TWI480081B - 遙控飛機 - Google Patents

Description

遙控飛機

本發明係關於一種飛行裝置，特別是關於一種可遙控之無人飛行裝置。

傳統遙控飛機的設計大多是以娛樂性為出發點，其著重在燈光或聲音效果的展示，此種遙控飛機對於飛行性能的要求往往僅要求能夠飛行即可，而未考量飛行時間與滯空能力。此外，此種遙控飛機係將螺旋槳設置於機首處，因此一旦不慎撞擊到人員，可能會造成人員傷害，若是撞擊到障礙物，也可能讓螺旋槳損毀。

另一種傳統遙控飛機的設計則純粹以競技為出發點，其設計重點著重在飛行速度以及最小迴轉半徑。此類型的遙控飛機為了追求速度與操控感，大多針對翼展與平均翼弦二者的比值(展弦比)做最佳化設計。所謂翼弦係指機翼沿推力線方向的直線長度，翼展則是指機翼自其與機身之連接處一直到翼尖的直線距離。然而低展弦比意味需要較高的降落速度以及較長的降落跑道，因而操控時適合在寬廣的戶外場地，無法在空間有限的室內操作。

從鳥類的飛行行為也可以看出上述特性，例如信天翁的飛行習慣為長時間翱翔，所以翅膀的展弦比高； 而隼類則屬於掠食性動物，須追求瞬間高速與靈活反應，因而其展弦比低。

競技型遙控飛機多要求較低的展弦比，以求能在動力及電力有限的前提下提高飛行速度。此外，此類型的飛機也均模仿歷史上著名的競速機GeeBee，將螺旋槳設置於機首，使推力線與機身軸線位在同一直線上。

因此，傳統非直升機型的遙控飛機不僅不具有滯空能力，且一旦撞擊發生時也容易導致周遭人員受傷或者是螺旋槳本身的損毀。

有鑑於此，本發明提出一種遙控飛機，其具有一重心，且經由一遙控裝置控制其飛行，其包括有二三角板體、二機翼、一推進模組、一伺服模組及一控制模組。

二三角板體係構成遙控飛機之機身，各三角板體具有一第一邊、一第二邊與一第三邊，其中第一邊大於第二邊，第二邊大於第三邊。各三角板體彼此沿邊長最長的第一邊相互連接且夾一角度而定義出一容置空間。各三角板體分別具有可相對各三角板體之表面翻轉之一第一局部區域，第三邊之至少一部份構成該第一局部區域之一邊緣。

二機翼呈四邊形且各具有一最長邊與一最短邊，各機翼分別以其最長邊連接於各三角板體之第二邊，且各機翼之最長邊、最短邊與所連接之三角板體之第三邊交會於同一點。各機翼具有可相對各機翼之表面翻轉之一 第二局部區域，最短邊則構成第二局部區域之其中一邊緣。

推進模組係固定於二三角板體上，且位於該第一邊與該第二邊之交會點與該重心之間，其推力線未穿過所述容置空間。

伺服模組係分別連接第一局部區域與第二局部區域以控制第一局部區域與第二局部區域之翻轉。

控制模組係電性連接於推進模組與伺服模組，控制模組接收遙控裝置所發出之一遙控訊號而控制推進模組與伺服模組。

綜上，本發明之推進模組係位於二三角板體所構成之容置空間上方，並非位於機身的最前端，因而可降低撞擊發生時人員受傷或推進模組受損的機率。此外，推進模組位於第一邊與第二邊之交會點與遙控飛機之整體重心之間，且推力線未穿過機身的軸線，因而推力產生時將對機身產生一扭矩使機身具有形成仰角的傾向；而推進模組所產生的氣流會使容置空間與二機翼上方的空氣流速高於下方的空氣流速，除了藉由白努利原理形成升力，也對機身產生另一扭矩使機身具有形成俯角的傾向。如此一來，藉由調整推力模組之推力來控制遙控飛機的飛行姿態，使前進力、阻力、重力及升力等四力達成平衡即可達到滯空飛行。

