CN106240263A - 一种涵道风扇动力汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涵道风扇动力汽车，包括车体，所述车体内安装有座椅，所述车体上安装有位于座椅下方的升力涵道风扇，所述车体的顶部设有推力涵道风扇，所述座椅与升力涵道风扇之间设有进气通道，该进气通道的进气端延伸至车体正前方，进气通道的出气端延伸至升力涵道风扇上方且临近升力涵道风扇的进气侧。本发明通过将升力涵道风扇布置在座椅下方，设置进气通道继续拧供气，使得整体结构更加紧凑，升力涵道风扇提供大小可以调整的升力，即根据车辆和乘员重量变化，调整升力涵道风扇功率得到恰当的升力，与车辆与乘员重量相抵消，使得汽车漂浮在地面上，而汽车的前进侧通过推力涵道风扇驱动。

Description

一种涵道风扇动力汽车

技术领域

本发明涉及一种交通工具，尤其涉及一种利用涵道风扇进行悬浮以及推进的汽车。

背景技术

涵道风扇指在自由螺旋桨的外围设置涵道的一种推进装置，现有的涵道风扇已应用垂直起降飞行器，直升机涵道尾桨，航模电动涵道风扇和可飞行汽车等。

例如公开号为CN105730168A的中国专利文献公开一种三涵道垂直起降飞行汽车，包括车身，车身的前部安装有一个贯穿车身的主涵道升力风扇，车身底部安装有动力装置和驱动装置，车身后部安装有折叠的第一副涵道升力风扇和第二副涵道升力风扇，工作时两个副涵道升力风扇展开到车身两侧，位于同一水平面上。既可以在地面上像汽车一样安全行驶，也能够垂直起降进行飞行，不对周围的车辆产生影响。

例如公开号为CN103909796A的中国专利文献公开了一种垂直升降飞行汽车，包括车身、车轮、涵道风扇、固定机翼和方向舵等，其特征是，车身两侧是两块直立的异型立板，两块立板通过车身底板和驾乘室固定为一体，在车身底板前部和后部各安装有一台发动机总成，在发动机总成左右两侧的两块立板之外，各安装有一对涵道风扇，在两对涵道风扇前部和后部各安装有一个固定机翼，在后固定机翼之后安装有方向舵，垂直升降和悬停时，两对四个涵道风扇为飞行汽车提供升力，水平前行时，两对四个涵道风扇通过围绕各自的倾转轴同时同角度向前方倾转，为飞行汽车提供前行动力，升力则由起飞时的两对涵道风扇独立提供，逐步过渡到由两对涵道风扇和两个固定机翼共同提供，并以固定机翼为主。

现有带涵道风扇的汽车由于结构不够紧凑,涵道风扇占据很大空间，很难小型化，在地面行驶时对道路宽度要求较高。

发明内容

本发明提供一种结构紧凑的涵道风扇动力汽车，通过对进气方式的改进，实现涵道风扇与乘客位置的空间集成。

一种涵道风扇动力汽车，包括车体，所述车体内安装有座椅，所述车体上安装有位于座椅下方的升力涵道风扇，所述车体的顶部设有推力涵道风扇，所述座椅与升力涵道风扇之间设有进气通道，该进气通道的进气端延伸至车体正前方，进气通道的出气端延伸至升力涵道风扇上方且临近升力涵道风扇的进气侧。

本发明的推力涵道风扇以及升力涵道风扇本身采用现有技术，并配置有相应的驱动电机，为了便于调节功率，可采变频电器驱动。

本发明涵道风扇动力汽车在不考虑自主转向的前提下，可以既定轨道前进，为了实现自主转向，作为优选，所述车体的顶部设有旋转支架，旋转支架通过竖直转轴安装在车体的顶部，且旋转支架匹配有驱动装置，所述推力涵道风扇安装在旋转支架上。

推力涵道风扇可以根据车辆前进指令，提供不同的推进动力。当车辆需要转弯时，推力涵道风扇根据车速要求停止或减小推力，然后，旋转支架固定架在电机作用下进行转动，按照圆周运动公式，F＝M*V²/R，根据圆周运动规律使推力涵道风扇整体转动适当角度指向圆心并提供向心力所需推力，使车辆向预设方向前进，车辆转过适当角度后，电机带动旋转支架回正，完成车辆转弯。由于汽车漂浮在地面道路上，所以不需要传统车辆的转向系统。

