CN103274045A

CN103274045A - 一种涵道飞艇直升机

Info

Publication number: CN103274045A
Application number: CN2013101732572A
Authority: CN
Inventors: 周志艳; 何尧楷; 罗锡文; 臧英; 李继宇; 闫梦璐
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明公开了一种涵道飞艇直升机，包括机体和作业吊舱，该机体包括位于中心的机架以及以机架为中心向外辐射的多个旋翼臂，每个旋翼臂的末端设有旋翼及旋翼马达，其中，旋翼朝向上方；所述机体的上方和下方分别设有上气囊和下气囊，其中，上气囊包括与旋翼数量相同的气囊体，每一个气囊体的中心设有一个用于容纳旋翼的圆孔，该上气囊的中部设有与机架连接的上连接座；所述下气囊的上部的中心设有与机体连接的下连接座，该下气囊以下连接座为中心向四周扩展；所述上气囊和下气囊内充满比重低于空气的气体。本发明的涵道飞艇直升机综合了常用无人直升机和飞艇的优点，用于农田作业时具有载荷量大、机动灵活性较高、安全性较高等优点。

Description

一种涵道飞艇直升机

技术领域

本发明涉及一种飞行器，具体涉及一种涵道飞艇直升机。

背景技术

农用飞机航空作业效率高，例如在麦田灭草作业中，航空喷施比地面机械效率高5～7倍，相当于人工喷施的200～250倍，并且突击能力强，对突发、爆发性病虫害防控效果好；不受作物长势的限制，特别是作物生长至封行后行垄不清晰，航空作业可解决作物生长后期地面机械难以下田作业的问题。与田间作业相比，飞机航空作业还有降低作业成本、不会留下辙印和损坏农作物等的特点。

目前用于农业航空作业的飞行器主要包括有人驾驶的大型固定翼农用飞机、直升飞机、动力伞以及无人驾驶的微小型固定翼飞机、单旋翼直升飞机、非共轴多旋翼直升飞机、飞艇等。

有人驾驶的飞机作业效率高，但存在需要专用机场、维护成本高、航空管制严格等诸多问题。无人驾驶的飞机由于具有无需专用机场、专业飞行员、维护成本低以及航空管制少等特点，而且具有飞行高度低、作业效率及精度高、作业地形适应性广等优点，越来越在农业生产中得到广泛关注。

但无人驾驶的微小型固定翼飞机、单旋翼直升飞机、非共轴多旋翼直升飞机对于普通务农人员而言，价格仍显得昂贵，且危险性高，高速运转旋翼可能伤害到工作人员或农作物，操作不当很容易“摔机”、“炸机”，不仅造成飞机本身的重大损失，而且也给机上装备及地面作物带来严重毁坏，同时还会给地面作业人员带来安全威胁，因此，其使用的安全性问题是制约其快速发展的关键问题之一。此外，飞行器有效载荷量小，作业续航时间短也是制约其快速发展的另外两个关键问题。

气艇相对来说价格适中，作业安全性相对更高，且易于维护，有效载荷量大，但是传统的飞艇结构存在抗风能力差、作业速度慢、灵活性差等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种涵道飞艇直升机，该涵道飞艇直升机综合了常用无人直升机和飞艇的优点，用于农田作业时具有载荷量大、机动灵活性较高、安全性较高等优点。

一种涵道飞艇直升机，包括机体和作业吊舱，所述机体包括位于中心的机架以及以机架为中心向外辐射的多个旋翼臂，每个旋翼臂的末端设有旋翼及旋翼马达，其中，旋翼朝向上方；所述机架上还设有飞行控制模块，该飞行控制模块包括地面遥控单元和机上控制单元，所述机上控制单元与旋翼马达连接，所述地面遥控单元通过无线遥控方式与机上控制单元连接；

所述机体的上方和下方分别设有上气囊和下气囊，其中，上气囊包括与旋翼数量相同的气囊体，每一个气囊体的中心设有一个用于容纳旋翼的圆孔，每一个气囊体包围于一个旋翼外，该上气囊的中部设有与机架连接的上连接座；

所述下气囊的上部的中心设有与机体连接的下连接座，该下气囊以下连接座为中心向四周扩展；

所述上气囊和下气囊内充满比重低于空气的气体。

本发明的一个优选方案，其中，所述下气囊为中心对称结构。这样，该下气囊产生的浮力对称分布，能够保持整机的平稳性。优选地，该下气囊为圆饼形或碟形或梭形。

本发明的一个优选方案，其中，所述下气囊上的下连接座为由下气囊的中心向下凹陷的凹窝，所述机体设置于该凹窝内。进一步地，所述凹窝的底部的四周设有与旋翼的数量相等的用于容纳旋翼马达的凹槽。采用该技术方案的目的在于，适应机体的形状，使得下气囊与机体的连接更加紧凑。

