杆632设置于倾转驱动外壳14中，蜗杆632与传动轴623平行设置，传动齿轮631与蜗杆632同轴固定连接，传动齿轮631与啮合齿轮625啮合，涡轮633与传动机臂同轴固定连接，蜗杆632与涡轮633啮合啮合齿轮625与传动机构63啮合，传动机臂端部连接有同步连接件65，传动机臂与旋翼之间通过同步连接件65连接，以使在驱动电机621通过传动轴623和啮合齿轮625将驱动力传导至传动机构63中，在涡轮633和蜗杆632的作用下带动传动机臂64的转动，在传动机臂64的转动下通过同步连接件65带动倾转旋翼7的稳定倾转，由于涡轮633、蜗杆632的转动特性，使得转动过程中具备锁死的性能，从而使得整体倾转的过程安全可靠，并且使得在倾转后倾转旋翼7不易出现晃动。
31.参考图1至图3，旋翼系统5包括前旋翼结构8和旋翼推动装置9，旋翼推动装置9设置于机身1的前端，前旋翼结构8一侧与机身1前端部铰接，前旋翼结构8与机身1头部位置呈
⊥
分布，构成前三点式的布局，比以往后三点式布局的高机动性的稳定性高，不易破坏机身1尾部的气流，不易形成紊流，从而提高整体的机动稳定性，旋翼推动装置9用于控制前旋翼结构8绕与机身1铰接处转动；
32.前旋翼结构8包括共轴双桨电机81、电机座82和前旋翼罩体83，电机座82设置于前旋翼罩体83中，共轴双桨电机81设置于电机座82上，机身1上开设有推进腔16，旋翼推动装置9设置于推进腔16内，旋翼推动装置9包括机械电推杆91、推动支架92，机械电推杆91与推进腔16的腔壁铰接，机械电推杆91与电机座82之间通过推动支架92连接，推动支架92与电机座82固定连接，推动支架92与机械电推杆91的伸缩杆端部铰接，以使在机械电推杆91的控制机械电推杆91的伸缩杆伸出时通过推动支架92带动所述前旋翼结构8进行倾转，实现控制前旋翼结构8的倾转和复位，以使前旋翼结构8可与机身1从共轴状态稳定倾转至垂直状态。
33.本实施例中倾转三旋翼飞行器的具体工作方法为：
34.首先进行准备步骤，将连接尾翼31插设至所述翼槽11中，并与机身1进行磁性连接固定，使得连接尾翼31构成航向稳定器3结构，控制旋翼系统5至与机身1轴线同轴位置，倾转旋翼7保持与旋翼系统5同轴位置，起落系统2打开支撑整体飞行器系统稳定位于地面；
35.模式一：
36.控制整体飞行器系统进行滑跑，在滑跑至满足起降速度要求时，通过倾转驱动装置6控制倾转旋翼7倾转提供机身1进行升空的上升动力，飞行器系统保持空中巡航飞行姿态时，倾转旋翼7保持与前旋翼结构8同轴，控制倾转旋翼7进行倾转时可用于控制机身1于空中的飞行姿态，调节空中飞行姿态时航向稳定器3提供空中飞行姿态下的纵向、横向稳定性；
37.控制飞行器系统进行降落时，通过倾转驱动装置6控制倾转旋翼7进行倾转提供机身1降落时的下降动力，起落系统2提供降落时的滑跑支撑，从而能够实现方便起降和具备高机动稳定性的效果；
38.模式二：
39.通过倾转驱动装置6带动倾转旋翼7倾转至与机身1垂直的位置，在旋翼推动装置9的作用下推动前旋翼结构8转动至与机身1垂直位置，以使机身1进行垂直起降或于空中悬停。
40.工作原理及其效果：
41.机身1设置为流线型，降低在飞行过程中的空气阻力，通过在机身1上设置航向稳定器3，提高在高速飞行下的飞行稳定性，倾转旋翼7通过倾转驱动装置6进行稳定倾转，从而可以改变飞行中的飞行姿态，前旋翼结构8在旋翼推动装置9的作用下能够进行转动，从而达到在飞行过程中调节飞行姿态提高飞行稳定性的效果，实现了具有旋翼布局合理，提高倾转稳定性，降低高速飞行时的飞行阻力，达到提高飞行稳定性的效果；通过前旋翼结构8和倾转旋翼7可以进行组合调节的作用下，实现具备多种飞行控制方式的效果，根据改变前旋翼结构8和倾转旋翼7的调节，实现能够垂直起降、空中悬停以及改变飞行姿态的多种工作方式。
42.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。