CN108202568A - 飞行汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行汽车，包括：车身(12)，车身(12)上设置有涵道风扇(14)，涵道风扇(14)的进风口和出风口分别位于车身(12)的车身顶部和车身底部；以及设置在车身(12)的相对两侧的机翼(16)，机翼(16)可在由车身(12)的两侧向外伸出的展开位置(E)以及贴靠在车身(12)两侧的折叠位置(F)之间转换。本发明的目的在于提供一种能够垂直起降并在前飞时具有较低功耗且体积较小的飞行汽车。

Description

飞行汽车

技术领域

本发明涉及飞行器领域，并且更具体地，涉及一种飞行汽车。

背景技术

在当前的飞行器领域中，飞行汽车已逐渐成为将飞行器与车辆相结合的新的发展方向。然而，在一些现有的飞行汽车中，其前飞时功耗较大，并且可能需要较长的跑道来进行飞行汽车的起降。此外，在一些现有技术中，布置有固定翼的涵道飞行器，其固定翼所占空间较大。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够垂直起降并在前飞时具有较低功耗且体积较小的飞行汽车。

根据本发明，提供了一种飞行汽车，包括：车身，车身上设置有涵道风扇，涵道风扇的进风口和出风口分别位于车身的车身顶部和车身底部；以及设置在车身的相对两侧的机翼，机翼可在由车身的两侧向外伸出的展开位置以及贴靠在车身两侧的折叠位置之间转换。

根据本发明，机翼包括彼此可枢转地连接的翼根部分和翼梢部分，并且翼根部分还与车身可枢转地连接。

根据本发明，翼根部分通过转轴与车身可枢转地连接，车身上设置有齿轮传动机构，齿轮传动机构驱动转轴转动。

根据本发明，所述飞行汽车进一步包括：设置于所述机翼内的环形液压杆组件，包括圆弧形套筒和容纳在所述套筒中的圆弧形伸缩杆，其中，所述套筒的端部连接于所述翼根部分的内侧壁，所述伸缩杆的端部连接于所述翼梢部分的内侧壁。

根据本发明，所述伸缩杆收容在所述套筒内的端部设置止档凸缘，所述套筒内设置有远离所述套筒开口的第一限位件和靠近所述套筒开口的第二限位件，所述机翼处于展开位置时，所述伸缩杆的止档凸缘抵靠于所述第一限位件；所述机翼处于折叠位置时，所述第二限位件止档所述止档凸缘。

根据本发明，机翼在折叠位置时，翼根部分和翼梢部分在竖直方向上折叠在一起，并且机翼在展开位置时，翼梢部分和翼根部分在水平方向上展开。

根据本发明，翼根部分和翼梢部分上分别设置有耳片，其中，套筒和伸缩杆分别通过螺栓与翼梢部分和翼根部分上的耳片连接。

根据本发明，涵道风扇的枢转轴线沿车身的高度方向布置。

根据本发明，所述涵道风扇的数量为多个，彼此间隔地设置于所述车身。

根据本发明，车身上设置的涵道风扇的数量为三个，其中，一个涵道风扇沿车身的纵向中心轴线靠近飞行汽车的车头设置，另外两个涵道风扇相对于纵向中心轴线彼此对称地设置在飞行汽车的车尾。

根据本发明，车身上设置的涵道风扇的数量为四个，其中，靠近车身左侧的两个涵道风扇与靠近车身右侧的两个涵道风扇相对于车身的纵向中心轴线对称设置。

根据本发明，每个涵道风扇构造成通过设置在车身中的驱动机构驱动以同步地旋转。

根据本发明，每个涵道风扇构造成通过设置在车身中的对应的多个驱动机构驱动以独立地旋转，并且，每个涵道风扇构造成通过对应的驱动机构驱动以独立地进行转速调节。

根据本发明，进一步包括用于控制机翼的折叠和展开的控制系统，控制系统包括：用于检测环形液压杆组件中压力的压力传感器、用于检测机翼的折叠角度的角度传感器、可编程控制器、以及PID控制模块，其中，角度传感器的输入端和输出端分别连接至机翼和可编程控制器；可编程控制器的输入端连接至压力传感器和角度传感器，输出端连接至PID控制模块；PID控制模块的输出端连接至环形液压杆组件；环形液压杆组件的输出端连接至压力传感器。

