CN218258694U - 飞行体 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种起落架和飞行体，其能够在飞行体飞行时，降低吹到起落架上的规定方向的风的影响，提高油耗性能和稳定性，并降低降落时的冲击。本实用新型的飞行体具备起落架，该起落架具有接地部，所述接地部为与降落时相比在行进时阻力减少的形状。所述接地部的形状在机体的前后方向上为大致翼型形状，所述接地部的迎角与降落时相比在行进时减小。所述接地部的形状在机体的前后方向上为倒翼型形状，所述接地部的迎角与降落时相比在行进时减小。所述起落架装备有多个，所述形状的接地部仅设置于机体的前方侧的起落架。所述起落架具备中间部件，该中间部件与所述接地部连接且至少沿铅垂方向延伸，所述接地部的结构是比所述中间部件更易损坏的结构。

Description

飞行体

技术领域

本实用新型涉及一种飞行体。

背景技术

近年来，正在推进使用无人机(Drone)、无人飞行器(UAV：Unmanned AerialVehicle)等飞行体(以下总称为“飞行体”)的服务的开发和提供。特别是在进行配送、调查等的飞行体中，要求提高油耗性能、提高可靠性。

飞行体搭载有传感器、基板等，通过它们的动作进行飞行。因此，对飞行体施加较大的冲击有时成为降低飞行体的可靠性、寿命的原因之一。

专利文献1公开了一种具备防振结构的起落架，该防振结构用于降低飞行体降落时的冲击，抑制飞行体的翻倒、破损。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-214256号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的课题

专利文献1公开了一种起落架以及具备该起落架的飞行体，该起落架具备在飞行体的腿部通过弹性变形来进行冲击的降低的橡胶脚、以及通过封入内部空间的空气的压缩来进行冲击的降低的空气弹簧，从而能够降低在飞行体降落时从腿部输入的冲击。

由此，能够抑制因降落动作而输入到飞行体的冲击，因此对传感器、基板等精密设备的损伤的积累会减少，能够提高飞行体的可靠性。

但是，专利文献1公开的起落架未考虑因飞行体飞行而产生的空气阻力、对油耗性能等的影响。

为了使服务实用化，不能说仅通过进行飞行体本身的故障防止、耐用期间的延长来降低运用成本就足够了。为了降低飞行体的运用所花费的成本，需要进行飞行时的油耗性能提高等。

因此，本实用新型的一个目的在于提供一种飞行体的起落架以及具备该起落架的飞行体，该起落架能够在抑制重量增加的同时抑制飞行体的规定飞行姿势下的空气阻力的增加，并且能够降低降落时的冲击。

用于解决课题的手段

根据本实用新型，能够提供一种飞行体，其具备具有接地部的起落架，所述接地部为与降落时相比在行进时阻力减小的形状。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供一种起落架，其能够在飞行体飞行时，降低吹到起落架上的规定方向的风的影响，提高油耗性能和稳定性，并降低降落时的冲击。

附图说明

图1是从侧面观察本实用新型的飞行体的示意图。

图2是图1的飞行体的巡航时的侧视图。

图3是图1的飞行体的俯视图。

图4是图1的飞行体的其他俯视图。

图5是图1的飞行体的功能框图。

图6是图1的飞行体的A-A′剖视图。

图7是图4的飞行体的B-B′剖视图。

图8是图4的飞行体的巡航时的B-B′剖视图。

图9是本实用新型的中间部件的截面形状的例子。

图10是本实用新型的中间部件的截面形状的其他例子。

图11是本实用新型的降落部在飞行体降落时的截面形状的例子。

图12是图11的降落部在飞行体的巡航时的截面形状的例子。

图13是本实用新型的降落部在飞行体降落时的截面形状的其他例子。

图14是图13的降落部在飞行体的巡航时的截面形状的例子。

图15是本实用新型的降落部在飞行体降落时的截面形状的其他例子。

图16是图15的降落部在飞行体的巡航时的截面形状的例子。

图17是本实用新型的降落部在飞行体降落时的截面形状的其他例子。

图18是图17的降落部在飞行体的巡航时的截面形状的例子。

图19是从侧面观察本实用新型的其他飞行体的示意图。

图20是从上面观察放射状机架的飞行体的示意图。

图21是从上面观察硬壳式机架的飞行体的示意图。

图22是从侧面观察具备在巡航时提高飞行效率的形状的飞行体的示意图。

图23是图22的飞行体采取巡航姿势时的侧视图。

具体实施方式

列举本实用新型的实施方式的内容进行说明。本实用新型的实施方式的飞行体具备如下结构。

[项目1]

