CN208812909U - 飞行汽车重心自动调节系统及飞行汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞行汽车重心自动调节系统和飞行汽车，包括能够检测汽车重心的检测系统、车身侧部主调系统和车身尾部微调系统，车身侧部主调系统包括对称设置在车身主体左右两侧的机翼，所述机翼的长度方向的中间设置有旋翼，变化机翼与车身主体之间的掠角来调整汽车重心；车身尾部微调系统包括尾部伸缩式的尾翼机构，通过伸缩尾翼机构，以及控制尾翼机构的停留位置，来调整汽车重心。

Description

飞行汽车重心自动调节系统及飞行汽车

技术领域

本实用新型涉及一种飞行汽车重心自动调节系统和飞行汽车，属于飞行汽车技术领域。

背景技术

飞机与汽车都是设计好重心的，但是飞机与汽车的重心不同，所以飞行汽车需要在不同形态下做重心的调节以保持行驶与飞行过程的安全性。

世界现存飞行汽车方案暂不存在根据车辆载荷变化调整重心前后位置的功能。

现在仅有的重心调节是实时三维重心定位，汽车系统三维动态重心的传感测定系统及算法，原理是通过位于汽车四个车轮悬挂上的车身高度传感器系统以及弹簧减震系统中的压力传感器系统协同工作，在汽车运动过程中无限次自动测量与计算汽车运动过程当中的实时三维重心定位。需要动态实时无限次数测定，在实际应用中并不实用，占用运行空间，提供的数据并无参考价值。

实用新型内容

为了解决上述存在的问题，本实用新型公开了一种飞行汽车重心自动调节系统和飞行汽车，其具体技术方案如下：

一种飞行汽车重心自动调节系统，包括：

重心检测系统：包括设置在车身主体上的高度和压力传感系统，所述高度和压力传感系统能够分析得到飞行汽车的重心竖向平面；

车身侧部主调系统：包括对称设置在车身主体左右两侧的机翼，所述机翼的长度方向的中间设置有旋翼，变化机翼与车身主体之间的掠角来调整汽车重心；

车身尾部微调系统：包括伸缩式的尾翼机构，通过伸缩尾翼机构，以及控制尾翼机构的停留位置，来调整汽车重心。

所述机翼包括机翼前段和机翼后段，所述机翼前段和机翼后段呈直线拼接连接，所述机翼后段能够围绕其与机翼前段的连接处向上翻转，并最终覆盖在机翼前段上表面；

所述旋翼设置在机翼前段下方，且位于靠近其与机翼后段的连接处。

所述机翼朝向车身主体的一端相对设置，机翼能够围绕该端朝向汽车尾部水平旋转，两个机翼同步旋转进入到车身主体内，相邻并排，以及再同步反向水平旋转，旋出车身主体，机翼在旋转过程中，能够停留在与车身主体呈任意掠角的位置。

所述机翼位于车身主体内的一端中心垂直设置有机翼固定轴，所述机翼固定轴贯穿机翼同步齿所在圆的中心，机翼固定轴与机翼同步齿固定连接，两个机翼的机翼同步齿啮合接触，其中一个机翼同步齿与机翼主动齿啮合连接，所述机翼主动齿的中心轴连接有机翼电机的驱动轴；

机翼电机旋转后，带动机翼主动齿同步旋转，机翼主动齿带动与其啮合连接机翼同步齿旋转，该机翼同步齿啮合带动另一个机翼同步齿一起旋转，进而驱动两个机翼同步旋转，变换机翼电机的转向，实现两个机翼同步相向旋转进入车身主体中，或者同步反向旋出车身主体，且能够停留在旋转过程中的任意位置。

所述尾翼机构包括下尾杆、尾部旋翼和尾翼，所述下尾杆能够从车身主体的尾部伸出和缩回，尾部旋翼设置在下尾杆下方，下尾杆的末端设置有竖直向上或向着车身主体后方倾斜向上的垂尾，所述尾翼设置在垂尾的顶端，且尾翼与车身主体宽度方向平行。

