CN205256672U - 一种人力驱动固定翼飞机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种人力驱动固定翼飞机，该飞机包括机身、螺旋桨、右机翼、左机翼、全动垂直尾翼、全动水平尾翼、垂直支撑杆以及座椅支撑杆，座椅支撑杆底部通过后起落架支撑杆与垂直支撑杆连接，座椅支撑杆、后起落架支撑杆与垂直支撑杆共同构成承载人体的载人机构，飞机还包括设置在垂直支撑杆上的人力传动机构，该人力传动机构与螺旋桨之间设有传动杆，并通过传动杆与螺旋桨传动连接，人力传动机构将动力经传动杆传递至螺旋桨，并带动螺旋桨旋转，驱动飞机飞行。与现有技术相比，本实用新型整体结构简单、紧凑，性能稳定，机械灵活性更佳，可应用于对高效和轻量化飞行器前期基础开发研究，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于航空机械技术领域，涉及一种固定翼飞机，尤其是涉及一种人力驱动固定翼飞机。
背景技术
固定翼飞机或定翼机(Fixed-wingaeroplane)，常简称为飞机(英文：aeroplane)，是指由动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。而固定翼飞机的机体结构通常包括机翼、机身、尾翼和起落架组成。其中，机翼是飞机产生升力的部件，机翼后缘有可操纵的活动面，靠外侧的叫做副翼，用于控制飞机的滚转运动，靠内侧的则是襟翼，用于增加起飞着陆阶段的升力；机身是飞机其他结构部件的安装基础，将尾翼、机翼及发动机等连接成一个整体；尾翼是用来平衡、稳定和操纵飞机飞行姿态的部件，通常包括垂直尾翼(垂尾)和水平尾翼(平尾)两部分。垂直尾翼由固定的垂直安定面和安装在其后部的方向舵组成，水平尾翼由固定的水平安定面和安装在其后部的升降舵组成，而方向舵用于控制飞机的航向运动，升降舵用于控制飞机的俯仰运动；起落架是用来支撑飞机停放、滑行、起飞和着陆滑跑的部件，由支柱、缓冲器、刹车装置、机轮和收放机构组成。
现今，随着固定翼飞机技术的不断发展，为保证对高效和轻量化飞行器前期基础研究的顺利进行，采用人力驱动固定翼飞机的设计理念应运而生。其主要是利用人体肌肉力量，不借助任何其他动力装置，即可使固定翼飞机飞行。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单，稳定性好，操作灵活，可应用于对高效和轻量化飞行器前期基础开发研究的人力驱动固定翼飞机。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种人力驱动固定翼飞机，该飞机包括机身、设置在机身前端的螺旋桨、与机身固定连接的右机翼及左机翼、设置在机身后端的全动垂直尾翼及全动水平尾翼、设置在机身下方的垂直支撑杆以及座椅支撑杆，所述的垂直支撑杆底部设有前起落架，所述的座椅支撑杆底部通过后起落架支撑杆与垂直支撑杆连接，所述的后起落架支撑杆底部设有后起落架，所述的座椅支撑杆、后起落架支撑杆与垂直支撑杆共同构成承载人体的载人机构，所述的飞机还包括设置在垂直支撑杆上的人力传动机构，该人力传动机构与螺旋桨之间设有传动杆，并通过传动杆与螺旋桨传动连接，所述的人力传动机构将动力经传动杆传递至螺旋桨，并带动螺旋桨旋转，驱动飞机飞行。
所述的人力传动机构包括与垂直支撑杆固定连接的大飞轮、与传动杆传动连接的小飞轮、设置在大飞轮与小飞轮之间的传动链条以及对传动链条进行导向的链条导向轮组件。
所述的链条导向轮组件包括水平相对设置的第一链条导向轮及第二链条导向轮、设置在第一链条导向轮与第二链条导向轮上方的第三链条导向轮，所述的传动链条通过第一链条导向轮、第二链条导向轮及第三链条导向轮将大飞轮与小飞轮进行传动连接。
所述的第一链条导向轮与第二链条导向轮通过第一导向轮支撑杆与垂直支撑杆固定连接，所述的第三链条导向轮通过第二导向轮支撑杆与垂直支撑杆固定连接。
所述的大飞轮通过飞轮支撑块与垂直支撑杆固定连接，并且所述的大飞轮两侧还设有左脚踏曲柄及右脚踏曲柄，并且所述的左脚踏曲柄与右脚踏曲柄上还分别设有脚踏板。
