CN105966181B - 适于飞行汽车的可折叠升降装置及其折叠和展开方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适于飞行汽车的可折叠升降装置,包括主轴、设置于主轴上的旋翼和设置于主轴上的支持组件,旋翼具有多个可在折叠状态和展开状态之间进行切换的桨叶,支持组件与各个桨叶连接且被构造为对处于展开状态和折叠状态的桨叶提供约束力。本发明适于飞行汽车的升降装置,设置成可折叠的结构,在折叠后可以减小占据的空间,便于飞行汽车的停放。本发明还提供了一种适于飞行汽车的可折叠升降装置的折叠和展开方法。

Description

适于飞行汽车的可折叠升降装置及其折叠和展开方法
技术领域
本发明属于飞行汽车技术领域,具体地说,本发明涉及一种适于飞行汽车的可折叠升降装置。
背景技术
20世纪40年代,当汽车、航空技术有了相当大的发展之后,福特汽车公司创办人享利·福特才大胆地发出“飞行汽车迟早会出现”的科学预言。
20世纪50年代,人们便开始了研究现代飞行汽车的实际行动。一名叫莫尔·泰勒的美国人经过不懈的努力,在1986年终于将现代汽车与航空技术珠联璧合出一种既能地上跑,又能空中飞的飞行汽车,并获得政府有关部门签发的飞行许可证。进入90年代之后,为使飞行汽车真正实现实用化,一些专家冲破泰勒的设计模式,致力于折叠式飞行汽车的研制。现在全方位大范围的推广飞行折叠汽车是一个任重而道远的任务。
现有的旋翼式飞行汽车为了减少旋翼所占的空间,其旋翼是可折叠的,折叠时,是把其中一个旋翼保持不动,其他的旋翼折叠到这一个旋翼的位置,以便节约空间,但是这种折合方式只是把旋翼所占的空间减少了,整体还是需要占据较大的空间,而且这种折叠方式,造成了飞行器重心偏移,放置不稳定,很容易偏倒。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提供一种适于飞行汽车的可折叠升降装置,目的是减小占据的空间。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:适于飞行汽车的可折叠升降装置,包括主轴、设置于主轴上的旋翼和设置于主轴上的支持组件,旋翼具有多个可在折叠状态和展开状态之间进行切换的桨叶,支持组件与各个桨叶连接且被构造为对处于展开状态和折叠状态的桨叶提供约束力。
所述旋翼还具有设置于所述主轴上的桨毂,所述桨叶在桨毂上沿周向均匀分布多个。
所述桨叶与所述桨毂为转动连接。
所述桨叶包括依次转动连接的第一叶片、第二叶片和第三叶片,所述支持组件与第一叶片和第三叶片连接。
所述第一叶片与所述桨毂转动连接,所述支持组件与第一叶片和所述第三叶片转动连接。
所述支持组件包括套设于所述主轴上的支撑座和与支撑座转动连接的支撑杆,支撑杆与所述第一叶片和所述第三叶片转动连接。
所述支撑座包括套设于所述主轴上且与所述桨毂之间距离可调的活动套和可旋转的设置于活动套上的旋转套,所述支撑杆与旋转套转动连接。
所述活动套与所述主轴为螺纹连接。
本发明还提供了一种适于飞行汽车的可折叠升降装置的展开方法,在旋翼需展开时,支持组件的支撑座在主轴上向上移动,支持组件的支撑杆同时朝向外侧摆动,支撑杆在摆动的同时会使处于折叠状态的桨叶逐渐展开,直至支撑座移动至上止点位置处,此时桨叶处于伸直状态,完成旋翼的展开。
本发明还提供了一种适于飞行汽车的可折叠升降装置的折叠方法,在旋翼需折叠时,在主轴停止转动后,支持组件的支撑座在主轴上向下移动,支持组件的支撑杆同时朝向内侧摆动,支撑杆在摆动的同时会使处于展开状态的桨叶逐渐收缩,直至支撑座移动至下止点位置处,此时桨叶处于折叠状态,完成旋翼的折叠。
本发明适于飞行汽车的升降装置,设置成可折叠的结构,在折叠后可以减小占据的空间,便于飞行汽车的停放。
附图说明
本说明书包括以下附图,所示内容分别是:
图1是本发明升降装置的结构示意图;
图2是本发明升降装置的局部结构示意图;
图3是支持组件与第三轴段的装配图;
图4是桨叶的结构示意图;
图中标记为:
1、传动机构;2、桨毂;3、桨叶;31、第一叶片;32、第二叶片;33、第三叶片;34、第一叶片本体;35、第一连接杆;36、连接头;37、第二叶片本体;38、第二连接杆;4、支持组件;41、旋转套;42、活动套;43、支撑杆;5、主轴;51、第一轴段;52、第二轴段;53、第三轴段;6、第一驱动器;7、托座。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解,并有助于其实施。
如图1所示,本发明提供了一种适于飞行汽车的可折叠升降装置,包括主轴5、设置于主轴5上的旋翼和设置于主轴5上的支持组件4,主轴5通过传动机构1与设置于飞行汽车上的动力总成连接。旋翼具有多个可在折叠状态和展开状态之间进行切换的桨叶3,支持组件4与各个桨叶3连接且被构造为对处于展开状态和折叠状态的桨叶3提供约束力。在需要升降装置工作时,支持组件4提供的约束力使所有的桨叶3保持展开状态,此时旋翼也即呈弯曲展开的状态,然后通过主轴5的旋转带动旋翼旋转,产生飞行汽车所需的升力。
具体地说,如图1和图2所示,旋翼主要包括设置于主轴5上的桨毂1和与桨毂1连接的桨叶3,桨叶3并在桨毂1上沿周向均匀分布多个。作为优选的,由于桨叶3设置为可在展开状态和折叠状态进行切换的结构,桨叶3的端部与桨毂1为转动连接,桨叶3相对于桨毂1转动时的旋转中心线与主轴5的轴线为相垂直的。桨叶3在展开状态时,是呈笔直状朝向桨毂1的外侧伸出。在桨叶3由展开状态变换至折叠状态的过程中,桨叶3是向下摆动,直至所有桨叶3收拢至主轴5的四周和桨毂1的下方。
如图4所示,作为优选的,桨叶3包括依次转动连接的第一叶片31、第二叶片32和第三叶片33。第一叶片31的端部具有与桨毂1转动连接的连接头36,支持组件4与第一叶片31和第三叶片33转动连接。第一叶片31的另一端与第二叶片32的端部转动连接,第二叶片32的另一端与第三叶片33的端部转动连接,第一叶片31、第二叶片32和第三叶片33的旋转中心线均为相平行且与呈展开状态的桨叶3的长度方向相垂直。在桨叶3呈展开状态时,第一叶片31、第二叶片32和第三叶片33处于同一平面。在桨叶3需切换成折叠状态时,在支持组件4的作用下使第一叶片31、第二叶片32和第三叶片33摆动至折叠位置处,最终使折叠状态的桨叶3大致呈N字形或V形状态,占用空间小。
如图2至图4所示,作为优选的,支持组件4包括套设于主轴5上的支撑座和与支撑座转动连接的支撑杆43,支撑座位于桨毂1的下方,支撑杆43在支撑座上沿周向均匀分布多个,支撑杆43的数量与桨叶3的数量相等。各个支撑杆43分别与一个桨叶3的第一叶片31和第三叶片33转动连接,形成连杆机构。支撑座在主轴5上的上下移动,并支撑杆43带动桨叶3的三个叶片进行摆动,实现桨叶3的展开和折叠。支撑座在主轴5上处于上止点位置时,桨叶3处于展开状态;当支撑座在主轴5上处于下止点位置时,桨叶3处于折叠状态。
如图4所示,作为优选的,第一叶片31包括第一叶片本体34、设置于第一叶片本体34端部的连接头36和设置于第一叶片本体34的底面上的第一连接杆35,第二叶片32包括第二叶片本体37和设置于第二叶片本体37上的第二连接杆38。第一叶片本体34和第二叶片本体37均为片状构件。第一连接杆35为朝向第一叶片本体34的外侧倾斜延伸,第一连接杆35的长度方向与第一叶片本体34的长度方向之间的夹角小于90度,以便于实现与支撑杆43的连接。第二连接杆38为朝向第二叶片本体37的外侧倾斜延伸,第二连接杆38的长度方向与第二叶片本体37的长度方向之间的夹角小于90度,以便于实现第一叶片31与第二叶片32的连接。第一连接杆35的一端与第一叶片本体34固定连接,另一端与支撑杆43转动连接。第二连接杆38的一端与第二叶片32固定连接,另一端在第一连接杆35的两端之间的位置处与第一连接杆35转动连接。支撑杆43的一端与支撑座转动连接,另一端与第三叶片33转动连接。第一连接杆35与支撑杆43的连接点位于支撑杆43的两端之间。第一连接杆35与第二连接杆38、支撑杆43和第三叶片33大致构成平行四连杆机构,支撑座与支撑杆43、第三叶片33和主轴5构成摇杆滑块机构。
如图2和图3所示,作为优选的,支撑座包括套设于主轴5上且与桨毂1之间距离可调的活动套42和可旋转的设置于活动套42上的旋转套41,支撑杆43与旋转套41转动连接。旋转套41套设于活动套42上,且两者之间设置有轴承,旋转套41相对于活动套42仅可做旋转运动,旋转套41的旋转中心线与主轴5的轴线为同一直线,所有支撑杆43以主轴5的轴线作为中心线在旋转套41上为沿周向均匀分布。
