CN107757902A - 悬停定力强的五轴悬飘器及其工作原理 - Google Patents

Abstract

本发明提供悬停定力强的五轴悬飘器及其工作原理，包括保护罩装置，升降悬停装置，连接板，可调节杆装置，机身，飘行和姿态变换装置，连接杆，起落座和缓冲杆装置；保护罩装置分别螺栓连接升降悬停装置，升降悬停装置通过连接板螺钉安装在可调节杆装置的右端，可调节杆装置分别螺栓连接在机身的四角位置，飘行和姿态变换装置可使辅螺旋桨变换角度和长度，从而打破飘行器的悬停时的气流平衡，实现飘行。本发明用机械和结构，配合飞控控制方式让多旋翼飘行器升空和飘行，同时载重量大、重心下移、稳定性好、增加悬浮效果以及制造成本低，可广泛应用于载人、空中监控、悬浮灯、悬浮音箱、悬浮消防水龙头等悬浮类器具。

Description

悬停定力强的五轴悬飘器及其工作原理

技术领域

本发明属于飘航技术领域，尤其涉及悬停定力强的五轴悬飘器及其工作原理。

背景技术

飘航，是一种可在低空中和房间中悬浮、移动、作业的日常生活用品、工具、玩具、设备、仪表、飞行机器人等一大类空中物品的总称，根据功能、特点、用途，飘航行业内包括有消除了声音的静飘、房间内的屋飘、超低空中的近地飘、夜晚工作的光飘、快速飞行的飞飘、可载人的人飘、智能化程序高的智飘、可进入水中又可飘在空中的水飘、深入到洞穴井底的洞飘、不怕火烧和高温的火飘、在狭小空间中的微飘等等。飘航行业开创了将人们日常生活中的人和物搬上空中的一种新技术路线，飘航行业与通航、民航、航天行业的区别有三点：第一目的不同，通航、民航、航天行业以“行进”为目的，“悬空”只是手段，飘航行业以“悬空”为目的，“移动”只是手段；第二应用的领域不同，通航、民航、航天行业替代和发展的只是水平和垂直的运输行业，所以应用范围极其狭窄；飘航技术几乎可以应用于所有行业，几乎可以替代和发展所有行业，涉足的领域极其广泛，当一件物品让其“悬浮”在空中时，会产生很多意想不到的奇妙效果；第三文化不同，通航、民航、航天技术完全是以西方文化指导下产生的技术，死板、机械、无人性，飘航技术是以中华根文化指导下产生的技术，以人为本，其具有安静、安全、日常生活化、人性化的特性。

多旋翼飞行器，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。多旋翼飞行器广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。然而多旋翼飞行器飞行器对飞行环境中的磁波信号要求很高，有些地方本身就释放有无人机干扰磁波信号，使多旋翼飞行器在很多地方都无法飞行或不能正常飞行，甚至还有被抓走的可能。

多旋翼飞行器的轴数都是偶数，其轴、电机、螺旋桨，有两个作用，一个作用是克服重力，一个作用是飞行和变换姿态。两个功能集中在一样的机械零部件上，在设计时无所适从，不好决定是以克服重力为主，还是以飞向和变换姿态为主。

以上所述问题，做为空中的飞行装置，其问题带来的危害和不妥，还不是太显著，譬如说：飞行装置以飞行为目的，在飞行过程中也就忽略了精准的悬停不动，然而做为飘航行业的悬飘装置，做为空中的作业装置，作业施工需要在空中精准不动的立足，其问题就显的危害性极大，甚至不能使用。

现有的飞行器还存在着受磁波信号干扰、飞行稳定性不好，飞控设计复杂、不方便控制以及空中突然断电下落容易摔碎的问题。因安全性问题，所以载人多旋翼飞行器因飞行环境中的磁波信号干扰，使人们不想也不敢研究开发。

因此，飘航行业需要发明系列产品，用机械方式、用结构形状的优化，配合飞控控制，让空中物品在升空、飞行、悬停、降落时的悬停定力强的五轴悬飘器及其工作原理就显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供悬停定力强的五轴悬飘器及其工作原理，以解决现有的飞行器还存在着受磁波信号干扰、飞行稳定性不好，悬停定力不强，飞控设计复杂、不方便控制以及空中突然断电下落容易摔碎的问题。

本发明将飘行器的轴分为两组，一组在下层，一组在上层，上层轴以克服重力为主，配相应的电机、电调、螺旋桨，下层轴以飘行和变换姿态为主，配相应的电机、电调、螺旋桨。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案。