所述的小飞轮通过花键与传动杆传动连接。
所述的传动杆的前后两端分别通过轴承与螺旋桨、机身前端连接。
所述的全动垂直尾翼包括垂直尾翼、第一舵机以及设置在垂直尾翼与第一舵机之间的第一连杆组件，所述的垂直尾翼通过第一连杆组件与第一舵机传动连接，所述的垂直尾翼通过垂直尾翼支架竖直设置在机身后端，所述的第一舵机通过第一舵机支架固定在机身后端。
所述的全动水平尾翼包括水平尾翼、第二舵机以及设置在水平尾翼与第二舵机之间的第二连杆组件，所述的水平尾翼通过第二连杆组件与第二舵机传动连接，所述的水平尾翼通过水平尾翼支架水平设置在机身后端，所述的第二舵机通过第二舵机支架固定在机身后端。
所述的座椅支撑杆与后起落架支撑杆的结合处设有座椅。
本实用新型固定翼飞机中，所有的结构全部采用碳纤维材料做成，这样既可以保证飞机的结构满足飞行强度的要求，又可以保证很大的工作效率。同时，在左机翼、右机翼的中段，上、下分别设有两根直径为1mm凯夫拉线做成的拉索，用以保证两机翼不会发生很明显的向下弯曲情况。
在实际应用时，驾驶员坐在座椅上，将脚踏在脚踏板上，通过脚蹬将动力传递到左脚踏曲柄与右脚踏曲柄上，曲柄带动大飞轮，大飞轮的转动再将动力传递到传动链条上。在传动链条的传递过程中，有一个方向的转变，因此需要将传动链条做导向处理，分别在两段加设了第一链条导向轮与第二链条导向轮以及位于第一链条导向轮与第二链条导向轮上方的第三链条导向轮。传动链条将动力传递到小飞轮上，小飞轮与传动杆以花键相联接，将动力传递到螺旋桨上，螺旋桨旋转产生拉力，驱动飞机飞行。
而为了使飞机易于控制，操纵性更强，将水平尾翼和垂直尾翼采用全动的结构。水平尾翼和垂直尾翼均采用相同的连接和驱动方式，都是通过舵机驱动连杆组件，再经连杆组件的传动将动力传递到尾翼上，完成对飞机的俯仰和偏航的控制。
与现有技术相比，本实用新型整体结构简单、紧凑，飞机的结构布局符合空气动力学原理，采用人力传动机构，并通过人力传动机构带动螺旋桨旋转，进而产生拉力，驱动飞机飞行，并在机身上采用全动水平尾翼、全动垂直尾翼，则更加方便对飞机在飞行过程中的俯仰和偏航进行控制，性能稳定，机械灵活性更佳，可应用于对高效和轻量化飞行器前期基础开发研究，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型飞机主视结构示意图；
图2为本实用新型飞机右视结构示意图；
图3为本实用新型飞机俯视结构示意图；
图4为本实用新型飞机中人力传动机构安装结构示意图；
图5为图4中I处的局部放大示意图；
图6为图4中II处的局部放大示意图；
图7为图4中III处的局部放大示意图；
图8为本实用新型飞机的全动垂直尾翼安装结构示意图；
图9为本实用新型飞机的全动水平尾翼安装结构示意图；
图中标记说明：
1—机身、2—螺旋桨、3—右机翼、4—左机翼、5—全动垂直尾翼、51—垂直尾翼、52—第一舵机、53—第一连杆组件、54—垂直尾翼支架、55—第一舵机支架、6—全动水平尾翼、61—水平尾翼、62—第二舵机、63—第二连杆组件、64—水平尾翼支架、65—第二舵机支架、7—垂直支撑杆、8—座椅支撑杆、9—前起落架、10—后起落架支撑杆、11—后起落架、12—传动杆、13—大飞轮、14—小飞轮、15—传动链条、16—第一链条导向轮、17—第二链条导向轮、18—第三链条导向轮、19—第一导向轮支撑杆、20—第二导向轮支撑杆、21—飞轮支撑块、22—左脚踏曲柄、23—右脚踏曲柄、24—脚踏板、25—轴承、26—座椅、27—整流罩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例：
