CN109131862A - 一种共轴飞行器设计 - Google Patents
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Abstract
一种共轴飞行器设计,包括上、下旋翼,上、下桨夹电机,折叠桨夹,旋翼倾斜器,十字倾斜盘,拉杆,舵机安装盘,机身;机身内有飞行控制板,电源;采用两个桨夹电机作为动力,共轴正反桨设计,上下两个桨夹电机分别连接旋翼,旋翼可折叠,桨夹电机驱动上下旋翼正反转,上下旋翼相反的转向抵消扭矩;飞行控制板控制两个电机不同的转速,转速差带来的扭矩不平衡实现转向操作;通过倾斜下旋翼控制飞行器向前后左右各个方向的飞行。
Description
技术领域
本专利涉及航空、航模领域和玩具飞行器领域,特别涉及航空领域。
背景技术
航空飞行器这几年有了很大的发展,越来越多的各种飞行器出现在人们的视野中,进入普通民众的生活,飞行器的动力也开始多样化,不再是单一的燃油作为动力,近年来采用电作为动力的飞行器越来越多,这也符合环保的要求,同时让飞行器的控制变得越来相对更简单、高效。
发明内容
本专利的目的:是提供一种共轴飞行器设计,采用两个桨夹电机作为动力,两个电机上下共轴正反转,上下桨夹电机分别驱动上下旋翼正反转,通过倾斜旋翼控制飞行器的方向,旋翼可折叠,体积更小,运输方便,飞行更简单,提供一种个人飞行器的解决方案。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种共轴飞行器设计,包括上、下旋翼,上、下桨夹电机,折叠桨夹,旋翼倾斜器,十字倾斜盘,拉杆,舵机安装盘,背包机身;背包机身内有飞行控制板,电源;采用两个桨夹电机作为动力,共轴正反桨设计,上下两个桨夹电机分别连接旋翼,旋翼可折叠,桨夹电机驱动上下旋翼正反转,上下旋翼相反的转向抵消扭矩;飞行控制板控制两个电机不同的转速,转速差带来的扭矩不平衡实现转向操作;通过倾斜下旋翼控制飞行器向前后左右各个方向的飞行。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,采用两个桨夹电机提供动力,两个电机上下共轴,直接带动旋翼旋转,上下旋翼相反的转向互相抵消扭矩,控制两个电机的转速差实现转向;下电机正转时,上电机反转;或者下电机反转时,上电机正转。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,采用一体桨夹电机,桨夹集成于电机上,电机就是桨夹,桨夹就是电机,旋翼片直接连接在电机上。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,旋翼可折叠,在非飞行状态时,旋翼可折叠贴向机身,方便运输携带;旋翼可垂直向下折叠,或者平行向后或前方折叠。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,下电机旋翼片可倾斜,通过控制旋翼片向不同方向的倾斜,实现飞行器向各个方向的飞行。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,通过电机下方的十字倾斜盘实现对旋翼片的倾斜控制。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,采用桨夹电机,桨夹电机是空心轴无刷外转子电机,整个电机外壳旋转,电机轴和定子固定不旋转,上下两个电机固定于同一根轴上。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,可以通过电机座安装普通无刷电机,或者使用带底座的外转无刷电机。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,体积紧凑,一种外形样式为背包式个人飞行器,直接背负在人身上,起飞方便,携带容易;背包上可有操作杆,操作飞行器的飞行;或者没有操作杆,通过飞行遥控器控制飞行器的飞行。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,一种外形样式为带座椅式飞行器,座椅上有操作杆,并可以地面远程控制飞行器。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,一种外形样式为圆柱形无人机,上下旋翼位于圆柱形机身的上方,旋翼可折叠贴着机身,方便携带。
其特征是,本发明一种共轴飞行器设计,桨夹电机的桨夹数为N,N是大于1的自然数,旋翼的总叶片数为2乘以N片,如可以为4片、6片、8片等。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下。
本发明一种共轴飞行器设计,采用两个桨夹电机作为动力,桨夹集成于电机上,电机就是桨夹,桨夹就是电机,旋翼片直接连接电机,更简单高效。
