[发明专利]一种倾转旋翼机、倾转旋翼控制系统及系统方法

说明书

本发明提供了一种倾转旋翼机、倾转旋翼控制系统及系统方法，其中，一种倾转旋翼机，包括：机身；机翼，设置在机身的顶部且所述机翼由机身的前部向机身的中间部布设；旋翼转轴，设置在所述机翼上，且所述旋翼转轴横向穿过机翼两端并伸出，在旋翼转轴的两侧分别设置有旋翼支撑梁，一组旋翼固定在旋翼支撑梁上，且旋翼对称设置在所述倾转轴的两端；飞行控制系统，设置在机身的内部，所述飞行控制系统基于对旋翼转轴上设置的角度传感器实时获取的角度信号进行处理以调取飞行控制系统内的控制指令来控制旋翼转轴的转动，从而使旋翼转轴带动旋翼支撑梁转动以控制飞机的起落降模式与飞行模式之间的切换以及飞行模式的控制。

技术领域

本发明涉及倾转旋翼机控制技术领域，特别是涉及一种倾转旋翼机、倾 转旋翼控制系统及系统方法。

背景技术

近年来，随着分布式电推进技术日趋成熟，电动垂直起降无人机发展迅 速。这种无人机主要分为：复合翼、电涵道和倾转旋翼几种构型。复合翼构 型设计简单，工程实现容易。但这种构型也存在一个缺点，就是垂直起降旋 翼在平飞时，不再有任何作用，变成了赘重。倾转旋翼技术克服复合翼的这 一缺点。虽然倾转旋翼能克服复合翼的这一缺点，但同时也带来了新的问题。 目前倾转旋翼机的倾转机构设计存在很多缺点。本发明就是为克服倾转旋翼 机的倾转结构设计复杂、旋翼倾转不同步、旋翼与机翼之间气流干扰大等问 题而提出的。当然，电动垂直起降倾转旋翼机的另外一个问题是，为保证起 降时安全，旋翼需要较多的冗余度设计，旋翼数目较多。同时，旋翼为了同 时满足起降和平飞两个模式，用于平飞的旋翼和起降的旋翼桨距和转数应该 不同，或者需要考虑变距的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种倾转旋翼机、倾转旋翼控制 系统及系统方法。提供一种结构简单、安全可靠、旋翼与机翼间气流干扰小、 相比传统倾转旋翼机，机翼表面空气分离少、旋翼空间利用合理、成本低廉 的倾转旋翼机旋翼倾转方案。为无人机空中机动飞行提供更为丰富的操纵可 能性。同时为工程实施者提供了一个平台同时验证多个无人机构型的可能性。 即对倾转旋翼机构型做简单改进就可以变为复合翼构型。将旋翼变为涵道， 也可以变为电涵道构型。

具体地包括：

本发明提供了一种倾转旋翼机，包括：

机身；

机翼，设置在机身的顶部且所述机翼由机身的前部向机身的中间部布设；

旋翼转轴，设置在所述机翼上，且所述旋翼转轴横向穿过机翼两端并伸 出，在旋翼转轴的两侧分别设置有旋翼支撑梁，一组旋翼固定在旋翼支撑梁 上，且旋翼对称设置在所述倾转轴的两端；

飞行控制系统，设置在机身的内部，所述飞行控制系统基于对旋翼转轴 上设置的角度传感器实时获取的角度信号进行处理以调取飞行控制系统内的 控制指令来控制旋翼转轴的转动，从而使旋翼转轴带动旋翼支撑梁转动以控 制飞机的起落降模式与飞行模式之间的切换以及飞行模式的控制。

进一步地，所述飞行控制系统控制飞机由起落降模式向飞行模式切换时； 包括：

飞行控制系统控制旋翼转轴转动至与地面垂直，分布在机身两侧的旋翼 转动但转向相反；当飞机高度达到设定高度时，飞行控制系统控制旋翼转轴 转动以使得飞机进行倾转操作，且所述飞行控制系统控制旋翼随旋翼转轴倾 角的实时变化而对应的改变转动速率以提供相应的升力值，同时飞机推力随 升力值的变化而变化；

当飞行控制系统控制旋翼转轴转动以带动旋翼支撑梁转动至设定角度后， 飞机由起落降模式切换至飞行模式。

进一步地，所述旋翼支撑梁至少设置有一组，且沿机身对称设置。

进一步地，所述飞行控制系统控制飞机的起落降模式与飞行模式之间的 切换或飞行模式的控制中，旋翼转轴基于角度的变化实时受所述飞行控制系 统控制，在倾转完成时，飞行控制系统控制旋翼转轴与飞机机体锁死，成为 一体。