CN105129088B

CN105129088B - 一种球形单轴舵导向智能飞行器

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Publication number: CN105129088B
Application number: CN201510619038.1A
Authority: CN
Inventors: 高翔宇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: CN105129088A

Abstract

本发明涉及一种球形单轴舵导向智能飞行器，包括空心球体（1），其特征在于：在空心球体（1）的垂直方向设有主桨叶（22），其控制飞行器的上升或下降；在空心球体（1）的水平方向设有可正反转的第一次桨叶（31）和第二次桨叶（41），其控制飞行器在水平方向移动。本发明由于采用旋翼和固定翼两种方式飞行，使得飞行器同时具有旋翼和固定翼各自的优点，旋翼实现飞行方向的控制和悬停，并可实现垂直起降，到达一定高度后固定翼可以实现高速飞行。

Description

一种球形单轴舵导向智能飞行器

技术领域

本发明涉及一种飞行器，尤其是涉及一种球形单轴舵导向智能飞行器。

背景技术

多轴飞行器可以实现悬停和多方向飞行，但不便于携带而且旋翼叶片打坏物体和打伤人的事故经常发生；由于飞行效率不同，旋翼飞行器的通病是飞行半径远远低于固定翼飞行器；旋翼飞行器风阻大，在野外作业时抗风性不好；机载设备智能化水平低；机载摄像头和感应器由于飞行器结构存在死角。目前球形单轴飞行器采用双旋翼反向旋转提供升力，难于操作，续航和飞行速度只能做到遥控玩具级应用。

发明内容

本发明设计了一种球形单轴舵导向智能飞行器，其解决的技术问题是目前球形单轴飞行器采用双旋翼反向旋转提供升力，难于操作，续航和飞行速度只能做到遥控玩具级应用。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种球形单轴舵导向智能飞行器，包括空心球体（1），其特征在于：在空心球体（1）的垂直方向设有主桨叶（22），其控制飞行器的上升或下降；在空心球体（1）的水平方向设有可正反转的第一次桨叶（31）和第二次桨叶（41），它们控制飞行器在水平方向移动。

进一步，所述空心球体（1）的垂直方向设有主风道（5），主桨叶（22）位于主风道（5）之中，主桨叶（22）通过主电机（21）驱动；在所述空心球体（1）的内壁上至少设有主风道第一整流片（51）和主风道第二整流片（52）。

进一步，所述主风道第一整流片（51）或/和主风道第二整流片（52）为山脊结构，其中间部分凸起。

进一步，所述空心球体（1）由上部壳体（11）和下部壳体（12）组合装配而成，所述上部壳体（11）上端为上保护罩网格（13），所述下部壳体（12）下端为下保护罩网格（14），上保护罩网格（13）与下保护罩网格（14）之间通道为主风道（5）。

进一步，所述主桨叶（22）采用共轴反向的两桨叶叠加结构，或通过小桨叶抵消扭力的单桨叶结构。

进一步，所述空心球体（1）的水平方向设有第一次风道（6）和第二次风道（7）；第一次风道（6）和第二次风道（7）位于所述空心球体（1）内外壁之间的空腔中，并且按照所述空心球体（1）弧形球面延伸；在所述空心球体（1）外壁上开有两个第一进出气口（15）和两个第二进出气口（16）；第一次风道（6）通过两个第一进出气口（15）进行进出气，第一次风道（6）中设有可正反转的第一次桨叶（31），第一次桨叶（31）通过第一次电机（32）驱动；第二次风道（7）通过两个第二进出气口（16）进行进出气，第二次风道（7）中设有可正反转的第二次桨叶（41），第二次桨叶（41）通过第二次电机（42）驱动。

进一步，第一次桨叶（31）和第一次电机（32）设置在所述主风道第一整流片（51）山脊结构内部的凹槽中，在主风道第一整流片（51）的所述凹槽垂直方向通过中部隔板（63）将第一次风道（6）隔离成两部分，在中部隔板（63）上开有通孔，第一次桨叶（31）位于所述通孔之中；第二次桨叶（41）和第二次电机（42）设置在所述主风道第二整流片（52）山脊结构内部的凹槽中，在主风道第二整流片（52）的所述凹槽垂直方向通过中部隔板（73）将第二次风道（7）隔离成两部分，在中部隔板（73）上开有通孔，第二次桨叶（41）位于所述通孔之中。

进一步，第一次风道（6）和第二次风道（7）相互隔离，并且以空心球体（1）一直径对称分布。

进一步，第一次电机（32）通过第一次电机支撑座（321）固定在空心球体（1）外壁与主风道第一整流片（51）之间，第二次电机（42）通过第二次电机支撑座（421）固定在空心球体（1）外壁与主风道第二整流片（52）之间。