必要时，所述推力涵道风扇并列设置两个，安装在同一个旋转支架上。这样可以提供更大的推力。

本发明涵道风扇动力汽车为单人乘坐型，在车辆右侧设置出入口，也可设置成车门，左侧无车门。

作为优选，所述推力涵道风扇以及升力涵道风扇均为双层扇叶结构。

由于前进时，车体处于悬浮状态，因此并不严格要求带有车轮，但为了转向以及产生制动力，作为优选，所述车体的底部设有四个车轮。

所述车体上安装有检测各个车轮与地面接触状态的压力传感器，所述升力涵道风扇接收并受控于各压力传感器的信号。

压力传感器可以安装在各车轮的减震器部位轴承等部位，可以感知车轮与地面接触情况，即是否处在悬浮状态，载荷发生变化时，可以调节升力涵道风扇的功率，以确保各个车轮脱离底面，又例如当车辆处于上下坡状态时，如前轮或后轮触动地面，则压力传感器将信息反馈控制器，加大升力直至脱离地面。

在座椅下方设有引风蜗壳，引风蜗壳内部具有涡旋引风槽且作为进气通道的一部分，引风蜗壳切向进风，轴向出风；轴向出风处位于升力涵道风扇上方且临近升力涵道风扇的进气侧。

作为优选，所述进气通道的进气端为扩口状。

扩口状可提高进气压力，与涡旋引风槽结合，增强进风效率。

作为进一步优选，所述座椅的底板兼做引风蜗壳的一部分壳壁。

作为优选，在车体两侧设有组合挂架，所述升力涵道风扇的外壳两侧的通过水平转轴安装在对应的组合挂架上。

所述车体上还可以根据需要设有驱动升力涵道风扇绕水平转轴运动的驱动机构。

升力涵道风扇通过水平转轴可以调节角度，升力涵道风扇可以在重力作用下或驱动机构作用下绕挂点做前后摆动，保证车辆在上下坡状态时始终保持风扇升力与车辆重力相抵消。

升力涵道风扇安装中心尽量与车体前后、左右中心相一致，保证升力与重力的抵消，减小翻转力矩。

为了提高安全性，作为优选，绕车体外周设有防护栏和/或防撞气囊。

本发明涵道风扇动力汽车也可以利用现有控制方式进行无人驾驶，在车体内设有供乘客操作的控制屏。

本发明通过将升力涵道风扇布置在座椅下方，设置进气通道供气，使得整体结构更加紧凑，升力涵道风扇提供大小可以调整的升力，即根据车辆和乘员重量变化，调整升力涵道风扇功率得到恰当的升力，与车辆与乘员重量相抵消，使得汽车漂浮在地面上，而汽车的前进侧通过推力涵道风扇驱动。

附图说明

图1为本发明涵道风扇动力汽车的结构示意图；

图2为本发明涵道风扇动力汽车中蜗壳的仰视图；

图3为蜗壳中心岛部位的剖视图。

具体实施方式

参见图1，本发明涵道风扇动力汽车包括车体1，车体1内安装有座椅3，车体1底部装有四个车轮2。

本发明涵道风扇动力汽车为单人乘坐型，在车辆右侧设置出入口，也可设置成车门，左侧无车门。

车体1外周围绕座椅3位置设置防撞气囊9，也可架设护栏(图中未显示)，护栏将防撞气囊9包含于内侧，采用护栏变形与防撞气囊9变形共同作用抵消撞击动能，车辆右侧出入口或车门处防撞气囊9和护栏分段设置。

车体1上设有处在座椅3上方的防护罩或挡风板5，在车体1的合适位置设置控制屏4，供乘员作为输入车辆行驶信息之用，控制器设有导航模块，采用自动导航时车体1前后设置摄像头，完成道路情况辨识。

若考虑高速行驶，例如时速达到80km以上，防护罩应尽量降低空气阻力，例如采用球冠或半椭球状的防护罩。车体1内部设有安全气囊，该安全气囊释放状态下充满防护罩内部，以保护乘客。安全气囊具体可安装在乘客前方的中控台位置，或在车门内侧等位置。

座椅3处设有安全带，乘员系好安全带后车辆方可启动行驶。

车体1上安装有位于座椅3下方的升力涵道风扇12，车体1的顶部设有推力涵道风扇6，升力涵道风扇12和推力涵道风扇6均为双层扇叶结构，分别匹配有变频电机。车辆采用电力驱动，在脚踏板下设置电池，脚踏板右侧面设置充电接口，优先在封闭道路上行驶。

车体1的顶部设有旋转支架7，旋转支架7通过竖直转轴安装在车体1的顶部，且旋转支架7匹配有驱动装置8，推力涵道风扇6安装在旋转支架7上。

座椅3与升力涵道风扇12之间设有进气通道10，该进气通道10的进气端10a扩口设置且延伸至车体1的正前方，进气通道的出气端延伸至升力涵道风扇12上方且临近升力涵道风扇12的进气侧。

