CN105216566A - 一种两栖单人飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两栖单人飞行器，它包含支架，该支架包含三根呈等腰三角形布置的支撑腿，该支撑腿的上端分别与固定板固定连接，其中，位于底边处的两个支撑腿分别与前轮相连，位于顶角处的一根支撑腿与后驱动轮相连，所述的固定板上安装有主体箱，该主体箱的两侧分别设置有涵道；所述的主体箱内安装有发动机，该发动机的动力输出轴穿过变速箱与无级变速箱相连，该无级变速箱的两端分别设置有两个输出轴端，该输出轴端上分别安装有第一牙嵌离合器。本发明结构稳定可靠，整体设计紧凑，通过第一牙嵌离合器和第二牙嵌离合器与无级变速箱的配合，可实现陆上行走和自由飞行模式的来回切换，提高了整体的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及的是飞行器的加工制造领域，具体涉及的是一种两栖单人飞行器。
背景技术
20世纪60年代，北京航空学院的师生曾设计过单人飞行器，当时它的代号是“北京10号”，不过这些早期的研究都没有成功。而在国外，早在上世纪20年代，“火箭飞人”以及可以穿在身上的喷射飞行器——“火箭背包”就首次出现在科幻小说中，几乎从那时起，国外对个人便携式飞行器的摸索便从未中断过。20世纪60年代，美国军方曾向贝尔航空航天公司提供资金，用以研究一种称作“火箭腰带”的小型背戴式单人飞行器，这种飞行器依靠位于飞行器后面的火箭产生推力使其升空，但是由于技术上的缺陷，这种飞行器在带有足够燃料的情况下在空中的悬停时间非常的短。1984年美国洛杉矶奥运会的开幕式上，“空中飞人”比尔·斯科特尔更是背上了真正的火箭背包从天而降，飞入体育馆。1996年，美国人迈克尔·莫希尔在加利福尼亚州桑尼维尔市创办了TREK航空有限公司，经过几年的努力，他领导的小组开发出一种叫“独行者”(SOLOTREK-XFV)的背戴式个人飞行器诞生了。2001年11月18日，迈克·莫舍尔与他的研究小组在美国太空总署协助下，在加利福尼亚州埃姆斯研究中心对可供广泛应用的个人飞行器XFV进行了成功的试飞。这是一种以碳纤维为材料的轻型飞行器，重约146千克，XFV可以像直升飞机一样进行垂直起降，它所带的燃料可以保证飞行器在空中停留2小时。而且时速可以达到130-222千米，因此只要带有足够的燃料，飞行员就可以在空中像鸟一样地自由飞翔。与乘飞机所受的视野限制不同，驾驶XFV的飞行员可以把沿途的所有风光都尽收眼底。该飞行器可以携带37.9升的汽油以每小时近130千米的速度飞行240千米左右，它的飞行原理与直升机相仿，一台110马力的发动机可以驱动两个装在飞行器后面直径为3米的涵道内的风扇以每分钟3500-4500转的速度旋转，由风扇产生升力供其飞行。
然而，由于成本高、飞行距离短，同时安全性能存在缺陷，单人飞行器始终只能“隐身”与各国的实验室中。
虽然目前出现了一些单人飞行器相关的报道和公开，但是其主要还是针对的是飞行这个方向，并没有充分考虑当遇到不适合飞行的天气或者环境时，单人飞行器如何在地面上行走。
发明内容
本发明目的是提供一种两栖单人飞行器，它能有效地解决背景技术中所存在的问题。
为了解决背景技术中所存在的问题，它包含支架22，该支架22包含三根呈等腰三角形布置的支撑腿211，该支撑腿211的上端分别与固定板212固定连接，其中，位于底边处的两个支撑腿211分别与前轮26相连，位于顶角处的一根支撑腿211与后驱动轮39相连，所述的固定板212上安装有主体箱19，该主体箱19的两侧分别设置有涵道8；所述的主体箱19内安装有发动机64，该发动机64的动力输出轴63穿过变速箱68与无级变速箱73相连，该无级变速箱73的两端分别设置有两个输出轴端，该输出轴端上分别安装有第一牙嵌离合器74，所述的第一牙嵌离合器74通过与之对接的第二牙嵌离合器75分别与第一输出轴72和第二输出轴61对接，该第二牙嵌离合器75分别通过导向键70套接固定在第一输出轴72和第二输出轴61的端部并沿导向键70的方向滑动；