本发明的有益效果在于：

在本发明的飞行汽车中，通过设置在机身上的涵道风扇，从而可以提供较大的升力，以使得飞行汽车可以进行垂直起降；进一步，在机身两侧设置有可在展开位置和折叠位置之间转换的机翼，当飞行汽车前飞时，可以将折叠的机翼打开，从而利用气动外形来对飞行汽车提供升力，以降低功耗。并且，由于机翼是可折叠/展开的构造，因此使得本发明的飞行汽车体积较小，因而占地面积更小。

附图说明

图1是本发明的飞行汽车在前飞时机翼处于展开位置处的立体图；

图2是本发明的飞行汽车的机翼处于折叠位置处的立体图；

图3是本发明飞行汽车另一个实例的立体图；

图4是本发明飞行汽车中环形液压杆组件的结构示意图；

图5是本发明飞行汽车中用于连接环形液压杆组件和机翼的耳片的立体图；

图6是本发明飞行汽车环形液压杆组件在机翼展开位置时的示意图；

图7是本发明飞行汽车环形液压杆组件在机翼折叠位置时的示意图；以及

图8是本发明飞行汽车中控制系统的框图。

具体实施方式

现结合附图对本发明的飞行汽车10进行描述。如图1和图2所示，本发明的飞行汽车10包括车身12、涵道风扇14以及机翼16。其中，涵道风扇14设置在车身12上，并且涵道风扇14的进风口和出风口分别位于车身12的车身顶部和车身底部。优选地，涵道风扇14的枢转轴线沿车身12的高度方向布置。

具体地，在车身12上可以开设有用于安装涵道风扇14的通道，涵道风扇14安装在通道中并且与车身12内部的车架固定连接。此外，机翼16设置在车身12的相对两侧，并且机翼16可在由车身12的两侧向外伸出的展开位置E(如图1所示)以及贴靠在车身12两侧的折叠位置F(如图2所示)之间转换。

通过设置在机身12上的涵道风扇14，从而可以提供较大的升力，以使得飞行汽车10可以进行垂直起降；进一步，在机身12两侧设置有可在展开位置E和折叠位置F之间转换的机翼16，当飞行汽车10前飞时，可以将折叠的机翼16打开，从而利用气动外形来对飞行汽车提供升力，以降低功耗。并且，由于机翼16是可折叠/展开的构造，因此使得本发明的飞行汽车10体积较小，因而占地面积更小。

参照图6和图7，在本发明的一个实施例中，机翼16可以包括彼此可枢转地连接的翼根部分18和翼梢部分20，并且翼根部分18还与车身12可枢转地连接，从而实现机翼16的折叠和展开。进一步优选地，翼根部分18可以通过转轴与车身12可枢转地连接，并且车身12上设置有齿轮传动机构，该齿轮传动机构驱动转轴转动。由此，当机翼16处于如图2所示的折叠位置F时，机翼16折叠收起，不会对飞行汽车10的正常行驶造成影响；当起飞后需要机翼16对飞行汽车10的前飞进行辅助时，将机翼由折叠位置F移动至如图1所示的展开位置E，从而进行使用。优选地，翼根部分18通过由齿轮传动机构驱动的转轴与机身12可枢转地连接，从而利用齿轮传动机构驱动机翼16旋转。

