CN109398704A - 一种紧急运送飞行设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主要由模块化的飞行单元组成的飞行设备，每个飞行单元均具有便于阵列式组装的正六边形外框架，具有两个正反旋转的升力风扇，具有供电电池，具有控制器、姿态传感器。每个飞行单元之间用标准化的角连接装置进行连接，一些诸如控制杆、围栏杆、电源供应装置等设备也通过标准化的角装置进行连接。该发明的有益效果是：存放运输时占用空间少，容纳故障能力强，可以根据需求大小灵活迅速地组装投入使用，适用于紧急状态下的人或物件运送使用。

Description

一种紧急运送飞行设备
技术领域
本发明涉及飞行器领域，主要是涉及消防救援、紧急运送所需的多旋翼飞行器领域。
背景技术
随着多旋翼飞行器技术日臻成熟，使得多旋翼飞行器应用越来越广泛，也将越来越多地解决我们生活中的各种问题。
世界那么大，发生的事那么多，总有一些意外之事不期而来，比如地震、火灾、水灾，甚至一场高速路上长达几小时的堵车，都能让人抓狂，这个时候经常会出现需要紧急运送个什么东西，如高层火灾逃生、病人紧急运输、药品即刻送达、高空电缆作业等等，这就需要一种便利的空中飞行器来帮忙。市场上已经存在了许多多旋翼飞行器，也有许多类型飞行器正在申请专利当中，比如申请号为201710948600.4的专利，就有与本方案类似的地方，该专利方案有风扇模组、活动翼的设置，但还不够灵活，难以兼顾小物件与大物件的空中运输，而且该方案侧重于灭火消防，有一定局限性。
发明内容
为了克服飞行器上述问题，以及为了得到更广泛的应用，本发明提出了一种主要由模块化的飞行单元组成的飞行设备方案，具体发明内容如下：
一种紧急运送飞行设备，主要由阵列式安装的多个飞行单元组成，所述飞行单元有正六边形的外框架，外框架的角上有与其它单元进行连接的装置，其中每个角上都有与其它单元进行物理固定的连接装置，其中至少两个角上有与其它单元进行数据通讯的电缆连接装置，每个角电缆连接装置都分为两组，每一组可以连接一个邻单元；所述飞行单元中央有上下两个正反旋转的升力风扇；所述飞行单元安装有姿态传感器及控制器，其中控制器可以读取姿态传感器数据，可以通过角上的电缆连接与其他飞行单元或部件进行数据通讯，可以控制本飞行单元的升力风扇的旋转。
作为飞行单元之间进行物理固定连接的一个详细方案，在于所述用于物理固定的角连接装置具有120度圆弧形状，所述圆弧状装置还具有内、外螺纹，所述圆弧及螺纹可以与同角的另外两个飞行单元组成一个完整的圆与螺纹；同时，角连接装置处有一个空心的带有内螺纹的螺纹套，该螺纹套套在角连接装置的外螺纹上。
作为一个供电形式的选项，每个飞行单元都安装有电池，所述电池为多组并联，每组为多个串联，并且所述电池安装在飞行单元的外框架。
作为一个供电形式的选项，所述飞行单元的电缆连接装置还具有电力交互供应功能，所述飞行设备还有外部电源供应装置，该外部电源供应装置通过飞行单元角上的连接装置与飞行单元进行物理固定连接并向飞行设备供应电力。
作为一个设备完善的选项，所述飞行单元有防护隔离网罩，网罩能够让升力风扇所需气流通过。
作为一个操控飞行设备的选项，在于还有控制杆，控制杆通过飞行单元角上的连接装置与飞行单元进行物理固定连接及数据通讯，所述控制杆上有操作飞行设备进行飞行的按钮或手柄或触摸屏。
作为一个操控飞行设备的选项，在于还包括有无线信号收发装置，无线信号收发装置通过飞行单元角上的连接装置与飞行单元进行物理固定连接及数据通讯，并且通过无线方式与其它设备进行数据通讯。
作为一个设备完善的选项，在于还安装有一个及以上的围栏杆，围栏杆通过飞行单元角上的连接装置进行物理固定连接，围栏杆之间还有用来进行圈围保护的连接绳索。
本发明的有益效果是：由于每个飞行单元都有独立的控制器、姿态传感器、电源及升力风扇，每个飞行单元之间有2条及以上的通讯链路，使得整个飞行设备容纳故障能力极强，既使小部分飞行单元损坏，整个飞行设备都还能安全飞行；本发明模块化的飞行单元设置，使得飞行设备存放运输时占用空间少，并且可以根据需求大小灵活迅速地组装投入使用；本发明标准化的角连接装置方案，使得可以在角连接处插接不同的其他部件，从而实现不同的功能，从而适应更多的使用场景。
附图说明
附图1为一个飞行单元的实施示意图。
附图2为飞行设备的角连接装置实施示意图。
附图3为阵列式的飞行单元组成的飞行设备实施示意图。
具体实施方式
附图1为一个飞行单元的实施示意图，飞行单元具有正六边形的外框架1，六边形外框架上的每一边上都有电池组4，电池组4为六个电池串联而成，边与边的电池用并联的方式连接，外框架1的角上都有与其它单元进行连接的固定装置，连接固定装置为120度的圆弧形状，圆弧状装置还有外螺纹2及内螺纹3，非相邻的三个角上都有左右两组电缆连接装置5，电缆连接装置5有数据通讯线功能及电力供应功能，飞行单元中央有上下两个正反旋转的升力风扇6与升力风扇7，飞行单元在中央位置安装有姿态传感器8及控制器9，飞行单元还有防护隔离网罩10。
在所示飞行单元中，升力风扇6及升力风扇7均包括二叶扇与无刷电机，控制器9包括微处理器及两个无刷电调，两个无刷电调分别连接上述两个无刷电机，其中电池组提供电力，微处理器读取姿态传感器8的姿态数据，通过电缆连接装置5与其他单元通讯交换数据，发出指令控制无刷电调，无刷电调驱动升力风扇中电机的旋转，电机带动扇叶产生升力。
附图2为飞行设备的角连接装置实施示意图，三个飞行单元的120度圆弧形状在角上组成一个完整的圆，其中相邻的飞行单元的电缆连接装置5在角上连接起来，每个飞行单元在此角上的两组电缆都分别连接另外两个飞行单元；角连接装置处有一个空心的螺纹套11，螺纹套11带有内螺纹12，螺纹套11通过内螺纹12与飞行单元连接角上的外螺纹2进行咬合套住，从而固定相邻三个飞行单元的物理位置。
附图3为阵列式的飞行单元组成的飞行设备实施示意图，多个飞行单元通过角连接装置连接起来，所示飞行设备还有一个控制杆13，控制杆上有操作飞行设备进行飞行的多个按钮，按钮上部有进行信息显示的显示屏，控制杆下方有外螺纹14，控制杆通过外螺纹14与飞行单元的内螺纹3进行咬合，从而实现控制杆的物理固定，控制杆下方还有一个连接电缆15，连接电缆15通过与飞行单元的电缆连接装置5进行连接，实现供电与数据通讯。
其他附加设备如无线信号收发装置、围栏杆等，均通过类似于控制杆的物理固定、数据通讯方式与飞行设备进行连接，不再另行绘图示意。
为使本专业人员更加熟悉并实施本发明，在上述对发明设备物体描述基础上，补充对设备的使用方法的描述如下：
通过三个实施示意图及前述实施说明得知，相邻的飞行单元用电缆连接装置5进行连接，不同的邻飞行单元有不同的电缆连接，通过usart、spi等方式实现相邻单元的数据通讯，从而每个飞行单元会知道连接角上的相邻单元是否存在，知道相邻单元的姿态情况，以及知道相邻单元的其他邻单元情况，从而最后每个飞行单元都会知道整个飞行设备的飞行单元分布图，知道自己在整个飞行设备中的位置。飞行单元从角电缆连接装置处获得飞行控制信息，结合姿态信息、位置信息，实现本单元的飞行控制，从而最终实现整个飞行设备的去中心化的飞行控制。例如某飞行单元通过姿态传感器获知目前姿态是向南下方倾斜，而控制目标是维持飞行设备姿态在水平，通过数据通讯得到自身单元位置，如果自身单元位置在南方，则提高本单元的升力风扇转速，如果自身位置在北方，则减少本单元的升力风扇转速，如果自身位置在东方或西方，则维持转速不变。例如控制信息的目标是维持飞行设备的方位角不变，某飞行单元通过姿态传感器得如目前方向角有顺时针偏移，就可以提高本飞行单元顺时针旋转升力风扇的转速，减少另一个逆时针旋转升力风扇的转速，从而实现飞行设备方向角控制的目标。

