CN108454335A - 一种飞行汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行汽车，包括车体、升力系统和动力系统；其中，车体包括车轮、收缩轮轴、车身和车体支架，所述车轮通过收缩轮轴与车身连接，所述车体支架与车身底部连接；所述升力系统包括旋翼，所述旋翼安装于所述车轮的内部；所述飞行汽车在飞行模式时，所述旋翼持续转动，转动方向与所述车轮平面垂直；所述飞行汽车在行走模式时，所述旋翼保持静止，与所述车轮在一个平面内。本发明提供了一种飞行汽车，该飞行汽车既能在地面行驶，又能实现垂直起飞，且降低了操纵难度，提高了稳定性，此外该旋翼装置设置在车轮中，与车轮在同一平面内，能够节省汽车空间，增大驾驶空间。

Description

一种飞行汽车

技术领域

本发明涉及飞行器设计技术领域，更具体的说是涉及一种飞行汽车。

背景技术

近些年以来，随着现代社会经济的快速发展，大中城市私家车大量增多，交通压力日益增大，交通堵塞频繁发生，引发了一系列的能源问题、环境问题等，如何有效解决现代城市存在的交通问题成为一大难题。

为此，本领域技术人员研究了多种飞行汽车，例如四个带有涵道旋翼的飞行汽车、带有可折叠式机翼的飞行汽车、拥有两个置于车身内部带涵道风扇的飞行汽车等。但是，四个带有涵道旋翼的飞行汽车，虽然可通过同时控制四个涵道的转速和方向，提供升力和前进动力，但此种飞行汽车的结构过于笨重，操纵复杂；带有可折叠式机翼的飞行汽车，在地面行驶时机翼折叠收拢在两侧，需要飞行时展开，但是这类固定翼飞机存在的致命缺点就是起飞降落需要几百米长的跑道，完全不适合在城市中起飞降落；拥有两个置于车身内部带涵道风扇的飞行汽车，可以像直升机那样垂直起降，但是由于空间有限只有置前后的两个风扇，难以对其横向进行操纵，因此横向稳定性较差。

因此，为了克服现有的飞行汽车起飞滑跑距离远、稳定性差和难以操纵的不足，提供一种能够实现垂直起飞，降低操纵难度，提高稳定性的飞行汽车是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种飞行汽车，该飞行汽车既能在地面行驶，又能实现垂直起飞，且降低了操纵难度，提高了稳定性，此外该旋翼装置设置在车轮中，与车轮在同一平面内，能够节省汽车空间，增大驾驶空间。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种飞行汽车，包括车体、升力系统和动力系统；其中，所述车体包括车轮、收缩轮轴、车身和车体支架；所述车轮通过所述收缩轮轴与所述车身连接，所述车体支架与所述车身底部连接；所述升力系统包括旋翼，所述旋翼安装于所述车轮的内部；所述飞行汽车在飞行模式时，所述旋翼持续转动，转动方向与所述车轮平面垂直；所述飞行汽车在行走模式时，所述旋翼保持静止，与所述车轮在一个平面内。

进一步地，所述动力系统包括发动机、电动机和动力转换系统；所述发动机在所述飞行汽车行走模式时，提供动力供应；所述电动机在所述飞行汽车飞行模式时，提供动力供应；所述动力转换系统在所述飞行模式与所述行走模式转换时，转换动力供应；所述旋翼在飞行模式时与所述电动机传动连接，并且在所述行走模式时断开；所述车轮与所述发动机机械传动连接；所述车体支架与所述电动机传动连接；所述收缩轮轴与所述电动机传动连接。

进一步地，所述车轮内设置齿轮。本发明中收缩轮轴外设置齿轮，与所述所述车轮内齿轮相契合，实现车轮转动。

进一步地，所述电动机与所述旋翼之间的传动路径上设有电子调速器，所述电子调速器的设置不少于4个。本发明可通过调节电子调速器控制四个旋翼的转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。

进一步地，所述旋翼包括旋翼A、旋翼B、旋翼C和旋翼D，所述旋翼呈空间对称分布；所述旋翼A与所述旋翼C呈对角对称，旋转方向一致，所述旋翼B与所述旋翼D呈对角对称，旋转方向一致，所述旋翼B和所述旋翼D与所述旋翼A和所述旋翼C旋转方向相反，所述电子调速器分别调控旋翼A、旋翼B、旋翼C和旋翼D的转速。当本发明的飞行汽车平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均能被抵消，实现飞行汽车的稳定飞行。

增加发动机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，飞行汽车便离地垂直上升；反之，同时减小发动机的输出功率，旋翼则垂直下降，直至飞行汽车平衡落地，实现了飞行汽车的垂直运动；当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。

