CN106477042B - 垂直起降飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种垂直起降飞行器，包括中央舱体、外圈舱体及连接设于中央舱体与外圈舱体之间的支架，中央舱体的侧面分别设有上叶轮及下叶轮，上叶轮包括上环形轮毂及由上环形轮毂的外周缘向外延伸的若干上叶片，下叶轮包括下环形轮毂及由下环形轮毂的外周缘向外延伸的若干下叶片，下叶轮与上叶轮的旋转方向相反，外圈舱体包括内圈、与内圈间隔设置的外圈及连接于外圈与内圈之间的连接环，外圈舱体的连接环上设有若干的收容孔，每一收容孔内收容有姿态调整风扇，每一姿态调整风扇包括上转子及与该上转子的转向相反的下转子。该垂直起降飞行器通过姿态调整风扇与上、下叶轮配合，实现其升降、前行后行和转弯等飞行姿态的调整，自稳定性好。

Description

垂直起降飞行器

技术领域

本发明涉及一种飞行器，特别涉及一种垂直起降飞行器。

背景技术

飞行器一般指在空气中或者太空中飞行的人造物体，前者称为航空飞行器，包括飞机、热气球等；后者称为航天飞行器。

现有的航空飞行器包括固定翼和非固定翼的垂直起降飞行器，其中固定翼飞行器的垂直起降动力来源于矢量喷气发动机和涵道式风扇，且其主要前行动力不是通过螺旋桨或风扇获得，现有的非固定翼垂直起降飞行器包括各类直升机或多轴飞行器，这些飞行器一般采用开放式螺旋桨为升力和前行动力来源，其升力比较低且难以提升，需要专门措施来实现螺旋桨扭力平衡且该平衡易被打破，安全性和载荷能力较低。

发明内容

本发明提出一种垂直起降飞行器，解决了现有技术中升力低及安全性差等问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种垂直起降飞行器，包括一中央舱体、环设于该中央舱体外围的外圈舱体及连接设于该中央舱体与外圈舱体之间的支架，所述中央舱体的侧面分别设有一上叶轮及一下叶轮，所述上叶轮包括一上环形轮毂及由该上环形轮毂的外周缘向外呈放射状延伸的若干上叶片，所述下叶轮包括一下环形轮毂及由该下环形轮毂的外周缘向外呈放射状延伸的若干下叶片，所述上叶片及下叶片呈反方向倾斜设置，所述下叶轮与上叶轮的旋转方向相反，所述支架包括固定于中央舱体外侧并设于上环形轮毂与下环形轮毂之间的环形架及由该环形架的外周缘向外延伸并使其末端与外圈舱体固定连接的若干肋条，所述外圈舱体包括环绕于中央舱体及上叶轮与下叶轮设置的内圈、与该内圈平行间隔设置的外圈及连接设于该外圈与内圈之间的连接环，所述外圈舱体的连接环上设有若干的收容孔，每一收容孔内收容有一姿态调整风扇，每一姿态调整风扇包括上转子及与该上转子的转向相反的下转子。

优选方案为，所述中央舱体包括一本体部及由该本体部外周缘的上下两侧分别向外延伸形成的两延伸部，所述本体部包括一扁平圆柱状的主体及由该主体的顶面及底面向外凸设的上弧形部及下弧形部，所述上叶轮及下叶轮设于本体部的主体的侧面并位于两延伸部之间。

优选方案为，所述上环形轮毂及下环形轮毂的上下两侧分别设有轴向定位磁铁，所述上环形轮毂及下环形轮毂的外侧分别于上叶片的上方与下叶片的下方位置设有径向定位磁铁。

优选方案为，所述轴向定位磁铁包括分别固定于上、下环形轮毂的上下表面的动轴向定位磁铁、及分别固定于中央舱体的延伸部与支架上并与动轴向定位磁铁对应的定轴向定位磁铁，所述径向定位磁铁包括固定于上、下环形轮毂外侧并分别位于上叶片上方与下叶片下方的动径向定位磁铁、及固定于延伸部上并与该动径向定位磁铁对应的定径向定位磁铁。

优选方案为，所述中央舱体的侧面对应上叶轮及下叶轮的位置分别设有一环形槽，每一环形槽内收容有一环形的驱动线圈，所述上环形轮毂及下环形轮毂的内侧对应各驱动线圈分别设有一驱动磁铁。

优选方案为，每一延伸部包括由该本体部向外水平延伸的水平板及由该水平板的末端相向延伸的竖直板，设于延伸部上的静轴向定位磁铁固定于延伸部的水平板上，设于延伸部上的定径向定位磁铁固定于延伸部的竖直板上。

本发明的有益效果为：

本发明的垂直起降飞行器通过外圈舱体的多个姿态调整风扇与中央舱体的上、下叶轮配合，实现其升降、前行后行和转弯等飞行姿态的调整，自稳定性好，安全性高且在和空间大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明垂直起降飞行器的俯视图；