Claims (8)

1.一种紧急运送飞行设备，其特征在于，包括阵列式安装的多个飞行单元：
所述飞行单元有正六边形的外框架，外框架的角上有与其它单元进行连接的装置，其中每个角上都有与其它单元进行物理固定的连接装置，其中至少两个角上有与其它单元进行数据通讯的电缆连接装置，其中每个角电缆连接装置都分为两组，每一组可以连接一个邻单元；
所述飞行单元中央有上下两个正反旋转的升力风扇；
所述飞行单元安装有姿态传感器及控制器，其中控制器可以读取姿态传感器数据，可以通过角上的电缆连接装置与其他飞行单元或部件进行数据通讯，可以控制本飞行单元的升力风扇的旋转。
2.根据权利要求1所述紧急运送飞行设备，其特征在于，所述用于物理固定的角连接装置具有120度圆弧形状，所述圆弧状装置还具有内、外螺纹，所述圆弧及螺纹可以与同角的另外两个飞行单元组成一个完整的圆与螺纹；其特征还在于在角连接装置处有一个空心的带有内螺纹的螺纹套，该螺纹套套在角连接装置的外螺纹上。
3.根据权利要求1或2所述紧急运送飞行设备，其特征在于，所述飞行单元还安装有电池，所述电池为多组并联，每组为多个串联，所述电池安装在飞行单元的外框架。
4.根据权利要求1到3任一所述紧急运送飞行设备，其特征在于，所述飞行单元的电缆连接装置还具有电力交互供应功能，所述飞行设备还有外部电源供应装置，该外部电源供应装置通过飞行单元角上的连接装置与飞行单元进行物理固定连接并向飞行设备供应电力。
5.根据权利要求1到4任一所述紧急运送飞行设备，其特征在于所述飞行单元有防护隔离网罩，网罩能够让升力风扇所需气流通过。
6.根据权利要求1到5任一所述紧急运送飞行设备，其特征在于还有控制杆，控制杆通过飞行单元角上的连接装置与飞行单元进行物理固定连接及数据通讯，所述控制杆上有操作飞行设备进行飞行的按钮或手柄或触摸屏。
7.根据权利要求1到6任一所述紧急运送飞行设备，其特征在于还包括无线数据收发装置，无线数据收发装置通过飞行单元角上的连接装置与飞行单元进行物理固定连接及数据通讯，并且通过无线方式与其它设备进行数据通讯。
8.根据权利要求1到7任一所述紧急运送飞行设备，其特征在于还安装有一个及以上的围栏杆，围栏杆通过飞行单元角上的连接装置进行物理固定连接，围栏杆之间还有用来进行圈围保护的连接绳索。
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