CN2910313Y - 旋转翼装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有航空稳定性、在多维控制下易于飞行、尺寸小、飞行安全、制造成本低的旋转翼装置。旋转翼装置包括一个共轴反旋转旋翼驱动装置，提供了内在航空稳定性的提升动力；副推进器，朝向飞行方向，位于所述共轴旋转翼装置的相对侧面，使得向前和向后飞行，并进行盘旋。旋转翼共轴直升飞机玩具是可遥控的，在室内和室外飞行安全，即使是未经训练的孩子也可以进行激动人心的操作。
Description
技术领域
本实用新型一般涉及飞行装置，特别是涉及自稳定旋转飞行玩具。
背景技术
以下美国专利被认为是代表当前的现有技术：
5,252,100 10/1993 Osawa，et al. 446/44
D465,196 11/2002 Dammar D12/328
6,899,586 5/2005 Davis 446/37
6,843,699 1/2005 Davis 446/37
6,688,936 2/2004 Davis 446/37
5,971,320 10/1999 Jermyn，et al. 244/17.25
6,568,980 5/2003 Barthold 446/36
6,450,446 9/2002 Holben 244/34A
6,616,094 9/2003 Illingworth 244/12.1
D503,198 3/2005 Rehkemper,et al. D21/442
6,802,693 10/2004 Reinfeld，et al. 416/1
6,824,094 11/2004 Richard 244/11
6,568,634 5/2003 Smith 244/72
6,086,016 1/2000 Meek 244/17.11
5,297,759 3/1994 Tilbor，et al. 244/17.11
6,8 11,460 11/2004 Tilbor，et al. 446/34
从人类的早期，飞行的梦想就一直伴随着人类。十五世纪的Leonardo DaVinci的良好的备有证明文件的飞机螺旋桨是迈向垂直起飞、盘旋和降落的飞行器的重要一步。只有在1907年当一种重量轻而动力足够强的用于驱动螺旋桨的引擎出现时，Paul Cornu才实现了垂直起飞。
通常，直升飞机有通过一个驱动轴连接到引擎上的两个旋翼叶片。由于旋翼叶片的旋转使空气向下偏移而产生升力。在直升飞机的尾翼的旋翼叶片被在水平面上导向以提供所需要的反转矩力从而防止直升飞机由于旋转的主旋翼而旋转。根据飞行员的指令，可通过改变主旋翼叶片的冲角提供水平运动。
Sikorsky和Kamov首先介绍了一种在同一根轴上带有两个反旋转主旋翼的直升飞机。由于其取消了尾翼旋翼叶片，反旋转叶片提供了较高的可操作性和稳定性。
飞行玩具的历史甚至比飞行器还要早。与飞行器不同，飞行玩具通常是价格非常敏感的。它们应该是飞行起来稳定、简便和安全。
因此，遥控飞行玩具应该采用内在稳定、安全和耐用的结构和材料来设计，并采用低成本的部件和易于制造。
实用新型内容
本实用新型提供了一种创新的旋转翼装置。它航空稳定，易于飞行和控制，尺寸很小，飞行安全和制造成本低。根据本实用新型的旋转翼飞行装置的创新设计取消了陀螺仪和移动传感器、昂贵的致动器和可移动部件、带有可调整冲角的旋翼叶片以及尾翼旋翼，从而使低成本制造成为可能，使玩具和其他的低成本应用可以实施。此外，它还具有对操作者和其环境的创新的安全特性，使得本实用新型甚至可以在室内的旋转翼平台上飞行成为可能。
旋转翼装置是众所周知的并被广泛地应用。本实用新型至少克服了一些缺点，而这些缺点是为稳定性设计而又要维持低成本、简单控制，高可靠性，坚固耐用以及没有或最低限度的调整和调节的需要的超小型直升飞机的方法和技术方案有关的。
