CN205952273U - 飞艇 - Google Patents

Abstract

公开了一种飞艇，包括：气囊，以及固定在所述气囊下方的支架，所述支架上分布有多个环绕所述气囊设置的动力单元，各个动力单元分别包括一螺旋桨，并且各个所述螺旋桨的转轴分别竖直安装，当飞艇运行时，通过多个螺旋桨之间的相互配合，来控制飞艇的运行姿态；所述飞艇还包括起落架，所述起落架固定在所述支架的下方。本申请中的飞艇，由于在支架上分布有多个转轴竖直安装的螺旋桨，通过控制多个螺旋桨各自的转速，可使各个螺旋桨产生不同的反作用力，从而使飞艇获得不同大小和方向的总作用力，使得飞艇上升、偏转、定点悬停或者朝向特定方向推进，实现了对飞艇运行姿态的灵活精确控制。

Description

飞艇

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术，更具体地，涉及一种飞艇。

背景技术

飞艇属于浮空器的一种，也是利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。

现有技术中的飞艇，例如起重飞艇使用艇身下方的左右推进器，可以实现迎着风向悬停，以及小半径的盘旋，但是不能实现精确的悬停，例如定点，定高悬停，使得起重飞艇在起吊和下放重物的过程中极为不便。

另外，现有技术中起重飞艇的艇身设计在各个方向上的侧风承受面积具有较大差异，使得飞艇的抗侧风能力较差，增加了运行姿态控制的难度，难于稳定悬停。

同时，现有技术中的起重飞艇在非工作状态下，需要在地面专门设置停泊塔，并需要专人负责停泊工作，增加了飞艇的使用成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能够实现对其运行姿态灵活精确控制的飞艇。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有更好抗侧风能力的飞艇。

本实用新型的另一目的在于提供一种组装方便，避免降低气囊囊皮强度的飞艇。

本实用新型的另一目的在于提供一种停泊方便的飞艇。

本实用新型提供一种飞艇，包括：

气囊，以及

固定在所述气囊下方的支架，

所述支架上分布有多个环绕所述气囊设置的动力单元，各个动力单元分别包括一螺旋桨，并且各个所述螺旋桨的转轴分别竖直安装，当飞艇运行时，通过多个螺旋桨之间的相互配合，来控制飞艇的运行姿态；

所述飞艇还包括起落架，所述起落架固定在所述支架的下方。

优选地，所述气囊为回转体，并且具有竖直方向的回转中心轴。

优选地，所述气囊的底部为平面结构，所述支架连接在所述平面结构上。

优选地，在所述平面结构的下部设置有支架固定套，所述支架穿过所述固定套，并经所述固定套固定在所述气囊上。

优选地，所述支架和固定套相互绑缚在一起。

优选地，还包括电源，所述电源包括多个为所述动力单元提供电能的锂离子电池，多个所述锂离子电池分别固定在所述起落架的相应支撑腿上。

优选地，所述支撑腿和/或支架为中空管状结构，所述多个锂离子电池与所述动力单元之间的连接线穿过所述中空管状结构的中空腔实现电连接。

优选地，各个所述动力单元还分别包括电机和调速器，所述电机与所述螺旋桨连接，用于驱动所述螺旋桨转动，所述调速器与所述电机电连接，用于调节电机转速。

优选地，所述电机为直流无刷电机。

优选地，在所述支架上还设置有吊舱。

优选地，所述螺旋桨的数目为四个，四个所述螺旋桨均布在所述支架上。

本实用新型提供的飞艇，由于在支架上分布有多个转轴竖直安装的螺旋桨，通过控制多个螺旋桨各自的转速，可使各个螺旋桨产生不同的反作用力，从而使飞艇获得不同大小和方向的总作用力，使得飞艇上升、偏转、定点悬停或者朝向特定方向推进，实现了对飞艇运行姿态的灵活精确控制。并且，该飞艇组装方便，其结构设计能够避免囊皮强度降低；同时，该飞艇也便于停泊。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1为根据本实用新型实施例的飞艇处于朝向前方飞行状态下的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的飞艇处于朝向左侧方飞行状态下的示意图；

图3为根据本实用新型实施例的飞艇处于悬停状态的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

本实用新型中的飞艇，可作为起重飞艇使用，用来运输重物，其包括：

气囊，以及

固定在所述气囊下方的支架，

所述支架上分布有多个环绕所述气囊设置的动力单元，各个动力单元分别包括一螺旋桨，并且各个所述螺旋桨的转轴分别竖直安装，当飞艇运行时，通过多个螺旋桨之间的相互配合，来控制飞艇的运行姿态；