所述下尾杆位于车身主体内的一端设置有液压缸，所述液压缸能够推动下尾杆水平移动。

所述机翼电机的控制器和液压缸的控制器均与重心检测系统连接，由重心检测系统给机翼电机的控制器和液压缸的控制器发送执行动作命令，控制机翼和液压缸的动作。

一种重心自动调节的飞行汽车，包括车身主体，车身主体设置了上述的飞行汽车重心自动调节系统。

本实用新型的工作原理是：

本实用新型飞行汽车在起飞前调节重心，起飞前通过高度和压力传感系统检测并计算出重心所在位置，系统算好之后机翼电机开始控制机翼展开，机翼作为主要调节重心的装置，随后控制尾翼机构伸缩来微调重心的装置。

本实用新型的有益效果是：

因为飞行汽车体积较小，质量相比飞机较轻，乘客以及驾驶员乘坐之后会改变重心，如若不调节会影响飞行质量，甚至引发安全问题。

本实用新型通过飞行汽车的机翼和尾翼机构调节重心，借助飞行机构调节重心，没有设定多余的机构，减少飞行汽车的重量。

附图说明

图1是本实用新型在实际使用时的飞行状态俯视图；

图2是本实用新型在实际使用时的飞行状态侧视图；

图3是本实用新型在陆面行驶时，飞行机构均收回的状态图；

图4是本实用新型飞行汽车飞行状态时的尾部俯视图；

图5是本实用新型实际使用时飞行状态的尾部正视图；

图6是本实用新型实际使用时飞行状态时尾部视图；

图7是本实用新型尾桨护罩罩在助推器上的视图；

图8是本实用新型机翼的收回到车身主体中的状态图；

图9是本实用新型机翼旋转打开的状态图；

附图标记列表：1—车身主体，2—机翼前段，3—机翼后段，4—旋桨，41—旋桨轴，42—桨叶，5—平尾，51—平尾安定面，52—平尾升降舵，6—垂尾，61—垂尾安定面，62—垂尾活动条，7—下尾杆，8—尾部旋翼，9—机翼，10—旋翼， 11—气缸伸缩杆，12—机翼舱，13—头杆，14—头部旋翼，15—同步齿，16—主动齿，17—尾部旋翼舱，18—垂尾舱，19—电机，20—尾桨护罩，21—固定轴， 22—支撑杆，23—平尾舱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型。应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

本实用新型所称“前”指的是飞行汽车正常行驶或飞行时的前进方向，反之为“后”；

本实用新型所称“上”指的是飞行汽车正常行驶或飞行时，位于飞行汽车的竖向方向的上方为“上”，反之为“下”。

本实用新型飞行汽车在实际应用中，除了设计了本实用新型飞行汽车重心自动调节系统，还设计了双发双桨尾部推进器和伸缩式头部旋翼机构。

图1是本实用新型的俯视图，图2是本实用新型侧视图，结合附图1和2 可见，本飞行汽车重心自动调节系统，包括：

重心检测系统：包括设置在车身主体1上的高度和压力传感系统，所述高度和压力传感系统能够分析得到飞行汽车的重心竖向平面；

车身侧部主调系统：包括对称设置在车身主体1左右两侧的机翼9，所述机翼9的长度方向的中间设置有旋翼10，变化机翼9与车身主体1之间的掠角来调整汽车重心；

车身尾部微调系统：包括伸缩式的尾翼机构，通过伸缩尾翼机构，以及控制尾翼机构的停留位置，来调整汽车重心。

所述机翼9包括机翼前段2和机翼后段3，所述机翼前段2和机翼后段3呈直线拼接连接，所述机翼后段3能够围绕其与机翼前段2的连接处向上翻转，并最终覆盖在机翼前段2上表面；

所述旋翼10设置在机翼前段2下方，且位于靠近其与机翼后段3的连接处。

所述机翼9朝向车身主体1的一端相对设置，机翼9能够围绕该端朝向汽车尾部水平旋转，两个机翼9同步旋转进入到车身主体1内，相邻并排，以及再同步反向水平旋转旋出车身主体1，机翼9在旋转过程中，能够停留在与车身主体 1呈任意掠角的位置。