1‧‧‧遙控飛機

11a、11b‧‧‧三角板體

111‧‧‧第一邊

112‧‧‧第二邊

113‧‧‧第三邊

115a、115b‧‧‧第一局部區域

119‧‧‧容置空間

13a、13b‧‧‧機翼

135a、135b‧‧‧第二局部區域

15‧‧‧推進模組

151‧‧‧螺旋槳

152‧‧‧支架

152a‧‧‧第一端

152b‧‧‧第二端

171‧‧‧第一伺服機

172‧‧‧第二伺服機

173‧‧‧橋接件

174‧‧‧第一連桿

175‧‧‧第二連桿

19‧‧‧控制模組

21‧‧‧固定件

23a‧‧‧折線

23b、23c‧‧‧切割線

9‧‧‧遙控裝置

C1‧‧‧重心

第1圖係本發明之一具體實施例的立體圖。

第2圖係本發明之一具體實施例的爆炸圖。

第3圖係本發明之一具體實施例的俯視圖。

第4圖係本發明之一具體實施例的側視圖。

第5A圖係本發明之一具體實施例的方向舵作動示意圖(一)。

第5B圖係本發明之一具體實施例的方向舵作動示意圖(二)

第5C圖係第5A圖中之方向舵放大圖。

第5D圖係第5B圖中之方向舵放大圖。

第6A圖係本發明之一具體實施例的升降舵作動示意圖(一)。

第6B圖係本發明之一具體實施例的升降舵作動示意圖(二)。

請參照第1圖至第4圖，分別為本發明之一具體實施例的立體圖、爆炸圖、俯視圖與側視圖，揭露一種遙控飛機1，其具有一重心C1。遙控飛機1係經由一遙控裝置9控制其飛行，其包含二三角板體11a與11b、二機翼13a與13b、一推進模組15、一伺服模組及一控制模組19，茲分述如下。

二三角板體11a與11b構成遙控飛機1之機身，二三角板體11a與11b體具有一第一邊111、一第二邊112與一第三邊113，其中第一邊111大於第二邊112，第二邊112大於第三邊113。三角板體11a與11b彼此沿邊長最長的第一邊111相互連接且夾一角度而定義出一容置空間119。二三角板體11a與11b係分別具有可相對其表面翻轉之一第一局部區域115a與115b，第三邊113之至少一部份係構成第一局部區域115a與115b之一邊緣。

請參照第5A圖與第5B圖，分別為本發明之一具體實施例的方向舵作動示意圖(一)與示意圖(二)，分別揭露第一局部區域115a與115b相對於三角板體11a與11b向左翻轉與向右翻轉的態樣。本實施例之第一局部區域115a與115b可作為遙控飛機1之方向舵，藉由分別相對三角板體11a與11b之表面翻轉，而改變遙控飛機1的飛行方向。

請進一步參照第5C圖與第5D圖，分別為第5A圖與第5B圖之第一局部區域放大圖(一)與放大圖(二)。當控制第一局部區域115a與115b如第5A圖所示相對於三角板體11a與11b向左翻轉時，可使遙控飛機1向左轉；當控制第一局部區域115a與115b如第5B圖所示相對於三角板體11a與11b向右翻轉時，可使遙控飛機1向右轉。

二機翼13a與13b呈四邊形且各具有一最長邊131與一最短邊132，二機翼13a與13b分別以其最長邊 131連接於二三角板體11a與11b之第二邊112，且二機翼13a與13b之最長邊131與最短邊132係分別與所連接之三角板體11a與11b之第三邊113交會於同一點。二機翼13a與13b分別具有可相對其翼面翻轉之第二局部區域135a與135b，二機翼13a與13b之最短邊132則分別構成二第二局部區域135a與135b之其中一邊緣。

如第1圖與第2圖所示，推進模組15係固定於二三角板體11a與11b上，且位於第一邊111與第二邊112二者的交會點與重心C1之間，除此之外，推進模組15的推力線也未穿過容置空間。也就是說，推力線未穿過機身的軸線，也未通過遙控飛機1的重心C1。

在本實施例中，推進模組15包含一支架152與一螺旋槳151。支架152具有一第一端152a與一第二端152b，第一端152a固定於三角板體11a與11b上且位於容置空間119中，第二端152b則凸出於容置空間119外。螺旋槳151係連接於第二端152b使推力線高於二機翼13a與13b之翼面。