悬停定力强的五轴悬飘器，包括保护罩装置，升降悬停装置，连接板，可调节杆装置，机身，飘行和姿态变换装置，连接杆，起落座和缓冲杆装置，所述的保护罩装置分别螺栓连接升降悬停装置；所述的升降悬停装置通过连接板螺钉安装在可调节杆装置的右端；所述的可调节杆装置分别螺栓连接在机身的四角位置；所述的飘行和姿态变换装置的四角位置分别通过连接杆焊接在机身的内侧中间位置；所述的起落座分别通过缓冲杆装置螺钉安装在机身的底部左右两侧；所述的保护罩装置包括保护片，连接管，固定连接杆，连接螺栓和固定连接板，所述的连接管一端焊接保护片，另一端套接固定连接杆；所述的固定连接杆分别焊接在固定连接板的上部左右两侧；所述的连接螺栓螺纹连接在连接管的固定连接杆的连接处。

优选的，所述的机身的上部螺钉连接提手；所述的提手具体采用PVC硬塑料弧形提手。

优选的，所述的升降悬停装置由主螺旋桨和主电动机构成，所述的主螺旋桨套接在主电动机的输出轴上。

优选的，所述的可调节杆装置包括调节空心管，一级伸缩杆，二级伸缩杆和调节螺栓，所述的调节空心管一端套接一级伸缩杆，另一端套接二级伸缩杆；所述的调节螺栓分别螺纹连接在调节空心管和一级伸缩杆的连接处以及调节空心管和二级伸缩杆的连接处。

优选的，所述的飘行和姿态变换装置由辅螺旋桨、辅电动机、螺旋桨伸缩转动装置构成，所述的辅螺旋桨套接在螺旋桨伸缩转动装置内，辅电动机的输出轴套接在螺旋桨伸缩转动装置的另一端。

优选的，所述的缓冲杆装置包括固定杆，卡环，弹簧和套管，所述的卡环卡接在固定杆的中间位置；所述的固定杆的下部贯穿弹簧插接在套管的内侧上部。

优选的，所述的保护片采用弧形PVC塑料片或者弧形轻质不锈钢片；所述的保护片设置有四个。

优选的，所述的弹簧具体采用圆柱弹簧；所述的弹簧设置有两个。

优选的，所述的主螺旋桨设置有多个；所述的主电动机设置有四个。

优选的，所述的机身内侧设置有电动机调速器；所述的机身内侧设置的电动机调速器分别与主电动机和辅电动机电性连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：由于本发明的悬停定力强的五轴悬飘器广泛应用于飘行器技术领域。同时，本发明的有益效果为：

1.本发明中，所述的主螺旋桨设置有多个；所述的主电动机设置有四个，有利于配合辅螺旋桨和辅电动机的设置，实现五轴飘行，同时载重量大、重心下移、稳定性好、增加悬浮效果以及制造成本低，可广泛应用于空中监控、悬浮灯、悬浮音箱、悬浮消防水龙头等悬浮类器具。

2.本发明中，所述的弹簧具体采用圆柱弹簧；所述的弹簧设置有两个，有利于防止飘行器在飘行中突然断电导致下落摔坏飘行器，可以在一定的范围内起到保护缓冲的作用。

3.本发明中，所述的调节空心管，一级伸缩杆，二级伸缩杆和调节螺栓的设置，有利于调节各个升降悬停装置之间的间距，保证该飘行器可以平稳正常升降和悬停。

4.本发明中，所述的机身的上部螺钉连接提手；所述的提手具体采用PVC硬塑料弧形提手，有利于方便提拿该飘行器。

5.本发明中，所述的飘行和姿态变换装置的设置，可使辅螺旋桨变换角度和长度，从而打破飞行器的悬停时的气流平衡，通过机械方式控制飘行，清除了环境信号对其控制的影响。

6.本发明中，所述的保护片采用弧形PVC塑料片或者弧形轻质不锈钢片；所述的保护片设置有四个，有利于防止飘行器在飘行中不小心挂到树枝或者电线影响飘行，同时可以防止发生飘行器螺旋桨打伤人的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的总体结构示意图。

图3是本发明的升降悬停装置的结构示意图。

图4是本发明的可调节杆装置的结构示意图。

图5是本发明的飘行和姿态变换装置的结构示意图。

图6是本发明的保护罩装置的结构示意图。

图7是本发明的缓冲杆装置的结构示意图。

图中：

1、保护罩装置；11、保护片；12、连接管；13、固定连接杆；14、连接螺栓；15、固定连接板；2、升降悬停装置；21、主螺旋桨；22、主电动机；3、连接板；4、可调节杆装置；41、调节空心管；42、一级伸缩杆；43、二级伸缩杆；44、调节螺栓；5、机身；51、提手；6、飘行和姿态变换装置；61、辅螺旋桨；62、辅电动机；63、螺旋桨伸缩转动装置；7、连接杆；8、起落座；9、缓冲杆装置；91、固定杆；92、卡环；93、弹簧；94、套管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例：