参照图4至图7，本发明的飞行汽车10还包括环形液压杆组件22，该环形液压杆组件22由套筒24和容纳在套筒24中的伸缩杆26组成。具体地，在组装过程中，套筒24和伸缩杆26分别与翼梢部分20和翼根部分18连接。当飞行汽车10在展开位置E和折叠位置F之间转换时，机翼16在展开位置E时伸缩杆26由套筒24中伸出第一弧长；而当机翼16在折叠位置F时伸缩杆26由套筒24中伸出第二弧长，其中，第二弧长大于第一弧长。换句话说，机翼16折叠时伸缩杆26由套筒24中伸出的弧长要大于机翼16在展开时伸缩杆26由套筒24中伸出的弧长。

此外，为了使得伸缩杆26在套筒24中的移动更加稳定，并且防止伸缩杆26由套筒24中脱出的情况发生，可以在套筒24内部设置远离套筒24开口的第一限位件和靠近套筒24开口的第二限位件，并且相应地在伸缩杆26在套筒24内的端部设置止挡凸缘。在展开位置E时该止挡凸缘抵靠于第一限位件，并且在折叠位置F时该止挡凸缘由第二限位件止挡，从而实现伸缩杆26在套筒24中能够移动特定距离，并且不会从套筒24中脱出。

返回参照图1和图2，机翼16在折叠位置F时，翼根部分18和翼梢部分20可以在竖直方向上折叠在一起，并且机翼16在展开位置E时，翼梢部分20和翼根部分18可以在水平方向上展开，从而使得当飞行汽车10前飞时，可以将折叠的机翼16打开，以利用气动外形来对飞行汽车提供升力，以降低功耗。并且，当不需使用机翼16时，可以将机翼16的翼根部分18和翼梢部分20折叠在一起，因此使得本发明的飞行汽车体积较小，因而占地面积更小。

在一个优选的实施例中，如图4和图5所示，翼根部分18和翼梢部分20上分别设置有耳片28，并且套筒24和伸缩杆26分别通过螺栓与翼梢部分20和翼根部分18上的耳片28连接。

在一个实施例中，如图所示，为了使得飞行汽车10在飞行过程中更加稳定，车身12上可以进一步设置有彼此间隔开的多个涵道风扇14。此外，如图所示，飞行汽车10还包括彼此对称地设置在飞行汽车10的相对两侧的多个车轮，这样使得飞行汽车10可以具备与常规机动车辆相同的驾驶行驶功能。

例如，在如图3所示的实施例中，车身12上设置的涵道风扇14的数量可以为三个。具体地，其中一个涵道风扇14沿车身12的纵向中心轴线靠近飞行汽车的车头设置，并且另外两个涵道风扇14相对于纵向中心轴线彼此对称地设置在飞行汽车的车尾。此处应当理解，车身12的纵向中心轴线指的是车身12在长度方向的中心轴线。

再例如，在如图1和图2所示的实施例中，车身12上设置的涵道风扇14的数量可以为四个，其中，靠近车身12左侧的两个涵道风扇14与靠近车身12右侧的两个涵道风扇14相对于车身12的纵向中心轴线对称设置。与以上实施例类似的，本实施例中车身12的纵向中心轴线指的是车身12在长度方向的中心轴线。

当然应当理解，涵道风扇14的数量和布置位置并不对本发明构成任何限定，数量和位置均可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。

此外，在本发明优选的实施例中，每个涵道风扇14可以构造成通过设置在车身12中的驱动机构驱动以同步地旋转。可选地，在其他实施例中，每个涵道风扇14也可以构造成通过设置在车身12中的对应的多个驱动机构驱动以独立地旋转，并且，每个涵道风扇14构造成通过对应的驱动机构驱动以独立地进行转速调节。

具体来说，在空中若要改变飞行汽车10的姿态，飞行汽车10的俯仰可以通过增大或者减小单个涵道风扇14的转速来实现；飞行汽车10的滚转可以通过增大或者减小某一侧的涵道风扇14来实现；如果飞行汽车10在飞行过程中出现偏航，也可以通过增大或者减小单个涵道风扇14来实现。进一步，飞行汽车10的前飞通过增大或者减小单独涵道风扇14的转速来实现。当飞行汽车10前飞速度足够大时，可以将机翼16展开，利用气动外形提供升力，减小功耗。

