一种变体隐身蜂群无人机系统

1.本实用新型属于无人机技术领域，涉及一种变体隐身蜂群无人机系统。


背景技术：

2.目前，无人机在各行各业中应用越来越广泛，不同工作场景对无人机的功能有着不同的需求，使得旋翼无人机与固定翼无人机应用市场的界限愈发分明，给生产者和使用者造成了诸多不便。以森林航拍勘探为例，从起降点飞行至目标区域距离远，需要无人机以固定翼模式飞行以缩短时间，而当无人机抵达目标区域上空进行航拍勘探时，为了获取更加清晰稳定的图像则需以旋翼模式进行空中悬停拍摄。然而传统无人机的缺点在于，仅有的单一飞行模式不能根据工作场景自动切换飞行模式，无法适应高动态飞行包线。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于解决现有技术中无人机仅有单一飞行模式，不能根据工作场景自动切换飞行模式的技术问题，提供一种变体隐身蜂群无人机系统。变体隐身蜂群无人机可以兼具旋翼无人机低速飞行、稳定悬停与固定翼无人机高速飞行、快速机动的特点，为无人机使用者提供一机多用的功能，满足复杂飞行环境下多用途的功能。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
5.第一方面，本实用新型提供一种变体隐身蜂群无人机系统，包括变体隐身蜂群无人机和无人机发射箱；所述无人机发射箱用于发射变体隐身蜂群无人机；所述变体隐身蜂群无人机包括无人机机身；所述无人机机身前端为无人机机头；所述无人机机身尾部搭载螺旋桨叶片；所述无人机机身上部搭载有两片主翼，主翼对称分布在无人机机身两侧；所述无人机机身下部搭载有若干个机臂，机臂对称分布在无人机机身两侧；所述机臂自由端连接有旋翼；所述主翼、机臂和旋翼为可折叠式结构；所述无人机机头内设置有动力系统以及控制系统；所述动力系统与旋翼和螺旋桨叶片相连，为其提供动力；所述控制系统与主翼、机臂和旋翼相连，用于控制其展开与折叠；
6.当无人机为固定翼模式时，所述主翼展开；所述机臂和旋翼折叠；
7.当无人机为旋翼模式时，所述主翼折叠；所述机臂和旋翼展开。
8.本实用新型的进一步改进在于：
9.所述无人机机身上还设置有用于驱动主翼展开与折叠的驱动杆。
10.所述机臂为四个。
11.所述螺旋桨叶片为可折叠式结构。
12.所述无人机机身后端搭载有尾翼；所述尾翼为可折叠式结构；当无人机为旋翼模式时，所述尾翼折叠。
13.所述主翼自由端设置有翼梢小翼；所述翼梢小翼能够调节弯折程度以适应不同飞行状态。
14.所述无人机机头下侧设置有采用透明材料制造的整流罩。
15.所述整流罩内部设置有复合式光电吊舱。
16.所述无人机机头、无人机机身、主翼和机臂的表面设置有隐身涂层。
17.包括发射箱箱体；所述发射箱箱体内部设置有弹射装置；所述发射箱箱体前后端设置有密封盖；所述发射箱箱体四周设置有快速对接口，用于使箱体之间并联固定与通信交互。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
19.本实用新型中，在无人机机身上设置了用于固定翼模式的主翼，还设置了用于旋翼模式的机臂和旋翼，并且主翼、机臂和旋翼均可折叠、展开，使得无人机具备固定翼和旋翼两种飞行模式，能够通过控制系统根据使用场景自主切换低速旋翼飞行与高速固定翼飞行模式，相对于传统无人机单一飞行模式无法适应高动态飞行包线的缺点，本实用新型中无人机能够根据飞行要求自动切换飞行模式，提高使用灵活性。
20.进一步地，无人机机身上还设置有用于驱动主翼展开与折叠的驱动杆，此驱动方式结构简单，功率利用程度高。
21.进一步地，螺旋桨叶片为可折叠式结构，便于无人机收纳进无人机发射箱进行弹射。
22.进一步地，在无人机机身上还设置了用于固定翼模式的尾翼，有助于在固定翼模式下调节无人机的升降和偏转，保证无人机的平稳飞行。
23.进一步地，主翼自由端设置有翼梢小翼，翼梢小翼可自适应调节其弯折程度以适应不同飞行状态，降低飞行诱导阻力。
24.进一步地，无人机机头下侧设置有透明的整流罩，可保护流罩内部设置的复合式光电吊舱，并且整流罩采用透明材料不会妨碍复合式光电吊舱进行光电探测、摄影摄像等工作。
