CN105644777A - 一种组装式多旋翼飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组装式多旋翼飞行器，涉及直升机技术领域。所述组装式多旋翼飞行器包含基础单元模块(1)及支撑臂(2)，其中，所述基础单元模块(1)设置有多个，所述基础单元模块(1)包含中空腔体(15)，所述支撑臂(2)的两端以可拆卸方式与所述中空腔体(15)连接。本发明的有益效果在于：本发明的组装式多旋翼飞行器设置有多个基础单元模块，基础单元模块以可拆卸方式通过支撑臂连接，根据飞行器对不同载荷重量的要求，可以灵活调整飞行器的结构布局及飞行姿态，扩大了飞行器的应用范围。

Description

一种组装式多旋翼飞行器
技术领域
本发明涉及直升机技术领域，具体涉及一种组装式多旋翼飞行器。
背景技术
多旋翼飞行器具有结构简单、机动性好、操纵方便、可垂直起降和悬停等特点，在运输、勘测、搜救、航拍等领域得到了广泛应用。目前，大多数多旋翼飞行器包括支撑组件、均布在支撑组件上的支撑臂和固定在支撑臂端部的旋翼系统，通过电源系统驱动旋翼转动来控制多旋翼飞行器的飞行和姿态。这种飞行器由于支撑臂固定在支撑组件上，飞行器整体结构大，不便于携带和储藏。为此，人们从不同角度对其做了改进，如发明专利授权号为CN101391651A的可折叠支撑臂、实用新型专利授权号为CN202358299U的可拆装支撑臂等，但这些改进方法仍受到固定结构布局和旋翼数量的限制，只能运载一定尺寸和重量的货物，大大缩减了飞行器的使用范围。针对这一问题，授权号为CN203681867U的专利公开了一种分离式多旋翼飞行器，即通过中央不同结构的连接板组装成不同旋翼数量、不同结构布局的多旋翼组合体，从一定程度上扩大了载重范围，然而中央连接板的结构形式有限，且随着旋翼数量增多，连接板结构尺寸、重量呈大比例增大和增重趋势，因此不适合载重运输重物或重型设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种组装式多旋翼飞行器，以解决或至少减轻技术背景中所存在的至少一处的问题。
本发明采用的技术方案是：提供一种组装式多旋翼飞行器，包含基础单元模块及支撑臂，其中，所述基础单元模块设置有多个，所述基础单元模块包含中空腔体，所述支撑臂的两端以可拆卸方式与所述中空腔体连接。
优选地，所述基础单元模块包含共轴旋翼系统、驱动系统、控制系统及能源系统，其中，所述能源系统为所述驱动系统与所述控制系统提供能源；所述控制系统通过所述驱动系统控制所述共轴旋翼系统。
优选地，所述多个基础单元模块能够单独动作。
优选地，所述基础单元模块进一步包含共轴双旋翼，所述共轴双旋翼为上旋翼和下旋翼，所述上旋翼和所述下旋翼的桨叶数量相等。
优选地，所述中空腔体的形状为圆柱、椭圆柱或六棱柱。
优选地，所述中空腔体上设置有连接接口，所述连接接口在所述中空腔体的周向均布设置，所述连接接口用于连接所述支撑臂。
优选地，所述连接接口的接口形式为插拔式或卡接式。
优选地，所述支撑臂的形状为圆柱、椭圆柱或多棱柱，材料为金属或复合材料。
优选地，所述多个基础单元模块与所述支撑臂的组合为一字形、三角形、四边形或六边形。
本发明的有益效果在于：
本发明的组装式多旋翼飞行器设置有多个基础单元模块，基础单元模块以可拆卸方式通过支撑臂连接，根据飞行器对不同载荷重量的要求，可以灵活调整飞行器的结构布局，扩大了飞行器的应用范围。
所述多个单元模块能够单独动作，有利于控制飞行器的飞行姿态。
所述基础模块包含上旋翼和下旋翼，飞行器的整体升力系统效率高。