因此，与现有技术中诸如纵置双涵道螺旋桨的飞行汽车相比，上述结构不需要变矩桨或者舵面来实现姿态变化，省略了机构的复杂性；与多涵道螺旋桨飞行汽车相比，上述结构具有升力足等特点，在空中平飞时利用气动外形提供足够升力。

进一步地，如图6所示，飞行汽车10还可以包括用于控制机翼16的折叠和展开的控制系统100。在一个实施例中，该控制系统100可以包括：用于检测环形液压杆组件22中压力的压力传感器、用于检测机翼16的折叠角度的角度传感器、可编程控制器、以及PID控制模块。

具体地，在本发明控制系统100的使用以及连接过程中，如图6所示，角度传感器的输入端和输出端可以分别连接至机翼16和可编程控制器；可编程控制器的输入端连接至压力传感器和角度传感器，并且可编程控制器的输出端连接至PID控制模块；PID控制模块的输出端连接至环形液压杆组件22；环形液压杆组件22的输出端连接至压力传感器，由此使得控制系统100形成闭合的控制回路，实现液压杆的伸缩自如，从而达到控制机翼16折叠的功能。

综上所述，在本发明提供的飞行汽车10中，飞行汽车10的机翼16能够利用上下表面产生的压差来产生升力。具体地，如图1和图2所示，在飞行汽车10飞行前，机翼16折叠并处于机身12的两侧，这样使得本发明的飞行汽车10所占空间较小；当飞行汽车10飞行时，涵道风扇14中的风扇旋转，并且机翼16通过环形液压杆组件22中伸缩杆26的伸缩实现伸展，以使得机翼16展开至展开位置E。对于环形液压杆组件22而言，其由套筒24和内部的伸缩杆26组成，套筒24和伸缩杆26分别固定于翼梢部分20和翼根部分18相互连接处的折痕两端，并且套筒24和伸缩杆26的自由端通过螺栓与机翼16上的耳片28连接。当伸缩杆26伸出时，机翼16实现翼梢部分20的折叠；当伸缩杆26收缩时，实现翼梢部分20的展开。对于机翼16的翼根部分18而言，其连接于机身12并且二者的接触面处设置有转轴，转轴通过齿轮传动机构带动，从而实现翼根部分18的旋转折叠。如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，飞行汽车10的内部布置有四个涵道风扇14，这样使得飞行汽车10能够在有限的尺寸下提供足够的升力，从而实现飞行汽车10的垂直起降的功能。

因此，本发明所提供的飞行汽车10在具有垂直起降功能的同时，也具有固定翼飞机的特点。其中，一方面，机翼16可实现折叠的功能，这样可以有效节省空间；另一方面，可通过改变机翼16的面积的方式实现机身12在飞行过程中的偏航。本发明所提供的飞行汽车10在实际应用中可用于紧急救援、抢险、堵车等突发状况，无需跑道，对空间要求更低。同时，涵道与折叠翼的结合也提高了飞行汽车的气动性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (14)

1.一种飞行汽车，其特征在于，包括：

车身(12)，所述车身(12)上设置有涵道风扇(14)，所述涵道风扇(14)的进风口和出风口分别位于所述车身(12)的车身顶部和车身底部；以及

设置在所述车身(12)的相对两侧的机翼(16)，所述机翼(16)可在由所述车身(12)的两侧向外伸出的展开位置(E)以及贴靠在所述车身(12)两侧的折叠位置(F)之间转换。

2.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述机翼(16)包括彼此可枢转地连接的翼根部分(18)和翼梢部分(20)，并且所述翼根部分(18)还与所述车身(12)可枢转地连接。