本发明一种共轴飞行器设计,控制上下两个桨夹电机不同的转速,转速差带来的扭矩不平衡实现转向操作。
本发明一种共轴飞行器设计,通过倾斜下旋翼片,实现不同方向的飞行。
本发明一种共轴飞行器设计,体积更小,作为个人背包式飞行器,可垂直起降,飞行、携带更方便。
本发明一种共轴飞行器设计,旋翼可折叠,结构更紧凑,电机直接带动旋翼旋转,结构简单,运行可靠,易于维修,环保高效。
附图说明
图1是本发明一种共轴飞行器设计的一种外观示意图。
图2是本发明一种共轴飞行器设计的动力系统示意图。
图3是本发明一种共轴飞行器设计的桨夹电机示意图。
图4是本发明一种共轴飞行器设计的安装平口桨夹示意图。
图5是本发明一种共轴飞行器设计的倾斜原理示意图。
图6是本发明一种共轴飞行器设计的一种外转电机示意图。
图7是本发明一种共轴飞行器设计的安装普通电机示意图。
图8是本发明一种共轴飞行器设计的个人飞行背包示意图。
图9是本发明一种共轴飞行器设计的轻型飞行器示意图。
图10是本发明一种共轴飞行器设计的无人机示意图。
图中1.电机空心轴;2 .上旋翼;3.下旋翼;4.上桨夹电机; 5.下桨夹电机;6.背包;7.动力系统;8.机身; 9.脚架;10.倾斜器;11.上桨夹连接轴;12.折叠桨夹;13下桨夹连接轴;14.拉杆;15.拉杆;16.舵机臂;17.舵机臂;18.舵机;19.倾斜安装盘;21.平口桨夹;22.折叠桨夹;30.上电机上端盖;31.轴承;32.电机永磁;33.电机定子;34.轴套; 35.上电机下端盖;36.轴承;37.下电机上端盖;38.轴承;39.电机永磁;40.电机定子;41. 轴套;42.轴承;43.下电机下端盖;44.十字倾斜盘外圈;45.轴承;46.十字倾斜盘;47.关节轴承;48.十字倾斜盘下拉杆座;49.拉杆;51.轴承;52.轴承;53.电机上端盖;54.电机外圈;55.电机永磁;56.电机定子;57.电机底座;61.普通无刷电机;62.电机座;63.可转桨夹;64.倾斜器;65.可转桨夹;66.无刷外转电机; 67.可转桨夹拉杆孔;71.操作杆;72.安全背带。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的细节和工作情况。
如图1是本发明一种共轴飞行器设计的一种外观示意图,上旋翼片2安装于上桨夹电机4上,下旋翼片3安装于下桨夹电机5上,6是背包,内有飞行器控制板、电源,整个飞行器可直接背负在人身上,实现个人的飞行。
图2是本发明一种共轴飞行器设计的动力系统示意图,12、22为折叠桨夹,上下旋翼片2、3通过折叠桨夹连接在上下桨夹电机4、5上,旋翼通过折叠桨夹可绕11、13桨夹连接轴向下旋转折叠。
上下桨夹电机4、5带动上下旋翼2、3相反的旋转为飞行器提供升力,通过飞行控制板控制上下旋翼的转速差实现飞行器的转向。
图2中10为旋翼倾斜器,通过拉杆49可控制下旋翼的倾斜,拉杆49有前后对称的两个,下方连接的是十字倾斜盘的外圈44,十字倾斜盘下有舵机通过舵机臂16、17连接拉杆14、15,控制十字倾斜盘的倾斜。
十字倾斜盘46由44外圈、45高速轴承、47关节轴承、48拉杆座组成,44外圈通过拉杆49与下旋翼倾斜件10连接,跟着下旋翼一起作高速旋转运动;倾斜盘通过47关节轴承安装与主轴1上,可绕主轴1做倾斜运动;舵机通过拉杆拉动十字倾斜盘的倾斜,再通过拉杆49实现下旋翼的倾斜,实现飞行器向特定方向的飞行,例如向前倾斜就向前飞,向左倾斜就向左飞。
图5是倾斜原理示意图,图中倾斜件10发生了明显的倾斜,当倾斜器倾斜时,与之安装的旋翼的安装角度发生变化,其产生的升力跟着发生变化,当向那个方向倾斜时,这个方向的旋翼安装角度就变小,升力就变小,飞行器就向这个方向飞行。
图4是本发明一种共轴飞行器设计的安装平口桨夹示意图,21为平口桨夹,飞行器可垂直向下折叠,或者使用21平口桨夹安装旋翼,旋翼可向前或后方折叠。
图3是本发明一种共轴飞行器设计的桨夹电机示意图,上桨夹电机由30上电机上端盖、31轴承、32电机永磁、33电机定子、34轴套、 35上电机下端盖、36轴承组成,下桨夹电机由37下电机上端盖、38轴承、39电机永磁、40电机定子、41 轴套、42轴承、43下电机下端盖组成。
桨夹电机桨夹与电机是一个整体,桨夹就是电机,电机就是桨夹,图3中上桨夹电机桨夹位于电机上部,或者可以在电机的下部或中部;下桨夹电机连接旋翼倾斜件10,倾斜件10如图5所示,可绕电机倾斜,带动旋翼的倾斜。
桨夹电机为外转无刷电机,电机定子33、40通过轴套34、41固定与空心轴1上,电机定子与轴固定不旋转,电机永磁32、39和上下端盖组成电机旋转的外壳,通过上下轴承31、36、38、42安装于主轴1上,绕主轴作旋转运动。
上下电机的电源线穿过空心轴1引出,连接下部电源和控制板。