所述中空腔体的形状设置为圆柱、椭圆柱或六棱柱，其优点在于有利于减小基础单元模块对飞行器造成的阻力。
连接接口的接口形式为插拔式或卡接式，可以快速组装拆卸多旋翼飞行器，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明一实施例的三旋翼飞行器的示意图；
图2是本发明的基础单元模块的示意图；
图3是本发明的四旋翼飞行器的示意图；
图4是本发明的五旋翼飞行器的示意图；
图5是本发明的六旋翼飞行器的示意图；
图6是本发明的七旋翼飞行器的示意图；
图7是本发明的十五旋翼飞行器的示意图。
其中，1-基础单元模块，2-支撑臂，11-共轴旋翼系统，12-驱动系统，13-控制系统，14-能源系统，15-中空腔体，16-上旋翼，17-下旋翼，151-连接接口。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1至图7所示，一种组装式多旋翼飞行器，包含基础单元模块1及支撑臂2，其中，所述基础单元模块1设置有多个，所述基础单元模块1包含中空腔体15，所述支撑臂2的两端以可拆卸方式与所述中空腔体15连接。
本发明的组装式多旋翼飞行器设置有多个基础单元模块1，基础单元模块1以可拆卸方式通过支撑臂2连接，根据飞行器对不同载荷重量的要求，可以灵活调整飞行器的结构布局，扩大了飞行器的应用范围。
基础单元模块1包含共轴旋翼系统11、驱动系统12、控制系统13及能源系统14。其中，能源系统14为驱动系统12与控制系统13提供能源；控制系统13通过驱动系统12控制共轴旋翼系统11，共轴旋翼系统11包含常规共轴结构和涵道共轴结构。共轴旋翼系统11采用上下共轴反转的两组旋翼用来平衡旋翼扭矩，由于采用两副旋翼，与相同重量的单旋翼直升机相比，若采用相同的桨盘载荷，其旋翼半径仅为单旋翼直升机的70％，有效减小了飞行器的体积。
多个基础单元模块1能够单独动作，也可以协同动作，以完成各种飞行动作。组装式多旋翼飞行器在飞行过程中，通过控制系统13，分别调整每个单元模块1的旋翼转速，不同的旋翼转速产生不同的旋翼升力和反扭力矩，从而实现飞行器垂直起降、悬停、平飞及偏航、横滚、俯仰等姿态变化。
基础单元模块1还包含上旋翼16和下旋翼17，上旋翼16和下旋翼17的桨叶数量相等。飞行时可通过控制系统13，由能源系统14驱动共轴旋翼系统11，使两个几何形状相同、旋转方向相反的旋翼产生升力和扭矩，以实现对单元模块1的飞行控制。
基础单元模块1还包含中空腔体15，在本实施例中，中空腔体15的形状为圆柱，驱动系统12、控制系统13及能源系统14设置在中空腔体15的内部。
可以理解的是，中空腔体15的形状还可以设置为椭圆柱或六棱柱。其优点在于有利于减小基础单元模块对飞行器造成的阻力。
在本实施例中，所述中空腔体15上设置有连接接口151，连接接口151在中空腔体15的周向均布设置，且所述连接接口151上设置有接口盖，连接接口151用于连接支撑臂2，所述接口盖用于密封未连接支撑臂2的剩余连接接口151，防止杂物进入中空腔体15且有利于提高飞行器在飞行过程中的气动性能。
在本实施例中，连接接口151的接口形式为插拔式。
可以理解的是，连接接口151的接口形式还可以设置为卡接式。
连接接口151设置为插拔式或卡接式的优点在于：方便基础单元模块1与支撑臂2的连接，可以快速组装拆卸多旋翼飞行器，以提高工作效率。
在本实施例中，支撑臂2的形状为圆柱。
可以理解的是，支撑臂2的形状还可以设置为椭圆柱或多棱柱。其优点在于有利于减小支撑臂2对飞行器造成的阻力。
支撑臂2的材料为金属或复合材料。选用金属材料支撑臂2的强度较高，选用复合材料可以减轻支撑臂2的重量。
