CN111846191A

CN111846191A - 一种组合动力飞艇

Info

Publication number: CN111846191A
Application number: CN202010734802.0A
Authority: CN
Inventors: 邵垒; 侯洋; 方子淇; 黎涛; 邝津
Original assignee: Chongqing Jiaotong University
Current assignee: Chongqing Jiaotong University
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2020-10-30

Abstract

本发明公开了一种组合动力飞艇，包括气囊骨架，气囊骨架外连接有气囊，所述气囊骨架的两侧均连接有前主旋翼支架和后主旋翼支架，每侧的所述前主旋翼支架和后主旋翼支架之间均设置有侧旋翼支架连接于所述气囊骨架上，所述前主旋翼支架和后主旋翼支架上均连接有主旋翼，所述侧旋翼支架均连接有侧旋翼，所述气囊骨架上还连接有尾翼支架，所述尾翼支架连接尾翼。本发明兼顾传统飞艇和传统旋翼无人机的优点，解决了传统飞艇的不稳定性和多旋翼无人机滞空时间短暂的问题，结合飞艇的浮力和无人机旋翼的易操纵性，兼顾稳定性和长续航的优点，保证飞艇稳定且长续航，提高工作效率，安全可靠。

Description

一种组合动力飞艇

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别是涉及一种组合动力飞艇。

背景技术

在航空领域当中，目前传统飞艇的特点是滞空时间长，但兼有不易操控的不稳定性和方向的不稳定性，也没有完备的操纵体系。一个典型的飞艇，由于受附加质量的影响，是静不稳定的，附加质量对横向静稳定性有较大影响，大多数情况下,偏航方向在无控状态下是静不稳定的，所以解决飞艇的方向稳定性一直是人们所关注的一个问题。而对于传统多旋翼无人机的特点是易操控的稳定性但滞空时间短暂，长期以来，无人机的续航时间一直被人们所诟病，从无人机开机到起飞就可能需要好几分钟，再加上返航时间，无人机根本飞不了不久，也飞不远。市场上的无人机续航能力一般在20分钟至30分钟之间，充电时间则超过一小时，限制了无人机的飞行时间和飞行距离，所以解决无人机的续航问题也一直受人们所关注。传统飞艇和无人机两者都对航空领域做出了积极作用，但对于更多的工作无法有效应对，影响了工作效率，加大了投入成本。

因此本领域技术人员致力于开发一种组合动力飞艇，即通过充氦气囊产生静浮力和旋翼旋转产生动升力的动力组合进行飞行，该飞行器具有稳定性好、滞空时间长的特点。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种稳定性好、滞空时间长的新型组合动力飞艇。

为实现上述目的，本发明提供了一种组合动力飞艇，包括气囊骨架，所述气囊骨架外包裹有气囊，所述气囊骨架的两侧均连接有前主旋翼支架和后主旋翼支架，每侧的所述前主旋翼支架和后主旋翼支架之间均设置有侧旋翼支架，所述侧旋翼支架连接于所述气囊骨架上，所述前主旋翼支架和后主旋翼支架上均连接有主旋翼，所述侧旋翼支架均连接有侧旋翼，所述气囊骨架上还连接有尾翼支架，所述尾翼支架连接尾翼；所述气囊骨架两侧边均连接有多个侧骨架，所述侧骨架由三个骨架片通过铰链连接而成。

