CN104176231A - 翼元和复翼 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种翼元，包括壳体、安装于壳体内的电机、控制电机的控制器，所述翼元设有用于接收信号的信号接收器，本发明还提供一种由若干翼元构成的复翼，独立封装的翼元提高了复翼的组装效率。

Description

翼元和复翼

技术领域

本发明涉及一种翼元和复翼。

背景技术

现有技术中的复翼型飞行器在组装时，必须组装每一个翼元。而常由于安装空间的有限，导致飞行器的安装效率低。

因此，有必要设计一种便于高效组装的翼元及使用该翼元的复翼。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了翼元，包括壳体、安装于壳体内的电机、控制电机的控制器，所述翼元设有用于接收信号的信号接收器。

可替代的，所述壳体内设有电池安装槽，电池安装于电池安装槽。

可替代的，所述电池不可拆卸地封装于壳体内，壳体设有与电池电性连通的充电接口。

可替代的，所述电机连接有延伸出壳体的外转子，所述翼元包括扇叶，扇叶可拆卸地安装于外转子。

可替代的，所述电机连接有延伸出壳体的输出轴，所述翼元包括扇叶，扇叶可拆卸地安装于输出轴。

可替代的，所述信号接收器以无线通讯或有线通讯的方式接收信号。

可替代的，所述翼元包括控制电机的控制器和私用传感器，控制器与私用传感器之间交互信息控制电机工作。

可替代的，一种复翼，由若干权利要求1所述翼元构成，其特征在于：所述翼元以去中心化的方式分布。

可替代的，所述翼元内部安装保证安全迫降功能的私用传感器，所述复翼设有公用传感器，私用传感器包括：陀螺仪、加速度计，两者内置于翼元。

可替代的，所述翼元具有若干个，所述翼元呈正六边形分布。

与现有技术相比，本发明至少具有如下技术效果：独立封装的翼元提高了复翼的组装效率。

附图说明

图1为本发明飞行器的一种实施方式示意图。

图2为本发明飞行器的另一种实施方式示意图。

图3为本发明飞行器的第三种实施方式示意图。

图4为本发明飞行器的复翼的示意图。

图5为本发明飞行器的复翼的俯视图。

图6为本发明飞行器的定位网的示意图。

图7为本发明飞行器的翼元的示意图。

图8为本发明飞行器的可靠性框图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明揭示了一种飞行器100。

本发明所定义的飞行器100是指依靠复翼1飞行的一切飞行器100。具体的，飞行器100可以是直升飞机、飞艇或者是其他飞行装置。该飞行器100可用于货运，也可以用于客运。应当予以澄清的是，飞行器100的具体形态及用途，不应当理解为对本发明的实质所做的限定。

飞行器100，包括飞行器主体2、复翼1和将复翼1连接于飞行器主体2的连接机构3。请参照图1至图3所示，分别揭示了三种不同的飞行器100，差别之处在于飞行器主体2和复翼1之间的位置差异。图1中复翼1位于飞行器主体2的上方。图2中复翼1位于飞行器主体2的下方。图3中，飞行器主体2位于复翼1的中部。

飞行器主体2在本发明的定义中包括货舱和/或客舱。

货舱主要用于承载货物。客舱主要用于承载乘客。

请参见图4和图5，复翼1用于为飞行器100提供动力，包括：

支撑架11；

定位网12详见图6，定位网12的边界固定于支撑架11，定位网12设有用于限位的网结121；

翼元13详见图7，翼元13具有若干个，被限定于网结121。

定位网12和支撑架11将旋转的翼元13限定于内，隔离了旋转部件，提高了复翼1的安全性。

支撑架11用于提供复翼1的组装架构。优选的，支撑架11呈封闭的环状。这样的支撑架11结构比较牢固，抗冲击。当支撑架11发生撞击时，冲击力会被分散到整个支撑架11，从而不易损坏。当然，支撑架11也可以为多个弧段所构成，支撑架11曲率中心指向定位网12。这样的支撑架11也具有一定的抗冲击力效果。曲率中心指向定位网12，形成的弧段外表收缩防止对周围的人或物产生损坏。支撑架11的纵剖面呈弧形，支撑架11具有两个端面，支撑架11中间位置的曲率半径大于端面的曲率半径。这样支撑架11的外表进一步光滑，防止对人或物产生损坏，同时抗冲击力进一步增强。

