CN201089520Y - 陀螺式垂直升降飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的陀螺式垂直升降飞行器包括起落架、垂直升降装置、推进装置和控制装置，所述垂直升降装置包括升降发动机、换向驱动装置、下旋翼片、上旋翼片和旋翼框架，经换向驱动装置使下旋翼片、上旋翼片的转动速度相同但转动方向相反，两个反向旋转的旋翼片为机翼式叶片，在升降发动机的驱动下相互作反向高速旋转，可以相互抵消反力矩，使旋翼框架和驾驶盘等能够不随旋翼片转动而保持所需方位，且能像陀螺似的在前进、后退、上升、下降时，保持平稳而不会发生倾斜，具有设计简单合理、体积小、价格低廉、安全性能好等优点，是一种适合城市交通中个人使用的垂直升降飞行器。

Description

陀螺式垂直升降飞行器

技术领域

本实用新型涉及一种飞行器，特别是一种体积小、重量轻、能垂直起飞或降落的适合工薪阶层作个人的交通工具使用的飞行器，属于飞机领域。

背景技术

由于城市交通随着车辆迅速增加而越来越拥堵，在上下班高峰期间，车速还不如步行快，道路的通行能力严重滞后，人们迫切希望能有新的代步工具问世。为了改善交通环境，国家最近已向民间开放低空领域，为人们使用低空飞行器提供了有利条件。但目前还没有适合工薪阶层个人使用的低空低速飞行器。因为现有的载人飞行器主要有：1、螺旋浆飞机和喷气式飞机等压力差式飞行器，主要是利用气流在机翼上方和下方产生的压力差而产生的浮力进行飞行，具有飞行速度快等优点，但必须要有符合要求的起降跑道的机场与之配套，不适合近距离飞行和进行空中停留作业。2、螺旋浆直升机和喷气直升机等主要靠压缩空气进行升降和飞行的压气式飞行器，能进行垂直升降和空中停留作业，但必须要有较大的平台或广场才能升降。上述飞机都存在体积大、价格昂贵、起降场地要求高等不足之处，都不适合作个人的低空低速飞行器使用。

发明内容

本实用新型的目的主要是为了减轻城市交通压力，设计一种适合工薪阶层作交通工具使用的体积小、价格低廉、安全性能好、使用方便的陀螺式垂直升降飞行器。

本实用新型的陀螺式垂直升降飞行器包括起落架、垂直升降装置、推进装置和控制装置，所述起落架装在垂直升降装置的下方，推进装置和控制装置装在垂直升降装置的上方，其特征在于垂直升降装置包括升降发动机、换向驱动装置、下旋翼片、上旋翼片和旋翼框架，所述升降发动机的输出轴穿过固定在旋翼框架下框中心的下轴承座后与下旋翼片和换向驱动装置下部的主动轴固定联接，换向驱动装置上部的从动轴与上旋翼片固联后安装在固定于旋翼框架上框中心的上轴承座上，换向驱动装置上部的从动轴与换向驱动装置下部的主动轴的转动速度相同但转动方向相反。其中，换向驱动装置主要由下锥形齿轮、上锥形齿轮、中锥形齿轮和中心轴，中锥形齿轮装在下锥形齿轮与上锥形齿轮之间，所述上锥形齿轮的锥度、齿数、模数和形状大小均与下锥形齿轮相同，下锥形齿轮的转动轴为换向驱动装置下部的主动轴与升降发动机的输出轴固定连接，上锥形齿轮的转动轴为换向驱动装置上部的从动轴，从动轴的中心设有中心孔，中心轴装在中心孔中，中锥形齿轮经轴承和惰轮横轴安装在中心轴下部，中心轴上端穿过从动轴的中心孔后固装在旋翼框架的上框上，从动轴外缘与上旋翼片固联后安装在固定于旋翼框架上框的上轴承座上，上旋翼片和下旋翼片为机翼式叶片。

所述旋翼框架正上方固装有一根支撑杆，支撑杆下部固装有一个方向齿轮和一个可绕杆转动的驾驶盘，驾驶盘与支撑杆之间装有轴承，控制装置装在驾驶盘的一侧，推进装置装在驾驶盘的另一侧，推进装置包括推进发动机和产生推力的旋翼片。

所述控制装置包括方向控制装置、升降控制装置、推进控制装置和操作台椅，其中，方向控制装置包括方向盘及转动齿轮和传动装置，固装在方向盘下端的转动齿轮经传动装置与垂直杆上的方向齿轮啮合；升降控制装置包括控制升降发动机的起动线、停车线和油门线，推进控制装置包括控制推进发动机的起动线、停车线和油门线，所述油门线的调节机构选用蜗轮蜗杆机构。