如附图1至附图7所示

本发明提供悬停定力强的五轴悬飘器，包括保护罩装置1，升降悬停装置2，连接板3，可调节杆装置4，机身5，飘行和姿态变换装置6，连接杆7，起落座8和缓冲杆装置9，所述的保护罩装置1分别螺栓连接升降悬停装置2；所述的升降悬停装置2通过连接板3螺钉安装在可调节杆装置4的右端；所述的可调节杆装置4分别螺栓连接在机身5的四角位置；所述的飘行和姿态变换装置6的四角位置分别通过连接杆7焊接在机身5的内侧中间位置；所述的起落座8分别通过缓冲杆装置9螺钉安装在机身5的底部左右两侧；所述的保护罩装置1包括保护片11，连接管12，固定连接杆13，连接螺栓14和固定连接板15，所述的连接管12一端焊接保护片11，另一端套接固定连接杆13；所述的固定连接杆13分别焊接在固定连接板15的上部左右两侧；所述的连接螺栓14螺纹连接在连接管12的固定连接杆13的连接处。

上述实施例中，具体的，所述的机身5的上部螺钉连接提手51；所述的提手51具体采用PVC硬塑料弧形提手。

上述实施例中，具体的，所述的升降悬停装置2由主螺旋桨21和主电动机22构成，所述的主螺旋桨21套接在主电动机22的输出轴上。

上述实施例中，具体的，所述的可调节杆装置4包括调节空心管41，一级伸缩杆42，二级伸缩杆43和调节螺栓44，所述的调节空心管41一端套接一级伸缩杆42，另一端套接二级伸缩杆43；所述的调节螺栓44分别螺纹连接在调节空心管41和一级伸缩杆42的连接处以及调节空心管41和二级伸缩杆43的连接处。

上述实施例中，具体的，所述的飘行和姿态变换装置6由辅螺旋桨61、辅电动机32、螺旋桨伸缩转动装置63构成，所述的辅螺旋桨61套接在螺旋桨伸缩转动装置63内，辅电动机62的输出轴套接在螺旋桨伸缩转动装置63的另一端。当升降悬停装置2使飘行器升空悬停在空中时，开启飘行和姿态变换装置6，螺旋桨伸缩转动装置63使辅螺旋桨61改变两个叶片的角度和长度，造成气流的不平衡，从而实现飘行器的姿态变换和飘行。

上述实施例中，具体的，所述的缓冲杆装置9包括固定杆91，卡环92，弹簧93和套管94，所述的卡环92卡接在固定杆91的中间位置；所述的固定杆91的下部贯穿弹簧93插接在套管94的内侧上部。

上述实施例中，具体的，所述的保护片11采用弧形PVC塑料片或者弧形轻质不锈钢片；所述的保护片11设置有四个。

上述实施例中，具体的，所述的弹簧93具体采用圆柱弹簧；所述的弹簧93设置有两个。

上述实施例中，具体的，所述的主螺旋桨21设置有多个；所述的主电动机22设置有四个。

上述实施例中，具体的，所述的机身5内侧设置有电动机调速器；所述的机身5内侧设置的电动机调速器分别与主电动机22和辅电动机62电性连接。

实施例一，如附图所示，该悬停定力强的五轴悬飘器的主螺旋桨21设置有四组；所述的主电动机22设置有四个，有利于配合辅螺旋桨61和辅电动机62的设置，实现五轴飘行，同时载重量大、重心下移、稳定性好、增加悬浮效果以及制造成本低，可广泛应用于空中监控、悬浮灯、悬浮音箱、悬浮消防水龙头等悬浮类器具。

实施例二，载人悬停定力强的五轴悬飘器，由人坐在飘行器上，用双手操控螺旋桨伸缩转动装置63，造成辅螺旋桨61的角度和长度变换，从而完全不受GPS信号和环境中电子信号的影响而实现飘行。

工作原理：

在使用时，悬停定力强的五轴悬飘器载人或载物后，启动升降悬停装置2，飘升至空中，操作操作装置，调整升降悬停装置2的四个螺旋桨转速，使其精准悬停在空中，锁定操作装置，当需要定力强的五轴悬飘器移动时，操作操作装置，调整飘行和姿态变换装置6，使其中空中飘移，至目的地后，关闭飘行和姿态变换装置6，使悬停定力强的五轴悬飘器再次精准悬停在空中。