25.进一步地，无人机本体、机身、通过气动外形设计与在无人机机头、无人机机身和机翼表面涂有隐身涂层材料能够极大程度降低其雷达反射截面积，减少其被雷达发现的风险，实现电磁频谱上的“隐身”。
26.进一步地，无人机发射箱内部设置有弹射装置，并且通过无人机箱体上设置的快速对接口实现多箱并联与通信交互，支持变体隐身蜂群无人机快速发射，且无人机发射箱通过区块链技术能够便捷的检查无人机状态，方便机群的维护保养。
附图说明
27.为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
28.图1为无人机固定翼模式三维结构图；
29.图2为无人机旋翼模式三维结构图；
30.图3为无人机固定翼模式三维侧视结构图；
31.图4为无人机发射箱三维结构图。
32.其中：1-无人机机头；2-无人机机身；3-主翼；4-驱动杆；5-翼梢小翼；6-尾翼；7-旋
翼；8-机臂；9-发射箱箱体；10-弹射装置；11-整流罩；12-复合式光电吊舱；13-螺旋桨叶片；14-密封盖；15-快速对接口。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
38.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
40.参见图1，本实用新型公开了一种变体隐身蜂群无人机，包括无人机机身2，所述无人机机身2前端固定连接有无人机机头1；所述无人机机身2上部通过驱动杆4搭载有两片主翼3，主翼3对称分布在无人机机身2两侧，主翼呈“剪刀”式布局，主翼3可实现水平面内90
°
的展开、折叠旋转；所述主翼3自由端设置有翼梢小翼5，翼梢小翼5可调节弯折程度以适应不同飞行状态。所述无人机机身2下部搭载有四个机臂8，机臂8对称分布在无人机机身2两侧；所述机臂8自由端连接有旋翼7；所述机臂8可在水平面内旋转展开、折叠，所述旋翼7可绕其转轴进行旋转展开、折叠。所述无人机机身2后端搭载有尾翼6；所述尾翼6可在该处机身平面内实现90
°
的展开、折叠旋转。所述无人机机头1内设置有动力系统以及控制系统；所述动力系统与旋翼7和螺旋桨叶片13相连，为其提供动力；所述控制系统与主翼3、机臂8和旋翼7相连，用于控制其展开与折叠；并且控制系统使得变体隐身蜂群无人机机间具备协同
通讯能力，变体隐身蜂群无人机机间具备协同通讯能力，能够像“蜂群”一样协同组网实现编队飞行，通过任务智能规划算法，共同执行复杂飞行任务，拓宽无人机的使用性能。
41.当变体隐身蜂群无人机处于固定翼模式时，主翼3、尾翼6展开，机臂8和旋翼7折叠收纳与无人机机身两侧的凹槽内；如图2所示，当变体隐身蜂群无人机处于旋翼模式时，主翼3、尾翼6折叠收纳于无人机机身上部，机臂8和旋翼7展开。
42.参见图3，变体隐身蜂群无人机还包括设置于无人机机头1机头下侧的透明整流罩11，整流罩11内部设置有复合式光电吊舱12；所述无人机机身2尾部搭载螺旋桨叶片13，螺旋桨叶片13可折叠，便于收纳进发射箱弹射。
43.参见图4，无人机发射箱包括发射箱箱体9，发射箱箱体9内部设置有弹射装置10，发射箱箱体9前后端设置有密封盖14，发射箱箱体9四周设置有快速对接口15，使箱体并联固定与通信交互，供无人机蜂群速射使用。并且无人机发射箱通过区块链技术能够便捷的检查无人机状态，方便机群的维护保养。
44.本实用新型具体工作过程如下：
45.变体隐身蜂群无人机在执行飞行任务时，使用者可发射单独一架无人机，也可将多台无人机发射箱并联组装，同时弹射多架无人机，无人机升空后协同组网，以编队形式执行任务。每架无人机可根据飞行需求自动切换旋翼模式与固定翼模式飞行。旋翼模式需要无人机折叠机身上部的主翼与后端的尾翼，展开机身下部的4只机臂及其旋翼；固定翼模式需要无人机折叠机身下部的4只机臂及其旋翼，展开机身上部的主翼与尾部的尾翼。