为了减轻降落到地面时的冲击力，装在垂直升降装置下方的起落架可选用选用弹簧式起落架或气襄式起落架，还可在旋翼框架四周安装防撞气襄。

为了防止意外，可在垂直升降装置上方的支撑杆上部设有伞箱和能自动打开的降落伞。

由于两个反向旋转的旋翼片为机翼式叶片，在升降发动机的驱动下作反向高速旋转，可以相互抵消反力矩，使旋翼框架和驾驶盘等能够不随旋翼片转动而保持所需方位，且能像陀螺似的在前进、后退、上升、下降时，保持平稳而不会发生倾斜，该旋翼片是采用机翼式叶片而非风扇式叶片，其横截面上表面的长度大于下表面的长度，在高速旋转时，上方气流速度大于下方气流速度，因流速与气压成反比，使上方气压比下方气压低而产生升力，是依靠气压差产生升力，而不是依靠压缩空气产生升力，人站在下方可感觉不出有向下的风力，调节升降发动机的油门即可调节转速进而调节升降速度，当升力与重力相等时即可使该飞行器停在空中，再启动推进发动机使单只机翼式叶片转动，即可使飞行器前进，如需改变前进方向，只需转动方向盘，使驾驶盘沿方向齿轮转动到所需方向，此时的推力旋翼片又转到后方而使该飞行器沿着转向后的方向继续前进，当起落架选用气襄式起落架且气襄的浮力大于飞行器的重力时还可同时在水面地降落，还可在旋翼框架四周安装防撞气襄和在垂直升降装置上方的支撑杆上部设有伞箱和能自动打开的降落伞等防护措施，所以具有设计简单合理、体积小、价格低廉、安全性能好等优点，是一种适合城市交通中个人使用的垂直升降飞行器。

附图说明

附图1是本实用新型结构示意图；

附图2是等腰三角形机翼式叶片的横截面结构示意图；

附图3是顶角为圆弧形的等腰三角形机翼式叶片的横截面结构示意图。

具体实旋方式

附图非限制性公开了本实用新型的一个具体实施例，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

参见附图1，本实用新型的陀螺式垂直升降飞行器包括起落架1、垂直升降装置、推进装置和控制装置，所述起落架装在垂直升降装置的下方，推进装置和控制装置装在垂直升降装置的上方，其特征在于垂直升降装置包括升降发动机2、换向驱动装置、下旋翼片6、上旋翼片7和旋翼框架8，所述升降发动机2的输出轴3穿过固定在旋翼框架下框4中心的下轴承座5后与下旋翼片6和换向驱动装置下部的主动轴固定联接，换向驱动装置上部的从动轴9与上旋翼片7固联后安装在固定于旋翼框架上框10中心的上轴承座11上，换向驱动装置上部的从动轴与换向驱动装置下部的主动轴的转动速度相同但转动方向相反。其中，换向驱动装置主要由下锥形齿轮12、上锥形齿轮15、中锥形齿轮13和中心轴16，中锥形齿轮13装在下锥形齿轮12与上锥形齿轮15之间，所述上锥形齿轮15的锥度、齿数、模数和形状大小均与下锥形齿轮12相同，下锥形齿轮12的转动轴为换向驱动装置下部的主动轴与升降发动机2的输出轴3固定连接，上锥形齿轮15的转动轴为换向驱动装置上部的从动轴9，从动轴9的中心设有中心孔，中心轴16装在中心孔中，中锥形齿轮13经轴承和惰轮横轴14安装在中心轴16下部，中心轴16上端穿过从动轴的中心孔后固装在旋翼框架的上框10上，从动轴9外缘与上旋翼片7固联后安装在固定于旋翼框架上框10的上轴承座11上，上旋翼片7和下旋翼片6为机翼式叶片，为了使发动机正转和反转均能正常飞行和便于加工，旋翼片横截面可选用等腰三角形或顶角为圆弧形的等腰三角形(如图2和图3所示)。

所述旋翼框架正上方固装有一根支撑杆17，支撑杆17下部固装有一个方向齿轮18和一个可绕杆转动的驾驶盘19，驾驶盘19与支撑杆之间装有轴承20，控制装置装在驾驶盘19的一侧，推进装置装在驾驶盘19的另一侧，推进装置包括推进发动机21和产生推力的旋翼片22。飞行员可座在座椅26上控制该飞行器。