定位网12至少包括两层，定位网12与支撑架11结合形成一个收容空间。复翼1被限定于收容空间内。这样，定位网12和支撑架11完全地将旋转的扇叶131与外界隔离，防止旋转的翼元13伤人或损坏物，同时达到保护翼元13的效果，提高了复翼1的使用寿命。特别是发生刮擦时，隔绝的复翼13不会产生损坏。

当然，在一些场合，仅设置一层定位网12也是可以的。

定位网12至少包括第一网干122。第一网干122可以为刚性杆，也可以为柔性索缆。柔性索缆一方面可以在发生冲击时减小对支撑架11的冲击，从而不易失效。另一方面可以对复翼1进行缓冲，防止复翼1的损坏。并且柔性索缆能够承受的拉力远大于同样直径的刚性杆，因此使用寿命长。第一网干122主要由聚丙烯腈基碳纤维制成，这样的定位网12质量轻、强度大。优选的，该碳纤维中复合有阻燃的材料，当复翼1燃烧时起到防止进一步扩大损失。

定位网12设有用于限位复翼1的网结121。网结121包括第一网干122、第二网干123、第三网干124和网眼125。网眼125由第一网干122、第二网干123和第三网干124包围而成。第二网干123、第三网干124使用的材料和制作工艺与第一网干122相同。

复翼1还包括基台，基台卡合于网眼125内。翼元13安装于基台。这样的好处是便于翼元13的组装与固定，提高复翼1的组装效率。

复翼1设有中空区，翼元13位于中空区外。飞行器100设有公用传感器，公用传感器位于中空区。这样公用传感器与翼元13的通信具有对称性而可以降低设计及生产成本。

复翼1，由若干翼元13构成。这样提高了飞行器100的安全性，传统的单翼扇叶直升机，只要扇叶、电机、传动中任何一个部件发生故障，都会导致惨剧的发生。而复翼1型飞行器100，单个翼元13失效，可以依靠其余翼元13保持平衡，提高了飞行器100的安全性。翼元13以去中心化的方式分布。

翼元13包括扇叶131和翼元主体132。该扇叶131具体的是指螺旋桨的桨叶、隧道风扇的扇叶131或者涡轮叶片的一切通过挤压驱动空气流动，靠反作用力获得提升力的部件。

翼元13主体包括壳体、安装于壳体内的电机、控制电机的控制器、私用传感器。控制器是指该至少包括控制电机启动与停止以及转速的控制器。当然为了获得更佳的效果，可以将控制器的集成度提高。

私用传感器包括保证飞行器100安全迫降功能的传感器。私用传感器包括陀螺仪、加速度计。

翼元设有信号接收器。信号接收器以无线通讯或有线通讯的方式接收来自公用传感器发出信号。优选的，为无线通讯方式，这样一个翼元13起火时，不会波及到其他翼元13。控制器与私用传感器之间交互信息控制电机工作。当公用传感器与翼元之间的信道阻塞时，控制器依靠私用传感器控制电机工作带动飞行器100安全迫降。独立封装的翼元13提高了复翼1的组装效率。公用传感器与翼元之间通讯方式为N-N或1-N的并联方式。因而使得单个电机、单个控制器、单个信号接收器故障时仅导致该翼元13失效，而不影响其他翼元13。

复翼1设有公用传感器。公用传感器包括GPS定位仪、高度传感器、空速传感器、陀螺仪、加速度计、光流传感器、罗盘、操作手柄、遥控接收仪、故障传感器等。公用传感器是指由于体积大、重量大、结构复杂等不便于封装到翼元内的传感器。

本发明提供的一种优选的翼元13的控制为分布式管理方式。当其中某一翼元13失效时，复翼1动态补偿。具体的，公用传感器向翼元发出信号。控制器根据当前状态及指向状态，控制电机的转动，直至当前状态和指向状态一致。该当前状态由公用传感器和私用传感器共同提供，只有当公用传感器和翼元13之间发生通讯故障时，当前状态和指向状态仅由私用传感器提供。

