CN205554576U - 一种多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，它包括多轴螺旋桨飞行器和旋翼机构，所述多轴螺旋桨飞行器包括多轴飞行器中心盘，多轴飞行器中心盘的左右两侧对称分布有动力臂支架，动力臂支架上设有螺旋桨I，动力臂支架的末端设有电控方向机；多轴飞行器中心盘的前后两侧对称分布有升力臂支架，升力臂支架上设有螺旋桨II，升力臂支架的末端设有电机底座II；所述多轴飞行器中心盘的下方设有飞行吊舱，飞行吊舱内固定设有飞行所需的飞行控制器动力源。该结构可垂直起降，提高装置平飞时的效率，降低能耗，提升多旋翼的续航时间和飞行速度，又可以飞行时安全备份，极大的提高装置的安全性能。

Description

一种多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置

技术领域

本实用新型属于航空设备技术领域，具体涉及一种多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置。

背景技术

多轴飞行器是近年来十分流行并迅速发展的一种飞行器，是由按圆周分布的支撑臂上安装电机带动螺旋桨，螺旋桨旋转产生向下的推力进行飞行的飞行器。多轴飞行器一只支撑臂通常安装一个至三个螺旋桨。相对与其它类型的飞行器，具有可以悬停、倒飞、垂直升降等优点。通过控制前后左右的螺旋桨转动速度改变升力大小，实现对飞行姿态的控制，完成飞行动作。但多轴飞行器螺旋桨旋转起来的的投影面积在整个飞行器的投影面积中所占的比例较小；数量较多的螺旋桨转动时，相互之间的气流互相干扰，使多轴飞行器飞行效率较低，并且目前动力来源主要用电池供电，续航时间较短。

旋翼机是介于固定翼飞机和直升机之间的一种飞行器，顶部通过旋翼头安装可自由转动的旋翼，正常飞行时旋翼无动力驱动，旋翼旋转的动力是由飞行器前进而获得，依靠向上流过桨叶的气流维持旋翼的自由旋转，同时产生将飞行器维持在空中的升力。旋翼机起飞时通过滑跑加速使旋翼旋转产生升力起飞，也可使旋翼通过离合装置同动力系统联结，靠动力系统带动旋翼旋转而产生举升力。这样可以缩短起飞滑跑距离，几乎可以以陡直地向上爬升，但还不能垂直上升，也不能在空中不动（即“悬停”）。旋翼机具有结构简单、无动力下滑能力强、飞行中不会失速、气动效率高、能耗低、振动和噪音低、不需要直升机必须的复杂的桨距/油门协调操纵机构等优点。除出现旋翼折断情况外，均可安全降落，被称为最安全的飞行器。但旋翼机不能垂直起降、不能空中悬停、不能侧飞倒飞、起降时对场地要求较高等则制约了旋翼机的发展。

在多轴飞行器上安装旋翼后，则可以同时继承多轴飞行器和旋翼机容易控制、可垂直起降、可空中悬停倒飞、飞行中不会失速、飞行能耗低、飞行器结构简单的优点，又避免了多轴飞行器飞行效率低、旋翼机对场地要求高以及直升机动力系统结构复杂的缺点。同时旋翼和多轴螺旋桨互为安全备份，使安全性能得到进一步提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供了一种多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，该装置同时具有多轴飞行器和旋翼机的优点，整体机械结构简单，控制技术成熟、方便，飞行时具有较高的安全性能和抗风能力；该装置可以垂直起飞、垂直降落、空中悬停，也可像旋翼机一样高效率水平飞行，并且操纵灵活，无动力下滑能力强，飞行中不会失速；特别是飞行过程和着陆时旋翼和动力螺旋桨即可互相备份，又能同时工作，着陆过程柔和平稳、安全性高。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，在多轴螺旋桨飞行器上安装旋翼机旋翼，多轴螺旋桨可以全部或部分改变推力方向。

