1.本实用新型涉及飞行器技术领域，具体涉及一种飞行器以及飞行运输装置。
背景技术：
2.近年来，随着电机效率、锂电池能量密度、导航和自主控制技术的快速发展，加上电机转速具备可快速调节而改变螺旋桨驱动力实现飞行控制的特点，研制实用型电动载人飞行器的条件已然成熟。目前正在研制中的载人evtol(电动垂直起降)飞行器构型可分为三类：旋翼或多旋翼、多旋翼与固定翼组合的复合翼或倾转旋翼、倾转翼。
3.其中，设置有固定翼的evtol飞行器构型，其固定翼结构自机身两侧向外延伸，占用空间较大，使得飞行器降落地面后无论是运输或停放空间都远大于具有相同载重量的私家汽车，也无法实现像私家车或出租车那样的所谓飞行出租车目标。以及，仅通过固定于飞行器上的旋翼控制飞行器前飞时，旋翼提供的前飞气流为上升气流的一部分，导致前飞效率低，活动速度慢。
技术实现要素：
4.本实用新型的主要目的是提出一种飞行器以及飞行运输装置，旨在解决固定翼飞行器占用空间大且旋翼飞行器前飞效率低、速度慢的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种飞行器，其中，所述飞行器包括机架、主旋桨、两个机翼以及两个副旋桨，所述机架前后向延伸设置；所述主旋桨安装于所述机架的后端；两个所述机翼分别安装于所述机架的前端两侧，且每一所述机翼包括固定安装于所述机架上的固定翼以及可沿前后向轴线转动安装于所述固定翼末端的活动翼，以使得在所述活动翼的转动行程中，所述活动翼具有向下延伸的支撑位置、以及水平延展的飞行位置，所述活动翼的末端设置有滚轮，以使得位于所述支撑位置的所述活动翼作为前起落架，通过所述滚轮抵持支撑于支撑面；两个所述副旋桨对应安装于两个所述固定翼的末端，且所述副旋桨可沿左右向轴线转动设置，以使得在其转动行程上，具有竖向设置以提供升力的起落模式、以及水平设置以提供拉力的前飞模式。
6.可选地，所述固定翼的翼展长度为a，所述活动翼的翼展长度为b，则2/3≤a/b≤1。
7.可选地，在所述活动翼的转动行程中，还具有所述固定翼与所述活动翼折叠的收纳位置。
8.可选地，所述固定翼的后端设置有襟翼，且所述襟翼的翼展长度与所述固定翼的翼展长度一致；和/或，
9.所述活动翼的后端设置有副翼，且所述副翼的翼展长度为c，所述活动翼的翼展长度为b，则c≤0.5b。
10.可选地，所述机架后端的下方还转动安装有后起落架，在所述后起落架的转动行程上，具有向前转动贴附于所述机架的贴附状态、向下转动以抵持支撑面支撑所述飞行器的支撑状态以及向后转动至水平的飞行状态；
11.所述后起落架上设置有垂直尾翼，以在所述后起落架处于所述飞行状态时，所述垂直尾翼竖向设置，且所述垂直尾翼上设置有方向舵以控制所述飞行器的航向。
12.可选地，所述主旋桨包括共轴双旋桨。
13.可选地，所述共轴双旋桨的桨叶可折叠设置，以使得其具有折叠至所述机架上方的收纳状态。
14.可选地，所述主旋桨设置有前倾安装角，所述前倾安装角为θ，则θ＜15
°
。
15.可选地，所述固定翼的下部与所述机架的侧部之间连接有一支撑梁，所述支撑梁被用于抵持支撑所述固定翼。
16.本实用新型还提出一种飞行运输装置，其中，所述飞行运输装置包括所述飞行器，所述飞行器包括机架、主旋桨、两个机翼以及两个副旋桨，所述机架前后向延伸设置；所述主旋桨安装于所述机架的后端；两个所述机翼分别安装于所述机架的前端两侧，且每一所述机翼包括固定安装于所述机架上的固定翼以及可沿前后向轴线转动安装于所述固定翼末端的活动翼，以使得在所述活动翼的转动行程中，所述活动翼具有向下延伸的支撑位置、以及水平延展的飞行位置，所述活动翼的末端设置有滚轮，以使得位于所述支撑位置的所述活动翼作为前起落架，通过所述滚轮抵持支撑于支撑面；两个所述副旋桨对应安装于两个所述固定翼的末端，且所述副旋桨可沿左右向轴线转动设置，以使得在其转动行程上，具有竖向设置以提供升力的起落模式、以及水平设置以提供拉力的前飞模式，所述飞行器的所述机架下端用以挂持负载以进行飞行运输。