46.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，包括变体隐身蜂群无人机和无人机发射箱；所述无人机发射箱用于发射变体隐身蜂群无人机；所述变体隐身蜂群无人机包括无人机机身(2)；所述无人机机身(2)前端为无人机机头(1)；所述无人机机身(2)尾部搭载螺旋桨叶片(13)；所述无人机机身(2)上部搭载有两片主翼(3)，主翼(3)对称分布在无人机机身(2)两侧；所述无人机机身(2)下部搭载有若干个机臂(8)，机臂(8)对称分布在无人机机身(2)两侧；所述机臂(8)自由端连接有旋翼(7)；所述主翼(3)、机臂(8)和旋翼(7)为可折叠式结构；所述无人机机头(1)内设置有动力系统以及控制系统；所述动力系统与旋翼(7)和螺旋桨叶片(13)相连，为其提供动力；所述控制系统与主翼(3)、机臂(8)和旋翼(7)相连，用于控制其展开与折叠；当无人机为固定翼模式时，所述主翼(3)展开；所述机臂(8)和旋翼(7)折叠；当无人机为旋翼模式时，所述主翼(3)折叠；所述机臂(8)和旋翼(7)展开。2.根据权利要求1所述的变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，所述无人机机身(2)上还设置有用于驱动主翼(3)展开与折叠的驱动杆(4)。3.根据权利要求1所述的变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，所述机臂(8)为四个。4.根据权利要求1所述的变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，所述螺旋桨叶片(13)为可折叠式结构。5.根据权利要求1所述的变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，所述无人机机身(2)后端搭载有尾翼(6)；所述尾翼(6)为可折叠式结构；当无人机为旋翼模式时，所述尾翼(6)折叠。6.根据权利要求1所述的变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，所述主翼(3)自由端设置有翼梢小翼(5)；所述翼梢小翼(5)能够调节弯折程度以适应不同飞行状态。7.根据权利要求1-6任一项所述的变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，所述无人机机头(1)下侧设置有采用透明材料制造的整流罩(11)。8.根据权利要求7所述的变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，所述整流罩(11)内部设置有复合式光电吊舱(12)。9.根据权利要求8所述的变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，所述无人机机头(1)、无人机机身(2)、主翼(3)和机臂(8)的表面设置有隐身涂层。10.根据权利要求9所述的变体隐身蜂群无人机系统，其特征在于，包括发射箱箱体(9)；所述发射箱箱体(9)内部设置有弹射装置(10)；所述发射箱箱体(9)前后端设置有密封盖(14)；所述发射箱箱体(9)四周设置有快速对接口(15)，用于使箱体之间并联固定与通信交互。

技术总结
本实用新型公开了一种变体隐身蜂群无人机系统，属于无人机技术领域。“变体”是指该型无人机具备固定翼和旋翼两种飞行模式，当无人机为固定翼模式时，主翼、尾翼展开，机臂和旋翼折叠，当无人机为旋翼模式时，主翼、尾翼折叠，机臂和旋翼展开。本实用新型能够自主切换低速旋翼飞行与高速固定翼飞行模式，兼顾高速飞行性能与低速滞空性能，相对于传统无人机单一飞行模式无法适应高动态飞行包线的缺点，能够根据飞行要求自动切换飞行模式，提高了使用灵活性。无人机发射箱内部设置有弹射装置，并且通过无人机箱体上设置的快速对接口实现多箱并联与通信交互，支持变体隐身蜂群无人机快速发射，且无人机发射箱通过区块链技术能够便捷的检查无人机状态，方便机群的维护保养。方便机群的维护保养。方便机群的维护保养。


技术研发人员：孙冲 吴君豪 王乾 计敏涛 夏一文
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/4/4