一种具有保护装置的单翼飞行器
技术领域
本发明属于飞行设备领域，具体涉及一种具有保护装置的单翼飞行器。
背景技术
旋翼无人机是一种空中机器人，属于特种机器人范畴，具有垂直起降、空中悬停、高机动性、低成本等优势，被广泛的应用于灾难搜救、军事侦察、地图测绘等领域。如今经常能看到且发展较为成熟的为多旋翼无人机，多旋翼无人机通过电机带动旋翼从而产生推力。通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。
随着无人机技术的发展，出现了单旋翼无人机的概念，CN 109305346A公开了一种单旋翼飞行器，该飞行器与直升机的相似之处在于其靠电机驱动螺旋桨产生升力，但其通过机身的扰流板等结构实现方向控制，不具备恶略环境下的稳定飞行能力和自我保护能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有保护装置的单翼飞行器，有效地解决单旋翼无人机在恶略环境下的稳定飞行和自我保护问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种具有保护装置的单翼飞行器，包括翼片，载物台，动力模块，电源，控制装置和支撑杆；
所述支撑杆上端和载物台下表面连接，所述电源和控制装置设置在载物台的上表面，所述支撑杆上设置有多个连杆，所述翼片通过一个连杆和支撑杆连接，所述动力模块设置在支撑杆的一个连杆上，动力模块为整个装置提供动力，所述翼片所在平面与载物台所在平面形成的二面角投影在垂直于连接两部分的连杆的平面上的平面角为0°到15°；所述控制装置与电源和动力模块连接；
所述动力模块带动翼片旋转，飞行器在旋转过程中整体都受到推力，即翼片旋转的中心轴为在一个圆柱形区域内运动的动轴。
进一步的，所述翼片包括主翼和侧翼，所述侧翼和主翼的下端面后部连接；
所述主翼相对于载物台固定，所述侧翼相对于主翼可转动，所述侧翼伸出端固定连接一根连接轴，主翼伸出端设有孔，主翼上的孔与连接轴配合，连接轴上设有驱动装置，驱动装置与控制装置电连接，由驱动装置驱动侧翼转动。
进一步的，所述主翼形状为矩形和以矩形短边为半径的四分之一圆组成的不规则图形，，所述侧翼形状为不规则扇形，整体翼片的侧剖面为上凸下平的水滴型面。
进一步的，所述主翼的前侧面上设有力传感器和速度传感器；
所述力传感器和速度传感器与控制装置电连接。
进一步的，所述载物台和主翼上设有保护模块，所述保护模块用于在飞行器落地时对飞行器进行保护。
进一步的，所述保护模块包括开设在载物台或者主翼的空腔，设置在空腔内的弹簧，以及电动开关；
所述电动开关和控制装置电连接，所述弹簧的一端和空腔壁固定连接，所述控制装置控制电动开关的开闭，从而使得弹簧弹出，起到保护作用。
进一步的，所述翼片的材料为EPP。
进一步的，所述动力模块包括电机、电机座和螺旋桨；
所述电极设置在电机座内，所述电机带动螺旋桨旋转，从而带动翼片转动。
进一步的，所述动力模块为多组，根据载物台所载物体确定动力模块的数量。
进一步的，所述支撑杆和载物台螺纹连接；
所述连杆通过连接件和支撑杆可拆卸连接；
所述翼片和连杆可拆卸连接；
所述动力模块和连杆可拆卸连接
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
(1)应用本发明提供的具有保护装置的单翼飞行器，由于螺旋桨和电机通过支撑装置与载物台相连且翼片与载物台相连，进而螺旋桨通过电机驱动产生推力，相对载物台产生转矩，以此驱动翼片旋转产生升力，实现垂直起降，在飞行过程中，通过侧翼的绕轴转动使侧翼和主翼之间产生一定的角度来改变力的大小和方向实现该飞行器的姿态控制。
(2)应用本发明提供的具有保护装置的单翼飞行器，由于力传感器实时传送外界信息给控制装置，当外界风速过大，飞行器受气压载荷达到承受值时，控制装置控制电机停转，飞行器下降，依靠自身特殊结构可在短时间内实现匀速下降；速度传感器传送飞行器速度信息给控制装置，当飞行器在特定的速度范围内匀速下落状态持续3秒时，控制装置使电动开关打开，弹簧弹出，实现飞行器的落地保护功能。