所述的第一输出轴72的端部安装有下主动锥形齿轮78，该下主动锥形齿轮78的一侧设置有与之啮合的下从动锥形齿轮71，所述的下从动锥形齿轮71安装固定在竖轴53上；
所述第二输出轴61的端部安装有涡轮60，该涡轮60的一侧设置有与其啮合的蜗杆34，所述蜗杆34的两端通过第一滚子轴承33与蜗杆支撑架32转动连接配合，所述蜗杆34的两端附近分别固定安装有主动链轮31，该主动链轮31通过链条81与从动链轮43链传动配合，所述的从动链轮43分别安装在后轮轴45的两端附近，该后轮轴45的中部与后驱动轮39固定连接，所述后轮轴45的两端通过第二滚子轴承47与后轮架48转动连接配合，所述的后轮架48固定在位于顶角处支撑腿211的底部；
所述竖轴53的另一端穿过竖轴支撑架66通过第三滚子轴承57与设置在主体箱19上方的横架37的上顶面转动连接配合，该横架37的两端分别与涵道8固定连接，所述竖轴53上端的附近安装固定有上主动锥形齿轮54，该上主动锥形齿轮54的两侧分别设置有与之啮合的上从动锥形齿轮56，所述的从动锥形齿轮56安装在横轴15的端部附近，该横轴15的另一端穿过涵道8并延伸至桨轴下盖7内与横轴锥形齿轮14固定连接，所述横轴锥形齿轮14的一侧设置有与之啮合的桨轴锥形齿轮9，该桨轴锥形齿轮9固定安装在桨轴5上，所述桨轴5的底端穿过下套筒10通过第四滚子轴承11与桨轴下盖7的底部转动连接配合，其上端经过第五滚子轴承6穿过上套筒4与螺旋桨2固定连接后与桨轴上盖1旋接连接，所述的上套筒4固定在螺旋桨2与涵道8之间，其中部贴合涵道8的内圆面向下垂直延伸出一圈凸缘，该凸缘的端部顶在第五滚子轴承6上，所述涵道8的底部设置有涵道格栅12，所述涵道格栅12两端分别向外垂直延伸出转轴27，该转轴27的一端穿过齿圈3延伸至凹槽内，其另一端安装有第一伺服电机55，所述的凹槽开设在涵道8的底部边沿处，所述的齿圈3设置在凹槽的内侧，其底部固定有一圈格栅挡圈13，所述的格栅挡圈13固定在凹槽内，其上顶面顶在齿圈3的下底面处，所述挡圈13的外侧面开设有一个电机槽，该电机槽内安装有第二伺服电机18，所述第二伺服电机18的输出轴上安装有与齿圈3啮合的格栅齿轮17。
所述主体箱19位于与链条81相对的一侧设置有与其转动配合的第一控制杆21，该第一控制杆21位于主体箱19内的一端与离合器控制杆79的中部垂直相交，所述的离合器控制杆79位于变速箱68的底部，其两端分别与第二牙嵌离合器75转动连接配合。
所述第一控制杆77相邻的一侧设置有与主体箱19转动连接配合的第二控制杆69，该第二控制杆69的另一端与控制连杆67相连，所述控制连杆67的另一端延伸至无级变速箱73内调整转速的输出。
所述位于底边处的两个支撑腿211的底端分别通过联接套23安装有推力轴承24，该推力轴承24的轴承孔内安装有与其转动配合的前轮架25，所述前轮架25的底部设置有与其转动连接配合的前轮26。
所述位于顶角处的一根支撑腿211底部固定有后轮架48，该后轮架48内安装有刹车架49。
所述的后驱动轮39上安装有相应的刹车装置，所述的刹车装置包含分别安装在前轮架25一侧的踏板30，该踏板30与前轮架25相对的一侧安装有脚踏式液压换向件85，所述液压换向件85的另一端与刹车推杆83相连，该刹车推杆83的另一端与刹车连杆51的中部垂直对接，所述刹车连杆51的两端分别向外垂直延伸出导向杆52，该导向杆52的另一端依次穿过相互剪切配合的第一刹车铰链50和第二刹车铰链42并与第二刹车铰链42固定连接，所述的导向杆52上套设有一圈弹簧41，该弹簧41的一端顶在第一刹车铰链50的内侧，其另一端顶在第二刹车铰链42的内侧，所述的第一刹车铰链50和第二刹车铰链42设置在刹车架49内，该刹车架49固定在后轮架48的轮毂内，所述后轮架48的中部两侧分别向内延伸出与第一刹车铰链50和第二刹车铰链42转动连接配合的铰轴35，所述第一刹车铰链50和第二刹车铰链42的另一端延伸至后驱动轮39的轮毂圈附近，并在该端部上开设有孔，该孔内设置有与其插接配合的刹车片40，所述刹车片40设置在轮毂圈内。