图2为图1的侧面剖视图；

图3为图2中圈B部分的局部放大图。

图中：

100、垂直起降飞行器；10、中央舱体；20、外圈舱体；30、支架；11、本体部；13、延伸部；110、主体；112、上弧形部；113、下弧形部；115、上环形槽；116、下环形槽；51、上驱动线圈；61、上叶轮；610、上环形轮毂；611、上叶片；52、下驱动线圈；62、下叶轮；620、下环形轮毂；622、下叶片；70、轴向定位磁铁；80、径向定位磁铁；71、动轴向定位磁铁；72、定轴向定位磁铁；81、动径向定位磁铁；82、定径向定位磁铁；90、驱动磁铁；130、水平板；131、竖直板；31、环形架；32、肋条；21、内圈；22、外圈；23、连接环；25、收容孔；26、带轮式液压起落支架；40、姿态调整风扇。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1及图2所示，该垂直起降飞行器100包括一中央舱体10、环设于该中央舱体10外围的外圈舱体20及连接设于该中央舱体10与外圈舱体20之间的支架30。

所述中央舱体10包括一本体部11及由该本体部11外周缘的上下两侧分别向外延伸形成的两延伸部13。

该本体部11包括一扁平圆柱状的主体110及由该主体110的顶面及底面向外凸的上弧形部112及下弧形部113。所述上弧形部112及下弧形部113的横截面分别为由本体部11的主体110向外呈逐渐渐缩的圆形。所述本体部11的主体110的侧面于靠近其上下两端的位置分别设有一上环形槽115及一下环形槽116。

请同时参阅图3，该上环形槽115内收容有一环形的上驱动线圈51，并对应该上驱动线圈51的外侧位置设有一上叶轮61。该上叶轮61包括一上环形轮毂610及由该上环形轮毂610的外周缘向外呈放射状延伸的若干上叶片611。所述上叶片611由上环形轮毂610的外周缘斜向下呈逆时针方向倾斜设置。该下环形槽116内收容有一环形的下驱动线圈52，并于该下驱动线圈52的外侧设有一下叶轮62。该下叶轮62包括一下环形轮毂620及由该下环形轮毂620的外周缘向外呈放射状延伸的若干下叶片622。所述下叶片622由环形轮毂620的外周缘斜向下呈顺时针方向倾斜设置。具体实施时，所述上叶片611及下叶片622的倾斜方向不受本实施例的限制，其上叶片611也可为呈顺时针方向倾斜设置，同时，下叶片622呈逆时针方向倾斜设置，即保证上叶片611与下叶片622的倾斜方向反向设置。

所述上环形轮毂610及下环形轮毂620的上下两侧分别设有轴向定位磁铁70，所述上环形轮毂610及下环形轮毂620的外侧分别于上叶片611的上方与下叶片622的下方位置分别设有径向定位磁铁80，该轴向定位磁铁70及径向定位磁铁80的设置用来控制上、下叶轮61、62的轴向及径向定位。该轴向定位磁铁70包括分别固定于上、下环形轮毂610、620上下表面的动轴向定位磁铁71、及分别固定于中央舱体10的延伸部13与支架30上并与动轴向定位磁铁71对应的定轴向定位磁铁72。所述径向定位磁铁80包括固定于上、下环形轮毂610、620外侧并分别位于上叶片611上方与下叶片622下方的动径向定位磁铁81、及固定于延伸部13上并与该动径向定位磁铁81对应的定径向定位磁铁82。

所述上环形轮毂610及下环形轮毂620的内侧分别设有一驱动磁铁90，通过各驱动磁铁90与各驱动线圈51、52的配合来控制上叶轮61及下叶轮62的旋转。该本体部11的侧面于上环形槽115与下环形槽116之间的位置形成一凸缘。所述两延伸部13分别由本体部11的主体110与上弧形部112及下弧形部113连接位置向外延伸。每一延伸部13包括由该连接位置向外水平延伸的水平板130及由该水平板130的末端向叶轮61、62方向延伸的竖直板131。所述两延伸部13的竖直板131的末端与叶轮61、62的叶片611、622之间保持间隔，以防止其产生干涉。设于延伸部13上的静轴向定位磁铁固定于延伸部13的水平板130上，设于延伸部13上的定径向定位磁铁82固定于延伸部13的竖直板131上。

所述支架30包括固定于本体部11的凸缘外侧并设于上环形轮毂610与下环形轮毂620之间的环形架31、及由该环形架31的外周缘向外延伸并使其末端与外圈舱体20固定连接的若干肋条32。设于支架30上的定轴向定位磁铁72固定于环形架31上。