所述控制装置包括方向控制装置、升降控制装置、推进控制装置和操作台椅16，其中，方向控制装置包括方向盘25及转动齿轮23和传动装置24，固装在方向盘25下端的转动齿轮23经传动装置24与垂直杆17上的方向齿轮18啮合；升降控制装置包括控制升降发动机的起动线、停车线和油门线，推进控制装置包括控制推进发动机的起动线、停车线和油门线，所述油门线的调节机构选用蜗轮蜗杆机构。

为了减轻降落到地面时的冲击力，装在垂直升降装置下方的起落架1可选用选用弹簧式起落架或气襄式起落架，还可在旋翼框架四周安装防撞气襄。

为了防止意外，可在垂直升降装置上方的支撑杆上部设有伞箱27和能自动打开的降落伞。

对于单人飞行器，其外径约为3米，在直径5米的空地上即可升降。起飞时，启动升降发动机2，下旋翼片6和上旋翼片7作高速反向转动，即可既能获得升力又能使旋翼框架和驾驶盘等静止不转，当升力大于重力后，飞行器就开始上升，上升到所需高度后就不再转动升降发动机油门线的蜗杆而使蜗轮定位在适当位置即可；需要前进时，启动推进发动机21使旋翼片22产生向后的推力，飞行器即可向前飞行；如需转弯，可转动方向盘25，用转动齿轮23经传动装置24围绕方向齿轮18转动，即可使驾驶盘19绕支撑杆17转动而改变前进方向。降落时，转动升降发动机油门线的蜗杆，逐步关小升降发动机的油门即可逐步下降到预停地面或平台，当起落架选用有足够浮力的气襄式起落架时，还可停到水面上。驾驶盘前上方还可增设驾驶室以提高舒适性。具有设计简单合理、体积小、价格低廉、安全性能好、使用方便灵活，可以成为一种新的交通工具。

Claims (6)

1.一种陀螺式垂直升降飞行器包括起落架、垂直升降装置、推进装置和控制装置，所述起落架装在垂直升降装置的下方，推进装置和控制装置装在垂直升降装置的上方，其特征在于垂直升降装置包括升降发动机、换向驱动装置、下旋翼片、上旋翼片和旋翼框架，所述升降发动机的输出轴穿过固定在旋翼框架下框中心的下轴承座后与下旋翼片和换向驱动装置下部的主动轴固定联接，换向驱动装置上部的从动轴与上旋翼片固联后安装在固定于旋翼框架上框中心的上轴承座上，换向驱动装置上部的从动轴与换向驱动装置下部的主动轴的转动速度相同但转动方向相反。

2.如权利要求1所述的陀螺式垂直升降飞行器，其特征在于所述换向驱动装置包括下锥形齿轮、上锥形齿轮、中锥形齿轮和中心轴，中锥形齿轮装在下锥形齿轮与上锥形齿轮之间，所述上锥形齿轮的锥度、齿数、模数和形状大小均与下锥形齿轮相同，下锥形齿轮的转动轴为换向驱动装置下部的主动轴与升降发动机的输出轴固定连接，上锥形齿轮的转动轴为换向驱动装置上部的从动轴，从动轴的中心设有中心孔，中心轴装在中心孔中，中锥形齿轮经轴承和惰轮横轴安装在中心轴下部，中心轴上端穿过从动轴的中心孔后固装在旋翼框架的上框中心，从动轴外缘与上旋翼片固联后安装在固定于旋翼框架上框的上轴承座上，上旋翼片和下旋翼片为机翼式叶片。

3.如权利要求2所述的陀螺式垂直升降飞行器，其特征在于所述旋翼框架正上方固装有一根支撑杆，支撑杆下部固装有一个方向齿轮和一个可绕杆转动的驾驶盘，驾驶盘与支撑杆之间装有轴承，控制装置装在驾驶盘的一侧，推进装置装在驾驶盘的另一侧，推进装置包括推进发动机和产生推力的旋翼片。

4.如权利要求3所述的陀螺式垂直升降飞行器，其特征在于所述控制装置包括方向控制装置、升降控制装置、推进控制装置和操作台椅，其中，方向控制装置包括方向盘及转动齿轮和传动装置，固装在方向盘下端的转动齿轮经传动装置与垂直杆上的方向齿轮啮合；升降控制装置包括控制升降发动机的起动线、停车线和油门线，推进控制装置包括控制推进发动机的起动线、停车线和油门线，油门线的调节机构选用蜗轮蜗杆机构。

5.如权利要求1或2或3或4所述的陀螺式垂直升降飞行器，其特征在于垂直升降装置下方的起落架选用弹簧式起落架或气襄式起落架，。

6.如权利要求5所述的陀螺式垂直升降飞行器，其特征在于垂直升降装置上方的支撑杆上部设有伞箱和能自动打开的降落伞。

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