CN108298071A - 一种载人涵道多旋翼飞行车辆 - Google Patents

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    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/52Tilting of rotor bodily relative to fuselage

Abstract

本发明公开了一种载人涵道多旋翼飞行车辆,包括机架、主旋翼和多个侧旋翼,所述主旋翼和侧旋翼均包括涵道、螺旋桨和动力件,所述螺旋桨安装于所述涵道内并由动力件驱动旋转,所述主旋翼固定安装在所述机架的正前方或正后方,所述侧旋翼对称分布在所述机架的两侧,所述侧旋翼转动安装在所述机架上,所述机架与各所述侧旋翼之间均安装有倾转组件,用于驱动侧旋翼转动以使螺旋桨的朝向沿机身的前后方倾斜。本发明的载人涵道多旋翼飞行车辆具有结构简单可靠、安全舒适、控制简便等优点。

Description

一种载人涵道多旋翼飞行车辆
技术领域
本发明主要涉及飞行器技术领域,特指一种载人涵道多旋翼飞行车辆。
背景技术
目前,小型飞行器大多用来搭载各种测量仪器(如相机等),进行高空探测或高空物体投掷上,可以应用在农业、探测、气象、灾害预报和救援等各种领域。但是可以载人的小型飞行器并不多见,在较大的研究空间。
现有的飞行器分为固定翼飞行器和旋翼飞行器两种。固定翼飞行器主要通过获得较大初速,在翼面形成升力实现飞行,但是无法悬停,低速时稳定性较差,容易因为失速而坠机,而且需要较大的滑跑距离。另外固定翼飞行器一般采用两种方法进行转向,一种纯粹靠垂直尾翼转向,一种是机翼副翼配合水平尾翼转向。其中纯粹靠垂直尾翼转向的情况比较少见,因为垂直尾翼除了有控制飞机转弯的功能外,还有一个最重要的功能就是保持飞机的稳定,不可能应用垂直尾翼进行大幅度转弯。而机翼副翼配合水平尾翼转向,是通过副翼的升降,将机身倾斜,通过离心力的作用拐弯,这种方式需要飞行器本身有倾斜的作用,应用在个人飞行器之上,会增加驾驶员的安全风险,不适合个人飞行器使用。
另外一种是旋翼飞行器,其中旋翼主要用于形成升力,飞行速度需要通过调整姿态形成侧向的合力才能实现,从而导致能量消耗较大且航行速度较低。另外旋翼飞行器大多都是通过改变飞行器发动机输出功率,或者改变桨叶螺距来实现飞行器姿态变化;而为了使得飞行器平稳飞行,在调整每一个飞行姿态时,需要精确计算发动机的转速以及改变桨叶的螺距,过程繁琐,不适用于复杂多变的飞行环境,而且飞行过程中依旧会出现倾斜,同样增加驾驶员的安全风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种结构简单、安全舒适的载人涵道多旋翼飞行车辆。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种载人涵道多旋翼飞行车辆,包括机架、主旋翼和多个侧旋翼,所述主旋翼和侧旋翼均包括涵道、螺旋桨和动力件,所述螺旋桨安装于所述涵道内并由动力件驱动旋转,所述主旋翼固定安装在所述机架的正前方或正后方,所述侧旋翼对称分布在所述机架的两侧,所述侧旋翼转动安装在所述机架上,所述机架与各所述侧旋翼之间均安装有倾转组件,用于驱动侧旋翼转动以使螺旋桨的朝向沿机身的前后方倾斜。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述倾转组件包括驱动件和连杆机构,所述连杆机构的一端与所述驱动件相连,另一端与所述侧旋翼相连。
所述连杆机构包括转动臂、第一连杆和第二连杆,所述转动臂的中部固定在所述驱动件的输出轴上,所述第一连杆的一端与所述转动臂的一端铰接,所述第二连杆的一端与所述转动臂的另一端铰接,所述第一连杆和第二连杆的另一端均铰接在所述侧旋翼上。
所述第一连杆和第二连杆均为球头连杆,所述侧旋翼上设置有球头螺钉,所述球头连杆与球头螺钉配合连接。
所述驱动件为舵机或伺服电机或步进电机。