根据本实用新型的一个方面，其提供了一种共轴的旋转翼装置，包括：至少两组提升叶片，与主共轴驱动轴连接；主驱动装置，与共轴驱动轴连接从而以相同的角速度驱动至少两组提升叶片，第一组提升叶片在第一旋转方向被驱动装置所驱动，第二组提升叶片在与第一方向相反的第二旋转方向被驱动装置所驱动；该至少两组提升叶片被设置成一个在另一个上面，其中，共轴旋转翼装置的重心的位置低于该至少两组提升叶片；副驱动装置，用于在至少向前和向后的方向驱动共轴旋转翼装置，使得旋转翼装置进行盘旋(yawing)运动；控制装置，用于控制主、副驱动装置。
在本实用新型的另一个实施例中，采用了共轴反旋转旋翼驱动装置，以提供内在的航空稳定性。
在本实用新型的另一个实施例中，一个差速操舵提供了优秀的盘旋控制，以及螺旋翼飞行器的前/后控制。一个“罐状”的差速操舵使得对于外行的操作者也可以非常方便地进行操作和控制。
应该认识到本实用新型的叶片系统的内在设计消除了对用于维持飞行稳定性的昂贵的陀螺仪、俯仰度(pitch)控制装置的需要。
在本实用新型的另一个实施例中，采用了带有“刚性”旋翼头的柔性叶片，从而旋转翼飞行器提供了平滑的飞行特性。
在本实用新型的另一个实施例中，前扫叶片(swept forward blades)提高了飞行稳定性。
在本实用新型的另一个实施例中，飞行器柔性结构通过其体内的类似弹簧的结构吸收了冲击能。
在本实用新型的另一个实施例中，在遭受到意外的外力的情况下，叶片连接装置使得叶片折叠起来。应该认识到本实用新型使得在更换叶片时不需要螺栓或工具。
在本实用新型的另一个实施例中，叶片调整装置采用了一个单独的按钮对一组叶片进行整体的俯仰度调整。应该认识到一个单独的旋钮调整甚至可以使外行人在盘旋或飞行时为了保持旋转翼飞行装置的方向而需要盘旋调整的情况下，可以直观地调整叶片，此时没有提供外来的盘旋控制。
应该认识到本实用新型的旋转翼飞行装置可以被操作者遥控。
本实用新型的另一个实施例还提供了在稳定状态下的前/后运动的手动调节。一个单独的按钮调节旋转翼飞行装置的重心，以便在起飞后立即设置优选的前向运动。还应当认识到在没有向副差速动力推进器施加力的情况下，重心可以为前向运动调整，所以旋转翼装置在稳定状态下向前飞，并且节约能量，提高了飞行时间。另外，旋转翼飞行装置的重心可以被设置成在稳定状态下盘旋，而此时不向副差速动力推进器提供动力。
本实用新型的另一个实施例还提供了空气制动器，用于在向前飞行时稳定旋转翼飞行装置。
本实用新型的另一个实施例还提供了尾翼以提高盘旋稳定性。
针对成本敏感性的飞行应用(例如玩具)，材料的成本非常关键。与其他的微型直升飞机不同，例如Seiko Epson的FR-II，其应用了陀螺仪传感器，本实用新型在没有使用陀螺仪传感器、致动器或尾翼叶片的情况下提供了良好的飞行稳定性。
附图说明
根据以下附图的详细说明，可以更全面地理解和认识本实用新型。
图1和2是本实用新型的一个优选实施例的简化的立体图，其包括反旋转旋转翼装置。
图3A，3B和3C是说明连接旋转翼装置的旋翼叶片的优选方法的立体图。
图4A，4B，4C和4D是上旋翼头的部件和组件的分解图，显示了对上旋翼叶片的整体俯仰度调整的盘旋调整控制钮。
图5是说明用于驱动旋转翼装置向前/向后/盘旋的副动力系统的立体图。
图6和7是说明旋转翼装置的主驱动系统的立体图。
图8A和8B是说明旋转翼装置的前扫叶片的示意图。
图9是旋翼和稳定装置的简化的示意图。
图10A和10B是一种优选的旋转翼装置飞行稳定的空气制动器。
图11A和11B是说明尾翼装置和操作的立体图。
最佳实施方式
参见图1和2，为本实用新型的一个优选实施例的在多种应用中操作的旋转翼飞行装置的简化的示意图。图1和2中所说明的实施例在飞行玩具的上下文中进行了介绍。应当理解本实用新型的实施例不仅限于玩具，还同等地应用于其他适合类型的成本、稳定性和使用的便捷性都重要的小型飞行器。
图1说明了本实用新型的一个优选实施例的微型旋转翼装置10的前部立体图。
微型旋转翼装置10由两组反旋转叶片：下旋翼叶片系统200和上旋翼叶片系统100组成。