所述机翼9位于车身主体1的一端中心垂直设置有机翼9固定轴21，水平设置有机翼9同步齿15，所述机翼9固定轴21贯穿机翼9同步齿15所在圆的中心，机翼固定轴21与机翼9同步齿15固定连接，两个机翼9的机翼9同步齿 15啮合接触，其中一个机翼9同步齿15与机翼9主动齿16啮合连接，所述机翼9主动齿16的中心轴连接有机翼9电机的驱动轴；

机翼9电机旋转后，带动机翼9主动齿16同步旋转，机翼9主动齿16带动与其啮合连接机翼9同步齿15旋转，该机翼9同步齿15啮合带动另一个机翼9 同步齿15一起旋转，进而驱动两个机翼9同步旋转，变换机翼9电机的转向，实现两个机翼9同步相向旋转进入车身主体1中，或者同步反向旋出车身主体1，且能够停留在旋转过程中的任意位置。

结合图1-7可见，伸缩式尾翼机构包括下尾杆7、尾部旋翼8和平尾5、垂尾6，所述下尾杆7能够从车身主体1的尾部伸出和缩回，尾部旋翼8设置在下尾杆7下方，下尾杆7的末端设置有竖直向上或向着车身主体1后方倾斜向上的垂尾6，所述平尾5设置在垂尾6的顶端，且尾翼与车身主体1宽度方向平行。

所述平尾5呈梭形形状，包括平尾安定面51和平尾升降舵52，所述平尾安定面51和平尾升降舵52通过方向舵机连接，平尾安定面51朝向汽车，且朝向汽车的一侧边缘呈圆弧形状，平尾升降舵52的自由边呈尖状；

所述垂尾6包括垂尾安定面61和垂尾活动条62，所述垂尾安定面61和垂尾活动条62通过方向舵机连接，垂尾6也呈梭形形状，所述垂尾6为竖向对称结构。垂尾安定面61均朝向汽车尾部。

垂尾安定面61的下端与下尾杆7的末端焊接固定，所述垂尾安定面61的上端与平尾安定面51的中心固定连接。

车身主体1的尾部设置有与伸缩式尾翼机构配套的容纳舱，所述伸缩式尾翼机构能够缩回进入到容纳舱。

所述容纳舱包括尾部尾部旋翼舱25、垂尾舱18和平尾舱23；

所述尾部尾部旋翼舱25位于汽车尾部靠近下方位置，所述平尾舱23位于汽车尾部顶部位置，所述垂尾舱18位于汽车尾部的纵向中轴线上，且连通尾部尾部旋翼舱25和平尾舱23。

所述平尾5收回到平尾舱23中以后，平尾安定面51插入到平尾舱23中，平尾升降舵52露在车体外部，所述平尾升降舵52围绕其与平尾安定面51连接边向上旋转，作为向上倾斜的汽车尾翼；下尾杆7和尾部旋翼完全缩回到尾部尾部旋翼舱25中，垂尾6完全进入到垂尾舱18中。飞行汽车的尾部与传统的正常汽车相似，不增加飞行汽车的长度。

所述尾部尾部旋翼舱25内设置有气缸伸缩杆11，所述下尾杆7朝向尾部尾部旋翼舱25的一端与气缸伸缩杆11固定连接；通过驱动气缸伸缩杆11来实现下尾杆7伸出和缩回。操作简单，容易实现。

为了整体整洁，保护线路，也防止线路外漏，造成不美观，所述尾部旋翼的中心轴连接电机的驱动轴，所述电机的电源线穿在下尾杆7中，从下尾杆7与气缸伸缩杆11连接端伸出，并连接汽车电源，电机的控制按钮设置于汽车驾驶操控面板上。