根据上述的多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，在多轴螺旋桨飞行器顶部中心位置安装立柱，立柱顶端安装旋翼机的旋翼。

根据上述的多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，安装在飞行装置左右和前后的多轴螺旋桨可部分或全部向下、向后、向前改变方向。

根据上述的多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，多轴螺旋桨在起飞和降落时提供全部或部分升力；飞行过程中旋翼提供升力，多轴螺旋桨调整飞行过程中的方向并进行飞行过程中的姿态控制与调整。

根据上述的多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，多轴螺旋桨和旋翼互为飞行过程中的升力备份。

为了对本实用新型结构进一步的描述：

本实用新型提供了一种多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，它包括多轴螺旋桨飞行器和旋翼机构，所述多轴螺旋桨飞行器包括多轴飞行器中心盘，多轴飞行器中心盘的左右两侧对称分布有动力臂支架，动力臂支架上设有螺旋桨I，动力臂支架的末端设有电控方向机，电控方向机上设有电机底座I，电机底座I上设有电机I；多轴飞行器中心盘的前后两侧对称分布有升力臂支架，升力臂支架上设有螺旋桨II，升力臂支架的末端设有电机底座II，电机底座II上设有提供螺旋桨II产生向下升力的电机II；所述多轴飞行器中心盘的下方设有飞行吊舱，飞行吊舱内固定设有飞行所需的飞行控制器动力源；所述旋翼机构由旋翼立柱、旋翼头和旋翼组成，多轴螺旋桨飞行器的顶部中心设有旋翼立柱，旋翼立柱的上端通过旋翼头安装旋翼。

所述多轴螺旋桨动力臂支架上设有安装一个或多个螺旋桨I，每个螺旋桨I均可单独或与其它螺旋桨I一起旋转。

所述多轴螺旋桨飞行器为六轴螺旋桨飞行器，六轴飞行器中心盘的左右两侧对称分布有一个动力臂支架，六轴飞行器中心盘的前后两侧对称分布有两个升力臂支架。

所述多轴螺旋桨动力臂支架上设置的多个螺旋桨I可部分或全部向下、向后、向前改变方向。

与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果：

1. 本实用新型结构中多轴螺旋桨飞行器上安装旋翼装置，多轴螺旋桨可以改变推力方向，使飞行装置即具有多轴飞行器可以垂直起飞降落、可以空中悬停的优点，也具有旋翼机气动效率高、飞行中不会失速、结构简单的优点；结构中的旋翼提供飞行过程中的升力，多轴螺旋桨负责起飞和飞行过程中的姿态控制与调整，同时旋翼和多轴螺旋浆互为飞行过程中的升力备份，以旋翼模式飞行时通过垂直于水平面的螺旋桨在动力电机带动下配合旋翼产生的升力调整飞行高度和俯仰姿态，通过左右螺旋桨的推力差调整飞行方向。该结构具有可垂直起降，飞行器结构简单、控制灵活、不需要专用场地的优点。