主共轴驱动轴300为两组反旋转叶片100，200提供了旋转动力。该主共轴驱动轴300由两个部件组成：一个外主驱动轴310和一个内主驱动轴312。外主驱动轴310为下旋翼叶片系统200提供旋转动力。内主驱动轴312为上旋翼叶片系统100提供旋转动力。主共轴驱动轴300的两个部件以相同速度相反方向旋转。当外主驱动轴310在一个方向旋转时，内主驱动轴312向另一个方向旋转。两组叶片100和200的反旋转运动抵消了相互的角扭矩。
下旋翼叶片系统200由两个叶片202和204组成。下叶片202和204被采用一个旋翼头320连接到外主共轴驱动轴310上。
上旋翼叶片系统100由两个叶片102和104组成。上叶片102和104被采用一个旋翼头350连接到内主共轴驱动轴312上。
稳定装置被连接到两个反旋转叶片系统100和200的每一个上，一个钟摆(BELL)稳定装置207被连接到下叶片系统200。一个钟摆稳定装置107被连接到上叶片系统100。
两个叶片系统100和200为旋转翼装置10提供提升力。
图1所示的主驱动动力组件500通过主共轴驱动轴300为两个叶片系统100和200提供旋转动力。
主电机501通过一个主齿轮系统530为主共轴驱动轴300提供旋转动力。主齿轮系统530为主共轴驱动轴300提供反旋转动力。内驱动轴312在一个方向被驱动，而外驱动轴310在相反的方向被驱动。
根据本实用新型的一个优选实施例，副旋翼系统400由两组动力组件组成：一个左推进器系统410和一个右推进器系统440，提供了旋转翼装置10的向前，向后，盘旋运动。
根据本实用新型的另一个实施例，副旋翼系统400的推进器位于旋转翼装置10的重心之上。
控制单元700控制旋转翼装置10的操作。控制单元700控制主驱动动力组件500和副驱动动力组件400的操作。控制组件700还可以具有遥控能力，可以具有处理单元和内存。控制单元700可以由一个用于接收遥控指令的接受器组成。该接受器可以是无线电频率的(RF)，光控的，例如红外线(IR)，或者是声控的，例如超声波，或者声音指令。控制单元700还可以由预先编程的飞行控制器，或者可以由用户编程的可编程飞行控制器组成的。
动力组件600为所有的旋转翼装置10驱动和控制单元提供动力：主驱动动力组件500，副旋翼系统400和控制单元700。动力组件600可以是可充电电池，普通电池，电容设备，超级电容器，微动力舱，燃料电池，燃料或者其他微动力能源。
优选地可以采用遥控器单元900由操作者来控制本实用新型的旋转翼装置10。遥控器单元900有节流控制器908，其优选地成比例地控制主驱动组件500，左/右904和前/后控制器906，以控制副旋翼系统400的动力和旋转方向。左/右和前/后的控制可以是成比例类型或非成比例类型的。遥控器单元900还可以有一个电源开关902，一个指示器920用于表示电源开/关、充电、电池状态等的不同情况。它有一个波辐射变频器960，例如所示RF天线，在此RF被用于遥控指令的传输。还可以有一个充电输出装置950用于给微型旋转翼装置10的电源组件600充电。
降落橇800，810可以被连接到微型旋转翼装置10上使得它可以降落在各种表面例如固体和液体材料。降落橇800，810可以是各种形状和材料例如泡沫材料。它们可以被连接到旋转翼装置10的主体上，优选的是带有弹性结构例如杆802，804。
如图1所示，天蓬12可以覆盖旋转翼装置10的内部部件。优选的微型旋转翼装置10的主体结构10采用了用于天蓬12的轻型材料。另外的主体结构可以采用天蓬12的泡沫结构，其可以为旋转翼装置10提供引人注目的外观。优选的是天蓬12覆盖旋转翼装置10的内部部件，例如主驱动组件500。
在本实用新型的另一个优选实施例中，旋转翼装置10还可以由用于提高方向稳定性的尾翼870组成。
在本实用新型的另一个优选实施例中，旋转翼装置10还可以由空气制动器850组成，其优选的是位于旋转翼装置10的重心之下。
参见图3A，3B和3C，其提供了对连接旋转翼装置10的下叶片组件200的旋翼叶片202和204的优选方法的说明。在图3A中，叶片连接器203对准叶片组件200的锁定枢轴224。箭头940显示了将叶片连接器203的切槽205插入锁定枢轴224的方向。
