CN106005388A - 一种多轴垂直充气多用途飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多轴垂直充气多用途飞行器，包括机舱，机舱下部设有起落支架，机舱上固定连接有安装支架，安装支架上设置有多个独立驱动运行的升降驱动机构和推进驱动机构，该多个升降驱动机构以机舱为轴心呈圆周均布，所述升降驱动机构呈水平设置以提供升降动力，所述推进驱动机构呈竖直设置以提供推进动力。本发明采用相应功率发动机和多个充气装置组合来实现垂直升降和空中飞行，操纵简单，起降方便，可实现推进、转弯、倒飞和悬停等动作，还可停留在水面，飞行灵活方便、更安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种多轴垂直充气多用途飞行器。
背景技术
飞行器是指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。飞机是最常见的一种固定翼航空器。按照其使用的发动机类型又可被分为喷气式飞机和螺旋桨飞机，即固定翼飞机和旋翼飞机。飞机是20世纪初最重大的发明之一，公认由美国人莱特兄弟发明。自从飞机发明以后，飞机日益成为现代文明不可缺少的交通工具。它深刻的改变和影响了人们的生活，开启了人们征服蓝天历史。
小型飞行器是指能飞离地面并能在空中飞行，由人来控制并提供给个人或几个人使用的飞行装置。由于政策限制国内至今仍未低空开放，这也在一定程度上限制了国内小型飞行器的研发设计，目前开放低空已被提上决策议程，制度设计、技术保障等前景初见曙光，因此小型飞行器必将广泛应用于农业、救援、旅游、公安及国防等领域。
小型飞行器最主要的问题是安全保障问题，没有安全，飞行器就失去意义。随着科技持续进步，引擎越来越微型化，材料越来越轻量化，使得设计一款具有安全保障的小型飞行器已具有技术和物质条件基础。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多轴垂直充气多用途飞行器，采用多个发动机驱动的升降驱动机构组合来实现垂直升降和空中飞行，操纵简单，起降方便，飞行更安全，可实现推进、转弯、倒飞和悬停等动作，可在陆地和水面着落，由于多个发动机独立驱动运行，和多个充气装置组合，因此即便部分发动机出现故障，或者充气装置破碎，也能保证安全降落，飞行安全可靠。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种多轴垂直充气多用途飞行器，包括机舱，机舱下部设有起落支架，机舱上固定连接有安装支架，安装支架上设置有多个独立驱动运行的升降驱动机构和推进驱动机构，该多个升降驱动机构以机舱为轴心呈圆周均布，所述升降驱动机构呈水平设置以提供升降动力，所述推进驱动机构呈竖直设置以提供推进动力。
进一步的，安装支架上位于升降驱动机构的外围设有以机舱为轴心的环状机翼。
进一步的，安装支架的外周设有充气缓冲垫，所述充气缓冲垫为多段拼接形成圆环状，或者所述充气缓冲垫为多个呈圆周均匀分布的球状。充气缓冲垫内充入氢气或氦气。
进一步的，所述推进驱动机构可转动地设置于安装支架上。
进一步的，所述起落支架包括固定支脚和充气垫。
进一步的，所述升降驱动机构为涵道风扇发动机、螺旋桨发动机、涡喷发动机或涡扇发动机。所述推进驱动机构为涵道风扇发动机、螺旋桨发动机、涡喷发动机或涡扇发动机。
一种多轴垂直充气多用途飞行器，包括机舱，机舱下部设有起落支架，机舱上固定连接有安装支架，安装支架上通过万向转向机构设置有多个独立驱动运行的升降驱动机构，所述万向转向机构包括与安装支架固定连接的固定外圈以及通过横向转动销轴活动连接于固定外圈内的活动内圈，所述升降驱动机构通过与横向转动销轴正交的竖向转动销轴活动连接于活动内圈内。实现驱动推进、倒飞、转弯、悬停等功能。