进一步，在所述空心球体（1）球形外壳上安装有滑轨式摄像头。

该球形单轴舵导向智能飞行器与现有飞行器相比，具有以下有益效果：

（1）本发明由于采用旋翼和固定翼两种方式飞行，使得飞行器同时具有旋翼和固定翼各自的优点，旋翼实现飞行方向的控制和悬停，并可实现垂直起降，到达一定高度后固定翼可以实现高速飞行。

（2）本发明飞行器采用球形外壳并且为球形带栅网外壳，可以防止螺旋桨伤人伤物，并且降低风阻，提升抗风性。

（3）本发明采用滑轨式摄像头，机载摄像头和感应器可以在球体表面全方位旋转，没有感应死角。

附图说明

图1：本发明球形单轴舵导向智能飞行器的立体内部结构示意图；

图2：本发明球形单轴舵导向智能飞行器的立体外部结构示意图；

图3：本发明球形单轴舵导向智能飞行器的俯视图；

图4：本发明球形单轴舵导向智能飞行器的主视图。

附图标记说明：

1—空心球体；11—上部壳体；12—下部壳体；13—上保护罩网格；14—下保护罩网格；15—第一进出气口；16—第二进出气口；21—主电机；22—主桨叶；23—基座；31—第一次桨叶；32—第一次电机；321—第一次电机支撑座；41—第二次桨叶；42—第二次电机；421—第二次电机支撑座；5—主风道；51—主风道第一整流片；52—主风道第二整流片；6—第一次风道；61—前隔板；62—后隔板；63—中部隔板；7—第二次风道；71—前隔板；72—后隔板；73—中部隔板。

具体实施方式

下面结合图1至图4，对本发明做进一步说明：

本发明的球形外壳：采用复合材料、塑料和金属，上下方有进气和出气栅网。动力***：电机，螺旋桨，电调，方向舵叶，电池。电子***：智能飞控、通信模块、感应器包括红外、超声波、激光、陀螺仪、重力感应器、加速感应器、GPS、摄像头等。

以螺旋桨提供飞行器动力，通过方向舵叶实现飞行方向控制和悬停，并可实现垂直起降，到达一定高度，螺旋桨由垂直转为水平方向，并高速飞行。

通过电子***实现飞行器定高定速以及自动航线飞行，通过感应器实现避障，以及线路规划。

通过通信***实现和控制端的通信，监控和管理飞行器。

可以实现航拍脚本，按照前、后跟拍、环拍等方式实现对拍摄物的跟踪拍摄。

具体来说：

一种球形单轴舵导向智能飞行器，包括空心球体1，在空心球体1的垂直方向设有主桨叶22，其控制飞行器的上升或下降；在空心球体1的水平方向设有可正反转的第一次桨叶31和第二次桨叶41，它们控制飞行器在水平方向移动。

空心球体1的垂直方向设有主风道5，主桨叶22位于主风道5之中，主桨叶22通过主电机21驱动；在空心球体1的内壁上至少设有主风道第一整流片51和主风道第二整流片52。主电机21安装在基座23上，基座23通过多根固定杆固定在空心球体1的内壁上。

主风道第一整流片51或/和主风道第二整流片52为山脊结构，其中间部分凸起。

空心球体1由上部壳体11和下部壳体12组合装配而成，上部壳体11上端为上保护罩网格13，下部壳体12下端为下保护罩网格14，上保护罩网格13与下保护罩网格14之间通道为主风道5。上、下保护罩网格可以防止螺旋桨伤人伤物，并且降低风阻，提升抗风性。

主桨叶22采用共轴反向的两桨叶叠加结构，或通过小桨叶抵消扭力的单桨叶结构。

空心球体1的水平方向设有第一次风道6和第二次风道7；第一次风道6和第二次风道7位于空心球体1内外壁之间的空腔中，并且按照所述空心球体1弧形球面延伸；在空心球体1外壁上开有两个第一进出气口15和两个第二进出气口16；第一次风道6通过两个第一进出气口15进行进出气，第一次风道6中设有可正反转的第一次桨叶31，第一次桨叶31通过第一次电机32驱动；第二次风道7通过两个第二进出气口16进行进出气，第二次风道7中设有可正反转的第二次桨叶41，第二次桨叶41通过第二次电机42驱动。

第一次桨叶31和第一次电机32设置在主风道第一整流片51山脊结构内部的凹槽中，在主风道第一整流片51的凹槽垂直方向通过中部隔板63将第一次风道6隔离成两部分，在中部隔板63上开有通孔，第一次桨叶31位于通孔之中；第二次桨叶41和第二次电机42设置在主风道第二整流片52山脊结构内部的凹槽中，在主风道第二整流片52的凹槽垂直方向通过中部隔板73将第二次风道7隔离成两部分，在中部隔板73上开有通孔，第二次桨叶41位于通孔之中。