参见图3B，叶片连接器203被组装到下旋翼头320的旋翼下头毂212的叶片锁定枢轴224上。如箭头940所示，叶片202被拉动离开旋翼组件212，弹簧234推动叶片连接器203，并使得叶片202被固定到锁定枢轴224上。箭头944显示操作者需要旋转叶片的方向，因此叶片连接器203被锁定到它在旋翼头320的旋翼下头毂212的固定位置。
现在手动使叶片202相对弹簧234旋转，如箭头944所示。弹簧234滑过叶片连接器203，采用叶片锁定枢轴224作为其旋转轴。现在参见图3C，其中叶片202处于“准备起飞”的位置。用切槽240的销225和弹簧234的力将叶片连接器的切槽240定位并啮合在其位置上。采用相似的方式锁定其他的叶片204、202和204。
应该认识到本实用新型的叶片组件装置100和200提供了对飞行器外行的人简化组装和更换叶片的革新的方法。如果一个小的外力被施加到叶片102、104、202、204上，叶片就会回扫。通过折叠起来，避免由于叶片撞击造成对外部物体或操作者的损害。应当认识到本实用新型的具有折叠能力的叶片的方法和机理提供了一种高度安全的方法和机理，因此本实用新型的旋转翼装置10的操作者被旋翼撞击的概率被显著地降低了。
还应该认识到本实用新型的优选的旋翼叶片折叠方法降低了撞击外部物体对叶片100，200本身造成损害的概率。
应该认识到为了提高旋转翼装置10，在旋转翼装置10周围的操作者的其他物体的安全性，叶片102、104、202、204优选的是采用软的、可折叠的材料制成，例如泡沫材料、柔性的塑料材料、金属片或其他的软的、柔性的材料，并且强度足以提供提升力。
在本实用新型的另一个实施例中，图2的控制单元700还可以由检测冲撞条件的装置组成。为防止叶片100、200与外部物体的冲撞，控制单元700可以检测情况并停止旋翼的旋转动力。这种冲撞检测可以通过测量主旋翼500电流的瞬间增加来操作。该电流的瞬间增加是由于外力的作用结果而不是用户的增加节流指令的结果。
应当认识到本实用新型的连接叶片100、200的方法使得可以在没有固定件和工具的情况下将旋翼叶片100、200与旋翼头320、350连接和脱离。
还应当认识到旋翼叶片是可以啮合在它们的位置上的，因此不需要进一步的调整。本实用新型的另一个优选实施例使用了同样的弹簧将叶片固定在其位置上，从而在旋翼加速时不会折叠，而当叶片撞击到外部障碍物时叶片折叠，从而提供额外的保护。
还应当认识到本实用新型包括对在不需要工具的情况下快速连接叶片100、200和外力作用下快速回扫或叶片脱离的功能的变化和修改。
参见图4A，上旋翼头350的部件和组件的分解图。一个盘旋调整控制钮964进行上叶片102、104的整体俯仰度改变。盘旋调整控制钮964可以有内螺纹。它可以被旋转翼装置10的操作者手动旋转。相对反螺栓954顺时针旋转盘旋控制钮964，将整体控制导架960向下推。控制导架960被连接销962、964连接到旋翼头毂930。接着，旋翼头毂930被扭转。结果，连接到旋翼头毂930的旋翼叶片102和104的俯仰度被整体地增加了。
旋翼头毂930是“刚性”的。因此，旋翼头毂930的俯仰轴总是垂直于主驱动轴300，使得旋翼力被转移到主驱动轴300。
旋翼头毂930可以绕俯仰轴952自由地旋转，使得钟摆组件107稳定旋转翼装置10。
类似地，相对反螺栓954逆时针旋转盘旋控制钮964，将整体控制导架960向上拉，因此降低了旋翼叶片102和104的俯仰角度。
上旋翼100逆时针旋转。通过顺时针转动盘旋调整控制钮964，上旋翼叶片100的增加的俯仰度增加了力矩并转移到上旋翼头350的旋翼毂930。增加的力矩使得旋转翼装置10顺时针盘旋。结果，顺时针转动盘旋调整控制钮964使得旋转翼装置10顺时针盘旋。
以上所述的本实用新型的盘旋调整方法在图1的副旋翼400停止时使得旋转翼装置10的操作者防止旋转翼装置10的不需要的盘旋运动。
参见图4B，其说明了图4A的旋翼头350的旋翼头毂930。旋翼头毂930由锁定弹簧932，934组成，其将叶片102、104固定在正确的位置上，俯仰度控制导架940、942用于接收图4A的整体控制导架960的力。柔性条936、938承载叶片102、104的离心力，还可以使得叶片102、104之间的角度改变。旋翼头毂930可以绕图4A的俯仰轴952自由地旋转，俯仰轴952是通过旋翼头毂930的孔948插入的。
