多轴载人飞行器 |
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| 申请号 | CN201510520687.6 | 申请日 | 2015-08-21 | 公开(公告)号 | CN105151296A | 公开(公告)日 | 2015-12-16 |
| 申请人 | 河南三和航空工业有限公司; | 发明人 | 陶亮; 申守健; 秦立新; | ||||
| 摘要 | 本 申请 公开了一种多轴载人 飞行器 ，包括 机架 和安装于机架上的动 力 装置、传动装置、旋翼装置、变距装置、座椅和控制装置，其中，所述传动装置，连接所述动力装置与所述旋翼装置；所述旋翼装置，包括旋翼头和螺旋桨，所述旋翼头对称安装于所述机架上，所述螺旋桨安装于所述旋翼头上，所述旋翼头和螺旋桨的数量至少为三组；所述变距装置，所述变距装置与所述旋翼装置相连接；所述座椅和操作装置对应设置于所述机架结构的中部，所述动力装置与所述旋翼装置连接；所述控制装置，分别与所述动力装置、所述旋翼装置和所述操作装置连接；飞行的过程中操作更加简便，面对各种飞行状态时能够轻松的应对，结构简单但实现的功能全面。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多轴载人飞行器，其特征在于，包括机架和安装于机架上的动力装置、传动装置、旋翼装置、变距装置、座椅和控制装置，其中， |
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| 说明书全文 | 多轴载人飞行器技术领域[0001] 本申请涉及一种多轴载人飞行器。 背景技术[0002] 目前传统直升机是单旋翼带尾桨布局，靠主旋翼旋转提供升力，尾桨高速旋转产生一个侧向推拉力，用于克服主桨产生的反扭矩。这种布局结构简单，技术成熟，可以很灵活地用来制造各种规格的直升机，操作也相对简单。但尾梁导致停放面积大，承载的尾梁和长距离的尾桨传动轴系易损伤，碰撞危险高，悬停性能不稳定，尾桨容易被异物损伤，造成重大事故，尾桨需耗用15％左右的发动机功率。 [0003] 除了单旋翼直升机外，国内外很多科研机构也在研究开发多旋翼飞行器，如共轴双旋翼直升机、纵列双旋翼式直升机、横列双旋翼式直升机、交叉双旋翼式直升机、倾转旋翼机等。 [0004] 而近几年随着电子技术和控制技术的发展，电动四旋翼小飞行器得到了迅速的发展，每个旋翼分别有一个单独的电机控制。但该类型飞行器主要用于航拍、航模飞行表演等。但是由于采用的是电力驱动模式，飞行器的马力和续航时间都受到了很大的制约，目前还难以得到实用推广。并且传统的四轴飞行器的四个螺旋桨都是电机直连的简单机构，十字形的布局，飞行器通过改变电机转速获得旋转机身的力，从而调整飞行姿态。 [0007] 本发明的目的在于提供一种大载荷，长航时、适用多样的多轴载人飞行器，以解决现有的多轴载人飞行器适用单一、易损坏的技术问题。 [0008] 因此，为有效解决上述问题，本发明公开了一种大载荷，长航时、适用多样的多轴载人飞行器，其技术方案如下： [0009] 一种多轴载人飞行器，包括机架和安装于机架上的动力装置、传动装置、旋翼装置、变距装置、座椅和控制装置，其中， [0010] 所述传动装置，连接所述动力装置与所述旋翼装置； [0011] 所述旋翼装置，包括旋翼头和螺旋桨，所述旋翼头对称安装于所述机架上，所述螺旋桨安装于所述旋翼头上，所述旋翼头和螺旋桨的数量至少为三组； [0012] 所述变距装置，所述变距装置与所述旋翼装置相连接； [0013] 所述座椅和操作装置对应设置于所述机架结构的中部，所述动力装置与所述旋翼装置连接； [0014] 所述控制装置，分别与所述动力装置、所述旋翼装置和所述操作装置连接。 [0015] 优选的，所述控制装置包括三轴陀螺仪，用于计算所述变距装置对所述旋翼头浆距的调整数值。 [0017] 优选的，所述变距装置包括变距杆和伺服电机，所述变距杆与所述伺服电机连接，并且所述变距杆连接于所述旋翼头上。 [0018] 优选的，所述旋翼装置还包括旋翼护圈和桨毂，所述旋翼护圈安装于所述螺旋桨的外围，所述桨毂用于安置螺旋桨并将其套接于所述旋翼头上。 [0020] 优选的，所述旋翼装置的数量为四个，分别位于所述机架的四角。 [0023] 优选的，所述发动机安装于所述多轴载人飞行器的中部。 [0024] 与现有技术相比，本发明提供的多轴载人飞行器，达到了如下效果： [0025] 1)本发明提供的多轴载人飞行器结构简单，制作成本不高，并且所述旋翼头21的数量可以根据实际动力需要进行设置，以满足不同的实际需求； [0026] 2)本发明提供的多轴载人飞行器使用大功率发动机，使飞行器的实际应用价值更高，能够在农业喷洒、森林消防、警务巡逻、反恐、野外搜救、电力巡线、石油管线巡视、灾害勘察、航拍航测、航空旅游等诸多领域进行各个项目的执行； [0027] 3)本发明提供的多轴载人飞行器，所述分控制装置62与所述变距杆一对一相对应连接，从而实现对各个旋翼浆距的分别控制，以达到控制飞行姿态的目的，操作方便，控制灵活； [0028] 4)本发明提供的多轴载人飞行器，所述伺服电机的使用使本发明提供的多轴载人飞行器本身的质量小、能效高、功能稳定、使用寿命长； [0029] 5)本发明提供的多轴载人飞行器，所述旋翼装置2的数量设置为四个能够满足大多数飞行的需求，有效减少所述多轴载人飞行器本身的重量，并且便于在飞行中通过调节各个旋翼22的浆距来实现各种飞行姿势和飞行状态的变化，使所述多轴载人飞行器结构稳定、观察的视野广阔； [0030] 6)本发明提供的多轴载人飞行器使用所述三轴陀螺仪能够满足对飞行器减少本身质量的要求，并且使用的效率高、结果准确，对飞行的准确控制和稳定安全提供了保障； [0031] 7)本发明提供的多轴载人飞行器，所述旋翼护圈23、桨毂24和变距杆25的使用能够使飞行员在使用本发明提供的多轴载人飞行器飞行的过程中操作更加简便，面对各种飞行状态时能够轻松的应对，结构简单但实现的功能全面。附图说明 [0032] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中： [0033] 图1为本发明提供的多轴载人飞行器的结构示意图； [0034] 图2为本发明提供的多轴载人飞行器的旋翼装置的结构示意图； [0035] 其中， [0036] 1-机架 2-旋翼装置 [0037] 3-操作装置 4-动力装置 [0038] 5-座椅 6-控制装置 [0039] 7-仪表板 8-操作杆 [0040] 9-油门推杆 21-旋翼头 [0041] 22-螺旋桨 23-旋翼护圈 [0042] 24-桨毂 25-变距杆 [0043] 42-传动装置 421-皮带 [0044] 43-齿轮箱 422-传动轴 [0045] 62-伺服电机 具体实施方式[0046] 如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。 [0047] 以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。 [0048] 实施例一： [0049] 如图1本发明提供的多轴载人飞行器的结构示意图、图2本发明提供的多轴载人飞行器的旋翼装置的结构示意图所示，所述的多轴载人飞行器，其特征在于，包括机架1和安装于机架1上的动力装置4、传动装置42、旋翼装置2、变距装置、座椅5和控制装置6，其中， [0050] 所述传动装置42，连接所述动力装置4与所述旋翼装置2； [0051] 所述旋翼装置2，包括旋翼头21和螺旋桨22，所述旋翼头21对称安装于所述机架1上，所述螺旋桨22安装于所述旋翼头21上，所述旋翼头21和螺旋桨22的数量至少为三组； [0052] 所述变距装置，所述变距装置与所述旋翼装置2相连接； [0053] 所述座椅5和操作装置对应设置于所述机架1结构的中部，所述动力装置4与所述旋翼装置2连接； [0054] 所述控制装置6，分别与所述动力装置4、所述旋翼装置2和所述操作装置3连接。 [0055] 本发明结构简单，制作成本不高，并且所述旋翼头21和螺旋桨22的数量可以根据实际动力需要进行设置，以满足不同的实际需求。 [0056] 进一步的，所述控制装置61包括三轴陀螺仪，用于计算所述变距装置对所述旋翼头21浆距的调整数值。陀螺仪英文名是Gyroscope，定义是一种用于测量角度以及维持方向的设备，单轴的只能测量两个方向的量，也就是一个系统需要三个陀螺仪，而一个三轴陀螺仪就能替代三个单轴陀螺仪的，三轴陀螺仪能够同时测定6个方向的位置，移动轨迹和加速度，三轴陀螺仪的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好；本发明提供的多轴载人飞行器使用所述三轴陀螺仪能够满足对飞行器减少本身质量的要求，并且使用的效率高、结果准确，对飞行的准确控制和稳定安全提供了保障。 [0057] 进一步的，所述动力装置41为汽油发动机。由于所述动力装置61采用了汽油发动机，就可以解决了大荷载、长航时的问题，例如，100马力的航空发动机，一次加60升汽油，可以连续工作4-5小时，100马力的起飞重量最少可以达到350-400公斤，一架载重量150公斤的飞行器可以连续飞行5小时，使飞行器的实际应用价值更高，能够在农业喷洒、森林消防、警务巡逻、反恐、野外搜救、电力巡线、石油管线巡视、灾害勘察、航拍航测、航空旅游等诸多领域进行各个项目的执行。 [0058] 进一步的，所述传动装置42包括皮带421、传动轴422和齿轮箱43，所述齿轮箱43通过所述皮带421和传动轴422与所述动力装置41连接，所述齿轮箱43的数量与所述旋翼装置2数量相同，并且一对一相对应连接；所述控制装置6为可编程控制器或中央处理器。 [0059] 进一步的，所述变距装置包括变距杆25和伺服电机62，所述变距杆25与所述伺服电机62连接，并且所述变距杆25连接于所述旋翼头21上。所述变距杆25的设置能够调整所述螺旋桨22的桨距，高速时用高距，低速时用低距，以后又逐步增加桨距的角度，以适应更多的飞行状态。驾驶员可以通过控制调节器和油门的方法改变发动机和螺旋桨22的转速，一方面调节螺旋桨22的拉力，同时使螺旋桨22处于最佳工作状态。因此所述旋翼护圈23、桨毂24和变距杆25的使用能够使飞行员在使用本发明提供的多轴载人飞行器飞行的过程中操作更加简便，面对各种飞行状态时能够轻松的应对，结构简单但实现的功能全面。 [0060] 伺服电机62是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压低等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。作为一种可靠的控制系统，具有下述优点：体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境；而所述伺服电机62的使用使本发明提供的多轴载人飞行器本身的质量小、能效高、功能稳定、使用寿命长。 [0061] 进一步的，所述旋翼装置2还包括旋翼护圈23和桨毂24，所述旋翼护圈23安装于所述螺旋桨22的外围，所述桨毂24用于安置螺旋桨22并将其套接于所述旋翼头21上，所述旋翼护圈23用于保护所述螺旋桨22。 [0062] 进一步的，所述旋翼装置2的数量为四个，分别位于所述机架1的四角，实际运用中，所述旋翼装置2可以设置为其他数量，平衡设置于所述机架1的中心轴两侧，所述旋翼装置2的数量设置为四个能够满足大多数飞行的需求，有效减少所述多轴载人飞行器本身的重量，并且便于在飞行中通过调节各个旋翼头21来实现各种飞行姿势和飞行状态的变化，使所述多轴载人飞行器结构稳定、观察的视野广阔。 [0063] 进一步的，还包括仪表板7、操作杆8和油门推杆9，所述仪表板7设置于所述座椅5前方，所述操作杆8和所述油门推杆9设置于所述座椅5两侧。本发明提供的多轴载人飞行器使用上述设置，飞行员能够便利的进行各种操作。 [0064] 进一步的，所述发动机安装于所述多轴载人飞行器的中部。 [0065] 与现有技术相比，本申请所述的多轴载人飞行器，达到了如下效果： [0066] 1)本发明提供的多轴载人飞行器结构结构简单，制作成本不高，并且所述旋翼头21的数量可以根据实际动力需要进行设置，以满足不同的实际需求； [0067] 2)本发明提供的多轴载人飞行器使用大功率发动机，使飞行器的实际应用价值更高，能够在农业喷洒、森林消防、警务巡逻、反恐、野外搜救、电力巡线、石油管线巡视、灾害勘察、航拍航测、航空旅游等诸多领域进行各个项目的执行； [0068] 3)本发明提供的多轴载人飞行器，所述分控制装置62与所述变距杆一对一相对应连接，从而实现对各个旋翼浆距的分别控制，以达到控制飞行姿态的目的，操作方便，控制灵活； [0069] 4)本发明提供的多轴载人飞行器，所述伺服电机的使用使本发明提供的多轴载人飞行器本身的质量小、能效高、功能稳定、使用寿命长； [0070] 5)本发明提供的多轴载人飞行器，所述旋翼装置2的数量设置为四个能够满足大多数飞行的需求，有效减少所述多轴载人飞行器本身的重量，并且便于在飞行中通过调节各个旋翼22的浆距来实现各种飞行姿势和飞行状态的变化，使所述多轴载人飞行器结构稳定、观察的视野广阔； [0071] 6)本发明提供的多轴载人飞行器使用所述三轴陀螺仪能够满足对飞行器减少本身质量的要求，并且使用的效率高、结果准确，对飞行的准确控制和稳定安全提供了保障； [0072] 7)本发明提供的多轴载人飞行器，所述旋翼护圈23、桨毂24和变距杆25的使用能够使飞行员在使用本发明提供的多轴载人飞行器飞行的过程中操作更加简便，面对各种飞行状态时能够轻松的应对，结构简单但实现的功能全面。 [0073] 上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。 |
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