请参见图8中的可靠性框图。为了保证飞行的载荷及安全性，翼元13具有一定的余量。即翼元13的失效数量小于总数量的三分之一时，飞行器100的载荷大于额定载荷。当翼元13的失效数量超过总数量的六分之一时，引发飞行器100的迫降。此外，复翼1的公用传感器损失超过总数量的三分之二的时，引发飞行器100的迫降。该种失效模式及余量设计在飞行器100安全及有效负载的效率之间取得了平衡。

另一种翼元13的分布控制方式如下：翼元13中心对称或轴对称地分布，单一翼元13失效时，与失效翼元13中心对称或轴对称的翼元13的停止工作。与中心呈不同间距的翼元13形成多级翼元13环，当某级翼元13环失效个数超过半数时，该级翼元13环停止工作。翼元13呈正六边形分布。这样，第一级翼元13环至少有三个翼元13失效时，才会导致第一级翼元13环失效。即便第一级翼元13环失效，关闭第一级翼元13环，依靠第二级翼元13环仍可以继续工作，大大提高了飞行器100的安全性。而第二级翼元13环失效则同样至少需三个第二级翼元13环上的翼元13失效，两级的翼元13同时发生超过半数失效的概率极低，因此飞行器100的安全性能大大提高。当失效翼元13环超过两级时，飞行器100降落。

壳体内设有电池安装槽，电池安装于电池安装槽。这样可以进一步提高翼元13的集成度，提高组装效率。电池不可拆卸地封装于壳体内，壳体设有与电池电性连通的充电接口。这样更进一步提高了翼元13的集成度。

一种实施方式中，电机有暴露在壳体外部的外转子，扇叶131可拆卸的安装于外转子。当然，扇叶131外转子一体成型也是可以的。定子用于固定。

另一种可替代的实施方式中，电机连接有延伸出壳体的输出轴，扇叶131可拆卸地安装于输出轴。这样当扇叶131损坏时仅更换扇叶131即可，降低了维修成本。

连接机构3具有多个。这样可以提高复翼1与飞行器主体2连接的稳定性。多个连接机构3均匀地分布于复翼1周围。当然，连接机构3也可以连接于复翼1内部。一种实施方式中，连接机构3连接于支撑架11。另一种可替代的实施方式中，连接机构3连接于定位网12。本发明提供的连接机构3同样以正六边形的方式分布于复翼1周围。连接机构3为连接杆或索缆。本发明优选的实施方式中，连接机构3为索缆。这样做的好处是一方面，可以降低停机时的空间需求。第二点是当飞行器主体2或复翼1撞击时减缓冲击，提高飞行器100的使用寿命。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种翼元，包括壳体、安装于壳体内的电机、控制电机的控制器，其特征在于：所述翼元设有用于接收信号的信号接收器。

2.根据权利要求1所述的翼元，其特征在于：所述壳体内设有电池安装槽，电池安装于电池安装槽。

3.根据权利要求2所述的翼元，其特征在于：所述电池不可拆卸地封装于壳体内，壳体设有与电池电性连通的充电接口。

4.根据权利要求1所述的翼元，其特征在于：所述电机连接有延伸出壳体的外转子，所述翼元包括扇叶，扇叶可拆卸地安装于外转子。

5.根据权利要求1所述的翼元，其特征在于：所述电机连接有延伸出壳体的输出轴，所述翼元包括扇叶，扇叶可拆卸地安装于输出轴。

6.根据权利要求1所述的翼元，其特征在于：所述信号接收器以无线通讯或有线通讯的方式接收信号。

7.根据权利要求1所述的翼元，其特征在于：所述翼元包括控制电机的控制器和私用传感器，控制器与私用传感器之间交互信息控制电机工作。

8.一种复翼，由若干权利要求1所述翼元构成，其特征在于：所述翼元以去中心化的方式分布。

9.根据权利要求8所述的复翼，其特征在于：所述翼元内部安装保证安全迫降功能的私用传感器，所述复翼设有公用传感器，私用传感器包括：陀螺仪、加速度计，两者内置于翼元。

10.根据权利要求8所述的复翼，其特征在于：所述翼元具有若干个，所述翼元呈正六边形分布。