假定旋翼A和旋翼C逆时针旋转，旋翼B和旋翼D逆时针旋转，当旋翼A的转速上升，旋翼C的转速下降，且使旋翼A与旋翼C的改变量大小相等，旋翼B和旋翼D的转速保持不变。产生的不平衡力矩使飞行汽车旋转，同理，当旋翼A的转速下降，旋翼C的转速上升，机身便向反方向旋转，实现俯仰运动；同理可改变旋翼B和旋翼D的转速，使得飞行汽车实现反方向旋转。

当旋翼A和旋翼C的转速上升，旋翼B和旋翼D的转速下降时，旋翼A和旋翼C对机身的反扭矩大于旋翼B和旋翼D对机身的反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用下转动，实现飞行汽车的偏航运动；同理可改变旋翼B和旋翼D的转速，使得飞行汽车实现反方向旋转。

增加旋翼C转速，使拉力增大，相应减小旋翼A转速，使拉力减小，同时保持旋翼B和旋翼D两个电机转速不变，反扭矩仍然要保持平衡。飞行汽车首先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以实现飞行器的前飞运动；同理可以实现飞行汽车后飞运动。

增加旋翼B转速，使拉力增大，相应减小旋翼D转速，使拉力减小，同时保持旋翼A和旋翼C两个电机转速不变,飞行汽车首先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以实现飞行器的前飞运动；同理可以实现飞行汽车后飞运动。本发明可通过电子调速器实现飞行汽车的运动方向。

进一步地，所述收缩轮轴在飞行模式时伸长，并在所述行走模式时收缩。收缩轮轴在飞行汽车飞行模式时伸长，防止旋翼旋转时，触碰车身；当飞行汽车在行走模式时，收缩轮轴进行收缩，不仅能够减小车身对收缩轮轴的压力，而且合适的宽度能够减小刮蹭率，适应较窄的道路。

进一步地，所述车体支架为伸缩支架。本发明的车体支架在飞行汽车静止时为伸长状态，使飞行汽车悬浮空中，本发明可根据汽车运动情况调节车体支架的长度；当本发明处于行走模式时，车体支架为收缩状态。

进一步地，所述车体支架上设有减震装置。在本发明着陆过程中，机身因与地面接触而产生的动、静载荷全部都被车体支架承受着，在本发明着陆过程中，因本发明撞击地面而产生的力，车体支架可以全部吸收并消耗殆尽。车体支架上设有减震装置可以有效减缓本发明的振动幅度，使本发明在与地面撞击时承受较小的载荷，不仅可以为本发明的安全飞行提供保障，还可以为驾驶人员提供舒适度优良的乘坐环境。

本发明公开提供了一种飞行汽车，至少有以下优点：

（1）本发明的飞行汽车既可以在地面行驶，需要时可以将旋翼打开，实现垂直起飞，降低了操纵难度，提高稳定性；

（2）本发明采用双引擎，将飞行模式与行走模式动力分开，充分保证了飞行的动力，实现推力更大，载重更大，航程更远，安全系数更高；

（3）本发明的旋翼装置位于车身的两侧，在飞行时更加稳定安全；此外本发明旋翼装置设置在车轮中，与车轮在同一平面内，能够节省汽车空间，增大驾驶室的空间。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的飞行汽车的侧视方向结构示意图；

图2附图为本发明提供的飞行汽车的主视方向结构示意图；

图3附图为本发明提供的飞行汽车车轮的结构示意图;

图4附图为本发明提供的飞行汽车动力供应示意图;

其中，1为车体；2为车轮；3为收缩轮轴；4为车身；5为车体支架；6为旋翼A；7为旋翼D；8为减震装置。

具体实施方式

下面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。

实施例1：

一种飞行汽车，包括车体1、升力系统和动力系统；其中，车体1包括车轮2、收缩轮轴3、车身4和车体支架5；车轮2通过收缩轮轴3与车身4连接，车体支架5与车身4底部连接；升力系统包括旋翼，旋翼安装于车轮2的内部；飞行汽车在飞行模式时，旋翼持续转动，转动方向与车轮2平面垂直；飞行汽车在行走模式时，旋翼保持静止，与车轮2在一个平面内。

旋翼安装于车轮2的内部，包括旋翼A6、旋翼B、旋翼C和旋翼D7，旋翼呈空间对称分布；旋翼A6与旋翼C呈对角对称，旋转方向一致，旋翼B与旋翼D7呈对角对称，旋转方向一致，与旋翼A6和旋翼C旋转方向相反。旋翼在飞行汽车飞行模式时，旋翼持续转动，转动方向与车轮2平面垂直，在飞行汽车行走模式时，旋翼保持静止，与车轮2在一个平面内。

