CN114072334A - 一种承载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种与无人机和类似交通工具相关联且用于运载乘客或负载的承载装置(1)，其中所述承载装置(1)包括具有预定几何形状的中心部(30)；第一侧壁(10)，其所围住的空间以环绕所述中心部(30)的方式开始且朝位于第一方向(31)上的第一端(11)减小；以及第二侧壁(20)，其所围住的空间以环绕所述中心部(30)的方式开始且朝位于第二方向(32)上的第二端(21)减小。

Description

一种承载装置
技术领域
本发明涉及一种用于在无人机和类似交通工具中运载乘客或负载的承载装置。
现有技术
无人机是一种可通过远程控制或软件管理的方式轻松引导的无人驾驶飞行器。无人机或无人驾驶飞行器在各个不同行业中得到广泛使用。近年来特别流行的无人机可实现如通信、广告、搜救工作和货物运输等各种任务。
可根据无人机的技术特性使其承载特定容量的负载。所以，可通过无人机将包裹、封袋或邮件运送到某个地址。如今，多家公司对使用无人机完成订单交付进行了研发。由此，计划通过无人机交付特定订单。
可参见文献中申请号为CN208585412U且标题为“用于无人驾驶飞机的耗材承载吊架(Consumable Material Carrying Hanger for Unmanned Airplane)”的实用新型申请。在所述申请中提供了一种承载吊架，特别是一种适用于运载物料的无人机承载吊架。为了解决上述技术问题，所述发明包括安装架、第一支架、第二支架、安装部件、落料部件、电动推杆和适于放置物料的物料托架。
因此，由于上述所有问题，需要在相关技术领域中进行改进。
发明概述
本发明涉及一种承载装置，用以消除上述缺点并为相关技术领域带来新的优点。
本发明的一目的是提供一种在无人机中使用的承载装置，其能够在空气动力起降中以最小摩擦力移动并在空中向任何方向漂移，以运载乘客或负载。
本发明的另一目的是提供一种承载装置，该承载装置将最少地受到空气运动的影响且将使用最大的体积来承载额外的负载。
为了实现上述目的和下文详述的目的，本发明涉及一种与无人机和类似交通工具相关联的且用于运载乘客或负载的承载装置。为此，所述承载装置包括具有预定几何形状的中心部；第一侧壁，其所围住的空间以环绕所述中心部的方式开始且朝位于第一方向上的第一端减小；以及第二侧壁，其所围住的空间以环绕所述中心部的方式开始且朝位于第二方向上的第二端减小。由此，提供了一种承载装置，其能够在空气动力起降中以最小摩擦力移动并在空中向任何方向漂移，以运载负载。
在本发明的一可能实施例中，所述中心部呈圆形。
在本发明的一可能实施例中，所述中心部呈正方形。
在本发明的一可能实施例中，所述中心部呈等边三角形。
在本发明的一可能实施例中，所述第一侧壁的表面和所述第二侧壁的表面包括多个堆叠的圆柱形层。因此，在承载装置的移动期间摩擦力最小。
在本发明的一可能实施例中，在第一侧壁和第二侧壁上设有多个凹陷，该凹陷的形状为多边形、圆形和椭圆形中的任何一个或多个。由此降低了承载装置的摩擦系数。
在本发明的一可能实施例中，在第一端上设有至少一个挂钩，用于与无人机进行关联。
附图说明
图1是主题承载装置的侧视图。
图2是主题承载装置的透视图。
图3是主题承载装置的代表性俯视图。
图4是主题承载装置的解决方案网的横截面图。
图5a示出了与承载装置的正交飞行分析有关的承载装置周围的速度分布。
图5b示出了与承载装置的正交飞行分析有关的承载装置周围的压力分布。
图5c、5d分别为与承载装置的正交飞行分析有关的承载装置周围压力分布的上视图和下视图。
图5e示出了与承载装置的正交飞行分析有关的承载装置周围的矢量速度分布。
图6a示出了与承载装置的水平飞行分析有关的承载装置周围的速度分布。
图6b示出了与承载装置的水平飞行分析有关的承载装置周围的压力分布。
图6c、6d分别为与承载装置的水平飞行分析有关的承载装置周围压力分布的上视图和下视图。
图6e示出了与承载装置的水平飞行分析有关的承载装置周围的矢量速度分布。
图7a示出了与承载装置的45度正交飞行分析有关的承载装置周围的速度分布。
图7b示出了与承载装置的45度正交飞行分析有关的承载装置周围的压力分布。