与现有技术相比本发明的有益效果：
本发明所述的多轴垂直充气多用途飞行器，其安装支架上设置升降驱动机构和推进驱动机构，升降驱动机构用于飞行器垂直升降，并保持飞行器在空中飞行和悬停升力，推进驱动机构起到推进作用和转向作用，推进驱动机构用于飞行器前行、转弯和倒飞；其中升降驱动机构为多个由相应的功率发动机组成，且该多个发动机以机舱轴心呈圆周均布，由于发动机呈水平设置，均用于向飞行器提供升力，与现有的旋翼飞机相比，其安全性更高，即使部分发动机出现故障，也可以通过调节其他发动机转速来实现升力供给和保持飞行器的平衡。本多轴垂直充气多用途飞行器可广泛应用于农业、救援、旅游、私人公务、公安及国防等领域，实现推进、转弯、倒飞和悬停或停在水面上等功能。
附图说明
图1为本发明实施例1的前视结构示意图；
图2为本发明实施例1的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例1的起落支架的结构示意图；
图4为本发明实施例1另一实施方式的俯视结构示意图；
图5为本发明实施例2的前视结构示意图；
图6为本发明实施例2的俯视结构示意图；
图7为本发明实施例2另一实施方式的前视结构示意图；
图8为本发明实施例2另一实施方式的俯视结构示意图；
图9为本发明实施例3的俯视结构示意图。
附图标记说明：1、机舱；2、升降驱动机构；3、推进驱动机构；4、环状机翼；5、充气缓冲垫；6、固定支脚；7、充气垫；8、固定外圈；9、横向转动销轴；10、活动内圈；11、竖向转动销轴。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明做详细描述：
参照图1-图9，一种多轴垂直充气多用途飞行器，包括机舱1，机舱1下部设有起落支架，机舱1上固定连接有安装支架，安装支架上设置有升降驱动机构2和推进驱动机构3，升降驱动机构2由多个相应功率(升力5-150Kg或更大)的螺旋桨发动机组成，本实施例以螺旋桨发动机为例进行说明，当然升降驱动机构2还可以为涵道风扇发动机或涡喷发动机组成，该多个螺旋桨发动机以机舱1轴心呈圆周均布，所述螺旋桨发动机呈水平设置以提供升降动力，推进驱动机构3包括至少一个相应功率螺旋桨发动机，推进驱动机构3同样还可以选用涵道风扇发动机或涡喷发动机，该螺旋桨发动机呈竖直设置以提供推进动力。
本多轴垂直充气多用途飞行器安装支架上设置升降驱动机构2和推进驱动机构3，升降驱动机构2用于飞行器垂直升降，并保持飞行器在空中飞行和悬停升力，推进驱动机构3主要用于飞行器前行、转弯和倒飞，同时也可用于升降；其中升降驱动机构2为由多个相应功率的螺旋桨发动机组成，且该多个螺旋桨发动机以机舱1轴心呈圆周均布，由于螺旋桨发动机呈水平设置，均用于向飞行器提供升力，与现有的旋翼飞机相比，安全性更高，即使部分螺旋桨发动机故障，也可以通过调节其他螺旋桨发动机转速来实现升力供给和保持飞行器的平衡。本多轴垂直充气多用途飞行器可广泛应用于农业、救援、旅游、私人公务、公安及国防等领域，实现推进、转弯、倒飞、悬停或水面停留作业等动作。
实施例1：