参见图4C显示部分组装的上旋翼头350，其中反螺栓可以被清楚地看见。
参见图4D说明了完全组装的上旋翼头350，其中盘旋调整控制钮964可以改变位于上旋翼头350的上叶片102、104的整体俯仰度。
参见图5，其描述了本实用新型的另外一个实施例，一个副动力系统400由一个左动力组件410和一个右动力组件440组成。每个都由一个推进器和电极组成。左动力组件410由电机412、推进器414和遮护板416。右动力组件440由电机442、推进器418和遮护板450。
推进器414、418在旋转时提供了在所希望的方向的空气推力。推进器414、418可以独立地和根据从控制组件700接收的指令进行顺时针和逆时针旋转。
推进器414、418被用于使旋转翼装置10向前、向后和盘旋(水平地顺时针或逆时针旋转)运动。副电机412、442提供了副推进器414、418的旋转动力。遮护板410、450处于安全的原因被用于保护推进器414、418和副电机412、442防止外来的损坏。副电机412、442被通过柔性连接杆连接到主旋转翼装置的框架上。
在本实用新型的另一优选的实施例中，副动力系统412、442位于旋转翼装置的重心之上，在为方向控制提供直接的导引冲力外，还提供正确的俯仰力矩。应该认识到副动力系统412、442的优选位置为旋转翼装置10的航空稳定性作出了贡献。
图2的控制单元700控制副电机412、442的运动。
参见图6和7，其描述了旋转翼装置10的驱动系统500。主旋转翼装置的驱动系统500至少由一个连接到主齿轮系统530的驱动电机501组成。主齿轮系统530还连接到图6的主旋翼驱动轴300。主齿轮系统530由主减速齿轮502、504和反旋转齿轮机构511组成。反旋转齿轮机构511由齿轮510、512、514组成，通过副驱动轴508从主减速齿轮502、504获得动力。齿轮514通过驱动轴312在一个旋转方向提供旋转动力，而齿轮512以相同的角速度在相反的方向旋转驱动轴310。
应当认识到本实用新型的实施例采用变速箱530反向旋转共轴的主驱动轴300，不管电机的功率以相同的角速度旋转上下旋翼组件100、200。因此，本实用新型的旋转翼装置10的盘旋不受主电机501的功率的变化的影响。还应当认识到在使用本实用新型的上述实施例时，不需要额外的活动盘旋稳定装置。不需要活动稳定装置诸如陀螺仪传感器、伺服系统或额外的电机使得从生产旋转翼装置10的成本到消费品成本水平如玩具成本都降低了。如图4A、4B、4C和4D说明的本实用新型的一个优选实施例的一个单独的单-控旋钮964使得由于上、下旋翼系统100和200的角扭矩的剩余差，而调节可能的偏移盘旋运动。
一个电源盘604被通过一个柔性结构606连接到旋转翼装置10。电源600被固定在电源盘604内。电源600优选的是可充电电池，或者也可以是电池、电容器、超级电容器、燃料电池、小燃料引擎和其他的小浓缩电源。
参见图7，显示了本实用新型的另一个实施例，即当图1中的副动力系统400没有通电时，用于控制本实用新型的旋转翼装置10的向前运动的方法和系统。根据本实用新型，根据简单机械装置可以提供使电源组件604前后运动的能力，从而改变飞行的特性。本实用新型的旋转翼装置10的重心可以根据主旋翼驱动轴300而调整，从而使旋转翼10稳定地盘旋，此时在动力没有施加在图1的副动力系统400。
另外，为了使电源组件604朝前运动，旋转翼10的重心可以被调整到主旋翼驱动轴300的中心线之前。在此情况下，旋转翼装置10可以慢速地向前飞行，此时图1的副动力系统400没工作。
为了使电源组件604进一步朝前运动，旋转翼10的重心可以进一步被调整到主旋翼驱动轴300的中心线之前。因此，在副动力系统400上没有施加动力时，会有更快速的向前飞行，从而较少动力消耗。通过位移机构(例如螺丝机构608)调整单独旋钮610，控制相对于主旋翼驱动轴中心线向后/向前的重心。