所述下尾杆7位于车身主体1内的一端设置有液压缸，所述液压缸能够推动下尾杆7水平移动。

所述机翼9电机的控制器和液压缸的控制器均与重心检测系统连接，由重心检测系统给机翼9电机的控制器和液压缸的控制器发送执行动作命令，控制机翼 9和液压缸的动作。

为了减少同步齿15的重量，同步齿15中部镂空，且均选用对应的扇形同步齿，机翼9在旋转区域内，不会使用到的部分同步齿去掉，整体呈半圆形，为了防止在半圆形的边缘脱落，在半圆形的边缘延伸部分，形成扇形结构，具体为：所述同步齿15选用扇形同步齿，所述扇形同步齿的扇形开度大于半圆，所述扇形同步齿的端部设置有连接到固定轴21的支撑杆22，当两个机翼9并排收缩在车身主体1内时，两个同步齿15的扇形弧面的中心相对啮合，当两个机翼9旋出身主体1时，两个同步齿15的扇形弧面的中心朝向汽车尾部，两个同步齿15 的扇形弧面的边缘啮合连接。

飞行汽车的左右两侧设置有机翼舱12，机翼前段2的首端位于机翼舱12中，机翼9旋转后进入到机翼舱12中，飞行汽车的外观有普通汽车相似。

本实用新型飞行汽车重心自动调节方法，包括以下操作步骤：

步骤1：测量飞行状态重心：当飞行汽车的主调系统和微调系统均展开，成员及载荷确定之后，车身主体通过四个车轮上重心检测系统自动测量并计算得出车身主体静态重心竖向平面的在车身主体前后方向上的位置；

步骤2：计算偏心距：将车身主体静态重心竖向平面与飞行汽车的标准重心竖向平面比较，得到两者在汽车前进方向上的偏心距；

步骤3：计算调整参数：计算出机翼与车身主体之间的掠角，以及尾翼机构伸出长度；

步骤4：调整静态重心：机翼调整到步骤3计算的掠角位置，尾翼机构伸出步骤 3计算的长度；

步骤5：再次测量飞行汽车的静态重心，如果步骤2计算得到的偏心距消除或小于允许偏心距，则结束，如果步骤2计算得到的偏心距大于允许偏心距，则进行步骤3和4；

步骤6：循环步骤5，直到偏心距消除，或小于允许偏心距，结束。

双发双桨尾部推进器，设置于飞行汽车尾部，用于给飞行汽车提供向前的推动力，参见图1、2、4和6，该双发双桨尾部推进器包括：

两台电机19：设置于汽车内靠近尾部位置，两台电机19对称位于飞行汽车两侧，每台电机连接一个旋桨轴41，电机能够驱动旋桨轴41旋转；

两组尾部螺旋桨4：每个旋桨轴41末端连接一组尾部螺旋桨4，每个旋桨轴位于汽车靠近两侧的位置，每组尾部螺旋桨4包括至少两个桨叶42。

桨叶42旋转后，两组桨叶42不接触，旋桨轴41尽量靠近汽车两侧边缘，这样能够最大限度地延长桨叶42的长度。桨叶42长度与桨叶42旋转产生的风力呈正比，在飞行汽车宽度允许的范围内，双发双桨尾部推进器产生的助推力最大。

为了实现让旋桨轴41尽量靠近汽车两侧边缘，所述电机的驱动轴套设有皮带轮，所述旋桨轴41位于汽车内部的一端也套设有皮带轮，两个皮带轮上绷紧套设有皮带，通过皮带将电机的驱动平行转移到位于汽车边缘的旋桨轴。此仅为一个具体实现手段，也可以通过其他手段将电机的驱动平行转移到位于汽车边缘。

每个所述桨叶42与旋桨轴41连接的一端均设置有与桨叶42轴向倾斜的台阶断面，所述台阶断面位于靠近桨叶42轴向中心线位置，所述台阶断面迎向旋桨轴41旋转方向，台阶断面将桨叶42端部分成有高度差的台阶下平面和台阶上平面，旋桨轴41贯穿所有的桨叶42的台阶下平面，且当桨叶42高速旋转后，在对应的台阶断面的阻挡下，桨叶42沿着旋桨轴41圆周均匀分散，当旋转轴不旋转后，所有桨叶42自由下垂挂在旋桨轴41上。