动力系统包括发动机、电动机和动力转换系统；发动机在飞行汽车行走模式时，提供动力供应；电动机在飞行汽车飞行模式时，提供动力供应；动力转换系统在飞行模式与行走模式转换时，转换动力供应；旋翼在飞行模式时与电动机传动连接，并且在行走模式时断开，此外电动机与旋翼之间的传动路径上设有不少于4个电子调速器；车轮2与发动机机械传动连接；车体支架5与电动机传动连接，车体支架5上设有减震装置8；收缩轮轴3与电动机传动连接。

当本发明中的飞行汽车静止时，车轮2着地，车体支架5处于收缩状态，收缩于车身4底部，收缩轮轴3为收缩状态，此时旋翼保持静止与车轮2在一个平面内。

实施例2：

当本发明中的飞行汽车由静止转换成飞行模式时，启动电动机，使得车体支架5处于伸长状态，车轮2悬空，使收缩轮轴3由收缩状态转换成伸长状态，打开旋翼，使旋翼旋转。本发明的飞行汽车在飞行过程中，打开电子调速器分别调节旋翼A6、旋翼B、旋翼C和旋翼D7的旋转速度，控制飞行汽车的飞行运动。

本实施例中的其他技术特征与实施例1中的技术特征一致，在此不再一一赘述。

实施例3：

当本发明中的飞行汽车由飞行模式转换成行走模式时，利用电子调速器分别调节旋翼A6、旋翼B、旋翼C和旋翼D7的旋转速度，使飞行汽车慢慢降落，当飞行汽车车体支架5上的减震装置8接触到地面停稳时，使收缩轮轴3由伸长状态转换成收缩状态，当收缩轮轴3完成收缩后，使车体支架5由伸长状态转换成收缩状态，使车轮2着地。启动发动机，利用动力转换系统切换动力，并关电动机，此时旋翼保持静止与车轮2在一个平面内。

本实施例中的其他技术特征与实施例1中的技术特征一致，在此不再一一赘述。

综上所述，本发明中的飞行汽车，可以有效地解决城市交通拥堵问题以及因地理环境限制导致绕行的问题；而且，可以应用在救援救灾、执法、快递和空中出租车等特殊用途，当出现自然灾害或者事故后，需要运送伤员到医院紧急处理时，一般的直升飞机因受其尺寸限制而没法在狭小的空间着陆或者起飞，同时个人飞行包往往载荷有限，而发明的飞行汽车可以解决这些问题。另外，本发明的飞行汽车还可以作为休闲娱乐和极限运动使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种飞行汽车，其特征在于，包括车体、升力系统和动力系统；其中，所述车体包括车轮、收缩轮轴、车身和车体支架；所述车轮通过所述收缩轮轴与所述车身连接，所述车体支架与所述车身底部连接；所述升力系统包括旋翼，所述旋翼安装于所述车轮的内部；所述飞行汽车在飞行模式时，所述旋翼持续转动，转动方向与所述车轮平面垂直；所述飞行汽车在行走模式时，所述旋翼保持静止，与所述车轮在一个平面内。

2.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述动力系统包括发动机、电动机和动力转换系统；所述发动机在所述飞行汽车行走模式时，提供动力供应；所述电动机在所述飞行汽车飞行模式时，提供动力供应；所述动力转换系统在所述飞行模式与所述行走模式转换时，转换动力供应；所述旋翼在飞行模式时与所述电动机传动连接，并且在所述行走模式时断开；所述车轮与所述发动机机械传动连接；所述车体支架与所述电动机传动连接；所述收缩轮轴与所述电动机传动连接。

3.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述车轮内设置齿轮。

4.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述电动机与所述旋翼之间的传动路径上设有电子调速器，所述电子调速器的设置不少于4个。

5.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述旋翼包括旋翼A、旋翼B、旋翼C和旋翼D，所述旋翼呈空间对称分布；所述旋翼A与所述旋翼C呈对角对称，旋转方向一致，所述旋翼B与所述旋翼D呈对角对称，旋转方向一致，所述旋翼B和所述旋翼D与所述旋翼A和所述旋翼C旋转方向相反，所述电子调速器分别调控旋翼A、旋翼B、旋翼C和旋翼D的转速。

6.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述收缩轮轴在飞行模式时伸长，并在所述行走模式时收缩。

7.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述车体支架为伸缩支架。

8.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述车体支架上设有减震装置。