参见图8A和8B，说明了本实用新型的另一个优选实施例。图8A是叶片202和204的俯视图。本实用新型的一个优选实施例是主旋翼叶片202和204(类似于图1的主旋翼叶片102和104)，其带有一个位于俯仰轴914之前的提升力中心920。图8A显示了一种优选的操作，其中叶片组202、204被向前扫。
应该认识到通过实施本实用新型的前扫叶片，推进叶片提升装置924绕俯仰轴产生了叶片俯仰力矩，其相反于图8B的叶片俯仰力矩922。因此，绕旋翼头俯仰轴的叶片的净俯仰力矩为零或者相对于飞行方向为正值。在此情况下，正力矩意味着当俯仰轴垂直于飞行方向时，力矩试图使旋翼头倾斜回去。俯仰力矩以所希望的方式影响飞行杆207的旋转面，提高了飞行的稳定性。
除零以外(盘旋)的任何风速928，推动和阻碍叶片的俯仰力矩不会相互抵消。如果叶片不向前扫，并使它们的提升中心与俯仰轴对准，增加的推动叶片的俯仰力矩与降低的阻碍叶片的俯仰力矩的总和会在旋翼头上产生一个净俯仰力矩，其试图将飞行杆抬起朝向风。结果，将会发生加速和偏向坠落。应该认识到本实用新型的前扫叶片，影响飞行杆的净俯仰力矩930可以被置零，或者甚至会向相反的方向。因此，可能消除该现象。此叶片的升力矢量，在俯仰轴的尾翼，会在相反的方向把一个俯仰力矩提供到叶片自然俯仰力矩，并抵消了此效果。平滑稳定的正确的前扫角可以根据特定的叶片形状和叶片组排列确定。
前扫叶片还有一个虚轴，其起到delta铰链的作用，当其折叠时，降低了叶片的俯仰度，因此增加了整体的稳定性。
参见图9，其是本实用新型的另一个优选实施例的说明。上旋翼叶片组100和下旋翼叶片组200被设计成相互不同。两个不同的设计意味着在飞行中在上、下旋翼叶片之间产生不同的锥角。
在本实用新型的另一个优选实施例中，上、下旋翼叶片100和200的不同可以是它们的几何尺寸或形状的设计，如不同的叶片轮廓(如螺旋状)、叶片的质量、叶片材料类型、叶片轮廓形状、不同的叶片速度、和/或以上选择的任意组合。
不同的锥角与前扫叶片和刚性旋翼头结合，提供钟摆自由飞行特性。
参见图10A和10B，显示了本旋转翼装置10的另一个实施例的改进飞行质量的另一个方法。
定位在旋转翼10的中心(CG)下面的空气制动器850建立了向下的俯仰力矩。通过合适地选择空隙大小和与CG的距离，可能在本实用新型的旋转翼装置10的速度范围内实现基本相同水平的飞行。
应当认识到在旋转翼装置10上增加“俯仰度增加阻力制动器”850产生更平稳的飞行，并且由于旋转翼装置10的向前运动产生的俯仰度增加而降低摆动。“俯仰度增加阻力制动器”851、852的功能如空气制动器。本实用新型的空气制动器850位于旋转翼装置10的重心(CG)以下。优选的是空气制动器850被添加到尽可能低的位置，以在速度增加时实现最大的向下俯仰力矩。该位置可以在降落撬800。结果，当主旋翼100、200的俯仰度随着速度而加速，空气制动器850保持旋转翼10的其余部分的水平或者在一个略微俯仰度增加的角度。通过适当地选择俯仰度阻力制动器尺寸，可以实现比没有它们时的平稳向前速度更高的速度。空气制动器850可以通过一个固定或者动态的连接装置连接。
参见图11A，显示了本旋转翼装置10的另一个实施例的改进飞行质量的方法，通过使用一个固定的尾翼870(固定橡胶)可以对旋转翼装置10使用盘旋阻尼的方法。固定的尾翼870还产生了“风车”效果，其将旋转翼装置10的鼻头871引导向飞行的方向，而降低了向其它方向飞的概率。
在本实用新型的另一个实施例中，动态空气制动器851、852可以被用于操纵旋转翼装置10的左/右。致动器860、862(例如螺线管)可以改变空气制动器851、852的位置以增加/降低空气阻力从而改变飞行的方向。应当认识到采用此操纵方法，旋转翼装置10可以仅使用一个副电机。一个副向前/向后电机将被中心定位对准主共轴旋翼轴，如图11B所示。
参见图11B，显示了另一个用于操纵旋转翼装置10的左/右的创新的方法。一个致动器882控制操纵尾翼880。操作者可以通过控制操纵致动器882控制操纵尾翼。