图6是本发明一种共轴飞行器设计的一种外转电机示意图,由51轴承、52轴承、53电机上端盖、54电机外圈、55电机永磁、56电机定子、57电机底座组成,电机定子56通过电机底座57固定与主轴上,电机上端盖53、电机外圈54、电机永磁55组成电机的旋转外壳,外壳通过轴承51、52安装与主轴上,绕主轴作旋转运动;电机电源线从底座57中引出。
图7是本发明一种共轴飞行器设计的安装普通电机示意图,普通无刷电机61通过电机座62安装与主轴上,上下电机共轴;外转电机66与61安装于同一主轴上,66上固定有倾斜器64,桨夹63、65安装于倾斜器上,桨夹可绕倾斜器上下旋转,67是桨夹的拉杆连接孔;当拉杆拉动桨夹上下运动时,与桨夹连接的旋翼安度角度发生变化,升力就变化;下方十字倾斜盘往那个方向倾斜,那个方向上的升力就变小,飞行器就往这个方向飞行。
图8是本发明一种共轴飞行器设计的个人飞行背包示意图,71操作杆、72安全背带,旋翼系统位于背包飞行器的上方,背包内安装有电源、飞行控制板;可通过操作杆控制飞行器的飞行,或者没有操作杆,通过飞行遥控器控制飞行器的飞行。
图9是本发明一种共轴飞行器设计的轻型飞行器示意图,带有座椅和操作杆,并可地面远程控制飞行器的飞行。
图10是本发明一种共轴飞行器设计的无人机示意图,图中7动力系统、8机身、 9脚架,动力系统7为于机身8的上方,机身下可安装脚架9,机身8内有电源、飞行控制板等设备,外形为圆柱形,旋翼可折叠贴向机,携带方便。
本发明一种共轴飞行器设计,具体的功能和外观不只限于符图及以上提及的样式,也包括直接或间接使用、利用上述设计及原理的衍生类飞行器产品。
Claims (10)
1.一种共轴飞行器设计,包括上、下旋翼,上、下桨夹电机,折叠桨夹,旋翼倾斜器,十字倾斜盘,拉杆,舵机安装盘,机身;机身内有飞行控制板,电源;采用两个桨夹电机作为动力,共轴正反桨设计,上下两个桨夹电机分别连接旋翼,旋翼可折叠,桨夹电机驱动上下旋翼正反转,上下旋翼相反的转向抵消扭矩;飞行控制板控制两个电机不同的转速,转速差带来的扭矩不平衡实现转向操作;通过倾斜下旋翼控制飞行器向前后左右各个方向的飞行。
2.根据权利要求1所述的一种共轴飞行器设计,其特征是,采用两个桨夹电机提供动力,两个电机上下共轴,直接带动旋翼旋转,上下旋翼相反的转向互相抵消扭矩,控制两个电机的转速差实现转向;下电机正转时,上电机反转;或者下电机反转时,上电机正转。
3.根据权利要求1所述的一种共轴飞行器设计,其特征是,采用一体桨夹电机,桨夹集成于电机上,电机就是桨夹,桨夹就是电机,旋翼片直接连接在电机上。
4.根据权利要求1所述的一种共轴飞行器设计,其特征是,旋翼可折叠,在非飞行状态时,旋翼可折叠贴向机身,方便运输携带;旋翼可垂直向下折叠,或者平行向后或前方折叠。
5.根据权利要求1所述的一种共轴飞行器设计,其特征是,下电机旋翼片可倾斜,通过控制旋翼片向不同方向的倾斜,实现飞行器向各个方向的飞行。
6.根据权利要求2和3所述的一种共轴飞行器设计,其特征是,采用桨夹电机,桨夹电机是空心轴无刷外转子电机,整个电机外壳旋转,电机轴和定子固定不旋转,上下两个电机固定于同一根轴上。
7.根据权利要求1所述的一种共轴飞行器设计,其特征是,体积紧凑,一种外形样式为背包式个人飞行器,直接背负在人身上,起飞方便,携带容易;背包上可有操作杆,操作飞行器的飞行;或者没有操作杆,通过飞行遥控器控制飞行器的飞行。
8.根据权利要求1所述的一种共轴飞行器设计,其特征是,一种外形样式为带座椅式飞行器,座椅上有操作杆,并可以地面远程控制飞行器。
9.根据权利要求1所述的一种共轴飞行器设计,其特征是,一种外形样式为圆柱形无人机,上下旋翼位于圆柱形机身的上方,旋翼可折叠贴着机身,方便携带。
10.根据权利要求1和2所述的一种共轴飞行器设计,其特征是,桨夹电机的桨夹数为N,N是大于1的自然数,旋翼的总叶片数为2乘以N片,如可以为4片、6片、8片。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109747817A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-05-14 | 王继华 | 一种无尾翼矢量共轴直升机设计 |
CN115367145A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种电磁驱动调姿共轴式火星飞行器 |
WO2024125083A1 (zh) * | 2022-12-14 | 2024-06-20 | 米建军 | 一种飞行器控制方法及飞行器系统 |
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2018
- 2018-09-13 CN CN201811065685.2A patent/CN109131862A/zh active Pending
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