[发明专利]具有竖直起飞和着陆（VTOL）功能的无人飞行器（UAV）

说明书

技术领域

本公开大致涉及飞行器，更具体地涉及无人飞行器(UAV)或无人机。

背景技术

出于军用、侦查和诸如航摄技术的娱乐用途，人们研发出多种无人飞行器，俗称无人机。UAV可为气体驱动或电力驱动的，并且可具有固定机翼或旋转机翼。

侦查型UAV非常适于监测或监视远程站点、远程基础设施或其他位于地面上且不能轻易通过陆地接近的机构，例如，输油或输水管、输电线路、海岸线、农业土地、边界、森林火灾、自然灾害等。

相应地，在本领域存在改善无人飞行器执行较长的长距离航空监视的能力的需求。

发明内容

为了对本发明有基本的了解，以下示出对本发明的某些方面或某些实施例的简要概述。该简要概述不是对本发明的广泛综述。其目的不在于确定本发明的关键或至关重要的元素，也不在于描绘本发明的范围。其唯一的目的是以简单的形式提供本发明的某些实施例，以作为后面进行更详细说明的序言。

简而概之，本文公开了一种无人飞行器(或无人机)，其可以向前飞行以及竖直飞行，也可以竖直起飞并着陆(VTOL)。VTOL功能使得UAV可以以尾部向下的位置着陆(即，UAV的鼻部指向天空)在电池充电站的感应充电垫上。这些电池充电站分布在预定的远程站点，其允许UAV对其电池充电，因而延长了其任务持续时间。因此，UAV可无限地操作，定期着陆充电，而不需要回到基站，除非需要维修、保养与大修。

本公开的一个发明方面为无人飞行器(UAV)或无人机，其包括机身、左右翼面形机翼(连接到机身以在向前的飞行中生成升力)、由左机翼支撑的左推力生成设备、由右机翼支撑的右推力生成设备。UAV进一步包括竖直稳定器，其具有顶部、安装在竖直稳定器顶部的上推力生成设备、竖直稳定器的底部以及安装在稳定器底部的下推力生成设备。提供机载动力源，用于向推力生成设备供电。左、右、上、下推力生成设备可在向前的飞行中提供向前的推力，并且也可提供竖直推力，从而在机身大致竖直时使得无人飞行器可以竖直地起飞和着陆，并且进一步使得无人飞行器可以在向前飞行和竖直起飞及着陆之间过渡。在某些实施例中，在向前飞行中，上和下推力生成设备是禁用的，因而只有左和右推力生成设备提供推力。

附图说明

本发明的这些以及其他特征从参照附图的下列说明中变得更为清晰可见。

图1为根据本发明的一个实施例的UAV的透视图。

图2A为UAV的顶视图。

图2B为UAV的侧视图。

图2C为UAV的后视图。

图3为UAV的底面局部剖切视图。

图4为UAV竖直起飞并过渡为向前飞行的示意性描述。

图5为UAV从向前飞行向竖直着陆过渡的示意性描述。

图6为UAV的电子构件的框图。

具体实施方式

将不时参照附图详细描述本发明的多种实施例。这些实施例用于例证和示出发明方面，而不用于将本发明范围限制在所述和所示实施例内。阅读该公开之后，本领域普通技术人员应当理解，可以对本文所述和所示的实施例做出组合、改进和改良。

在通过图1中的例子所示的实施例中，无人飞行器(UAV)或无人机大致由附图标记10表示。UAV包括可由一种或多种复合材料(例如，碳素纤维、纤维玻璃、或诸如铝的适当金属、或适当的塑料或聚合物、或任意其他适当材料或材料组合)制成的机身12。机身可为桁架结构或单壳体或半单壳体结构。机身形成机架的主体。机架也包括连接到机身的左和右翼面形机翼14、16。左和右机翼可为两个独立的机翼或单个形成一体的机翼。在其他实施例中，可能有两个以上机翼。翼面形机翼在向前飞行中生成升力。机架的机身和/或机翼可选择性地覆有光伏电池，从而将太阳辐射转换为电能以向一个或多个机载电系统供电。机身和/或机翼可选择性地包括浮力气体，例如，氦气或氢气，以生成附加的升力。机翼可具有副翼和翼片，作为控制表面。