再参见图1，旋转翼装置10的机身可以是由泡沫材料制成，或者是轻质材料例如薄的轻质塑料或者纸板。降落撬是由泡沫材料制成，或者纸板，或其他轻质和柔性材料。
旋转翼装置10可以由遥控器900控制，例如RF遥控单元，另外可以是红外线(IR)或声控，例如超声波遥控器也可以控制它。它还可以通过编程而不用遥控器操作。
应该认识到本实用新型的旋转翼装置的实施例通常能够向前和向后飞并且盘旋操纵。还应该认识到取消了移动和加速传感器降低了旋转翼装置的成本，使得消费者能够负担的起此类玩具。
还应该认识到旋转翼装置反旋转叶片提供了内在的航空稳定性。它本能的飞行控制性能使得外行人经过很少的培训就能够操作低成本的旋转翼装置的飞行。
还应该认识到旋转翼装置被设计甚至可以在室内安全地使用。旋转翼装置由弹性材料制成；主旋翼叶片是柔性的，在遇到外力的情况下会向后折；在检测到外力时电机会停止。
还应该认识到旋转翼装置要求最低限度的调整，或没有调整。如果需要盘旋或者盘旋调节，通过简单的方法，例如一个单独按钮就可以进行简单的手动调整。
还应该认识到旋转翼装置的差速“罐状”的操舵非常方便，提供了良好的盘旋控制，以及旋转翼装置飞行机动的向前/向后控制。
还应该认识到使用相同的电源用于转动旋转翼装置的反旋转叶片消除了叶片随时间的可能的偏移，例如当使用两个不同的电源旋转反旋转叶片时。因此，随时间的盘旋稳定性显著地改善。
还应该认识到取消了动态主叶片俯仰控制，例如致动器，例如在共同的直升飞机使用，显著地简化了旋转翼装置的设计，降低了成本，使其更坚固和可靠。
还应该认识到取消了在普通直升飞机中使用的尾翼推进器简化了旋转翼装置的设计，降低了成本，增加了可靠性、稳定性和机动性。
本领域的普通技术人员应该认识到本实用新型不限于以上特定的显示和说明。本实用新型的范围包括以上所说明的各种特征的结合和子结合以及本领域的普通技术人员在阅读了此说明书而不是现有技术后做可能做的任何变化和修改。
Claims (24)
1.一种共轴旋转翼装置，包括：
至少两组提升叶片，与主共轴驱动轴连接；
主驱动装置，与共轴驱动轴连接从而以相同的角速度驱动至少两组提升叶片，第一组提升叶片在第一旋转方向被驱动装置所驱动，第二组提升叶片在与第一方向相反的第二旋转方向被驱动装置所驱动；
该至少两组提升叶片被设置成一个在另一个上面，其中，共轴旋转翼装置的重心的位置低于该至少两组提升叶片；
副驱动装置，用于在至少向前和向后的方向驱动共轴旋转翼装置，使得旋转翼装置进行盘旋运动；
控制装置，用于控制主、副驱动装置。
2.根据权利要求1所述的共轴转翼装置，其特征在于：所述的控制装置控制速度使得主驱动装置能够驱动所述的至少两套提升叶片。
3.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的副驱动装置包括左、右推进器驱动装置，分别相对位于所述共轴旋转翼装置的左右侧，其中所述的左、右推进器驱动装置朝向所述旋转翼装置的飞行方向，其中所述的左、右推进器驱动装置位于所述共轴旋转翼装置的重心之上。
4.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：钟摆稳定装置被连接到所述的至少两组提升叶片的每组上。
5.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：该至少两组提升片的每组被连接到一个刚性的旋翼头，所述的刚性旋翼头仅允许该至少两组提升叶片的俯仰运动。
6.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的提升叶片的每一个有一个提升力中心，位于连接所述的提升叶片到主驱动轴上的俯仰轴的前部。
7.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的提升叶片被向前扫。
8.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的至少两组提升叶片的上面一组的第一组叶片的特征区别于属于至少两组提升叶片的下面一组的第二组叶片的特征。