在本實施例中，伺服模組係設置於容置空間119中，其包含一第一伺服機171、一第二伺服機172、橋接件173、一第一連桿174及二第二連桿175。橋接件173之二端分別用黏膠連接於三角板體11a與11b之第一局部區域115a與115b，且所述黏膠不會硬化(例如矽膠)。第一連桿174之二端分別連接第一伺服機171與三角板體11a之第一局部區域115a。當第一伺服機171經由第一連桿174 牽動第一局部區域115a時，可經由橋接件173而同步牽動第一局部區域115b，由於橋接件173之二端係使用不會硬化的黏膠固定於第一局部區域115a與115b，因此第一局部區域115a與115b可順利地如第5C圖與第5D圖所示般翻轉。

如第2圖所示，二第一局部區域115a與115b係由折線23a與切割線23b與23c於二三角板體11a與11b上定義而成，折線23a位於第一邊111、第二邊112之間且平行於第三邊113，二切割線23b與23c分別自折線13a之二端延伸至第三邊113。折線上可進一步貼附可撓薄片(例如膠帶)予以強化。

請進一步參照第6A圖與第6B圖，分別為本發明之一具體實施例的升降舵作動示意圖(一)與作動示意圖(二)，二第二連桿175之其中一根的二端係分別連接於第二伺服機172與第二局部區域135a，另外一根第二連桿175的二端則是分別連接於第二伺服機172與第二局部區域135b。因此，第二伺服機172係經由二第二連桿175同時牽動二第二局部區域135a，使其如第6A圖與第6B圖般可同時向上翻轉。在本實施例中，二第二連桿175係分別連接於機翼之第二局部區域135a與135中鄰近於最長邊131之處。

位於機翼尾端的第二局部區域135a係作為升降舵之用，當遙控飛機1欲進行降落或者是減速時，可將二第二局部區域135a與135b向上翻轉提高前進阻力並減 少升力。

控制模組19係設置於容置空間119中，且電性連接於推進模組15與伺服模組(第一伺服機171與第二伺服機172)。控制模組19接收遙控裝置9所發出之一遙控訊號而控制推進模組15與伺服模組(第一伺服機171與第二伺服機172)的作動。此外，在一實施態樣中，控制模組19更進一步電性連接於一電池裝置(圖中未示)，所述電池裝置係用以供給遙控飛機1飛行時所需的電力，其可設置於遙控飛機1之容置空間119中。

在本實施例中，控制模組19更包含一電子變速器(圖中未示)，連接於螺旋槳151以根據遙控裝置9所發出之遙控訊號控制螺旋槳151之轉速，進而改變其所產生之推力。

在本實施例中，三角板體11a與11b之第二邊112所構成的夾角實質上係在15°至30°之範圍中。若小於15°，則三角板體11a與11b所構成的機身過窄，不僅造成升力不足，也對遙控飛機1的飛行穩定度(自動回正能力)造成不良影響，操作難度較高。若大於30°，則飛行時所遭受的阻力較大，導致續航力下降。而當三角板體11a與11b之第二邊112所構成的夾角實質上落在15°至30°之範圍中時，經實測係可兼具操控性、穩定度與續航力之最佳設定。

本實施例之遙控飛機1更包含複數彼此間隔排列的固定件21，各固定件21的二端分別連接於二機翼13a與13b之機翼表面，以提高遙控飛機整體的剛性。如此一 來當遙控飛機1在飛行中承受扭力時，整體結構較不易發生變形，而可維持飛行路徑的可預測性。本實施例係使用三個固定件21，其中一個固定件21係鄰設在推進模組15之第二連接端152處，以強化該處承受扭力的剛性；另外二個固定件21中則分別設置在翼展最長之處，以及鄰近於第二局部區域135a之處。