17.本实用新型的技术方案中，所述主旋桨安装在机身后端，始终提供主要动力，以维持所述飞行器的飞行。当安装在所述固定翼的所述副旋桨处于所述起落模式时，提供至少1/3起飞重量的动力，配合提供主动力的所述主旋桨维持所述飞行器的垂直起降和悬停状态，此时所述活动翼处于所述支撑位置，即所述活动翼沿所述副旋桨气流方向延伸，以减少所述机翼整体对气流造成的阻碍，提升气动效率；当所述副旋桨处于所述前飞模式时，所述副旋桨提供全部推力而不再提供升力，此时所述活动翼转动至所述飞行位置以水平延展且处于前飞气流内以提供原先所述副旋桨所提供的升力，得以维持所述飞行器的飞行。如此设置，一方面所述主旋桨始终处于动力提供状态，所述副旋桨进行模式切换以及所述活动翼进行位置切换时对维持所述飞行器的飞行状态影响较小，使得其两者可在飞行过程中活动转换，进而使得在所述飞行器的vtol(垂直起降)和前飞状态的飞行转换过程中较为稳定，容易控制，且通过所述副旋桨的模式切换，提供所述飞行器前飞动力，解决旋翼飞行器前飞效率低、速度慢的问题；另一方面，所述机翼设置成所述固定翼与所述活动翼结合，通过所述固定翼与所述机架固定连接，保障所述机翼的结构强度，而所述活动翼可转动设置，减小对所述副旋桨气流造成的阻碍，以提升所述副旋桨在所述起落模式时的气动效率，且所述活动翼可在降落至地面时活动至所述支撑位置，以减小所述机翼自所述机架两侧向外延伸的长度，减小空间占用，同时通过设置于所述活动翼的末端的所述滚轮抵持支撑于支撑面以兼做所述前起落架使用，结构整合度高，设计巧妙实用性强，得以进一步压缩所述飞行器的尺寸，减小所述飞行器所占用的空间体积。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本实用新型提供的飞行器的一实施例在垂直起降状态的前视示意图；
20.图2为图1的侧视示意图；
21.图3为图1中的飞行器在收存和运输状态的侧视示意图；
22.图4为图1中的飞行器的机翼在展开状态的结构和驱动装置的俯视示意图；
23.图5为图1中的飞行器在前飞状态的俯视示意图；
24.图6为本实用新型提供的飞行运输装置的一实施例的侧视示意图。
25.附图标号说明：
26.标号名称标号名称100飞行器321滚轮1机架322副翼2主旋桨4副旋桨3机翼5后起落架31固定翼51垂直尾翼311襟翼6支撑梁32活动翼
ꢀꢀ
27.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
29.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
31.近年来，随着电机效率、锂电池能量密度、导航和自主控制技术的快速发展，加上电机转速具备可快速调节而改变螺旋桨驱动力实现飞行控制的特点，研制实用型电动载人飞行器的条件已然成熟。目前正在研制中的载人evtol(电动垂直起降)飞行器构型可分为
三类：旋翼或多旋翼、多旋翼与固定翼组合的复合翼或倾转旋翼、倾转翼。
32.其中，设置有固定翼的evtol飞行器构型，其固定翼结构自机身两侧向外延伸，占用空间较大，使得飞行器降落地面后无论是运输或停放空间都远大于具有相同载重量的私家汽车，也无法实现像私家车或出租车那样的所谓飞行出租车目标。
33.鉴于此，本实用新型提供一种飞行器，图1至图6为本实用新型提供的飞行器的一实施例，以下将结合具体的附图对所述飞行器进行说明。
34.请参阅图1至图6，所述飞行器100包括机架1、主旋桨2、两个机翼3以及两个副旋桨4，所述机架1前后向延伸设置；所述主旋桨2安装于所述机架1的后端；两个所述机翼3分别安装于所述机架1的前端两侧，且每一所述机翼3包括固定安装于所述机架1上的固定翼31以及可沿前后向轴线转动安装于所述固定翼31末端的活动翼32，以使得在所述活动翼32的转动行程中，所述活动翼32具有向下延伸的支撑位置、以及水平延展的飞行位置，所述活动翼32的末端设置有滚轮321，以使得位于所述支撑位置的所述活动翼32作为前起落架，通过所述滚轮321抵持支撑于支撑面；两个所述副旋桨4对应安装于两个所述固定翼31，且所述副旋桨4可沿左右轴向转动设置，以使得在其转动行程上，具有竖向设置以提供升力的起落模式、以及水平设置以提供拉力的前飞模式。
