CN205098478U

CN205098478U - 一种碟形飞行器及自主飞行系统

Info

Publication number: CN205098478U
Application number: CN201520711493.XU
Authority: CN
Inventors: 曾逸凡
Original assignee: Changsha Guanchuang Control Technology Co Ltd
Current assignee: Changsha Guanchuang Control Technology Co Ltd
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2025-09-15

Abstract

本实用新型公开了一种碟形飞行器及自主飞行系统，该碟形飞行器包括飞行器本体，所述飞行器本体包括穹顶部和圆环部，所述穹顶部连接于圆环部的上方，沿着所述圆环部的周缘布置有若干个涵道风扇。该自主飞行系统包括上述飞行器、机载设备和地面监控设备。由于本实用新型结构轻质、简单、紧凑，加之综合性安全防护处理和智能性自主飞行处理，使得该飞行器可实现伴人行走、遮阳/遮雨、拍照、遥控娱乐等功能，具有极大应用价值。

Description

一种碟形飞行器及自主飞行系统

技术领域

本实用新型主要涉及到飞行器领域，特指一种可适用于无人驾驶领域的智能自主飞行器（UAV）及基于该飞行器的自主飞行系统。

背景技术

随着旋翼飞行器技术的不断应用和发展，各种四旋翼、六旋翼乃至八旋翼等遥控飞行产品不断涌现，这些产品不仅被广泛使用于军事、工业或各种商用领域，而且开始走进千家万户的通用领域和娱乐领域。

纵观当前旋翼飞行器产品市场，不论是无人机产品，还是航模产品，旋翼机基本采用在设备安装支架周向连接多根连接杆的结构。这种结构简单紧凑，但不足之处就在于：

1、旋转部件往往处于外露状态，这就存在诸多安全隐患；

2、旋翼机的机架大部分均为硬质材料，失控后有可能对人员、设备造成较大损害；

3、已有航模产品大都停留在遥控操作、航拍等低端娱乐上，实用功能弱，娱乐功能不够丰富。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、安全可靠性更好的碟形飞行器及自主飞行系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种碟形飞行器，包括飞行器本体，所述飞行器本体包括穹顶部和圆环部，所述穹顶部连接于圆环部的上方，沿着所述圆环部的周缘布置有若干个涵道风扇。

作为本实用新型的进一步改进：所述涵道风扇包括涵道罩、电机固定支架、电机与螺旋桨。

作为本实用新型的进一步改进：所述涵道风扇的安装位置处设置有涵道罩。

作为本实用新型的进一步改进：所述涵道罩为一圆筒或弧形切面圆筒。

作为本实用新型的进一步改进：所述涵道罩在穹顶部的相应位置处开设缺口形成。

作为本实用新型的进一步改进：所述穹顶部为空心球冠结构或弧形穹顶结构。在其他实施例中，也可为穹顶外形的充气气囊或充气薄壳，气囊或薄壳内可充空气、氢气或氦气。

作为本实用新型的进一步改进：所述穹顶部上安装有若干个摄像头。

作为本实用新型的进一步改进：所述穹顶部的中部位置设置用来固定相应机载设备的设备固定板。

作为本实用新型的进一步改进：所述圆环部为轻质的圆环，所述圆环内埋若干根碳纤杆，所述多根碳纤杆沿周线均匀分布，所述碳纤杆的一端分别与一个涵道风扇连接，另外一端连接于穹顶部的中部位置。

作为本实用新型的进一步改进：所述涵道风扇包括电机固定支架、驱动电机与螺旋桨，所述电机固定支架开有一个孔，所述碳纤杆穿入深孔中并可靠固定；所述驱动电机固定安装在电机固定支架上。

本实用新型进一步提供一种自主飞行系统，它包括上述飞行器以及机载设备、地面监控设备；所述机载设备包括多源指令导航模块、智能控制模块、电机模块和电源模块；所述多源指令导航模块用来接收航模遥控接收机、麦克风和微型摄像头，经过多源指令微处理器对无线遥控、声音和图像信号进行综合处理，产生遥控操作、声音控制或手势控制等导航指令信号。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的碟形飞行器及自主飞行系统，具有安全可靠的特点，同时具备丰富娱乐功能，能够为时尚人士提供较长时间随行伴飞的新型飞行器，具有巨大市场前景。