由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：结构稳定可靠，整体设计紧凑，通过第一牙嵌离合器和第二牙嵌离合器与无级变速箱的配合，可实现陆上行走和自由飞行模式的来回切换，提高了整体的实用性。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是图1的局部放大图；
图5是图1的局部放大图；
图6是图2的局部放大图；
图7是图3的局部放大图；
图8是图2的局部放大图；
图9是本发明中刹车装置部分的结构示意图。
具体实施例
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参看图1-9，本具体实施方式是采用以下技术方案予以实现，它包含支架22，该支架22包含三根呈等腰三角形布置的支撑腿211，该支撑腿211的上端分别与固定板212固定连接，其中，位于底边处的两个支撑腿211分别与前轮26相连，位于顶角处的一根支撑腿211与后驱动轮39相连，所述的固定板212上安装有主体箱19，该主体箱19的两侧分别设置有涵道8；所述的主体箱19内安装有发动机64，该发动机64的动力输出轴63穿过变速箱68与无级变速箱73相连，该无级变速箱73的两端分别设置有两个输出轴端，该输出轴端上分别安装有第一牙嵌离合器74，所述的第一牙嵌离合器74通过与之对接的第二牙嵌离合器75分别与第一输出轴72和第二输出轴61对接，该第二牙嵌离合器75分别通过导向键70套接固定在第一输出轴72和第二输出轴61的端部并沿导向键70的方向滑动；
所述的第一输出轴72的端部安装有下主动锥形齿轮78，该下主动锥形齿轮78的一侧设置有与之啮合的下从动锥形齿轮71，所述的下从动锥形齿轮71安装固定在竖轴53上；
所述第二输出轴61的端部安装有涡轮60，该涡轮60的一侧设置有与其啮合的蜗杆34，所述蜗杆34的两端通过第一滚子轴承33与蜗杆支撑架32转动连接配合，所述蜗杆34的两端附近分别固定安装有主动链轮31，该主动链轮31通过链条81与从动链轮43链传动配合，所述的从动链轮43分别安装在后轮轴45的两端附近，该后轮轴45的中部与后驱动轮39固定连接，所述后轮轴45的两端通过第二滚子轴承47与后轮架48转动连接配合，所述的后轮架48固定在位于顶角处支撑腿211的底部；
所述竖轴53的另一端穿过竖轴支撑架66通过第三滚子轴承57与设置在主体箱19上方的横架37的上顶面转动连接配合，该横架37的两端分别与涵道8固定连接，所述竖轴53上端的附近安装固定有上主动锥形齿轮54，该上主动锥形齿轮54的两侧分别设置有与之啮合的上从动锥形齿轮56，所述的从动锥形齿轮56安装在横轴15的端部附近，该横轴15的另一端穿过涵道8并延伸至桨轴下盖7内与横轴锥形齿轮14固定连接，所述横轴锥形齿轮14的一侧设置有与之啮合的桨轴锥形齿轮9，该桨轴锥形齿轮9固定安装在桨轴5上，所述桨轴5的底端穿过下套筒10通过第四滚子轴承11与桨轴下盖7的底部转动连接配合，其上端经过第五滚子轴承6穿过上套筒4与螺旋桨2固定连接后与桨轴上盖1旋接连接，所述的上套筒4固定在螺旋桨2与涵道8之间，其中部贴合涵道8的内圆面向下垂直延伸出一圈凸缘，该凸缘的端部顶在第五滚子轴承6上，所述涵道8的底部设置有涵道格栅12，所述涵道格栅12两端分别向外垂直延伸出转轴27，该转轴27的一端穿过齿圈3延伸至凹槽内，其另一端安装有第一伺服电机55，所述的凹槽开设在涵道8的底部边沿处，所述的齿圈3设置在凹槽的内侧，其底部固定有一圈格栅挡圈13，所述的格栅挡圈13固定在凹槽内，其上顶面顶在齿圈3的下底面处，所述挡圈13的外侧面开设有一个电机槽，该电机槽内安装有第二伺服电机18，所述第二伺服电机18的输出轴上安装有与齿圈3啮合的格栅齿轮17。
所述主体箱19位于与链条81相对的一侧设置有与其转动配合的第一控制杆21，该第一控制杆21位于主体箱19内的一端与离合器控制杆79的中部垂直相交，所述的离合器控制杆79位于变速箱68的底部，其两端分别与第二牙嵌离合器75转动连接配合。