35.本实用新型的技术方案中，所述主旋桨2安装在机身后端，始终提供主要动力，以维持所述飞行器100的飞行。当安装在所述固定翼31的所述副旋桨4处于所述起落模式时，提供至少1/3起飞重量的动力，配合提供主动力的所述主旋桨2维持所述飞行器100的垂直起降和悬停状态，此时所述活动翼32处于所述支撑位置，即所述活动翼32沿所述副旋桨4气流方向延伸，以减少所述机翼3整体对气流造成的阻碍，提升气动效率；当所述副旋桨4处于所述前飞模式时，所述副旋桨4提供全部推力而不再提供升力，此时所述活动翼32转动至所述飞行位置以水平延展且处于前飞气流内以提供原先所述副旋桨4所提供的升力，得以维持所述飞行器100的飞行。如此设置，一方面所述主旋桨2始终处于动力提供状态，所述副旋桨4进行模式切换以及所述活动翼32进行位置切换时对维持所述飞行器100的飞行状态影响较小，使得其两者可在飞行过程中活动转换，进而使得在所述飞行器100的vtol(垂直起降)和前飞状态的飞行转换过程中较为稳定，容易控制，且通过所述副旋桨4的模式切换，提供所述飞行器100前飞动力，解决旋翼飞行器前飞效率低、速度慢的问题；另一方面，所述机翼3设置成所述固定翼31与所述活动翼32结合，通过所述固定翼31与所述机架1固定连接，保障所述机翼3的结构强度，而所述活动翼32可转动设置，减小对所述副旋桨4气流造成的阻碍，以提升所述副旋桨4在所述起落模式时的气动效率，且所述活动翼32可在降落至地面时活动至所述支撑位置，以减小所述机翼3自所述机架1两侧向外延伸的长度，减小空间占用，同时通过设置于所述活动翼32的末端的所述滚轮321抵持支撑于支撑面以兼做所述前起落架使用，结构整合度高，设计巧妙实用性强，得以进一步压缩所述飞行器100的尺寸，减小所述飞行器100所占用的空间体积。
36.需要注意的是，本实施例中，所述副旋桨4为电动旋桨以实现转速的快速调节进而更便于飞行的控制。可以理解的是，所述飞行器100在vtol(垂直起降)时，利用所述主旋桨2的高升效比(升力/功率)的同时，通过所述机翼3上的所述副旋桨4的变速和差动方式操控俯仰和滚转，简化甚至取代传统所述主旋桨2操控俯仰和滚转所需要的变桨距复杂机构。
37.此外，所述飞行器100在前飞时，所述副旋桨4倾转到接近水平状态(0-5度)，可最
大限度利用所述机翼3的高升阻比，同时，所述副旋桨4提供前飞所需的拉力，避免了传统所述主旋桨2通过倾斜桨盘产生拉力分量而附加的气动阻力和功耗。
38.可以理解的是，所述机架1前端两侧的所述机翼3上的所述副旋桨4与所述机架1后端的所述主旋桨2构成三点式动力布局，基于三点平衡原理，所述飞行器100在垂直起降和悬停状态具有足够的俯仰和滚转静稳定余度，并通过两个所述副旋桨4的变速和差动操控俯仰和滚转。在此基础上，所述副旋桨4的转动半径覆盖所述固定翼31，以使得所述副旋桨4转动时气流能够尽可能大的覆盖所述机翼3，以满足所述翼部升力的提供。
39.此外，本实施例中，两个所述机翼3安装在所述机架1前端的两侧，与安装在所述机架1后端的所述主旋桨2之间的距离要满足下述两个条件：一是处于所述前飞模式时，所述主旋桨2转动时的投影面的前缘与所述机翼3的后缘之间至少保留0.5m的距离，二是处于所述起落模式时，所述主旋桨2转动时的投影面的前缘与所述机翼3上的所述副旋桨4转动时的投影面的后缘之间至少保留0.5m的距离。目的在于所述起落模式时尽量减少所述主旋桨2与所述副旋桨4之间的气流干扰，二是在所述前飞模式可利用所述主旋桨2产生的下洗气流对所述机翼3产生显著的增升效应。