本发明的一个优选方案，其中，所述机架包括位于上方的上连接板和位于下方的下连接板；所述上连接座上包括由塑料硬板制成的上安装板，所述凹窝的底部的中心处设有由塑料硬板制成的下安装板，所述的上连接板和下连接板分别通过螺钉与上安装板和下安装板固定连接。

本发明的一个优选方案，其中，所述的旋翼臂以机架为中心均匀地向外辐射。这样便于分配旋翼的位置，同时保持整机的平稳性。优选地，所述旋翼的数量为四个。

本发明的一个优选方案，其中，所述上气囊和下气囊上设有支撑骨架；所述下气囊的底部的中心设有吊挂板，该吊挂板上连接有吊挂安装座，该吊挂安装座上连接所述的作业吊舱。通过该支撑骨架，将气囊支撑起来，保持气囊的形状；作业吊舱可根据不同的作业要求具体设置。

本发明的一个优选方案，其中，所述上气囊和下气囊由PVF或涤纶制成；该上气囊和下气囊内填充的气体为氦气或氢气。

本发明的涵道飞艇直升机与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、由于在机体的上方设置了上气囊，该上气囊中的一个气囊体包围在一个旋翼外，该气囊体上的圆孔构成了涵道，构成了涵道直升机，并且，采用这样的结构后旋翼在高速转动的过程中不容易伤到工作人员或农作物，提高了飞行器作业的安全性，同时该上气囊中充满氦气等轻于空气的气体，也能产生一定的浮力，增加载重量。

2、由于在机体的下方设置了下气囊，该下气囊的体积可以设置得足够大，气囊中充满氦气等轻于空气的气体，以致其产生的浮力能够部分或完全抵消自重和负载的重力，大大提高直升机的载荷量，提高作业效率。

3、采用上下气囊与旋翼相结合的方式，综合了常用无人直升机和飞艇的优点，气囊中充满氦气等轻于空气的气体可增加有效载荷量，采用旋翼驱动可提高机动灵活性，此外，减少摔机比例，可提高作业的安全性。

附图说明

图1为本发明的涵道飞艇直升机的一个具体实施方式的爆炸图。

图2为图1的立体图。

图3～5为本发明的涵道飞艇直升机中机体的结构示意图(图中省略了旋翼及旋翼马达)，其中，图3为主视图，图4为俯视图，图5为左视图。

图6和图7为本发明的涵道飞艇直升机中上气囊的结构示意图，其中，图6为主视图，图7为俯视图。

图8和图9为本发明的涵道飞艇直升机中下气囊的结构示意图，其中，图8为主视图，图9为俯视图。

图10为本发明的涵道飞艇直升机的另一个具体实施方式的爆炸图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

参见图1～9，本实施例的涵道飞艇直升机包括机体1和作业吊舱，所述机体1包括位于中心的机架以及以机架为中心向外辐射的多个旋翼臂101，每个旋翼臂101的末端有旋翼及旋翼马达，其中，旋翼朝向上方。所述机架上还设有飞行控制模块，该飞行控制模块包括地面遥控单元和机上控制单元，所述机上控制单元与旋翼马达连接，所述地面遥控单元通过无线遥控方式与机上控制单元连接，其具体的实施方式可参照现有技术中的无人遥控直升机来实施。所述机体1的上方和下方分别设有上气囊2和下气囊3，其中，上气囊2包括与旋翼数量相同的气囊体201，每一个气囊体201的中心设有一个用于容纳旋翼的圆孔203，每一个气囊体201包围于一个旋翼外，该上气囊2的中部设有与机架连接的上连接座；所述下气囊3上部的中心设有与机体1连接的下连接座，该下气囊3以下连接座为中心向四周扩展。

参见图1～图5，所述的旋翼臂101为四个，这四个旋翼臂101以机架为中心均匀地向外辐射，构成中心对称结构。所述机架主要由位于上方的上连接板102和位于下方的下连接板103组成，所述旋翼臂101的一端固定连接在该上连接板102和下连接板103上；该上连接板102和下连接板103之间设置所述的飞行控制模块。