因人不同与物，人会不停地动，其重心不能确定，所以在悬停定力强的五轴悬飘器中，设置有人体重心固定装置（专利已分案申报），无论人体如何活动，其重心都落在与四轴一个平面的中点，保证载人时的精准悬停。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.悬停定力强的五轴悬飘器，其特征在于，该悬停定力强的五轴悬飘器包括保护罩装置（1），升降悬停装置（2），连接板（3），可调节杆装置（4），机身（5），飘行和姿态变换装置（6），连接杆（7），起落座（8）和缓冲杆装置（9），所述的保护罩装置（1）分别螺栓连接升降悬停装置（2）；所述的升降悬停装置（2）通过连接板（3）螺钉安装在可调节杆装置（4）的右端；所述的可调节杆装置（4）分别螺栓连接在机身（5）的四角位置；所述的飘行和姿态变换装置（6）的四角位置分别通过连接杆（7）焊接在机身（5）的内侧中间位置，所述的飘行和姿态变换装置（6）由辅螺旋桨（61）、辅电动机（62）、螺旋桨伸缩转动装置（63）构成，所述的辅螺旋桨（61）套接在螺旋桨伸缩转动装置（63）内，辅电动机（62）的输出轴套接在螺旋桨伸缩转动装置（63）的另一端，当升降悬停装置（2）使飘行器升空悬停在空中时，开启飘行和姿态变换装置（6），螺旋桨伸缩转动装置（63）使辅螺旋桨（61）改变两个叶片的角度和长度；所述的起落座（8）分别通过缓冲杆装置（9）螺钉安装在机身（5）的底部左右两侧；所述的保护罩装置（1）包括保护片（11），连接管（12），固定连接杆（13），连接螺栓（14）和固定连接板（15），所述的连接管（12）一端焊接保护片（11），另一端套接固定连接杆（13）；所述的固定连接杆（13）分别焊接在固定连接板（15）的上部左右两侧；所述的连接螺栓（14）螺纹连接在连接管（12）的固定连接杆（13）的连接处。

2.如权利要求1所述的悬停定力强的五轴悬飘器，其特征在于，所述的可调节杆装置（4）包括调节空心管（41），一级伸缩杆（42），二级伸缩杆（43）和调节螺栓（44），所述的调节空心管（41）一端套接一级伸缩杆（42），另一端套接二级伸缩杆（43）；所述的调节螺栓（44）分别螺纹连接在调节空心管（41）和一级伸缩杆（42）的连接处以及调节空心管（41）和二级伸缩杆（43）的连接处。

3.如权利要求1所述的悬停定力强的五轴悬飘器，其特征在于，所述的缓冲杆装置（9）包括固定杆（91），卡环（92），弹簧（93）和套管（94），所述的卡环（92）卡接在固定杆（91）的中间位置；所述的固定杆（91）的下部贯穿弹簧（93）插接在套管（94）的内侧上部。

4.如权利要求1所述的悬停定力强的五轴悬飘器，其特征在于，所述的机身（5）的上部螺钉连接提手（51）；所述的提手（51）具体采用PVC硬塑料弧形提手。

5.如权利要求1所述的悬停定力强的五轴悬飘器，其特征在于，所述的升降悬停装置（2）由主螺旋桨（21）和主电动机（22）构成，所述的主螺旋桨（21）套接在主电动机（22）的输出轴上。

6.如权利要求1所述的悬停定力强的五轴悬飘器，其特征在于，所述的保护片（11）采用弧形PVC塑料片或者弧形轻质不锈钢片；所述的保护片（11）设置有四个。

7.如权利要求3所述的悬停定力强的五轴悬飘器，其特征在于，所述的弹簧（93）具体采用圆柱弹簧；所述的弹簧（93）设置有两个。

8.如权利要求5所述的悬停定力强的五轴悬飘器，其特征在于，所述的主螺旋桨（21）设置有多个；所述的主电动机（22）设置有四个。

9.如权利要求1、5或6所述的悬停定力强的五轴悬飘器，其特征在于，所述的机身（5）内侧设置有电动机调速器；所述的机身（5）内侧设置的电动机调速器分别与主电动机（22）和辅电动机（62）电性连接。

10.如权利要求1所述的悬停定力强的五轴悬飘器的工作原理：

在使用时，悬停定力强的五轴悬飘器载人或载物后，启动升降悬停装置（2），飘升至空中，操作操作装置，调整升降悬停装置（2）的四个螺旋桨转速，使其精准悬停在空中，锁定操作装置，当需要定力强的五轴悬飘器移动时，操作操作装置，调整飘行和姿态变换装置（6），使其中空中飘移，至目的地后，关闭飘行和姿态变换装置（6），使悬停定力强的五轴悬飘器再次精准悬停在空中。