当飞行汽车飞行时，电机带动对应的尾部螺旋桨4高速旋转，给飞行汽车提供向前的推力。

参见图3和7中的实现部分的旋桨，当做汽车行驶时，桨叶42不旋转，自由下垂，不会给汽车行驶带来阻力。为了保护推进器，在其上面罩上尾桨护罩 20，桨叶42重叠，尾桨护罩20的体积小。

参见图1、2和3的飞行汽车头部设置有伸缩式头部旋翼机构，在飞行汽车头部设置头杆13，头部旋翼14设置在头杆13朝向车外一端的下方，头杆13的朝向车内的端部连接一个液压缸，通过液压缸控制头杆13伸缩移动。设定头部旋翼14的电机与液压缸联动控制，当起飞时，头杆13完全伸出后，启动头部旋翼14电机旋转，当降落后，停止头部旋翼14电机工作，再启动液压缸，将头杆13缩回。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种飞行汽车重心自动调节系统，其特征在于，包括：

重心检测系统：包括设置在车身主体上的高度和压力传感系统，所述高度和压力传感系统能够分析得到飞行汽车的重心竖向平面；

车身侧部主调系统：包括对称设置在车身主体左右两侧的机翼，所述机翼的长度方向的中间设置有旋翼，变化机翼与车身主体之间的掠角来调整汽车重心；

车身尾部微调系统：包括伸缩式的尾翼机构，通过伸缩尾翼机构，以及控制尾翼机构的停留位置，来调整汽车重心。

2.根据权利要求1所述的一种飞行汽车重心自动调节系统，其特征在于，所述机翼包括机翼前段和机翼后段，所述机翼前段和机翼后段呈直线拼接连接，所述机翼后段能够围绕其与机翼前段的连接处向上翻转，并最终覆盖在机翼前段上表面；

所述旋翼设置在机翼前段下方，且位于靠近其与机翼后段的连接处。

3.根据权利要求1所述的一种飞行汽车重心自动调节系统，其特征在于，所述机翼朝向车身主体的一端相对设置，机翼能够围绕该端朝向汽车尾部水平旋转，两个机翼同步旋转进入到车身主体内，相邻并排，以及再同步反向水平旋转，旋出车身主体，机翼在旋转过程中，能够停留在与车身主体呈任意掠角的位置。

4.根据权利要求1所述的一种飞行汽车重心自动调节系统，其特征在于，所述机翼位于车身主体内的一端中心垂直设置有机翼固定轴，所述机翼固定轴贯穿机翼同步齿所在圆的中心，机翼固定轴与机翼同步齿固定连接，两个机翼的机翼同步齿啮合接触，其中一个机翼同步齿与机翼主动齿啮合连接，所述机翼主动齿的中心轴连接有机翼电机的驱动轴；

机翼电机旋转后，带动机翼主动齿同步旋转，机翼主动齿带动与其啮合连接机翼同步齿旋转，该机翼同步齿啮合带动另一个机翼同步齿一起旋转，进而驱动两个机翼同步旋转，变换机翼电机的转向，实现两个机翼同步相向旋转进入车身主体中，或者同步反向旋出车身主体，且能够停留在旋转过程中的任意位置。

5.根据权利要求4所述的一种飞行汽车重心自动调节系统，其特征在于，所述尾翼机构包括下尾杆、尾部旋翼和尾翼，所述下尾杆能够从车身主体的尾部伸出和缩回，尾部旋翼设置在下尾杆下方，下尾杆的末端设置有竖直向上或向着车身主体后方倾斜向上的垂尾，所述尾翼设置在垂尾的顶端，且尾翼与车身主体宽度方向平行。

6.根据权利要求5所述的一种飞行汽车重心自动调节系统，其特征在于，所述下尾杆位于车身主体内的一端设置有液压缸，所述液压缸能够推动下尾杆水平移动。

7.根据权利要求6所述的一种飞行汽车重心自动调节系统，其特征在于，所述机翼电机的控制器和液压缸的控制器均与重心检测系统连接，由重心检测系统给机翼电机的控制器和液压缸的控制器发送执行动作命令，控制机翼和液压缸的动作。

8.一种重心自动调节的飞行汽车，包括车身主体，其特征在于，车身主体设置了上述任一权利要求所述的飞行汽车重心自动调节系统。