2、本实用新型的碟形飞行器及自主飞行系统，通过圆环式碟形结构设计和轻型软质材料的应用，较好的解决了飞行安全问题和良好的空气动力学性能问题，既安全可靠又节能，既能垂直升降又能前后左右移动。

3、本实用新型的碟形飞行器及自主飞行系统，通过碟形气动布局和伴飞运动的优化计算进行无刷电机指标的设计，确保飞行器能在较低飞行速度或较低的无刷电机功耗时、较长时间地保持飞行高度并在水平和竖直方向上高效运动。

4、本实用新型的碟形飞行器及自主飞行系统，结构简单，适合成为时尚人士旅游出行的标配娱乐设备，可成为他们的随行宠物，为他们遮阳/遮雨、拍照、陪行/陪跑、遥控飞行、交互互动等丰富功能，具有极大的推广应用价值。

附图说明

图1是本实用新型飞行器在具体应用实例中的结构示意图。

图2是本实用新型在具体应用实例中在另一个视角的结构示意图。

图3是本实用新型在具体应用实例圆环部的结构示意图。

图4是本实用新型在具体应用实例中的局部结构示意图。

图5是本实用新型在具体应用实例中碳纤杆的安装结构示意图。

图6是本实用新型飞行系统在具体应用实例的组成示意图。

图7是本实用新型飞行系统在具体应用实例各功能部件的拓扑结构示意图。

图例说明：

1、飞行器本体；2、机载设备；3、地面监控设备；11、穹顶部；12、圆环部；121、圆环；122、碳纤杆；123、涵道风扇；124、设备固定板；1231、涵道罩；1232、电机固定支架；1233、螺旋桨；214、摄像头；21、多源指令导航模块；22、智能控制模块；23、电机模块；24、电源模块；211、多源指令微处理器；212、航模遥控接收机；213、麦克风；214、微型摄像头；215、多路切换控制；216、图像传输模块；221、飞行控制微处理器；222、GPS接收机；223、光流传感器；224、测距仪；225、10维惯性传感器iMEMS。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1～图5所示，本实用新型的碟形飞行器包括飞行器本体1，飞行器本体1包括穹顶部11和圆环部12，穹顶部11连接于圆环部12的上方，沿着圆环部12的周缘布置有若干个涵道风扇123。采用上述结构的布置和设计，能够极大地增加飞行器的升力，且减少了失控后飞行器本体1的冲击力，进而提高了飞行器在人群中飞行的安全性。

在具体应用实例中，涵道风扇123包括涵道罩1231、电机固定支架1232、电机231与螺旋桨1233。

在具体应用实例中，穹顶部11根据实际需要采用空心球冠结构或弧形穹顶结构。在其他实施例中，也可为穹顶外形的充气气囊或充气薄壳，气囊或薄壳内可充空气、氢气或氦气。

在具体应用实例中，在涵道风扇123的安装位置处设置有涵道罩1231，以确保为飞行器提供足够升力和操纵力矩，并对旋转部件实施有效保护。涵道罩1231为一圆筒或弧形切面圆筒，中下部带10mm左右圆边，通过它可将涵道罩1231可靠固定在圆环部12所开通孔中。实际加工时，该涵道罩1231可以在穹顶部11的相应位置处开设缺口形成。

在具体应用实例中，可以采用六旋翼的设计，即涵道风扇123的数量为6个。在其他具体应用实例中，还可以采用八旋翼的设计，即涵道风扇123的数量为8个。在上述两种外形结构中，根据涵道风扇123直径大小与圆环部12的宽度不同，会导致涵道罩1231的外形有所不同。如果涵道风扇123的直径过大需要占用穹顶部11的内部空间时，采用涵道罩1231，它将沿穹顶部11的表面进行修形处理，形成一个弧形切面圆筒的挡风板结构，确保涵道风扇123的推进效率；否则就是采用如图3所示的一个简单的中下部带圆环状固定面的圆筒结构。

在具体应用实例中，在穹顶部11安装有若干个微型摄像头214，以便视觉导航处理和实现全方位的航拍功能。

在具体应用实例中，在穹顶部11的中部位置设置设备固定板124，用来固定相应的机载类设备。

在具体应用实例中，圆环部12是由轻质泡沫塑料加工而成的圆环121，该圆环121内埋若干根碳纤杆122（本实例为八根）以加强整体强度。八根碳纤杆122沿周线均匀分布，各碳纤杆122一端分别与各个涵道风扇123连接，另外一端与位于穹顶部11中部位置的设备固定板124连接，中间大部分无用区域采用镂空设计。这样，通过碳纤杆122、设备固定板124与圆环121的可靠连接，以及大量无用区域的镂空处理，既保证了飞行器的结构强度，又减少了飞行器重量，大大提高了飞行器性能。