参见图1、图2、图6和图7，所述上气囊2由四个气囊体201组成，气囊体201之间通过支撑骨架(图中未显示)连接在一起，该支撑骨架由金属制成。气囊体201上的圆孔203的大小根据旋翼的大小来设定，旋翼被包围于该圆孔203内，构成涵道式结构。所述上连接座设置在该四个气囊体201围成的空间内，该上连接座包括由塑料硬板(塑料材质便于与气囊粘接)制成的上安装板202，该上安装板202与上连接板102通过螺栓固定连接。

参见1、图2、图8和图9，所述的下气囊3为圆饼形，形成中心对称结构，该下气囊3上设有支撑骨架(图中未显示)。所述的下连接座为由下气囊3的中心向下凹陷的凹窝301，该凹窝301的底部的四周设有四个用于容纳旋翼马达的凹槽303，凹窝301的底部的中心处设有由塑料硬板制成的下安装板302。所述的机体1设置于凹窝301内，其中，机体1中的下连接板103与下安装板302通过螺栓固定连接，与每个旋翼101对应的旋翼马达伸入到一个凹槽303内。由于下气囊3的作用在于产生浮力，因此其大小(容积)根据直升机的自重以及承载重量来确定，通常以其产生的浮力以略小于直升机的自重以及承载重量为宜，这样直升机旋翼101产生的动力可主要用于飞行器的运动控制。

参见图1、图2和图8，所述下气囊3的底部的中心设有吊挂板304，该吊挂板304上通过螺钉连接有吊挂安装座4，该吊挂安装座4上连接所述的作业吊舱(图中未显示)，作业吊舱可根据不同的作业要求依现有技术进行实施。

所述上气囊2和下气囊3可由PVF或涤纶等层压材料制成，其内充满比重低于空气的气体，例如氦气。

实施例2

参见图10，本实施例中，所述下气囊3为呈中心对称的梭形。

本实施例上述以外的其他实施方式可参照实施例1来进行。

实施例3

本实施例中，所述的旋翼臂为六个，这六个旋翼臂以机架为中心均匀地向外辐射，构成中心对称结构；所述的上气囊包括六个气囊体。

本实施例上述以外的其他实施方式可参照实施例1来进行。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种涵道飞艇直升机，包括机体和作业吊舱，所述机体包括位于中心的机架以及以机架为中心向外辐射的多个旋翼臂，每个旋翼臂的末端设有旋翼及旋翼马达，其中，旋翼朝向上方；所述机架上还设有飞行控制模块，该飞行控制模块包括地面遥控单元和机上控制单元，所述机上控制单元与旋翼马达连接，所述地面遥控单元通过无线遥控方式与机上控制单元连接；

其特征在于，所述机体的上方和下方分别设有上气囊和下气囊，其中，上气囊包括与旋翼数量相同的气囊体，每一个气囊体的中心设有一个用于容纳旋翼的圆孔，每一个气囊体包围于一个旋翼外，该上气囊的中部设有与机架连接的上连接座；

所述上气囊和下气囊内充满比重低于空气的气体。

2.根据权利要求1所述的涵道飞艇直升机，其特征在于，所述下气囊为中心对称结构。

3.根据权利要求2所述的涵道飞艇直升机，其特征在于，所述下气囊为圆饼形或碟形或梭形。

4.根据权利要求3所述的涵道飞艇直升机，其特征在于，所述下气囊上的下连接座为由下气囊的中心向下凹陷的凹窝，所述机体设置于该凹窝内。

5.根据权利要求4所述的涵道飞艇直升机，其特征在于，所述凹窝的底部的四周设有与旋翼的数量相等的用于容纳旋翼马达的凹槽。

6.根据权利要求5所述的涵道飞艇直升机，其特征在于，所述机架包括位于上方的上连接板和位于下方的下连接板；所述上连接座上包括由塑料硬板制成的上安装板，所述凹窝的底部的中心处设有由塑料硬板制成的下安装板，所述的上连接板和下连接板分别通过螺钉与上安装板和下安装板固定连接。

7.根据权利要求1所述的涵道飞艇直升机，其特征在于，所述的旋翼臂以机架为中心均匀地向外辐射。

8.根据权利要求7所述的涵道飞艇直升机，其特征在于，所述旋翼的数量为四个。

9.根据权利要求1所述的涵道飞艇直升机，其特征在于，所述上气囊和下气囊上设有支撑骨架；所述下气囊的底部的中心设有吊挂板，该吊挂板上连接有吊挂安装座，该吊挂安装座上连接所述的作业吊舱。

10.根据权利要求1所述的涵道飞艇直升机，其特征在于，所述上气囊和下气囊由PVF或涤纶制成；该上气囊和下气囊内填充的气体为氦气或氢气。