所述飞艇还包括起落架，所述起落架固定在所述支架的下方。

由于在支架上分布有多个转轴竖直安装的螺旋桨，通过控制多个螺旋桨各自的转速，可使各个螺旋桨产生不同的反作用力，从而使飞艇获得不同大小和方向的总作用力，使得飞艇上升、偏转、定点悬停或者朝向特定方向推进，实现了对飞艇运行姿态的灵活精确控制。这里所说的转轴竖直安装，是指飞艇处于水平姿态时，转轴相对地面处于竖直状态。

下面结合具体实施例详细说明。

如图1-3所示，所述飞艇包括第一动力单元21、第二动力单元22、第三动力单元23以及第四动力单元24，相邻的动力单元之间彼此成90°角均布在所述支架2上。所述第一动力单元21至第四动力单元24分别 包括螺旋桨第一螺旋桨211、第二螺旋桨221、第三螺旋桨231和第四螺旋桨241。

在一个优选的实施例中，所述气囊1为回转体，并且具有竖直方向的回转中心轴。气囊1的顶部可进一步设计为光滑过渡的尖顶结构，以便进一步减小飞艇推进过程中的空气阻力。如此，使得飞艇在360°方向上都具有相同的侧风承受面积，对飞艇的运行姿态更加易于控制，同时增加了悬停时的稳定性。

在所述气囊1内充有密度比空气小的非可燃性气体，例如氦气，用于为飞艇提供升力。

所述气囊1的底部为平面结构，所述支架2连接在所述平面结构上。在所述平面结构的下部设置有支架固定套11，所述支架固定套11可缝合或者粘接在所述气囊1的下部。所述支架2穿过所述支架固定套11，并经所述支架固定套11固定在所述气囊1上。所述支架固定套11的个数可根据需要设置一个或者彼此间隔一定距离且平行设置的两个，其具体数目根据需要来设定。进一步的，在所述固定套上，例如侧面上设置有多个绑缚孔111，绑缚绳穿过该孔将所述支架2和固定套之间相互绑缚在一起。如此，可使得支架2与所述气囊1的连接简单易行，仅需在气囊1的外部通过绑缚等方式连接，而无需支架2穿过气囊1，也无需在气囊1内外固定设置连接件，避免了囊皮强度的降低，降低了装配时工艺流程的复杂性。同时，飞艇的这种结构设计，也便于组装。

所述支架2可为框架结构，所述飞艇还包括起落架3，所述起落架3固定在所述支架2上，并位于所述支架2的下方。所述起落架3与所述支架2之间可以做成整体结构，也可分体组合而成，例如通过螺栓连接的方式。所述支架2和起落架3均可采用轻质材料形成，例如碳纤维材料，以便减轻飞艇的整体质量。

由于飞艇设置有起落架3，使得飞艇在非工作状态下，可以下落并通过起落架3着地，来实现自动停泊，而无需专门的停泊塔和相关作业人员，简单方便。

所述起落架3具有多个支撑腿31。在一个实施例中，所述支撑腿31的数目为四个。所述飞艇还包括电源，所述电源包括多个为所述动力单 元提供电能的锂离子电池4，多个所述锂离子电池4分别固定在所述起落架3的相应支撑腿31上。

优选的，所述支撑腿31和支架2的至少其中之一为中空管状结构，所述多个锂离子电池4与所述动力单元之间的连接线穿过所述中空管状结构的中空腔实现电连接。支撑腿31和支架2的这种结构设计，在减轻飞艇总体质量的同时，实现了内部走线。

由于所述第一至第四动力单元的结构相同，下面以第一动力单元为例来对各个动力单元进行描述。

所述第一动力单元21还分别包括第一电机212和调速器(图中未示)，所述第一电机212与第一螺旋桨211连接，用于驱动所述第一螺旋桨211转动，为所述第一螺旋桨211提供动力。所述调速器与所述第一电机212电连接，用于调节第一电机212的转速。所述调速器具体可为电子调速器。所述第一螺旋桨211的转轴2111垂直安装，当飞艇处于水平状态时，第一螺旋桨211仅能提供升力。