参见图1和图2，本实施例所述的多轴垂直充气多用途飞行器，机舱1上部固定连接有安装支架，机舱1下部设有起落支架，所述起落支架包括固定支脚6和充气垫7，固定支脚6用于飞行器停靠使用的固定支脚6，固定支脚6上设有弹性减震器，以便于升降停靠，充气垫7冲入氦气或氢气，可用于飞行器停靠于水面的浮筒，还可以为飞行器减轻自重提供升力，其中固定支脚6和充气垫7的数量和大小根据实际需要而定，参见图3，本实施例中，固定支脚6和充气垫7分别为多个，固定支脚6和充气垫7分别呈圆周或其他形状均布，充气垫7位于固定支脚6的外侧。机舱1内设有仪表控制板、升降控制器、推进控制器、电路控制板、推进油门控制踏板和升降油门控制踏板。安装支架上设有多个螺旋桨发动机，该多个螺旋桨发动机以机舱1为轴心呈圆周均匀分布，本实施例中该八个螺旋桨发动机为单环分布。作为本实施例的其他实施方式，安装支架上还可以设置更多螺旋桨发动机，参见图4，设置有呈双环分布的十六个螺旋桨发动机，(或更多，但有一个规律要成双对等)，每个圆环均布八个螺旋桨发动机。用于螺旋桨的小功率发动机目前市场上非常普遍，从升力5Kg到150Kg(甚至更大)升力的发动机均能购置，根据飞行器的载荷选择相应功率的发动机，例如八个50Kg的发动机可提供400Kg的升力，除去飞行器的自身重量即为有效载荷。
螺旋桨发动机在升降控制器和升降油门控制踏板的共同控制作用下运作，其中升降油门踏板用于控制相应功率发动机转速调节，从而控制螺旋桨发动机的升力调节，升降控制器用于控制相应螺旋桨发动机的启闭。根据实际载荷，可以选择四个(或以上)螺旋桨发动机运作，另外四个(或以上)螺旋桨发动机怠速运转，例如将八个螺旋桨发动机按圆周方向依序编号为1-8，可采用1、3、5、7号螺旋桨发动机开启，2、4、6、8号螺旋桨发动机怠速运转，或者1、2、5、6号螺旋桨发动机开启，3、4、7、8号螺旋桨发动机怠速运转，其中怠速运转的螺旋桨发动机可作为开启的螺旋桨发动机的备用升降驱动机构2，以保证安全。当然随着载荷的增加，可将1-8号螺旋桨发动机同时开启，此时如部分螺旋桨发动机发生故障，可采用两种方式应对，一种是关闭与故障螺旋桨发动机对称的螺旋桨发动机以保持升力平衡，例如当1号螺旋桨发动机故障时，关闭与1号螺旋桨发动机对称的5号螺旋桨发动机即可保持飞行器的平衡，避免坠机；另一种是加大故障螺旋桨发动机左右相邻的两台螺旋桨发动机的动力，减小与故障螺旋桨发动机对称的螺旋桨发动机动力以保持平衡，例如当1号螺旋桨发动机故障时，加大2、8号螺旋桨发动机的动力，减小5号螺旋桨发动机的动力即可保持飞行器的平衡，避免坠机。
安装支架上位于升降驱动机构2的外围设有以机舱1为轴心的环状机翼4，使得升降更为平稳，该环状机翼4在各个方向平飞都能实现升力作用，具有节油和延长续航的目的。进一步的，在环状机翼4的下方设有推进驱动机构3，该推进驱动机构3为两个提供推进力的螺旋桨发动机，该两个螺旋桨发动机以机舱1为中心呈对称设置，该螺旋桨发动机在推进控制器和推进油门控制踏板的共同控制作用下运作。其中推进油门踏板用于控制相应功率发动机转速调节，从而控制螺旋桨发动机的推力调节，主要以调节飞行器的飞行速度，推力控制器用于控制相应螺旋桨发动机的启闭，实现推进、空中悬停和转向功能，例如当一个螺旋桨发动机加速，另一个螺旋桨发动机放缓，即可实现飞行器快速转向。还有一种，当一个螺旋桨发动机往前推，另外一个螺旋桨发动机往后推，实现快速转向。进一步的，两个螺旋桨发动机可转动地设置于安装支架上，所述螺旋桨发动机可实现竖直方向360°转动和横向上下翻转动，通过改变螺旋桨发动机的转动方向实现推进动力方向调节，同时升降时也可以用于辅助升降，螺旋桨发动机的转动控制可通过设置于机舱1内的拉绳及滑轮控制机构进行控制。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别之一在于：安装支架上无需设置固定机翼，参见图5、图6、图7和图8，在升降驱动机构2的外周设有充气缓冲垫5，可在任意方向保护飞行器，避免碰撞受损，该充气缓冲垫5采用多段或多个球形拼接构成环状，防止整段漏气失效，另外充气缓冲垫5本身冲入氦气或氢气，为本飞行器减少自重提供升力和保障飞行安全。