所述第一控制杆77相邻的一侧设置有与主体箱19转动连接配合的第二控制杆69，该第二控制杆69的另一端与控制连杆67相连，所述控制连杆67的另一端延伸至无级变速箱73内调整转速的输出。
所述位于底边处的两个支撑腿211的底端分别通过联接套23安装有推力轴承24，该推力轴承24的轴承孔内安装有与其转动配合的前轮架25，所述前轮架25的底部设置有与其转动连接配合的前轮26。
所述位于顶角处的一根支撑腿211底部固定有后轮架48，该后轮架48内安装有刹车架49。
所述的后驱动轮39上安装有相应的刹车装置，所述的刹车装置包含分别安装在前轮架25一侧的踏板30，该踏板30与前轮架25相对的一侧安装有脚踏式液压换向件85，所述液压换向件85的另一端与刹车推杆83相连，该刹车推杆83的另一端与刹车连杆51的中部垂直对接，所述刹车连杆51的两端分别向外垂直延伸出导向杆52，该导向杆52的另一端依次穿过相互剪切配合的第一刹车铰链50和第二刹车铰链42并与第二刹车铰链42固定连接，所述的导向杆52上套设有一圈弹簧41，该弹簧41的一端顶在第一刹车铰链50的内侧，其另一端顶在第二刹车铰链42的内侧，所述的第一刹车铰链50和第二刹车铰链42设置在刹车架49内，该刹车架49固定在后轮架48的轮毂内，所述后轮架48的中部两侧分别向内延伸出与第一刹车铰链50和第二刹车铰链42转动连接配合的铰轴35，所述第一刹车铰链50和第二刹车铰链42的另一端延伸至后驱动轮39的轮毂圈附近，并在该端部上开设有孔，该孔内设置有与其插接配合的刹车片40，所述刹车片40设置在轮毂圈内。
由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：结构稳定可靠，整体设计紧凑，通过第一牙嵌离合器和第二牙嵌离合器与无级变速箱的配合，可实现陆上行走和自由飞行模式的来回切换，提高了整体的实用性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种两栖单人飞行器，其特征在于它包含支架(22)，该支架(22)包含三根呈等腰三角形布置的支撑腿(211)，该支撑腿(211)的上端分别与固定板(212)固定连接，其中，位于底边处的两个支撑腿(211)分别与前轮(26)相连，位于顶角处的一根支撑腿(211)与后驱动轮(39)相连，所述的固定板(212)上安装有主体箱(19)，该主体箱(19)的两侧分别设置有涵道(8)；所述的主体箱(19)内安装有发动机(64)，该发动机(64)的动力输出轴(63)穿过变速箱(68)与无级变速箱(73)相连，该无级变速箱(73)的两端分别设置有两个输出轴端，该输出轴端上分别安装有第一牙嵌离合器(74)，所述的第一牙嵌离合器(74)通过与之对接的第二牙嵌离合器(75)分别与第一输出轴(72)和第二输出轴(61)对接，该第二牙嵌离合器(75)分别通过导向键(70)套接固定在第一输出轴(72)和第二输出轴(61)的端部并沿导向键(70)的方向滑动；
所述的第一输出轴(72)的端部安装有下主动锥形齿轮(78)，该下主动锥形齿轮(78)的一侧设置有与之啮合的下从动锥形齿轮(71)，所述的下从动锥形齿轮(71)安装固定在竖轴(53)上；
所述第二输出轴(61)的端部安装有涡轮(60)，该涡轮(60)的一侧设置有与其啮合的蜗杆(34)，所述蜗杆(34)的两端通过第一滚子轴承(33)与蜗杆支撑架(32)转动连接配合，所述蜗杆(34)的两端附近分别固定安装有主动链轮(31)，该主动链轮(31)通过链条(81)与从动链轮(43)链传动配合，所述的从动链轮(43)分别安装在后轮轴(45)的两端附近，该后轮轴(45)的中部与后驱动轮(39)固定连接，所述后轮轴(45)的两端通过第二滚子轴承(47)与后轮架(48)转动连接配合，所述的后轮架(48)固定在位于顶角处支撑腿(211)的底部；