如图1-3所示，一种人力驱动固定翼飞机，该飞机包括机身1、设置在机身1前端的螺旋桨2、与机身1固定连接的右机翼3及左机翼4、设置在机身1后端的全动垂直尾翼5及全动水平尾翼6、设置在机身1下方的垂直支撑杆7以及座椅支撑杆8，垂直支撑杆7底部设有前起落架9，座椅支撑杆8底部通过后起落架支撑杆10与垂直支撑杆7连接，后起落架支撑杆10底部设有后起落架11，座椅支撑杆8、后起落架支撑杆10与垂直支撑杆7共同构成承载人体的载人机构，飞机还包括设置在垂直支撑杆7上的人力传动机构，该人力传动机构与螺旋桨2之间设有传动杆12，并通过传动杆12与螺旋桨2传动连接，人力传动机构将动力经传动杆12传递至螺旋桨2，并带动螺旋桨2旋转，驱动飞机飞行。
其中，座椅支撑杆8与后起落架支撑杆10的结合处设有座椅，螺旋桨2上海设有整流罩27。
如图4-7所示，人力传动机构包括与垂直支撑杆7固定连接的大飞轮13、与传动杆12传动连接的小飞轮14、设置在大飞轮13与小飞轮14之间的传动链条15以及对传动链条15进行导向的链条导向轮组件。链条导向轮组件包括水平相对设置的第一链条导向轮16及第二链条导向轮17、设置在第一链条导向轮16与第二链条导向轮17上方的第三链条导向轮18，传动链条15通过第一链条导向轮16、第二链条导向轮17及第三链条导向轮18将大飞轮13与小飞轮14进行传动连接。第一链条导向轮16与第二链条导向轮17通过第一导向轮支撑杆19与垂直支撑杆7固定连接，第三链条导向轮18通过第二导向轮支撑杆20与垂直支撑杆7固定连接。大飞轮13通过飞轮支撑块21与垂直支撑杆7固定连接，并且大飞轮13两侧还设有左脚踏曲柄22及右脚踏曲柄23，并且左脚踏曲柄22与右脚踏曲柄23上还分别设有脚踏板24。小飞轮14通过花键与传动杆12传动连接。传动杆12的前后两端分别通过轴承25与螺旋桨2、机身1前端连接。
如图8所示，全动垂直尾翼5包括垂直尾翼51、第一舵机52以及设置在垂直尾翼51与第一舵机52之间的第一连杆组件53，垂直尾翼51通过第一连杆组件53与第一舵机52传动连接，垂直尾翼51通过垂直尾翼支架54竖直设置在机身1后端，第一舵机52通过第一舵机支架55固定在机身1后端。
如图9所示，全动水平尾翼6包括水平尾翼61、第二舵机62以及设置在水平尾翼61与第二舵机62之间的第二连杆组件63，水平尾翼61通过第二连杆组件63与第二舵机62传动连接，水平尾翼61通过水平尾翼支架64水平设置在机身1后端，第二舵机62通过第二舵机支架65固定在机身1后端。
本实施例固定翼飞机中，所有的结构全部采用碳纤维材料做成，这样既可以保证飞机的结构满足飞行强度的要求，又可以保证很大的工作效率。同时，在左机翼4、右机翼3的中段，上、下分别设有两根直径为1mm凯夫拉线做成的拉索，用以保证两机翼不会发生很明显的向下弯曲情况。
在实际应用时，驾驶员坐在座椅26上，将脚踏在脚踏板24上，通过脚蹬将动力传递到左脚踏曲柄22与右脚踏曲柄23上，曲柄带动大飞轮13，大飞轮13的转动再将动力传递到传动链条15上。在传动链条15的传递过程中，有一个方向的转变，因此需要将传动链条15做导向处理，分别在两段加设了第一链条导向轮16与第二链条导向轮17以及位于第一链条导向轮16与第二链条导向轮17上方的第三链条导向轮18。传动链条15将动力传递到小飞轮14上，小飞轮14与传动杆12以花键相联接，将动力传递到螺旋桨2上，螺旋桨2旋转产生拉力，驱动飞机飞行。
而为了使飞机易于控制，操纵性更强，将水平尾翼61和垂直尾翼51采用全动的结构。水平尾翼61和垂直尾翼51均采用相同的连接和驱动方式，都是通过舵机驱动连杆组件，再经连杆组件的传动将动力传递到尾翼上，完成对飞机的俯仰和偏航的控制。
Claims (10)
1.一种人力驱动固定翼飞机，该飞机包括机身(1)、设置在机身(1)前端的螺旋桨(2)、与机身(1)固定连接的右机翼(3)及左机翼(4)、设置在机身(1)后端的全动垂直尾翼(5)及全动水平尾翼(6)、设置在机身(1)下方的垂直支撑杆(7)以及座椅支撑杆(8)，所述的垂直支撑杆(7)底部设有前起落架(9)，所述的座椅支撑杆(8)底部通过后起落架支撑杆(10)与垂直支撑杆(7)连接，所述的后起落架支撑杆(10)底部设有后起落架(11)，其特征在于，所述的座椅支撑杆(8)、后起落架支撑杆(10)与垂直支撑杆(7)共同构成承载人体的载人机构，所述的飞机还包括设置在垂直支撑杆(7)上的人力传动机构，该人力传动机构与螺旋桨(2)之间设有传动杆(12)，并通过传动杆(12)与螺旋桨(2)传动连接，所述的人力传动机构将动力经传动杆(12)传递至螺旋桨(2)，并带动螺旋桨(2)旋转，驱动飞机飞行。