本实施例与实施例1的区别之二在于：推进驱动机构3设置于安装支架上方，其中，推进驱动机构3的螺旋桨发动机可以为一个或两个。螺旋桨发动机为两个的实施方式参见图5和图6，该两个螺旋桨发动机以机舱1为中心呈对称设置，其运行原理与实施例1相同，不再赘述。螺旋桨发动机为一个的实施方式参见图7和图8，该螺旋桨发动机可转动地设置于机舱1的正上方，也可实现竖直方向360°转动和横向上下翻转动，为起飞是提供更多升力，平飞时提供推力或拉力。本实施例的升降驱动机构和起落支架与实施例1相同，不再赘述。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于：无需设置推进驱动机构3，参见图9，所述升降驱动机构2通过万向转向机构设置在安装机架上，具体地，所述万向转向机构包括与安装支架固定连接的固定外圈8以及通过横向转动销轴9活动连接于固定外圈8内的活动内圈10，所述升降驱动机构2通过与横向转动销轴9正交的竖向转动销轴11活动连接于活动内圈10内，通过控制机构控制全部或部分升降驱动机构2在万向转动向机构上进行前后左右转向操作，以方便改变飞行器的飞行方向。本实施例其余部分与实施例1相同，例如在安装支架外侧设有防撞充气缓冲垫等，不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种多轴垂直充气多用途飞行器，包括机舱(1)，机舱(1)下部设有起落支架，其特征在于：机舱(1)上固定连接有安装支架，安装支架上设置有多个独立驱动运行的升降驱动机构(2)和推进驱动机构(3)，该多个升降驱动机构(2)以机舱(1)为轴心呈圆周均布，所述升降驱动机构(2)呈水平设置以提供升降动力，所述推进驱动机构(3)呈竖直设置以提供推进动力。
2.根据权利要求1所述的一种多轴垂直充气多用途飞行器，其特征在于：安装支架上位于升降驱动机构(2)的外围设有以机舱(1)为轴心的环状机翼(4)。
3.根据权利要求1所述的一种多轴垂直充气多用途飞行器，其特征在于：安装支架的外周设有充气缓冲垫(5)，所述充气缓冲垫(5)为多段拼接形成圆环状，或者所述充气缓冲垫(5)为多个呈圆周均匀分布的球状。
4.根据权利要求1所述的一种多轴垂直充气多用途飞行器，其特征在于：所述推进驱动机构(3)可转动地设置于安装支架上。
5.根据权利要求1所述的一种多轴垂直充气多用途飞行器，其特征在于：所述起落支架包括固定支脚(6)和充气垫(7)。
6.根据权利要求1所述的一种多轴垂直充气多用途飞行器，其特征在于：所述升降驱动机构(2)为涵道风扇发动机、螺旋桨发动机、涡喷发动机或涡扇发动机。
7.根据权利要求1所述的一种多轴垂直充气多用途飞行器，其特征在于：所述推进驱动机构(3)为涵道风扇发动机、螺旋桨发动机、涡喷发动机或涡扇发动机。
8.一种多轴垂直充气多用途飞行器，包括机舱(1)，机舱(1)下部设有起落支架，其特征在于：机舱(1)上固定连接有安装支架，安装支架上通过万向转向机构设置有多个独立驱动运行的升降驱动机构(2)，所述万向转向机构包括与安装支架固定连接的固定外圈(8)以及通过横向转动销轴(9)活动连接于固定外圈(8)内的活动内圈(10)，所述升降驱动机构(2)通过与横向转动销轴(9)正交的竖向转动销轴(11)活动连接于活动内圈内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161012 |