所述外圈舱体20包括竖直设置并环绕于中央舱体10及上叶轮61与下叶轮62设置的内圈21、与该内圈21平行设置的外圈22及垂直连接设于该外圈22与内圈21之间的连接环23。所述内圈21的顶端与中央舱体10的最顶端相平齐，其底端低于中央舱体10的最底端。所述外圈舱体20的顶端低于内圈21的顶端，其底端也低于内圈21的底端，其厚度大于内圈21的厚度。所述连接环23的位置与中央舱体10外侧设置的上叶轮61及下叶轮62整体相对应，其高度高于上叶轮61与下叶轮62整体高度。本实施例中，该外圈舱体20的连接环23上设有四个圆形的收容孔25，每一收容孔25内设有一姿态调整风扇40。每一姿态调整风扇40也包括上转子及位于上转子下方并与该上转子的转向相反的下转子，各转子分别包括转轴及设于转轴外的扇片。所述姿态调整风扇40用于提供局部分升力来使垂直起降飞行器100产生倾角实现前行。具体实施时，该收容孔25及姿态调整风扇40的个数不受本实施例的限制，其可根据需求而适当的增减。该外圈舱体20的外圈的底端设有带轮式液压起落支架26。

该垂直起降飞行器100于中央舱体10的外周分别设有上下两层设置的上叶轮61及下叶轮62，并通过上叶轮61与下叶轮62反向转动来自然平衡各自所产生的扭矩，从而实现垂直起降飞行器100在水平面上的自稳定；该垂直起降飞行器100通过控制姿态调整风扇40的转速来产生局部升力，使垂直起降飞行器100产生倾角以实现前行。该垂直起降飞行器100通过外圈舱体20的多个姿态调整风扇40与中央舱体10的上、下叶轮61、62配合，实现其升降、前行后行和转弯等飞行姿态的调整，自稳定性好，安全性高且在和空间大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种垂直起降飞行器，其特征在于：包括一中央舱体、环设于该中央舱体外围的外圈舱体及连接设于该中央舱体与外圈舱体之间的支架，所述中央舱体的侧面分别设有一上叶轮及一下叶轮，所述上叶轮包括一上环形轮毂及由该上环形轮毂的外周缘向外呈放射状延伸的若干上叶片，所述下叶轮包括一下环形轮毂及由该下环形轮毂的外周缘向外呈放射状延伸的若干下叶片，所述上叶片及下叶片呈反方向倾斜设置，所述下叶轮与上叶轮的旋转方向相反，所述支架包括固定于中央舱体外侧并设于上环形轮毂与下环形轮毂之间的环形架及由该环形架的外周缘向外延伸并使其末端与外圈舱体固定连接的若干肋条，所述外圈舱体包括环绕于中央舱体及上叶轮与下叶轮设置的内圈、与该内圈平行间隔设置的外圈及连接设于该外圈与内圈之间的连接环，所述外圈舱体的连接环上设有若干的收容孔，每一收容孔内收容有一姿态调整风扇，每一姿态调整风扇包括上转子及与该上转子的转向相反的下转子，所述中央舱体包括一本体部及由该本体部外周缘的上下两侧分别向外延伸形成的两延伸部，所述本体部包括一扁平圆柱状的主体及由该主体的顶面及底面向外凸设的上弧形部及下弧形部，所述上叶轮及下叶轮设于本体部的主体的侧面并位于两延伸部之间。

2.如权利要求1所述的垂直起降飞行器，其特征在于：所述上环形轮毂及下环形轮毂的上下两侧分别设有轴向定位磁铁，所述上环形轮毂及下环形轮毂的外侧分别于上叶片的上方与下叶片的下方位置设有径向定位磁铁。

3.如权利要求2所述的垂直起降飞行器，其特征在于：所述轴向定位磁铁包括分别固定于上、下环形轮毂的上下表面的动轴向定位磁铁、及分别固定于中央舱体的延伸部与支架上并与动轴向定位磁铁对应的定轴向定位磁铁，所述径向定位磁铁包括固定于上、下环形轮毂外侧并分别位于上叶片上方与下叶片下方的动径向定位磁铁、及固定于延伸部上并与该动径向定位磁铁对应的定径向定位磁铁。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的垂直起降飞行器，其特征在于：所述中央舱体的侧面对应上叶轮及下叶轮的位置分别设有一环形槽，每一环形槽内收容有一环形的驱动线圈，所述上环形轮毂及下环形轮毂的内侧对应各驱动线圈分别设有一驱动磁铁。

5.如权利要求3所述的垂直起降飞行器，其特征在于：每一延伸部包括由该本体部向外水平延伸的水平板及由该水平板的末端相向延伸的竖直板，设于延伸部上的静轴向定位磁铁固定于延伸部的水平板上，设于延伸部上的定径向定位磁铁固定于延伸部的竖直板上。