为实现飞艇较长时间的悬停，各个螺旋桨宜选择给定推力下较大尺寸的螺旋桨，以实现较高的效率。例如可选用29寸商业航模螺旋桨，使用转速为1000r-2000r/min，配合高效率电机，优选为效率值大于80％的电机，实测的每瓦特功率推力产生了约20g的推力。所述电机具体可为直流无刷电机。当然，所述电机也可由内燃机来替代。在一个具体的实施例中，所述飞艇为无人飞艇。飞艇的净重为19.138kg，由各个所述动力单元与电源形成的动力系统的质量为4.988kg，气囊体积为18.268m³，表面积为33.913㎡。该飞艇的螺旋桨选用29"x9.5"T-motor碳纤维螺旋桨，电机选用T-motor U8 pro 100kv防水效率电机，电源选用4h@190kw/kg规格的锂离子电池。

该种配置的飞艇可以实现高达3.5kg的载荷，能够搭载航拍和遥测设备，并能够实现长达4小时的悬停时间，该设计3.5kg的载荷足够搭载航拍、遥测设备。防水电机的选择即便是在小雨的天气也可以使用。加上载重后，飞艇总重量略重于自身浮力，因此会安全地和地面贴合，不需要额外人员通过绳索固定飞艇，这大大增加了使用的灵活性。

进一步的，在所述支架2上还设置有吊舱(图中未示)，用于搭载附 加设备或者运输小件物品。

如图1所示，飞艇处于朝向前方飞行状态。在此状态下，第一螺旋桨211相对第三螺旋桨231转速增大，使得第一螺旋桨211的推力增大，第二螺旋桨221和第四螺旋桨241保持相同的转速，使得四个螺旋桨在产生垂直方向升力的同时，还产生朝向前方的推进力，从而使得飞艇朝向前方倾斜，并推动飞艇朝向前方飞行。

如图2所示，飞艇处于朝向左侧方飞行状态。在此状态下，第二螺旋桨221相对第四螺旋桨241转速增大，使得第二螺旋桨221的推力增大，第一螺旋桨211和第三螺旋桨231保持相同的转速，使得四个螺旋桨在产生垂直方向升力的同时，还产生朝向前方的推进力，从而使得飞艇朝向左侧方倾斜，并推动飞艇朝向左侧方飞行。

如图3所示，飞艇处于竖直运行状态。结合图1-2所示，在此状态下，第一螺旋桨211至第四螺旋桨241具有相同的转速且四个螺旋桨的具体转速可根据实际需要确定。当需要定点悬停时，仅需控制各个螺旋桨在合适的转速，使得四个螺旋桨仅提供飞艇悬停的浮力即可；当需要上升或者下落时，仅需相应增大或者减小各个螺旋桨的转速。

该飞艇的运行姿态不限于上面描述的几种，飞艇可根据需要处于各种形式的运行状态，其具体运行原理与上述几种运行姿态的原理相同，这里不再赘述。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人 员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种飞艇，其特征在于，包括：

气囊，以及

固定在所述气囊下方的支架，

所述支架上分布有多个环绕所述气囊设置的动力单元，各个动力单元分别包括一螺旋桨，并且各个所述螺旋桨的转轴分别竖直安装，当飞艇运行时，通过多个螺旋桨之间的相互配合，来控制飞艇的运行姿态；

所述飞艇还包括起落架，所述起落架固定在所述支架的下方。

2.根据权利要求1所述的飞艇，其特征在于，所述气囊为回转体，并且具有竖直方向的回转中心轴。

3.根据权利要求1所述的飞艇，其特征在于，所述气囊的底部为平面结构，所述支架连接在所述平面结构上。

4.根据权利要求3所述的飞艇，其特征在于，在所述平面结构的下部设置有支架固定套，所述支架穿过所述固定套，并经所述固定套固定在所述气囊上。

5.根据权利要求4所述的飞艇，其特征在于，所述支架和固定套相互绑缚在一起。

6.根据权利要求1所述的飞艇，其特征在于，还包括电源，所述电源包括多个为所述动力单元提供电能的锂离子电池，多个所述锂离子电池分别固定在所述起落架的相应支撑腿上。

7.根据权利要求6所述的飞艇，其特征在于，所述支撑腿和/或支架为中空管状结构，所述多个锂离子电池与所述动力单元之间的连接线穿过所述中空管状结构的中空腔实现电连接。

8.根据权利要求1所述的飞艇，其特征在于，各个所述动力单元还分别包括电机和调速器，所述电机与所述螺旋桨连接，用于驱动所述螺旋桨转动，所述调速器与所述电机电连接，用于调节电机转速。

9.根据权利要求8所述的飞艇，其特征在于，所述电机为直流无刷电机。

10.根据权利要求1-9任一项所述的飞艇，其特征在于，在所述支 架上还设置有吊舱。

11.根据权利要求1-9任一项所述的飞艇，其特征在于，所述螺旋桨的数目为四个，四个所述螺旋桨均布在所述支架上。