第一次风道6和第二次风道7相互隔离，并且以空心球体1一直径对称分布。该隔离具体结构为：第一次风道6的两个端部分别设有前隔板61和后隔板62。同理，第二次风道7的两个端部也分别设有前隔板71和后隔板72。两个风道可以使用同一前隔板和同一后隔板，也可以使用独立的前隔板和后隔板。

第一次电机32通过第一次电机支撑座321固定在空心球体1外壁与主风道第一整流片51之间，第二次电机42通过第二次电机支撑座421固定在空心球体1外壁与主风道第二整流片52之间。

在空心球体1球形外壳上安装有滑轨式摄像头。机载摄像头和感应器可以在球体表面全方位旋转，没有感应死角。

第一次桨叶31和第二次桨叶41通过如下的控制方式进行飞行方向的控制：

1、同时同向同转数——前进或者后退；

2、仅仅一个转动或者一个正转一个反转——转向。

主桨叶22通过如下的控制方式进行飞行方向的控制：

1、垂直旋翼——上下移动或者悬停。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种球形单轴舵导向智能飞行器，包括空心球体（1），其特征在于：在空心球体（1）的垂直方向设有主桨叶（22），其控制飞行器的上升或下降；在空心球体（1）的水平方向设有可正反转的第一次桨叶（31）和第二次桨叶（41），其控制飞行器在水平方向移动；所述空心球体（1）的水平方向设有第一次风道（6）和第二次风道（7）；第一次风道（6）和第二次风道（7）位于所述空心球体（1）内外壁之间的空腔中，并且按照所述空心球体（1）弧形球面延伸；在所述空心球体（1）外壁上开有两个第一进出气口（15）和两个第二进出气口（16）；第一次风道（6）通过两个第一进出气口（15）进行进出气，第一次风道（6）中设有可正反转的第一次桨叶（31），第一次桨叶（31）通过第一次电机（32）驱动；第二次风道（7）通过两个第二进出气口（16）进行进出气，第二次风道（7）中设有可正反转的第二次桨叶（41），第二次桨叶（41）通过第二次电机（42）驱动。

2.根据权利要求1所述球形单轴舵导向智能飞行器，其特征在于：所述空心球体（1）的垂直方向设有主风道（5），主桨叶（22）位于主风道（5）之中，主桨叶（22）通过主电机（21）驱动；在所述空心球体（1）的内壁上至少设有主风道第一整流片（51）和主风道第二整流片（52）。

3.根据权利要求2所述球形单轴舵导向智能飞行器，其特征在于：所述主风道第一整流片（51）或/和主风道第二整流片（52）为山脊结构，其中间部分凸起。

4.根据权利要求2或3所述球形单轴舵导向智能飞行器，其特征在于：所述空心球体（1）由上部壳体（11）和下部壳体（12）组合装配而成，所述上部壳体（11）上端为上保护罩网格（13），所述下部壳体（12）下端为下保护罩网格（14），上保护罩网格（13）与下保护罩网格（14）之间通道为主风道（5）。

5.根据权利要求4所述球形单轴舵导向智能飞行器，其特征在于：所述主桨叶（22）采用共轴反向的两桨叶叠加结构，或通过小桨叶抵消扭力的单桨叶结构。

6.根据权利要求2所述球形单轴舵导向智能飞行器，其特征在于：第一次桨叶（31）和第一次电机（32）设置在所述主风道第一整流片（51）山脊结构内部的凹槽中，在主风道第一整流片（51）的所述凹槽垂直方向通过中部隔板（63）将第一次风道（6）隔离成两部分，在中部隔板（63）上开有通孔，第一次桨叶（31）位于所述通孔之中；第二次桨叶（41）和第二次电机（42）设置在所述主风道第二整流片（52）山脊结构内部的凹槽中，在主风道第二整流片（52）的所述凹槽垂直方向通过中部隔板（73）将第二次风道（7）隔离成两部分，在中部隔板（73）上开有通孔，第二次桨叶（41）位于所述通孔之中。

7.根据权利要求1所述球形单轴舵导向智能飞行器，其特征在于：第一次风道（6）和第二次风道（7）相互隔离，并且以空心球体（1）一直径对称分布。

8.根据权利要求7所述球形单轴舵导向智能飞行器，其特征在于：第一次电机（32）通过第一次电机支撑座（321）固定在空心球体（1）外壁与主风道第一整流片（51）之间，第二次电机（42）通过第二次电机支撑座（421）固定在空心球体（1）外壁与主风道第二整流片（52）之间。

9.根据权利要求1、2、3、5、6、7或8中任何一项所述球形单轴舵导向智能飞行器，其特征在于：在所述空心球体（1）球形外壳上安装有滑轨式摄像头。