一种飞行体，其具备起落架，该起落架具有接地部，所述接地部为与降落时相比在行进时阻力减小的形状。

[项目2]

根据项目1所述的飞行体，所述接地部的形状在机体的前后方向上为大致翼型形状，

所述接地部的迎角与降落时相比在行进时减小。

[项目3]

根据项目1所述的飞行体，所述接地部的形状在机体的前后方向上为倒翼型形状，所述接地部的迎角与降落时相比在行进时减小。

[项目4]

根据项目1至3中任一项所述的飞行体，所述起落架装备有多个，所述形状的接地部仅设置于机体的前方侧的起落架。

[项目5]

根据项目1至4中任一项所述的飞行体，所述起落架具备中间部件，该中间部件与所述接地部连接且至少沿铅垂方向延伸，所述接地部的结构是比所述中间部件更易损坏的结构。

[项目6]

根据项目5所述的飞行体，所述接地部的材料与所述中间部件的材料不同。

[项目7]

根据项目5或6中任一项所述的飞行体，所述中间部件的截面形状是与圆型或方型相比阻力小的截面形状。

[项目8]

根据项目7所述的飞行体，所述中间部件在机体的前后方向上为大致翼型形状的截面形状。

[项目9]

根据项目7所述的飞行体，所述中间部件在机体的前后方向上为泪滴形状的截面形状。

[项目10]

根据项目7所述的飞行体，所述中间部件在机体的前后方向上为截短泪滴形状的截面形状。

[项目11]

根据项目1至10中任一项所述的飞行体，所述接地部为中空结构。

<本实用新型的实施方式的详细内容>

以下，参照附图对本实用新型的实施方式的飞行体进行说明。

<第一实施方式的详细内容>

如图1至图4所示，本实用新型的实施方式的飞行体100优选为了进行飞行而具备至少包括由螺旋桨110和马达111构成的多个旋翼部、连接旋翼部等的机架21等要素的飞行部20，并且搭载有用于使它们动作的能量(例如二次电池、燃料电池等电池1000、化石燃料等)。飞行体也能够使用单桨机、固定翼机，但在特别面向个人住宅递送的用途中，优选使用能够垂直起降的VTOL机、具有多个旋翼的被称为多旋翼直升机的旋翼机。通过使用能够垂直起降的机体，能够使以起降平台为代表的周边设备小型化。

此外，为了便于说明本实用新型的结构，图示的飞行体100被简化描绘，例如，控制部等的详细结构未图示。

飞行体100以图中箭头D的方向(-Y方向)作为前进方向(详见后述)。

此外，在以下说明中，有时按照以下定义区分使用术语。前后方向： +Y方向和-Y方向、上下方向(或铅垂方向)：+Z方向和-Z方向、左右方向(或水平方向)：+X方向和-X方向、行进方向(前方)：-Y方向、后退方向(后方)：+Y方向、上升方向(上方)：+Z方向、下降方向(下方)：-Z方向。

螺旋桨110接受来自马达111的输出而旋转。通过螺旋桨110旋转，产生用于使飞行体100从出发地起飞、移动并在目的地降落的推进力。此外，螺旋桨110能够向右旋转、停止和向左旋转。

本实用新型的飞行体所具备的螺旋桨110具有一个以上桨叶。桨叶 (旋转体)可以为任意的数量(例如1、2、3、4或其以上)。另外，桨叶的形状可以是平坦形状、弯曲形状、扭曲形状、锥形形状、或者它们的组合等任意的形状。另外，桨叶的形状能够变化(例如伸缩、折叠、弯折等)。桨叶可以是对称的(具有相同的上部和下部表面)，也可以是不对称的(具有不同形状的上部和下部表面)。桨叶能够形成为翼片、机翼或适于使桨叶在空中移动时生成气动力(例如升力、推力)的几何形状。桨叶的几何形状可以适当选择以优化桨叶的气动特性，如增加升力和推力、减少阻力等。