所述竖轴(53)的另一端穿过竖轴支撑架(66)通过第三滚子轴承(57)与设置在主体箱(19)上方的横架(37)的上顶面转动连接配合，该横架(37)的两端分别与涵道(8)固定连接，所述竖轴(53)上端的附近安装固定有上主动锥形齿轮(54)，该上主动锥形齿轮(54)的两侧分别设置有与之啮合的上从动锥形齿轮(56)，所述的从动锥形齿轮(56)安装在横轴(15)的端部，该横轴(15)的另一端穿过涵道(8)并延伸至桨轴下盖(7)内，其位于桨轴下盖(7)内的一端安装有横轴锥形齿轮（14），所述横轴锥形齿轮(14)的一侧设置有与之啮合的桨轴锥形齿轮(9)，该桨轴锥形齿轮(9)固定安装在桨轴(5)上，所述桨轴(5)的底端穿过下套筒(10)通过第四滚子轴承(11)与桨轴下盖(7)的底部转动连接配合，其上端经过第五滚子轴承(6)穿过上套筒(4)与螺旋桨(2)固定连接，所述的上套筒(4)上盖扣有桨轴上盖(1)，该桨轴上盖(1)的底部与桨轴(5)间隙插接配合，所述的上套筒(4)固定在螺旋桨(2)与涵道(8)之间，其中部贴合涵道(8)的内圆面向下垂直延伸出一圈凸缘，该凸缘的端部顶在第五滚子轴承(6)上，所述涵道(8)的底部设置有涵道格栅(12)，所述涵道格栅(12)两端分别向外垂直延伸出转轴(27)，该转轴(27)的一端穿过齿圈(3)延伸至凹槽内，其另一端安装有第一伺服电机(55)，所述的凹槽开设在涵道(8)的底部边沿处，所述的齿圈(3)设置在凹槽的内侧，其底部固定有一圈格栅挡圈(13)，所述的格栅挡圈(13)固定在凹槽内，其上顶面顶在齿圈(3)的下底面处，所述挡圈(13)的外侧面开设有一个电机槽，该电机槽内安装有第二伺服电机(18)，所述第二伺服电机(18)的输出轴上安装有与齿圈(3)啮合的格栅齿轮(17)。
2.根据权利要求1所述的一种两栖单人飞行器，其特征在于所述主体箱(19)位于与链条(81)相对的一侧设置有与其转动配合的第一控制杆(21)，该第一控制杆(21)位于主体箱(19)内的一端与离合器控制杆(79)的中部垂直相交，所述的离合器控制杆(79)位于变速箱(68)的底部，其两端分别与第二牙嵌离合器(75)转动连接配合。
3.根据权利要求1所述的一种两栖单人飞行器，其特征在于所述第一控制杆(77)相邻的一侧设置有与主体箱(19)转动连接配合的第二控制杆(69)，该第二控制杆(69)的另一端与控制连杆(67)相连，所述控制连杆(67)的另一端延伸至无级变速箱(73)内调整转速的输出。
4.根据权利要求1所述的一种两栖单人飞行器，其特征在于所述位于底边处的两个支撑腿(211)的底端分别通过联接套(23)安装有推力轴承(24)，该推力轴承(24)的轴承孔内安装有与其转动配合的前轮架(25)，所述前轮架(25)的底部设置有与其转动连接配合的前轮(26)。
5.根据权利要求1所述的一种两栖单人飞行器，其特征在于所述位于顶角处的一根支撑腿(211)底部固定有后轮架(48)，该后轮架(48)内安装有刹车架(49)。
6.根据权利要求1所述的一种两栖单人飞行器，其特征在于所述的后驱动轮(39)上安装有相应的刹车装置，所述的刹车装置包含分别安装在前轮架(25)一侧的踏板(30)，该踏板(30)与前轮架(25)相对的一侧安装有脚踏式液压换向件(85)，所述液压换向件(85)的另一端与刹车推杆(83)相连，该刹车推杆(83)的另一端与刹车连杆(51)的中部垂直对接，所述刹车连杆(51)的两端分别向外垂直延伸出导向杆(52)，该导向杆(52)的另一端依次穿过相互剪切配合的第一刹车铰链(50)和第二刹车铰链(42)并与第二刹车铰链(42)固定连接，所述的导向杆(52)上套设有一圈弹簧(41)，该弹簧(41)的一端顶在第一刹车铰链(50)的内侧，其另一端顶在第二刹车铰链(42)的内侧，所述的第一刹车铰链(50)和第二刹车铰链(42)设置在刹车架(49)内，该刹车架(49)固定在后轮架(48)的轮毂内，所述后轮架(48)的中部两侧分别向内延伸出与第一刹车铰链(50)和第二刹车铰链(42)转动连接配合的铰轴(35)，所述第一刹车铰链(50)和第二刹车铰链(42)的另一端延伸至后驱动轮(39)的轮毂圈附近，并在该端部上开设有孔，该孔内设置有与其插接配合的刹车片(40)，所述刹车片(40)设置在轮毂圈内。
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