升力涵道风扇12的风扇直径600～800mm,车体重量几乎都在后部，保证升力与重力的抵消，避免产生翻转力矩。

为了提高升力，可在车体两侧设置导流板，导流板前沿上翘，形成类似机翼的结构，在行进中，可提供额外升力，也提高了车体的稳定性。也可单独或同时在车体底部的前沿设置导流板，且导流板前沿上翘，风流过导流板底面以及车体底面产生升力。

结合图2，图3，座椅1下方设有引风蜗壳10b，引风蜗壳10b内部具有涡旋引风槽且作为进气通道10的一部分，引风蜗壳10b切向进风，引风蜗壳10b中心区域为封闭的中心岛10d，中心岛10d为倒锥形，锥顶与升力涵道风扇12的轴线位置相应，中心岛10d外围是环形的涡旋引风槽10c，涡旋引风槽10c朝向升力涵道风扇12的一侧为开放结构，作为出气口，涡旋引风槽10c与升力涵道风扇12的扇叶位置相对应。

在蜗壳出气口和升力涵道风扇12的顶面之间应有足够空间，例如间隙高度为150-200mm，将车辆后半部周围空气吸入。

扩口的进气端10a可提高进气压力，与涡旋引风槽结合，增强进风效率。为了避免与座椅干涉，扩口的进气端10a处在座椅的侧面。

作为另一种实施方式，进气端10a位于车体宽度方向的中间部位，进气通道10下沉后经由座椅脚踏板下方后再上行延伸至座椅底板与升力涵道风扇12之间。

车体1上安装有检测各个车轮2与地面接触状态的压力传感器，升力涵道风扇12接收并受控于各压力传感器的信号。压力传感器可以安装在各车轮的减震器部位轴承等部位，可以感知车轮与地面接触情况。

在车体1的两侧设有组合挂架11，升力涵道风扇12的外壳两侧通过水平转轴安装在对应的组合挂架11上。

本发明涵道风扇动力汽车使用时，升力涵道风扇12率先启动，经压力传感器反馈确认悬浮于地面后，启动推力涵道风扇6动力风扇前进。

转向时，通过调节推力涵道风扇6朝向实现。

制动时，推力涵道风扇6关闭甚至反转180度产生反向推力减速，升力涵道风扇12关闭或降速，车辆着地通过车轮滚动前进，车轮与地面发生摩擦阻力，产生减速，并在适当阶段启动后车轮刹车系统，使车辆完全停下，车辆前轮可以不安装刹车系统。

Claims (10)

1.一种涵道风扇动力汽车，包括车体所述车体内安装有座椅，其特征在于，所述车体上安装有位于座椅下方的升力涵道风扇，所述车体的顶部设有推力涵道风扇，所述座椅与升力涵道风扇之间设有进气通道，该进气通道的进气端延伸至车体正前方，进气通道的出气端延伸至升力涵道风扇上方且临近升力涵道风扇的进气侧。

2.如权利要求1所述的涵道风扇动力汽车，其特征在于，所述车体的顶部设有旋转支架，旋转支架通过竖直转轴安装在车体的顶部，且旋转支架匹配有驱动装置，所述推力涵道风扇安装在旋转支架上。

3.如权利要求2所述的涵道风扇动力汽车，其特征在于，所述推力涵道风扇并列设置两个，安装在同一个旋转支架上。

4.如权利要求3所述的涵道风扇动力汽车，其特征在于，所述推力涵道风扇以及升力涵道风扇均为双层扇叶结构。

5.如权利要求1所述的涵道风扇动力汽车，其特征在于，所述车体的底部设有四个车轮。

6.如权利要求5所述的涵道风扇动力汽车，其特征在于，所述车体上安装有检测各个车轮与地面接触状态的压力传感器，所述升力涵道风扇接收并受控于各压力传感器的信号。

7.如权利要求1所述的涵道风扇动力汽车，其特征在于，在座椅下方设有引风蜗壳，引风蜗壳内部具有涡旋引风槽且作为进气通道的一部分，引风蜗壳切向进风，轴向出风；轴向出风处位于升力涵道风扇上方且临近升力涵道风扇的进气侧。

8.如权利要求7所述的涵道风扇动力汽车，其特征在于，所述进气通道的进气端为扩口状。

9.如权利要求8所述的涵道风扇动力汽车，其特征在于，所述座椅的底板兼做引风蜗壳的一部分壳壁。

10.如权利要求1所述的涵道风扇动力汽车，其特征在于，绕车体外周设有防护栏和/或防撞气囊。