图7c、7d分别为与承载装置的45度正交飞行分析有关的承载装置周围压力分布的上视图和下视图。
图7e示出了与承载装置的45度正交飞行分析有关的承载装置周围的矢量速度分布。
具体实施方式
在本具体实施方式中，为了使主题更易理解，参考实施例来说明主题承载装置(1)，而不产生任何限制性作用。
图1是主题承载装置(1)的侧视图。本发明涉及一种在无人机和类似交通工具中使用的承载装置(1)，其在空气动力起降中以最小摩擦力在空中移动，以运载乘客或负载。所述承载装置(1)包括具有预定几何形状的中心部(30)。第一侧壁(10)，其所围住的空间以环绕所述中心部(30)的方式开始且朝位于第一方向(31)上的第一端(11)减小；以及第二侧壁(20)，其所围住的空间以环绕所述中心部(30)的方式开始且朝位于第二方向(32)上的第二端(21)减小。所述第一端(11)上设有至少一个挂钩(40)，用于将承载装置(1)与无人机相关联。
图2是主题承载装置(1)的代表性透视侧视图。中心部(30)可具有诸如圆形、正方形或等边三角形的几何形状。在本发明的优选实施例中，中心部(30)呈圆形。在第一侧壁(10)(其所围住的空间从中心部(30)朝位于第一方向(31)上的第一端(11)减小)与第二侧壁(20)(其所围住的空间从中心部(30)朝位于第二方向(32)上的第二端(21)减小)之间存在腔室结构。可将所需负载置于所述腔室中。在本发明的优选实施例中，第一侧壁(10)可呈从中心部(30)向第一端(11)延伸的锥形，而第二侧壁(20)可呈从中心部(30)向第二端(21)延伸的倒锥形。
在实现变向机动的同时，无人机可随时向任何方向移动，而无需以与飞机相反的方式实现像旋翼机或多旋翼机那样的机动。与无人机相关联的承载装置(1)在所有正交或水平移动中都具有相同的表面结构。由于腔室在正交平面的底部变窄，因此腔室中承载的负载保持在腔室的底部，且承载装置(1)的重心免于恶化。
在承载装置(1)中，可在第一侧壁(10)和第二侧壁(20)的表面上设有多个圆柱形层(50)。由于设在第一侧壁(10)和第二侧壁(20)的表面上的所述圆柱形层(50)结构，使得承载装置(1)在移动期间的摩擦力最小。无人机基本上是垂直升空的，且在飞行期间是水平移动的。由于承载装置(1)的表面形状，使得无论承载装置(1)在空中向哪个方向移动，其表面形状都是相同的。
此外，在承载装置(1)中，在第一侧壁(10)和第二侧壁(20)的表面上设有多个凹陷(60)，该凹陷(60)可呈多边形、圆形和椭圆形。由于所述凹陷(60)结构，使得在承载装置(1)的表面上形成湍流边界层，从而使漂移系数减小。
由此，提供了一种在无人机中使用的承载装置(1)，其能够在空气动力起降中以最小摩擦力移动并在空中向任何方向漂移，以运载乘客或负载。
分析
为了能够获得承载装置(1)周围的速度和压力分布以及承载装置(1)周围的压力降和反作用力，在45度飞行以及水平和正交飞行中进行了流体分析。
正交飞行分析被称为第一状态，水平飞行分析被称为第二状态，45度正交飞行分析被称为第三状态。对于第一状态，承载装置(1)的飞行速度值已输入为35km/h。对于第二状态，承载装置(1)的飞行速度值已输入为100km/h。在第三状态下，承载装置(1)的飞行速度值已输入为50km/h。对于分析中的所有状态，所用温度均为20℃。空气的力学值已取为1atm时的外部大气值。外部大气压力值已取为1atm。
分析中的控制体积在每个方向上都增加了十倍于承载装置(1)的量，并且所有表面都被定义为外部大气。参见图4，域中共使用了约1300000个解决方案网。单元在承载装置(1)的周围具有高频率，在外部具有低频率。
对于第一状态(即在承载装置(1)的正交飞行中)，分析如下。图5a示出了承载装置(1)周围的速度分布。图5b示出了承载装置(1)周围的压力分布。图5c、5d分别为承载装置(1)周围压力分布的上视图和下视图。图5e示出了承载装置(1)周围的矢量速度分布。表1给出了承载装置(1)在第一状态下的力、压力和剪应力值。可看出，对于承载装置(1)，在正交飞行中已达到了理想的空气动力值。
对于第二状态(即在承载装置(1)的水平飞行中)，分析如下。图6a示出了承载装置(1)周围的速度分布。图6b示出了承载装置(1)周围的压力分布。图6c、6d分别为承载装置(1)周围压力分布的上视图和下视图。图6e示出了承载装置(1)周围的矢量速度分布。表2给出了承载装置(1)在第二状态下的力、压力和剪应力值。可看出，对于承载装置(1)，在水平飞行中已达到了理想的空气动力值。