2.根据权利要求1所述的一种人力驱动固定翼飞机，其特征在于，所述的人力传动机构包括与垂直支撑杆(7)固定连接的大飞轮(13)、与传动杆(12)传动连接的小飞轮(14)、设置在大飞轮(13)与小飞轮(14)之间的传动链条(15)以及对传动链条(15)进行导向的链条导向轮组件。
3.根据权利要求2所述的一种人力驱动固定翼飞机，其特征在于，所述的链条导向轮组件包括水平相对设置的第一链条导向轮(16)及第二链条导向轮(17)、设置在第一链条导向轮(16)与第二链条导向轮(17)上方的第三链条导向轮(18)，所述的传动链条(15)通过第一链条导向轮(16)、第二链条导向轮(17)及第三链条导向轮(18)将大飞轮(13)与小飞轮(14)进行传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种人力驱动固定翼飞机，其特征在于，所述的第一链条导向轮(16)与第二链条导向轮(17)通过第一导向轮支撑杆(19)与垂直支撑杆(7)固定连接，所述的第三链条导向轮(18)通过第二导向轮支撑杆(20)与垂直支撑杆(7)固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种人力驱动固定翼飞机，其特征在于，所述的大飞轮(13)通过飞轮支撑块与垂直支撑杆(7)固定连接，并且所述的大飞轮(13)两侧还设有左脚踏曲柄(22)及右脚踏曲柄(23)，并且所述的左脚踏曲柄(22)与右脚踏曲柄(23)上还分别设有脚踏板(24)。
6.根据权利要求2所述的一种人力驱动固定翼飞机，其特征在于，所述的小飞轮(14)通过花键与传动杆(12)传动连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种人力驱动固定翼飞机，其特征在于，所述的传动杆(12)的前后两端分别通过轴承(25)与螺旋桨(2)、机身(1)前端连接。
8.根据权利要求1至6任一项所述的一种人力驱动固定翼飞机，其特征在于，所述的全动垂直尾翼(5)包括垂直尾翼(51)、第一舵机(52)以及设置在垂直尾翼(51)与第一舵机(52)之间的第一连杆组件(53)，所述的垂直尾翼(51)通过第一连杆组件(53)与第一舵机(52)传动连接，所述的垂直尾翼(51)通过垂直尾翼支架(54)竖直设置在机身(1)后端，所述的第一舵机(52)通过第一舵机支架(55)固定在机身(1)后端。
9.根据权利要求1至6任一项所述的一种人力驱动固定翼飞机，其特征在于，所述的全动水平尾翼(6)包括水平尾翼(61)、第二舵机(62)以及设置在水平尾翼(61)与第二舵机(62)之间的第二连杆组件(63)，所述的水平尾翼(61)通过第二连杆组件(63)与第二舵机(62)传动连接，所述的水平尾翼(61)通过水平尾翼支架(64)水平设置在机身(1)后端，所述的第二舵机(62)通过第二舵机支架(65)固定在机身(1)后端。
10.根据权利要求1至6任一项所述的一种人力驱动固定翼飞机，其特征在于，所述的座椅支撑杆(8)与后起落架支撑杆(10)的结合处设有座椅。
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| CN105438466A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-03-30 | 上海奥科赛飞机有限公司 | 一种人力驱动固定翼飞机 |
| CN109621434A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-16 | 佛山市神风航空科技有限公司 | 一种螺旋上升娱乐装置 |
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