40.进一步地，所述固定翼31的翼展长度为a，所述活动翼32的翼展长度为b，则2/3≤a/b≤1，本实施例中，所述固定翼31与所述活动翼32的翼展长度比例选定为2/3。所述固定翼31的后端设置有襟翼311，且所述襟翼311的翼展长度与所述固定翼31的翼展长度一致，所述襟翼311主要用于提升所述固定翼31的升力，所述固定翼31的外端通过一套蜗杆齿轮机构与所述活动翼32、所述副旋桨4以及所述襟翼311相连接，在伺服电机驱动下可同步转动0-90度，以使得所述飞行器100在垂直升降状态时，所述襟翼311竖直设置以减小对所述副旋桨4气流的阻碍，在所述飞行器100前飞时，所述襟翼311转动至水平的工作位置以提升所述固定翼31的升力。
41.具体地，所述固定翼31的主结构与传统固定翼一样由前梁、后梁以及固连在前后梁之间的翼肋和蒙皮组成，所述固定翼31的根部固定安装在所述机架1的前端，所述固定翼31上还设置有与所述副旋桨4的电机固连的副旋桨转轴、与所述襟翼311固连的襟翼转轴、安装在所述固定翼31的前后梁之间的伺服电机与齿轮机构以及在所述固定翼31的外端的前梁和后梁之间固连的折叠转轴。在垂直起降和悬停状态，伺服电机驱动副旋桨转轴和襟翼转轴带动所述副旋桨4以及所述襟翼311倾转到垂直位置(90度)；在所述飞行器100转换到前飞状态时，所述副旋桨4与所述襟翼311倾转到接近水平位置(0-5度)后锁定。所述活动翼32的主结构与所述固定翼31一致，包括前梁、后梁以及固连在前后梁之间的翼肋与蒙皮组成，且所述活动翼32的后端设置有副翼322，其中，所述副翼322的翼展长度为c，所述活动翼32的翼展长度为b，则c≤0.5b，另外，所述副翼322可绕其转轴偏转
±
30度，在所述飞行器100前飞时操控所述飞行器100的俯仰和滚转姿态。所述活动翼32上还设置有固连于前梁和后梁端部的双耳片，通过将双耳片穿过所述固定翼31上的折叠转轴而将所述活动翼32铰接于所述固定翼31，并通过所述固定翼31上的伺服电机上的蜗杆与固连在折叠转轴上的齿轮啮合构成蜗齿传动机构以使得所述活动翼32可转动安装于所述固定翼31，进而使所述活动翼32可绕折叠转轴转动0-160度并在此范围的任何角度锁定。
42.进一步地，所述固定翼31与所述活动翼32的前后梁的弦向位置保持一致，所述前梁位于距离翼前缘15％至25％弦长的位置，所述后梁位于离翼前缘约65％至70％弦长的位
置，具体地，本实施例中，所述前梁选为距离翼前缘25％弦长的位置，所述后梁位于离翼前缘约70％弦长的位置。此外，本技术所提出的所述飞行器100实现折叠翼功能并不局限于上述的蜗齿传动机构，也可以采用可折叠多连杆等其它传动机构，能够实现本技术所提出的折叠翼总体设计功能即可，在此不作限定。
43.此外，在所述活动翼32的转动行程中，还具有所述固定翼31与所述活动翼32折叠的收纳位置。本实施例中，对所述飞行器100进行收纳时，可将所述活动翼32自所述支撑位置转动至所述收纳位置，即使所述活动翼32自水平延伸状态转动160度至与所述固定翼31下方，设计巧妙实用性强，得以更进一步压缩所述飞行器100的尺寸，减小闲置收纳状态所述飞行器100所占用的空间体积。
44.此外，所述机架1后端的下方还转动安装有后起落架5，在所述后起落架5的转动行程上，具有向前转动贴附于所述机架1两侧下面的贴附状态以进行收纳、向下转动至竖直以抵持支撑面支撑所述飞行器100的支撑状态以及向后转动至水平的飞行状态；所述后起落架5上设置有垂直尾翼51，在所述后起落架5位于所述飞行状态时，所述垂直尾翼51竖向设置，且在所述垂直尾翼51上设置有方向舵以控制所述飞行器100的航向。所述后起落架5通过铰接安装在所述机架1后端的两侧，并通过驱动件和连杆机构与所述机架1相连，以使得所述后起落架5可转动160度并在所述贴附状态、所述支撑状态以及所述飞行状态之间切换。在所述飞行器100处于收放和运输状态时，所述后起落架5可带动所述垂直尾翼51向前转动至所述机架1两侧下方的贴附点位进行收纳；在所述起落模式时，所述后起落架5转动至所述支撑状态为所述飞行器100提供支撑；在所述前飞模式时，所述后起落架5向后上方转动到与机身接近平行的位置，以使得所述垂直尾翼51就位，此时所述垂直尾翼51垂直向下处于来流和所述主旋桨2产生的下洗气流中，所述方向舵的舵面在舵机的驱动下可绕其转轴偏转