本發明之推進模組係位於二三角板體所構成的容置空間上方，並非位於遙控飛機1整體的最前端，因而可降低撞擊發生時人員受傷或推進模組受損的機率。此外，推進模組位於第一邊與第二邊之交會點與遙控飛機之整體重心之間，且推力線未穿過機身的軸線，因而推力產生時將對機身產生一扭矩使機身具有形成仰角的傾向；而推進模組所產生的氣流會使容置空間與二機翼上方的空氣流速高於下方的空氣流速，除了藉由白努利原理形成升力，也對機身產生另一扭矩使機身具有形成俯角的傾向。如此一來，藉由調整推力模組之推力來控制遙控飛機的飛行姿態，使前進力、阻力、重力及升力等四力達成平衡即可達到滯空飛行。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧遙控飛機

11a、11b‧‧‧三角板體

111‧‧‧第一邊

112‧‧‧第二邊

113‧‧‧第三邊

115a、115b‧‧‧第一局部區域

119‧‧‧容置空間

13a、13b‧‧‧機翼

135a、135b‧‧‧第二局部區域

15‧‧‧推進模組

151‧‧‧螺旋槳

152‧‧‧支架

152a‧‧‧第一端

152b‧‧‧第二端

172‧‧‧第二伺服機

173‧‧‧橋接件

175‧‧‧第二連桿

21‧‧‧固定件

9‧‧‧遙控裝置

C1‧‧‧重心

Claims (8)

1. 一種遙控飛機，具有一重心，該遙控飛機經由一遙控裝置控制其飛行，包括：二三角板體，各該三角板體具有一第一邊、一第二邊與一第三邊，該第一邊大於該第二邊，該第二邊大於該第三邊，各該三角板體彼此沿該第一邊相互連接且夾一角度而定義一容置空間；各該三角板體分別具有可相對各該三角板體之表面翻轉之一第一局部區域，該第三邊之至少一部份構成該第一局部區域之其中一邊緣；二機翼，該二機翼呈四邊形且各具有一最長邊與一最短邊，各該機翼分別以該最長邊連接於各該三角板體之該第二邊，且各該機翼之該最長邊、該最短邊與所連接之該三角板體之該第三邊交會於同一點，各該機翼具有可相對各該機翼之表面翻轉之一第二局部區域，該最短邊構成該第二局部區域之其中一邊緣；一推進模組，固定於該二三角板體，且位於該第一邊與該第二邊之交會點與該重心之間，該推進模組之推力線未穿過該容置空間；一伺服模組，設置於該容置空間中，分別連接該第一局部區域與該第二局部區域以控制該第一局部區域與該第二局部區域之翻轉；及一控制模組，設置於該容置空間中，電性連接於該推進模組與該伺服模組，該控制模組接收該遙控裝置所發出之一遙控訊號而控制該推進模組與該伺服模組。
2. 如請求項1所述之遙控飛機，其中該推進模組包含：一支架，具有一第一端與一第二端，該第一端固定於該二三角板體上且位於該容置空間中，該第二端凸出於該容置空間外；及一螺旋槳，連接於該第二端而使其推力線高於該二機翼之翼面。
3. 如請求項2所述之遙控飛機，其中該控制模組更包含一電子變速器，連接於該螺旋槳以根據該遙控訊號控制該螺旋槳所產生之推力。
4. 如請求項2所述之遙控飛機，其中該二三角板體之該二第二邊所構成的夾角實質上係在15°至30°之範圍中。
5. 如請求項2所述之遙控飛機，其中該伺服模組包含：一第一伺服機；一橋接件，二端分別連接於各該三角板體之該第一局部區域；一第一連桿，二端分別連接於該第一伺服機與其中一該三角板體之該第一局部區域；一第二伺服機；及二第二連桿，各該第二連桿之二端分別連接於該第二伺服機與該機翼之該第二局部區域。
6. 如請求項5所述之遙控飛機，其中各該第二連桿係連接於該第二局部區域中鄰近於該最長邊之處。
7. 如請求項1所述之遙控飛機，更包含：複數固定件，彼此間隔排列，各該固定件之二端分 別連接於該二機翼之翼面。
8. 如請求項1所述之遙控飛機，其中各該第一局部區域係由一折線與二切割線定義而成，該折線位於該第一邊、該第二邊之間且平行於該第三邊，該二切割線分別自該折線之二端延伸至該第三邊。