根据需求不同，多个基础单元模块1与支撑臂2可以组装成不同的形状。
例如，在本实施例中，由三个基础单元模块1和三个支撑臂2组成的三角形三旋翼飞行器(如附图1)，三角形的结构稳定性好。
可以理解的是，所述多旋翼飞行器还可以设置为4旋翼飞行器(如附图3)，四个基础单元模块1通过5个支撑臂2连为一体，其基本框架设置为三角形，所述基础模块1设置在整个框架的各顶点处。
可以理解的是，根据实际重量需要，所述多旋翼飞行器还可以设置为5旋翼飞行器(如附图4)，5个基础单元模块1通过7个支撑臂2连为一体，其基本框架设置为三角形，整个框架为正梯形，所述基础单元模块1设置在整个框架的4个顶点处及底边的中点处。
可以理解的是，根据实际重量需要，所述多旋翼飞行器还可以设置为六旋翼飞行器(如附图5)，6个基础单元模块1通过9个支撑臂2连为一体，其基本框架设置为三角形，整个框架为正三角形，所述基础单元模块1设置在整个框架的3个顶点处及各边的中点处。
可以理解的是，根据实际重量需要，所述多旋翼飞行器还可以设置为七旋翼飞行器(如附图6)，7个基础单元模块1通过12个支撑臂2连为一体，其基本框架设置为三角形，整个框架为正六边形，所述基础单元模块1设置在整个框架的6个顶点处及正六边形的中心处。
可以理解的是，根据实际重量需要，所述多旋翼飞行器还可以设置为十五旋翼飞行器(如附图7)，15个基础单元模块1通过30个支撑臂2连为一体，其基本框架设置为三角形，整个框架为正三角形，所述基础单元模块1设置在每个基础框架的顶点处。
最后需要指出的是：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 (9)

1.一种组装式多旋翼飞行器，其特征在于：包含基础单元模块(1)及支撑臂(2)，其中，
所述基础单元模块(1)设置有多个，所述基础单元模块(1)包含中空腔体(15)，所述支撑臂(2)的两端以可拆卸方式与所述中空腔体(15)连接。
2.如权利要求1所述的组装式旋翼飞行器，其特征在于：所述基础单元模块(1)包含共轴旋翼系统(11)、驱动系统(12)、控制系统(13)及能源系统(14)，其中，所述能源系统(14)为所述驱动系统(12)与所述控制系统(13)提供能源；所述控制系统(13)通过所述驱动系统(12)控制所述共轴旋翼系统(11)。
3.如权利要求1所述的组装式旋翼飞行器，其特征在于：所述多个基础单元模块(1)能够单独动作。
4.如权利要求2所述的组装式旋翼飞行器，其特征在于：所述基础单元模块(1)进一步包含共轴双旋翼，所述共轴双旋翼为上旋翼(16)和下旋翼(17)，所述上旋翼(16)和所述下旋翼(17)的桨叶数量相等。
5.如权利要求2所述的组装式旋翼飞行器，其特征在于：所述中空腔体(15)的形状为圆柱、椭圆柱或六棱柱。
6.如权利要求5所述的组装式旋翼飞行器，其特征在于：所述中空腔体(15)上设置有连接接口(151)，所述连接接口(151)在所述中空腔体(15)的周向均布设置，所述连接接口(151)用于连接所述支撑臂(2)。
7.如利要求6所述的组装式旋翼飞行器，其特征在于：所述连接接口(151)的接口形式为插拔式或卡接式。
8.如权利要求1所述的组装式旋翼飞行器，其特征在于：所述支撑臂(2)的形状为圆柱、椭圆柱或多棱柱，材料为金属或复合材料。
9.如权利要求1所述的组装式旋翼飞行器，其特征在于：所述多个基础单元模块(1)与所述支撑臂(2)的组合为一字形、三角形、四边形或六边形。
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