所述机架上设置有一根以上的固定轴,所述固定轴的两端套设有轴承,所述轴承的外圈通过转接块与所述侧旋翼固定连接。
所述动力件为内燃机或者电动机。
所述侧旋翼的数量为两个,对称分布在机架的两侧。
所述机架的顶部设置有座舱。
所述机架的底部安装有起落架。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明的载人涵道多旋翼飞行车辆,在机架与各侧旋翼之间均安装有倾转组件,用于驱动侧旋翼转动以使螺旋桨的朝向(旋翼面)沿机身的前后方倾斜,从而实现飞行车辆起降、转向、平移和悬停等各种飞行状态的调整,在此过程中,机架始终处于稳定的水平状态,保证驾驶员或者乘客的安全舒适性;另外,采用主旋翼在正前方或者正后方,侧旋翼安装于机架两侧的布局方式,结构简单,稳定性好。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图之一。
图2为本发明的立体结构示意图之二。
图中标号表示:1、机架;11、起落架;12、固定轴;13、轴承;14、转接块;2、主旋翼;21、涵道;22、动力件;23、螺旋桨;3、侧旋翼;4、倾转组件;41、驱动件;42、连杆机构;421、转动臂;422、第一连杆;423、第二连杆;424、球头螺钉。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示,本实施例的载人涵道多旋翼飞行车辆,包括机架1、主旋翼2和多个侧旋翼3,机架1的底部安装有起落架11,机架1的顶部安装有座舱(图中未示出),主旋翼2和侧旋翼3的结构相同,均包括涵道21、螺旋桨23和动力件22,其中螺旋桨23安装于涵道21内并由动力件22驱动旋转;主旋翼2固定安装在机架1的正前方或者正后方,侧旋翼3对称分布在机架1前后中心轴的两侧,侧旋翼3转动安装在机架1上,机架1与各侧旋翼3之间均安装有倾转组件4,用于驱动侧旋翼3转动以使螺旋桨23的朝向(旋翼面)沿机架1的前后方倾斜,从而实现飞行车辆起降、转向、平移和悬停等飞行状态的调整,在此过程中,机架1始终处于稳定的水平状态,保证驾驶员或者乘客的安全舒适性;另外,采用主旋翼2在正前方或者正后方,侧旋翼3安装于机架1两侧的布局方式,结构简单,稳定性好。
本实施例中,侧旋翼3的数量为两个,其中机架1上设置有一根固定轴12,固定轴12沿机架1的左右方向布置,两个侧旋翼3则转动设置在固定轴12的两端;具体地,固定轴12固定在机架1上,其两端安装有轴承13,轴承13的外圈上固定有转接块14,转接块14再与侧旋翼3的涵道21固定连接。
如图1和图2所示,本实施例中,倾转组件4包括驱动件41和连杆机构42,其中驱动件41为舵机、步进电机或者伺服电机,其中优选舵机,连杆机构42则包括转动臂421、第一连杆422和第二连杆423,转动臂421的中部固定在舵机的输出轴上并随其转动,第一连杆422的一端与转动臂421的一端铰接,第二连杆423的一端与转动臂421的另一端铰接,第一连杆422和第二连杆423的另一端均铰接在转接块14上;其中第一连杆422和第二连杆423均为球头连杆,转接块14的两侧设置有球头螺钉424,球头连杆与球头螺钉424配合连接。当舵机接收到控制命令时,转动预定角度,对应的转动臂421转动,通过第一连杆422和第二连杆423在相反方向上的拉扯,带动转接块14转动,从而使转接块14上的侧旋翼3朝机架1的前方或后方倾斜。
本实施例中,动力件22为内燃机或者电动机。当动力件22组为内燃机时,如汽油内燃机,各汽油内燃机统一由机架1上的油箱进行统一供油,相对于各汽油内燃机均配置独立油箱的方式,能够保证各旋翼处重量的一致性,从而便于进行飞行控制。当然,动力件22也可以为电动机,通过安装在机架1上的蓄电池给各电动机提供电能,或者汽油内燃机带动发电机产生电能的方式为各电动机提供电能,并辅助合适的蓄电池进行电能回馈、冗余保护等工作。
本发明的载人涵道多旋翼飞行车辆,相应的姿态调整方法如下:
当需要使飞行车辆处于前进状态时,通过倾转组件4调整两侧旋翼3的角度,使侧旋翼3朝机架1的前方倾斜,使飞行车辆有一个向前的推动力,推动飞行车辆向前飞行。
当需要使飞行车辆处于后退或者刹车状态时,通过倾转组件4调整两侧旋翼3的角度,使两侧旋翼3朝机架1的后方倾斜,使飞行车辆有一个向后的推动力,推动飞行车辆向后飞行或者刹车
当需要使飞行车辆向右转弯时,使左侧的侧旋翼3向前倾斜,同时使右侧的侧旋翼3向后倾斜,即飞行车辆左侧有向前的推力,右侧有向后的推力,共同作用于飞行车辆而使其向右转向。
当需要使飞行车辆向左转弯时,使左侧的侧旋翼3向后倾斜,同时使右侧的侧旋翼3向前倾斜,即飞行车辆左侧有向后的推力,右侧有向前的推力,共同作用于飞行车辆而使其向左转向。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,包括机架(1)、主旋翼(2)和多个侧旋翼(3),所述主旋翼(2)和侧旋翼(3)均包括涵道(21)、螺旋桨(23)和动力件(22),所述螺旋桨(23)安装于所述涵道(21)内并由动力件(22)驱动旋转,所述主旋翼(2)固定安装在所述机架(1)的正前方或正后方,所述侧旋翼(3)对称分布在所述机架(1)的两侧,所述侧旋翼(3)转动安装在所述机架(1)上,所述机架(1)与各所述侧旋翼(3)之间均安装有倾转组件(4),用于驱动侧旋翼(3)转动以使螺旋桨(23)的朝向沿机身的前后方倾斜。
2.根据权利要求1所述的载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,所述倾转组件(4)包括驱动件(41)和连杆机构(42),所述连杆机构(42)的一端与所述驱动件(41)相连,另一端与所述侧旋翼(3)相连。
3.根据权利要求2所述的载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,所述连杆机构(42)包括转动臂(421)、第一连杆(422)和第二连杆(423),所述转动臂(421)的中部固定在所述驱动件(41)的输出轴上,所述第一连杆(422)的一端与所述转动臂(421)的一端铰接,所述第二连杆(423)的一端与所述转动臂(421)的另一端铰接,所述第一连杆(422)和第二连杆(423)的另一端均铰接在所述侧旋翼(3)上。
4.根据权利要求3所述的载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,所述第一连杆(422)和第二连杆(423)均为球头连杆,所述侧旋翼(3)上设置有球头螺钉(424),所述球头连杆与球头螺钉(424)配合连接。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,所述驱动件(41)为舵机或伺服电机或步进电机。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,所述机架(1)上设置有一根以上的固定轴(12),所述固定轴(12)的两端套设有轴承(13),所述轴承(13)的外圈通过转接块(14)与所述侧旋翼(3)固定连接。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,所述动力件(22)为内燃机或者电动机。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,所述侧旋翼(3)的数量为两个,对称分布在机架(1)的两侧。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,所述机架(1)的顶部设置有座舱。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的载人涵道多旋翼飞行车辆,其特征在于,所述机架(1)的底部安装有起落架(11)。
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