9.根据权利要求8所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：第一组叶片特征和第二组叶片特征的区别之处在于至少一个叶片特征选自以下特征：叶片几何尺寸或形状、叶片扭曲度、叶片质量、叶片材料、叶片速度，以及其组合。
10.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：包括空气制动器装置，其中所述的空气制动器装置位于所述的旋转翼装置的重心之下。
11.根据权利要求10所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的空气制动器装置提动态可控制的，用于共轴旋转翼装置的左/右操纵。
12.根据权利要求1所述的共轴转翼装置，其特征在于：包括一个尾翼以提供改进的方向稳定性。
13.根据权利要求12所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的尾翼是动态可控制的，用于共轴旋转翼装置的左/右操纵。
14.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：包括盘旋调整装置，连接到所述的至少两组提升叶片中的至少一组，其中所述的盘旋调整装置适用于整体调节在所述的至少一组提升叶片中的所有提升叶片的俯仰度。
15.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的提升叶片是可拆卸地连接到一个旋翼头，所述的旋翼头被连接到所述的主驱动轴上。
16.根据权利要求15所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的旋翼头包括一个弹簧机构以将所述的提升叶片固定位置。
17.根据权利要求15所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的旋翼头适用于允许所述提升叶片在超出一预定量和与所述提升叶片旋转方向相反的外力被施加到所述提升叶片时松开并折叠起。
18.根据权利要求16所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的弹簧机构适用于允许所述提升叶片在超出一预定量和与所述提升叶片旋转方向相反的外力被施加到所述提升叶片时松开并折叠起。
19.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：包括一个冲撞检测装置，用于检测超出一预定量和所述提升叶片旋转方向相反的外力被施加到所述提升叶片，和相应地停止所述提升叶片的旋转。
20.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：包括装置，用于选择性地在与所述的主驱动轴对准的第一位置和位于所述主驱动轴的向前方向的第二位置向前和向后调节所述共轴旋转翼装置的重心，因此使得共轴旋转翼装置在所述的向前方向移动。
21.根据权利要求3所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述左、右推进器驱动装置以独立的速度独立地旋转，因此施加了差速冲力，使得共轴旋转翼装置在水平面上顺时针或逆时针方向旋转。
22.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的控制装置是可以遥控的。
23.根据权利要求1所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：所述的副驱动装置是一个朝向飞行方向的单推进器驱动装置，其中所述的单推进器驱动装置控制所述的旋转翼装置向前和向后运动。
24.根据权利要求23所述的共轴旋转翼装置，其特征在于：包括一个可操纵的尾翼以提供所述的盘旋运动。
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