对于第三状态(即在承载装置(1)的45度正交飞行中)，分析如下。图7a示出了承载装置(1)周围的速度分布。图7b示出了承载装置(1)周围的压力分布。图7c、7d分别为承载装置(1)周围压力分布的上视图和下视图。图7e示出了承载装置(1)周围的矢量速度分布。表3给出了承载装置(1)在第三状态下的力、压力和剪应力值。可看出，对于承载装置(1)，在45度正交飞行中已达到了理想的空气动力值。
表1–承载装置(1)在第一状态下的力、压力和剪应力值
单位 指标 第一状态
平均静压 Pa 1.50 101319.35
平均总压 Pa 1.50 101319.35
力 N 0.913 20.939
力(X) N 0.393 0.012
力(Y) N 0.321 -0.038
力(Z) N 0.883 -20.939
平均剪应力 Pa 4.84e-03 0.12
平均剪应力(X) Pa 1.58e-03 -3.66e-05
平均剪应力(Y) Pa 1.27e-03 -2.12e-04
平均剪应力(Z) Pa 1.56e-03 -0.04
表2–承载装置(1)在第二状态下的力、压力和剪应力值
Figure BDA0003456100210000061
Figure BDA0003456100210000071
表3–承载装置(1)在第三状态下的力、压力和剪应力值
单位 指标 第三状态
平均静压 Bar 4.68e-05 1.01
平均总压 Bar 4.68e-05 1.01
力 N 0.688 23.196
力(X) N 0.468 -8.038
力(Y) N 0.345 -1.566
力(Z) N 0.713 -21.702
平均剪应力 Bar 7.62e-08 2.51e-06
平均剪应力(X) Bar 3.33e-08 -8.67e-07
平均剪应力(Y) Bar 1.13e-08 -6.15e-08
平均剪应力(Z) Bar 1.86e-08 -6.05e-07
综上所述，对于第一状态、第二状态和第三状态，承载装置(1)的反作用力已分别确定为20.94N、7.48N和23.2N，承载装置(1)的剪应力已分别达到了0.12Pa、0.19Pa和0.251Pa。可看出，承载装置(1)在所有三种状态下都已达到了理想的空气动力值。本发明的保护范围在所附权利要求书中阐明，并且不限于以上详细描述中所给出的示例性公开内容，这是因为相关领域的技术人员显然可在不脱离本发明的主要原理的情况下，根据上述公开内容得出类似的实施例。
参考编号
1 承载装置
10 第一侧壁
11 第一端
20 第二侧壁
21 第二端
30 中心部
31 第一方向
32 第二方向
40 挂钩
50 层
60 凹陷。

Claims (7)

1.一种与无人机和类似交通工具相关联且用于运载乘客或负载的承载装置(1)，其中，所述承载装置(1)包括具有预定几何形状的中心部(30)；第一侧壁(10)，其所围住的空间以环绕所述中心部(30)的方式开始且朝位于第一方向(31)上的第一端(11)减小；以及第二侧壁(20)，其所围住的空间以环绕所述中心部(30)的方式开始且朝位于第二方向(32)上的第二端(21)减小。
2.根据权利要求1所述的承载装置(1)，其中，所述中心部(30)呈圆形。
3.根据权利要求1所述的承载装置(1)，其中，所述中心部(30)呈正方形。
4.根据权利要求1所述的承载装置(1)，其中，所述中心部(30)呈等边三角形。
5.根据权利要求1所述的承载装置(1)，其中，所述第一侧壁(10)的表面和所述第二侧壁(20)的表面包括多个堆叠的圆柱形层(50)。
6.根据权利要求1或5所述的承载装置(1)，其中，在所述第一侧壁(10)和所述第二侧壁(20)的表面上设有多个凹陷(60)，该凹陷(60)的形状为多边形、圆形和椭圆形中的任何一个或多个。
7.根据权利要求1所述的承载装置(1)，其中，在所述第一端(11)上设有至少一个挂钩(40)，用于与所述无人机进行关联。
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