在具体应用实例中，如图5所示，涵道风扇123包括电机固定支架1232、驱动电机（无刷电机）与螺旋桨1233。电机固定支架1232开有一个深孔，碳纤杆122可穿入深孔中，并可靠固定；而各驱动电机则固定安装在电机固定支架1232上，从而确保各个涵道风扇123与碳纤杆122的可靠连接。

如图6和图7所示，本实用新型进一步提供一种飞行系统，它包括上述的飞行器以及机载设备2、地面监控设备3，该机载设备2包括多源指令导航模块21、智能控制模块22、电机模块23和电源模块24；多源指令导航模块21用来接收航模遥控接收机212、麦克风213和微型摄像头214、多路切换控制215、图像传输模块216等多源指令信息，经过多源指令微处理器211对无线遥控、声音和图像信号等进行综合处理，产生遥控操作、声音控制或手势控制等导航指令信号。智能控制模块22包括飞行控制微处理器221；智能控制模块22对GPS接收机222、光流传感器223、测距仪224、10维惯性传感器iMEMS225等传感信号进行实时处理，基于“手机指令”、“遥控器指令”、“地面站遥控指令”、“声音指令”、“手势指令”、“视觉导航指令”和各种“自主导航指令”等多源导航指令信号的要求，智能识别周围环境、避障，对物体进行追踪拍摄和360度环绕拍摄，以及与移动目标保持固定距离等，从而实现随行伴飞、为人遮阳/遮雨、为人拍照、遥控飞行等丰富的娱乐功能。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，诸如涵道风扇123数量的多少、穹顶和圆环121的大小等都只是参考实施例，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种碟形飞行器，包括飞行器本体（1），其特征在于，所述飞行器本体（1）包括穹顶部（11）和圆环部（12），所述穹顶部（11）连接于圆环部（12）的上方，沿着所述圆环部（12）的周缘布置有若干个涵道风扇（123）。

2.根据权利要求1所述的碟形飞行器，其特征在于，所述涵道风扇（123）包括涵道罩（1231）、电机固定支架（1232）、电机（231）与螺旋桨（1233）。

3.根据权利要求2所述的碟形飞行器，其特征在于，所述涵道罩（1231）为一圆筒或弧形切面圆筒。

4.根据权利要求3所述的碟形飞行器，其特征在于，所述涵道罩（1231）在穹顶部（11）的相应位置处开设缺口形成。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的碟形飞行器，其特征在于，所述穹顶部（11）外形为球冠或穹顶外形。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的碟形飞行器，其特征在于，所述穹顶部（11）上安装有若干个摄像头（214）。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的碟形飞行器，其特征在于，所述穹顶部（11）的中部位置设置用来固定相应机载类设备的设备固定板（124）。

8.根据权利要求2～4中任意一项所述的碟形飞行器，其特征在于，所述圆环部（12）为轻质的圆环（121），所述圆环（121）内埋若干根碳纤杆（122），所述八根碳纤杆（122）沿周线均匀分布，所述碳纤杆（122）的一端分别与一个涵道风扇（123）连接，另外一端连接于穹顶部（11）的中部位置。

9.根据权利要求8所述的碟形飞行器，其特征在于，所述涵道风扇（123）的电机固定支架（1232）开有一个孔，所述碳纤杆（122）穿入深孔中并可靠固定；所述电机（231）固定安装在电机固定支架（1232）上。

10.一种自主飞行系统，其特征在于，它包括权利要求1～9中任意一项的飞行器以及机载设备（2）、地面监控设备（3）；所述机载设备（2）包括多源指令导航模块（21）、智能控制模块（22）、电机模块（23）和电源模块（24）；所述多源指令导航模块（21）用来接收航模遥控接收机（212）、麦克风（213）和微型摄像头（214），经过多源指令微处理器（211）对无线遥控、声音和图像信号进行综合处理，产生遥控操作、声音控制或手势控制等导航指令信号。