较佳的，每个所述主旋翼均连接有一个主旋翼电机，每个所述侧旋翼均连接有一个侧旋翼电机。

较佳的，所述主旋翼电机安装于对应的所述前主旋翼支架或后主旋翼支架上，所述侧旋翼电机安装于对应的所述侧旋翼支架上。

较佳的，所述气囊内设置有主电源，所述主电源通过电线与各所述主旋翼电机和侧旋翼电机相连。

较佳的，所述气囊内设置有控制元件，所述控制元件与每个所述主旋翼电机和侧旋翼电机相连接。

较佳的，所述气囊上安装有摄像头，所述摄像头连接所述控制元件。

较佳的，所述气囊外表面包裹有气囊蒙皮，所述气囊内部空间填充氦气。

较佳的，所述气囊下端连接四个气垫；每个所述气垫下端均设置有进出气口。

较佳的，所述主旋翼主轴上连接有支撑架，所述支撑架外侧连接有保护罩。

较佳的，所述主旋翼横向安装，所述侧旋翼竖向安装。

本发明的有益效果是：本发明兼顾传统飞艇和传统旋翼无人机的优点，通过充氦气囊产生静浮力和旋翼旋转产生动升力的动力组合进行飞行，解决了传统飞艇的不稳定性和多旋翼无人机滞空时间短暂的问题，结合飞艇的浮力和无人机旋翼的易操纵性，兼顾稳定性和长续航的优点，保证飞艇稳定且长续航，提高工作效率，安全可靠。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。

图2是本发明一具体实施方式的气囊骨架结构示意图。

图3是本发明一具体实施方式主电源及控制元件的安装结构示意图。

图4是本发明一具体实施方式的主旋翼电机的分布结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图3所示，一种组合动力飞艇，包括气囊骨架3，气囊骨架3外包裹有气囊1，气囊1外表面包裹有气囊蒙皮2，气囊1内部空间填充氦气。气囊骨架3的两侧均连接有前主旋翼支架61和后主旋翼支架62，每侧的前主旋翼支架61和后主旋翼支架62之间均设置有连接于气囊骨架3上的侧旋翼支架7，前主旋翼支架61和后主旋翼支架62上均连接有主旋翼10，主旋翼10主轴上连接有支撑架17，支撑架17外侧连接有保护罩18。侧旋翼支架7均连接有侧旋翼12。主旋翼10横向安装，侧旋翼12竖向安装。气囊骨架3上还连接有尾翼支架8，尾翼支架8连接尾翼13，尾翼13起平衡作用，不连接电机。气囊骨架3两侧边均连接多个侧骨架19，本实施例中，一侧边包含3个测骨架19，侧骨架19由三个骨架片铰接而成，铰链的弹簧力使得气囊1漏气时保持固定形态，抽气的时候，上面的杆支撑下放，减少体积，易于收集和存放。本实施例中，所有前主旋翼支架61和后主旋翼支架62共同构成“X”型，即一侧的前主旋翼支架61和另一侧的后主旋翼支架62在同一斜线上，同时，两前主旋翼支架61端部前后在同一直线上，两后主旋翼支架62端部前后在同一直线上。

每个主旋翼10均连接有一个主旋翼电机（未图示），每个侧旋翼12均连接有一个侧旋翼电机11。主旋翼电机安装于对应的前主旋翼支架61或后主旋翼支架62上，侧旋翼电机11安装于对应的侧旋翼支架7上。如图4所示，本实施例中，主旋翼电机包括右前电机A1，左前电机A2，左后电机A3，右后电机A4。

气囊1内设置有主电源5，主电源5通过电线与各主旋翼或侧旋翼电机11相连。本实施例中，此连接电线分别设于相应的前主旋翼支架61或后主旋翼支架62或侧旋翼支架7内。同时，气囊1内设置有控制元件4，控制元件4与每个主旋翼电机9和侧旋翼电机11相连接，从而可实现控制元件4对各电机的控制。气囊1上还安装有摄像头14，摄像头14连接控制元件4，通过摄像头14可实现对周围环境的录入，并传输给控制元件4，从而实现人机互动或为控制元件4下达指令提供支持。

本发明的气囊1下端连接四个气垫15，每个气垫15下端均连接进出气口16。气垫15可使飞艇在任何地方降落，且依靠在地面上时，可以吸附在地面上，避免被大风刮走，气垫15下端连接的进出气口16能方便气垫15的回收。