对于本发明的升降装置,是通过调节支撑座在主轴5上的位置,进而实现桨叶3的折叠和展开,实现旋翼在折叠状态和展开状态之间的切换。而对于实现支撑座的升降的方式可以有多种,如将支撑座的活动套42设置成与主轴5为螺纹连接的,相应在主轴5的外表面设置螺纹,活动套42上设置相配合的内螺纹孔,通过旋转活动套42,可以实现支撑座在主轴5上的位置调节。当然,对于实现支撑座的升降,还可以采用其它方式,在本实施例中,如图2和图3所示,升降装置还包括设置于主轴5外侧且用于对支撑座提供使其在主轴5上做往复直线运动的驱动力的第一驱动器6,第一驱动器6为可伸缩的结构。第一驱动器6可以有多种形式,如液压缸或电动推杆。
如图2和图3所示,作为优选的,第一驱动器6的上端与活动套42连接,下端与一托座7连接,该托座7为第一驱动器6提供支撑,使第一驱动器6保持与主轴5相平行的状态,提高稳定性。在旋翼处于展开状态时,第一驱动器6对支撑座提供的支撑力使支撑座保持在上止点位置。在旋翼处于折叠状态时,第一驱动器6对支撑座提供的拉力使支撑座保持在下止点位置,避免桨叶3自动张开。
作为优选的,第一驱动器6可以设置多个,多个第一驱动器6以主轴5的轴线为中心线在托座7上均匀分布,这样可以提高对支撑座支撑的稳定性和可靠性。如图2和图3所示,在本实施例中,第一驱动器6设置有两个。
对于托座7的设置方式,可以有多种。如将托座7安装于飞行汽车的车体上,或者如图2和图3所示,将托座7套设于主轴5上,托住并位于支撑座的下方,在主轴5上,托座7的轴向位置保持不动,或者设置成相对于主轴5仅可做旋转运动。
作为优选的,主轴5可设置成由多个轴段依次滑动连接而成且可伸缩的结构,主轴5长度可调节,这样可以进一步减小占用的空间。如图2和图3所示,主轴5包括第一轴段51、插设于第一轴段51内的第二轴段52和插设于第二轴段52内的第三轴段53,相应在主轴5内部设置用于对主轴5提供使其伸缩的驱动力的第二驱动器(图中未示出),第二驱动器为可伸缩的结构。第二驱动器可以有多种形式,如液压缸或电动推杆。第二驱动器的上端与第三轴段53连接,下端与第一轴段51连接。第二驱动器通过伸缩,实现主轴5长度的调节。
如图2和图3所示,第一轴段51、第二轴段52和第三轴段53均为内部中空的管件,第二轴段52可收缩至第一轴段51的内部,第三轴段53可收缩至第二轴段52的内部。支撑座套设于第三轴段53上,桨毂1固定设置于第三轴段53的顶端,托座7套设于第一轴段51上。主轴5的相邻两个轴段之间并通过花键实现滑动连接,相邻两个轴段之间不能做相对旋转运动,确保主轴5的各个轴段同步转动,最终使旋翼旋转产生升力。而且各个轴段的上端设置有限定内部轴段的上止点位置并确保相邻轴段不脱离的限位结构,当第二驱动器推动各个轴段均上升至上止点位置后,主轴5长度最长。
作为优选的,在主轴5还可以设置用于在轴线上对支撑座起限位作用的止动块(图中未示出),止动块位于支撑座与桨毂1之间,在支撑座向上移动直至使活动套42与止动块接触后,支撑座即处于上止点位置,旋翼呈展开状态。支撑座和止动块、桨毂1设置于主轴5的同一轴段上,如第三轴段53上。在第二驱动器推动主轴5伸长过程中,当第一驱动器6推动支撑座先到达上止点位置后,此时支撑座与止动块接触,在第一驱动器6继续作用时,可与第二驱动器相配合,共同推动主轴5进行伸长,这样提供的驱动力大,效率高,稳定性好,可靠性高。
本发明还提供了一种适于飞行汽车的可折叠升降装置的展开方法,在旋翼需展开时,支持组件4的支撑座在主轴5上向上移动,支持组件4的支撑杆43同时朝向外侧摆动,支撑杆43在摆动的同时会使处于折叠状态的桨叶3逐渐展开,直至支撑座移动至上止点位置处,此时桨叶3处于伸直状态,完成旋翼的展开。
本发明还提供了一种适于飞行汽车的可折叠升降装置的折叠方法,在旋翼需折叠时,在主轴5停止转动后,支持组件4的支撑座在主轴5上向下移动,支持组件4的支撑杆43同时朝向内侧摆动,支撑杆43在摆动的同时会使处于展开状态的桨叶3逐渐收缩,直至支撑座移动至下止点位置处,此时桨叶3处于折叠状态,完成旋翼的折叠。
本发明升降装置的展开过程和折叠过程具体如下:
1、在升降装置需展开使用时,第二驱动器对主轴5施加作用力,使主轴5逐渐向上伸长;在主轴5伸长的过程中,第一驱动器6对支撑座施加作用力,推动支撑座向上移动,并使支撑座与上方桨毂1之间的距离基本维持不变,避免桨叶3张开;当主轴5完全伸长后,第一驱动器6在推动支撑座在主轴5上向上移动直至与止动块接触;在支撑座朝向止动块移动的同时,支持组件4的支撑杆43同时朝向外侧摆动,支撑杆43在摆动的同时会使处于折叠状态的桨叶3逐渐展开,直至支撑座移动至上止点位置处,此时桨叶3处于伸直状态,完成旋翼的展开,即完成升降装置的展开。
或者,在升降装置需展开使用时,可以由第一驱动器6先将支撑座向上推动至与止动块接触,然后第二驱动器开始工作,第一驱动器6和第二驱动器相配合,共同推动主轴5进行伸长,直至主轴5完全伸长后,即完成升降装置的展开。
2、在升降装置需折叠时,第二驱动器先保持伸长状态不动,第一驱动器6对支撑座施加向下的拉力,使旋翼的桨叶3先移动至折叠位置,然后由第一驱动器6继续对支撑座施加向下的拉力,同时依靠折叠状态的桨叶3拉动主轴5的轴段向下移动,直至主轴5完全收缩,即完成升降装置的折叠。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然,本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进;或未经改进,将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.适于飞行汽车的可折叠升降装置,其特征在于:包括主轴、设置于主轴上的旋翼和设置于主轴上的支持组件,旋翼具有设置于主轴上的桨毂以及多个可在折叠状态和展开状态之间进行切换的桨叶,桨叶与桨毂为转动连接,支持组件与各个桨叶连接且被构造为对处于展开状态和折叠状态的桨叶提供约束力;
所述桨叶包括依次转动连接的第一叶片、第二叶片和第三叶片,所述支持组件包括支撑座和支撑杆,支撑杆与第一叶片和第三叶片转动连接,支撑座包括套设于主轴上且与桨毂之间距离可调的活动套和可旋转的设置于活动套上的旋转套,支撑杆与旋转套转动连接。
2.根据权利要求1所述的适于飞行汽车的可折叠升降装置,其特征在于:所述桨叶在桨毂上沿周向均匀分布多个。
3.根据权利要求2所述的适于飞行汽车的可折叠升降装置,其特征在于:所述第一叶片与所述桨毂转动连接。
4.根据权利要求2或3所述的适于飞行汽车的可折叠升降装置,其特征在于:所述第一叶片包括第一叶片本体、设置于第一叶片本体端部的连接头和设置于第一叶片本体的底面上的第一连接杆,所述第二叶片包括第二叶片本体和设置于第二叶片本体上的第二连接杆。
5.根据权利要求4所述的适于飞行汽车的可折叠升降装置,其特征在于:所述第一连接杆的长度方向与第一叶片本体的长度方向之间的夹角小于90度,第一连接杆的一端与第一叶片本体固定连接,另一端与支撑杆转动连接。
6.根据权利要求5所述的适于飞行汽车的可折叠升降装置,其特征在于:所述第二连接杆的长度方向与所述第二叶片本体的长度方向之间的夹角小于90度,第二连接杆的一端与第二叶片本体固定连接,另一端在第一连接杆的两端之间的位置处与第一连接杆转动连接。
7.根据权利要求6所述的适于飞行汽车的可折叠升降装置,其特征在于:所述支撑杆的一端与所述支撑座转动连接,另一端与所述第三叶片转动连接,所述第一连接杆与支撑杆的连接点位于支撑杆的两端之间。
8.根据权利要求7所述的适于飞行汽车的可折叠升降装置,其特征在于:所述活动套与所述主轴为螺纹连接。
9.用于权利要求1至8任一所述的适于飞行汽车的可折叠升降装置的展开方法,其特征在于:
在旋翼需展开时,支持组件的支撑座在主轴上向上移动,支持组件的支撑杆同时朝向外侧摆动,支撑杆在摆动的同时会使处于折叠状态的桨叶逐渐展开,直至支撑座移动至上止点位置处,此时桨叶处于伸直状态,完成旋翼的展开。
10.用于权利要求1至8任一所述的适于飞行汽车的可折叠升降装置的折叠方法,其特征在于:
在旋翼需折叠时,在主轴停止转动后,支持组件的支撑座在主轴上向下移动,支持组件的支撑杆同时朝向内侧摆动,支撑杆在摆动的同时会使处于展开状态的桨叶逐渐收缩,直至支撑座移动至下止点位置处,此时桨叶处于折叠状态,完成旋翼的折叠。
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