±
30度，以通过操控舵面实现航向控制。可以理解的是，所述活动翼32末端设置滚轮321且可转动至所述支撑位置实现机翼功能与前起落架功能，以及所述后起落架5上安装所述垂直尾翼51实现转向功能以及起落支撑功能，均使结构轻量化，并在起降和收放时减小了空间尺寸。在此基础上，本实施例中，通过操纵所述副翼322与所述垂直尾翼51控制飞行器100的俯仰、滚转和偏航，简化甚至取代传统所述主旋桨2需要操控桨盘和桨距的复杂机构。
45.此外，所述主旋桨2包括共轴双旋桨，在满足升力条件下减小桨盘尺寸。本实施例中，通过所述副旋桨4转动到接近水平位置产生拉力，使得所述共轴双旋桨可保持水平状态仅提供升力，以此消除为产生拉力分量而倾斜桨盘所产生的额外气动阻力和功耗。
46.进一步地，所述共轴双旋桨的桨叶可折叠设置，以使得其具有折叠至所述机架1上方的收纳状态。即，所述主旋桨2可采用传统直升机的桨毂和可变距旋桨或简化的固定旋桨，在地面停放时旋桨可折叠至机身上部，以减小所述主旋桨2对空间的占用，进一步减小放置时的空间体积，更为实用。
47.此外，在一些实施方式中，在机身后端固定的所述共轴双旋桨设置一个小于15度的前倾安装角，即所述主旋桨2设置有前倾安装角，且所述前倾安装角为θ，θ＜15
°
，如此使得所述共轴双旋桨提供部分推力且实现周期变桨距的作用。
48.此外，所述固定翼31的下部与所述机架1的侧部之间连接有一支撑梁6，所述支撑梁6被用于抵持支撑所述固定翼31。为增加所述固定翼31与所述机架1固连的稳定性，提升
所述固定翼31与所述机架1之间连接的结构强度，在所述机架1与所述固定翼31下方之间设置有一所述支撑梁6，通过所述支撑梁6的支撑以实现上述效果，结构简单效果好。
49.本实用新型还提出一种飞行运输装置，所述飞行运输装置包括所述飞行器100，所述飞行器100的具体结构参考上述实施例。由于所述飞行运输装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。所述飞行器100的所述机架1下端用以挂持负载以进行飞行运输。可以理解的是，所述飞行器100本身可以无人机方式作为运载平台独立飞行到指定地点，也可在所述机架1下部与座舱组装成一体或吊挂货物用于空中运输满足用户的多用途需求。
50.具体地，所述机架1为一个细长体盒式结构，不包含座舱或货舱，在所述机架1的前端两侧平行安装所述机翼3，在机身的后端安装所述主旋桨2，可采用传统直升机的桨毂和可变距旋桨或简化的固定旋桨，在地面停放时旋桨可折叠至机身上部。旋桨的转动轴通过轴承固定在所述机架1的上下框架结构上，传动齿轮和电机安装在所述机架1内部。在所述机架1的中部安装电池、电调、导航和飞控系统。
51.在一些实施方式中，所述机架1与上述所有部件组装后构成一个完整独立的无人飞行器100，可通过遥控或自主飞控系统实现垂直起降和指定位置之间的飞行。所述座舱或货箱作为独立的模块可安装在所述飞行器100的所述机架1的下部，组合为一个整体或根据需要分离使用，为此，在所述机架1的下端的两侧可固定4-6个吊挂机构，在座舱和货箱的顶部两侧的相应位置也固定4-6个吊挂机构用于对接安装。
52.此外，与所述飞行器100组合的所述座舱的底部前后的两侧可安装弹性支架，并在弹性支架的下端安装轮子、驱动电机以及操控系统，使座舱在陆地具备独立的行驶功能，也可作为拖车由其它动力车辆拖动行驶。当座舱在地面与所述飞行器100组合时，所述飞行器100处于静止状态，而所述机架1在所述后起落架5与所述活动翼32的支撑下略高于座舱，通过移动座舱位置实现吊挂机构定位后，通过转动所述飞行器100的所述后起落架5以降低所述机架1高度并利用飞行器100的重量压力完成吊挂机构对接组装和锁定。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。