本发明工作时，控制元件4连接主旋翼电机9控制飞行。控制方式为：同时增加右前电机A1、左前电机A2、左后电机A3、右后电机A4的转速能使飞艇垂直上升运动；同时减小右前电机A1、左前电机A2、左后电机A3、右后电机A4的转速能使飞艇垂直下降运动；同时将右前电机A1、左前电机A2的转速减小或者将左后电机A3、右后电机A4的转速增加，四旋翼会产生向前上方的力，使四个主旋翼向前飞行；同时将右前电机A1、左前电机A2的转速增加或者将左后电机A3、右后电机A4的转速减小，四旋翼会产生向后上方的力，使四旋翼向后飞行；同时将左前电机A2、左后电机A3的转速增加或者将右前电机A1、右后电机A4的转速减小，四旋翼会产生向右上方的合力，使四旋翼向右飞行；同时将左前电机A2、左后电机A3的转速减小或者将右前电机A1、右后电机A4的转速增加，四旋翼会产生向左上方的合力，使四旋翼向左飞行，同时将A1、左后电机A3的转速增加或者将左前电机A2、右后电机A4的转速减小，四旋翼会向右旋转，实现向右偏航；同时将右前电机A1、左后电机A3的转速减小或者将左前电机A2、右后电机A4的转速增加，四旋翼会向左旋转，实现向左偏航，而控制元件4连接的侧旋翼电机11会在航行过程中进行辅助控制，侧旋翼电机11连接的侧旋翼12在飞艇直线行驶的过程中为飞艇提供一部分动力，起辅助飞行的作用，提高飞艇的航行速度；侧旋翼12在飞艇转向时进行方向的辅助控制，向左偏航时，侧旋翼电机11右部加大转速，左部减小转速；向右偏航时侧旋翼电机11右部减小转速，左部加大转速，使得转向更加安全快速，提高飞艇的稳定性。

通过前述有效控制，可解决传统飞艇不稳定性问题和多旋翼无人机的滞空时间短暂的问题。简单的外形设计，兼顾稳定性和长续航的优点，保证飞艇稳定且长续航，提高工作效率，安全可靠。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种组合动力飞艇，其特征是：包括气囊骨架（3），所述气囊骨架（3）外包裹有气囊（1），所述气囊骨架（3）的两侧均连接有前主旋翼支架（61）和后主旋翼支架（62），每侧的所述前主旋翼支架（61）和后主旋翼支架（62）之间均设置有侧旋翼支架（7），所述侧旋翼支架（7）连接于所述气囊骨架（3）上；所述前主旋翼支架（61）和后主旋翼支架（62）上均连接有主旋翼（10），所述侧旋翼支架（7）均连接有侧旋翼（12）；所述气囊骨架（3）上还连接有尾翼支架（8），所述尾翼支架（8）连接尾翼（13）；所述气囊骨架（3）两侧边均连接有多个侧骨架（19），所述侧骨架（19）由三个骨架片通过铰链连接而成。

2.如权利要求1所述的组合动力飞艇，其特征是：每个所述主旋翼（10）均连接有一个主旋翼电机，每个所述侧旋翼（12）均连接有一个侧旋翼电机（11）。

3.如权利要求2所述的组合动力飞艇，其特征是：所述主旋翼电机安装于对应的所述前主旋翼支架（61）或后主旋翼支架（62）上，所述侧旋翼电机（11）安装于对应的所述侧旋翼支架（7）上。

4.如权利要求3所述的组合动力飞艇，其特征是：所述气囊（1）内设置有主电源（5），所述主电源（5）通过电线与各所述主旋翼电机和侧旋翼电机（11）相连。

5.如权利要求2所述的组合动力飞艇，其特征是：所述气囊（1）内设置有控制元件（4），所述控制元件（4）与每个所述主旋翼电机和侧旋翼电机（11）相连接。

6.如权利要求5所述的组合动力飞艇，其特征是：所述气囊（1）上安装有摄像头（14），所述摄像头（14）连接所述控制元件（4）。

7.如权利要求1所述的组合动力飞艇，其特征是：所述气囊（1）外表面包裹有气囊蒙皮（2）；所述气囊（1）内部空间填充氦气。

8.如权利要求1所述的组合动力飞艇，其特征是：所述气囊（1）下端连接四个气垫（15）；每个所述气垫（15）下端均设置有进出气口（16）。

9.如权利要求1所述的组合动力飞艇，其特征是：所述主旋翼（10）主轴上连接有支撑架（17），所述支撑架（17）外侧连接有保护罩（18）。

10.如权利要求1所述的组合动力飞艇，其特征是：所述主旋翼（10）横向安装，所述侧旋翼（12）竖向安装。