2. 本实用新型结构飞行器正常飞行时以旋翼机模式飞行，旋翼和多轴螺旋桨互为安全备份。具有气动效率高、飞行中不会失速、抗风能力强、安全性高的优点。

附图说明

图1是六轴飞行器旋翼无动力模式起飞时的旋翼及螺旋桨结构图；

图2是六轴飞行器旋翼无动力模式正常飞行时的旋翼及螺旋桨结构图；

图3是六轴飞行器动力臂结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

以六轴飞行器旋翼无动力模式为例：

参照图1~3所示，一种多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，它包括六轴螺旋桨飞行器和旋翼机构，所述六轴螺旋桨飞行器包括六轴飞行器中心盘1001，六轴飞行器中心盘1001的左右两侧对称分布有动力臂支架2003/2006，动力臂支架上设有螺旋桨I2104，动力臂支架的末端设有电控方向机2101，电控方向机2101上设有电机底座I2102，电机底座I2102上设有电机I2103，电控方向机2101转动可使电机底座I2102及电机I2103在向前0~90度之间旋转，使螺旋桨I2104转动产生的推力可以在向下和向后之间转换；六轴飞行器中心盘的前后两侧对称分布有升力臂支架2001/2002/2004/2005，升力臂支架上设有螺旋桨II，升力臂支架的末端设有电机底座II，电机底座II上设有提供螺旋桨II产生向下升力的电机II，电机II通电旋转时螺旋桨产生向下的升力；所述六轴飞行器中心盘的下方设有飞行吊舱，飞行吊舱内固定设有飞行所需的飞行控制器动力源，飞行控制器动力源为动力电池或油电混合动力装置；所述旋翼机构由旋翼立柱3003、旋翼头3002和旋翼3001组成，六轴螺旋桨飞行器的顶部中心设有旋翼立柱3003，旋翼立柱3003的上端通过旋翼头3002安装旋翼3001；所述六轴螺旋桨动力臂支架上设有安装一个或多个螺旋桨I，每个螺旋桨I均可单独或与其它螺旋桨I一起旋转，动力臂支架上设置的多个螺旋桨I可部分或全部向下、向后、向前改变方向。

当旋翼3001采用无预旋方式起飞时，装置以多轴飞行器模式起飞，所有螺旋桨的轴线垂直于水平面，动力电机带动螺旋桨旋转产生向下推力，推动飞行器升入空中。

飞行装置升入空中一定高度后，左右两侧动力臂2003/2006末端的电控方向机2101旋转，使螺旋桨轴线由垂直于水平面变为和水平面平行，螺旋桨产生的向下推力变为向后推力，飞行装置以旋翼机模式飞行。其它仍然垂直于水平面的螺旋桨在动力电机带动下配合旋翼产生的升力调整飞行高度和俯仰姿态，并作为旋翼的安全备份。

降落时全部或部分螺旋桨的轴线垂直于水平面，螺旋桨和旋翼协同工作使飞行装置以多轴飞行器模式实现垂直降落。

当旋翼3001采用预旋方式起飞时，装置以直升机模式起飞，旋翼3001通过离合装置或其它方式与动力系统联结主动旋转，飞行器动力臂2003/2006末端的电控方向机2101旋转，使左右两侧螺旋桨的轴线平行于水平面，其它螺旋桨的轴线垂直于水平面。旋翼预旋产生的升力与轴线垂直于水平面的螺旋桨产生的升力共同形成使飞行器垂直升空的升力。左右两侧的螺旋桨旋转产生向后或向前推力，平衡旋翼预旋产生的反作用力，避免中心盘和飞行吊舱在旋翼预旋时产生自转。升入空中一定高度后旋翼与动力系统联结解除，旋翼自转产生升力，左右两侧的螺旋桨产生推力，飞行器以旋翼机形式飞行，旋翼自转产生升力，垂直于水平面的螺旋桨在动力电机带动下配合旋翼产生的升力调整飞行高度和俯仰姿态。

Claims (5)

1.一种多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，其特征是在多轴螺旋桨飞行器上安装旋翼机旋翼，多轴螺旋桨可以全部或部分改变推力方向。

2.根据权利要求1所述的多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，其特征是在多轴螺旋桨飞行器顶部中心位置安装立柱，立柱顶端安装旋翼机的旋翼。

3.根据权利要求1所述的多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，其特征是安装在飞行装置左右和前后的多轴螺旋桨可部分或全部向下、向后、向前改变方向。

4.根据权利要求1所述的多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，其特征是多轴螺旋桨在起飞和降落时提供全部或部分升力；飞行过程中旋翼提供升力，多轴螺旋桨调整飞行过程中的方向并进行飞行过程中的姿态控制与调整。

5.根据权利要求1所述的多轴螺旋桨与旋翼组合飞行升力装置，其特征是多轴螺旋桨和旋翼互为飞行过程中的升力备份。