3.根据权利要求2所述的飞行汽车，其特征在于，所述翼根部分(18)通过转轴与所述车身(12)可枢转地连接，所述车身(12)上设置有齿轮传动机构，所述齿轮传动机构驱动所述转轴转动。

4.根据权利要求2所述的飞行汽车，其特征在于，所述飞行汽车进一步包括：设置于所述机翼(16)内的环形液压杆组件(22)，包括圆弧形套筒(24)和容纳在所述套筒(24)中的圆弧形伸缩杆(26)，其中，所述套筒(24)的端部连接于所述翼根部分(20)的内侧壁，所述伸缩杆(26)的端部连接于所述翼梢部分的内侧壁。

5.根据权利要求4所述的飞行汽车，其特征在于，所述伸缩杆(26)收容在所述套筒(24)内的端部设置止档凸缘，所述套筒(24)内设置有远离所述套筒(24)开口的第一限位件和靠近所述套筒(24)开口的第二限位件，所述机翼(16)处于展开位置时，所述伸缩杆(26)的止档凸缘抵靠于所述第一限位件；所述机翼(16)处于折叠位置时，所述第二限位件止档所述止档凸缘。

6.根据权利要求5所述的飞行汽车，其特征在于，所述机翼(16)在所述折叠位置(F)时，所述翼根部分(18)和所述翼梢部分(20)在竖直方向上折叠在一起，并且所述机翼(16)在所述展开位置(E)时，所述翼梢部分(20)和所述翼根部分(18)在水平方向上展开。

7.根据权利要求5所述的飞行汽车，其特征在于，所述翼根部分(18)和所述翼梢部分(20)上分别设置有耳片(28)，其中，所述套筒(24)和所述伸缩杆(26)分别通过螺栓与所述翼梢部分(20)和所述翼根部分(18)上的所述耳片(28)连接。

8.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述涵道风扇(14)的枢转轴线沿所述车身(12)的高度方向布置。

9.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述涵道风扇(14)的数量为多个，彼此间隔地设置于所述车身(12)。

10.根据权利要求9所述的飞行汽车，其特征在于，所述车身(12)上设置的所述涵道风扇(14)的数量为三个，其中，一个所述涵道风扇(14)沿所述车身(12)的纵向中心轴线靠近所述飞行汽车的车头设置，另外两个所述涵道风扇(14)相对于所述纵向中心轴线彼此对称地设置在所述飞行汽车的车尾。

11.根据权利要求9所述的飞行汽车，其特征在于，所述车身(12)上设置的所述涵道风扇(14)的数量为四个，其中，靠近所述车身(12)左侧的两个所述涵道风扇(14)与靠近所述车身(12)右侧的两个所述涵道风扇(14)相对于所述车身(12)的纵向中心轴线对称设置。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的飞行汽车，其特征在于，每个所述涵道风扇(14)构造成通过设置在所述车身(12)中的驱动机构驱动以同步地旋转。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的飞行汽车，其特征在于，每个所述涵道风扇(14)构造成通过设置在所述车身(12)中的对应的多个驱动机构驱动以独立地旋转，并且，每个所述涵道风扇(14)构造成通过对应的所述驱动机构驱动以独立地进行转速调节。

14.根据权利要求5所述的飞行汽车，其特征在于，进一步包括用于控制所述机翼(16)的折叠和展开的控制系统(100)，所述控制系统(100)包括：用于检测所述环形液压杆组件(22)中压力的压力传感器、用于检测所述机翼(16)的折叠角度的角度传感器、可编程控制器、以及PID控制模块，

其中，所述角度传感器的输入端和输出端分别连接至所述机翼(16)和所述可编程控制器；所述可编程控制器的输入端连接至所述压力传感器和所述角度传感器，输出端连接至所述PID控制模块；所述PID控制模块的输出端连接至所述环形液压杆组件(22)；所述环形液压杆组件(22)的输出端连接至所述压力传感器。