附图说明
图1为本发明的飞行器结构示意图。
图2为本发明的翼片组成结构示意图。
图3为本发明的连杆和载物台连接示意图。
附图标记说明：
1-翼片，2-连杆，3-载物台，4-电机座，5-电机，6-螺旋桨，7-电源，8-控制装置，10-驱动装置，12-力传感器，13-速度传感器，14-空腔，15-电动开关，1-1-主翼，1-2-侧翼，2-1连杆Ⅰ，2-2-连杆Ⅱ，17-连接件，18-支撑杆，19-限位套。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
如图1-3所示，本发明实施例公开了一种无人机飞行器，以通过扰流板的偏转，改变飞行方向。
图1为本发明一个具体实施例的具有保护装置的单翼飞行器的结构示意图。
本发明提供的具有保护装置的单翼飞行器包括翼片1、连杆2、载物台3、电机座4、电机5、螺旋桨6、电源7、控制装置8。
其中，螺旋桨6为翼片1的旋转提供动力，具体可以通过动力元件带动螺旋桨6，动力元件具体可以采用电机等。具有动力元件和螺旋桨6的动力模块优选设置于连杆2-2上。
翼片1为飞行器的飞行提供升力，具体通过连杆2-2上的动力模块给定一个推力和转矩，该转矩使得翼片1旋转，飞行器在旋转过程中整体都受到推力，即翼片1旋转的轴为固定在一个区域内的动轴，且在旋转面的任一位置该力方向都与连杆2-2垂直。翼片1上表面为凸起曲面，下表面为平面，且翼片1所在平面与载物台3所在平面形成的二面角投影在垂直于连接两部分的连杆2-2的平面上的平面角为0°到15°，翼片1上方气体流速大于下方气体流速产生升力。本实施例中，翼片1通过连杆2-2和橡胶套与载物台3可拆卸相连，也可根据需要通过其他机械连接方法进行连接。
飞行器在载有不同物体的情况下，重量发生变化，为便于适应不同的飞行器重量，设定动力模块与连杆2-2通过电机座4可拆卸连接，即动力模块20可沿着连杆2-2移动，动力模块20与载物台3中心的距离根据不同重量飞行器的需要通过移动电机座4进行调节，该距离和推力为翼片1旋转提供足够的转矩。上述动力模块20和连杆可有多组，优选与载物台3可拆卸连接。
载物台3为无人机的主体支撑结构，用于连接动力模块20、翼片1和固定放置控制装置8及电源7。载物台3的结构及形状等可根据需要设置。
连杆2与载物台3可拆卸连接，优选用连接件17将连杆2与支撑杆18相连，通过限位套19实现夹紧固定。具有固定作用的支撑杆18优选置于载物台3下表面中心处，具体采用螺纹与载物台3固定连接。
翼片1由主翼1-1和侧翼1-2组成，主翼1-1固定，侧翼1-2可相对主翼1-1转动。侧翼1-2伸出端固定连接一根轴，主翼1-1伸出端的孔与连接轴过渡配合，连接轴上设有驱动装置10，驱动装置10与控制装置8电连接。
驱动装置10用于带动侧翼1-2相对主翼1-1转动，在飞行过程中，通过控制侧翼1-2相对主翼1-1转动的角度及转动的方向，实现飞行路径的控制。具体的控制逻辑可以通过仿真模拟及试验等方式确定。
力传感器12和速度传感器13与控制装置8电连接，力传感器12和速度传感器13优选设置于主翼1-1前端。
为了实现恶劣环境下的稳定飞行和自我保护，力传感器12实时传送外界信息给控制装置8，当外界风速过大，飞行器受气压载荷达到承受值时，控制装置8控制电机5停转，飞行器自由下落，依靠自身特殊结构可在短时间内实现匀速下降。速度传感器13传送飞行器速度信息给控制装置8，当飞行器在特定的速度范围内匀速下落状态持续3秒时，控制装置8使电动开关15打开，弹簧弹出，实现飞行器的落地保护功能。具有空腔14和弹簧的保护模块30优选设置于飞行器载物台3和主翼片1-1的底部，保护模块30的具体数量及排列方式等可根据需要设定。
本申请的飞行器，在无人机飞行过程中，传感器采集外界信息，控制装置对采集信息进行判断，可控制飞行器的启停，且在落地前的短时间内自动弹出弹簧，实现恶劣环境条件下的自我保护。