另外，本实用新型的飞行体所具备的螺旋桨可以考虑固定浆距、可变浆距、以及固定浆距与可变浆距的组合等，但不限于此。

马达111用于使螺旋桨110旋转，例如，驱动单元可以包括电动马达或发动机等。桨叶能够由马达驱动，绕马达的旋转轴(例如马达的长轴)旋转。

桨叶能够全部沿相同方向旋转，也能够独立地旋转。一些桨叶沿一个方向旋转，其他桨叶沿另一方向旋转。桨叶能够全部以相同转速旋转，也能够分别以不同转速旋转。转速能够基于移动体的尺寸(例如大小、重量)、控制状态(速度、移动方向等)自动或者手动地确定。

飞行体100通过飞行控制器1001、ESC112、收发机(遥控器)1006 等，根据风速和风向来决定各马达的转速、飞行角度。由此，飞行体能够进行上升和下降、加速和减速、或者转向之类的移动。

飞行体100能够进行基于事先或者飞行中设定的路线、规则的自主飞行、基于使用收发机(遥控器)1006的操纵的飞行。

上述飞行体100具有图5所示的功能块。此外，图5的功能块是最低限度的参考结构。飞行控制器1001是所谓的处理单元。处理单元能够具有可编程处理器(例如中央处理单元(CPU))等一个以上处理器。处理单元具有未图示的存储器，并且能够访问该存储器。存储器存储有为了进行一个以上步骤而能够由处理单元执行的逻辑、代码和/或程序指令。存储器也可以包括例如SD卡、随机存取存储器(RAM)等可分离的介质或者外部的存储装置。从传感器类1002获取的数据也可以直接传递并存储到存储器中。例如，由相机等拍摄的静止图像和动态图像数据被记录在内置存储器或外部存储器中。

处理单元包括构成为控制旋翼机的状态的控制模块。例如，控制模块控制旋翼机的推进机构(马达等)，以调整具有六自由度(平移运动x、 y和z、以及旋转运动θ_x、θ_y和θ_z)的旋翼机的空间配置、速度和/或加速度。控制模块能够控制搭载部、传感器类的状态中的一个以上。

处理单元能够与收发部1005进行通信，该收发部1005构成为发送和/或接收来自一个以上外部设备(例如终端、显示装置或其他远程控制器)的数据。收发机1006能够使用有线通信或无线通信等任意适当的通信方式。例如，收发部1005能够利用局域网(LAN)、广域网(WAN)、红外线、无线、WiFi、点对点(P2P)网络、电信网络、云通信等中的一种以上。收发部1005能够发送和/或接收由传感器类1002获取的数据、处理单元生成的处理结果、规定的控制数据、来自终端或远程控制器的用户命令等中的一种以上。

本实施方式的传感器类1002可以包括惯性传感器(加速度传感器、陀螺仪传感器)、GPS传感器、接近传感器(例如雷达)或视觉/图像传感器(例如相机)。

如图1和图2所示，本实用新型的实施方式的飞行体100所具备的飞行部20在行进时成为与悬停时相比朝向行进方向前倾的姿势。前倾的旋翼产生向上的升力和向行进方向的推力，由此，飞行体100前进。

飞行体100也可以具备能够在保持向目的地搬运的货物、人、作业用传感器、机器人等(以下，总称为搭载物)的状态下飞行的搭载部30。搭载部30可以与飞行部20固定连接，也可以如图21所例示的那样经由转动轴、具有一以上自由度的万向架1003之类的连接部31以可独立位移的方式与其连接，从而以无论飞行体100的姿势如何都能将对象物保持为规定姿势(例如水平)的方式进行连接。

公知的飞行体的飞行部形状一般已知图20那样的放射状机架、图3 那样的梯子状机架、图21那样的硬壳式机架等。放射状机架和梯子状机架使用机架的截面形状为圆形或正方形的碳管、金属管。无论飞行体向哪个方向行进，放射状机架的机架阻力等都不会大幅变化，因此它被认为适用于行进方向不确定的摄影用途、娱乐用途等。

但是，更优选地，本实用新型的飞行体所具备的飞行部20的机架21 在人和物的运输、检查等用途中，为了专门针对使用时间较长的特定方向(例如机头方向)提高飞行效率，并进一步提高其他方向(例如左右方向)上的效率，使用梯子状机架或者硬壳式机架，而非放射状机架。

构成飞行体100的机架、搭载部构成为包括具有能够承受飞行、起降的强度的材料。例如，树脂、纤维增强复合材料(FRP)等具有刚性且重量轻，因此适合作为飞行体的构成材料。另外，使用金属时，通过使用铝、镁等比重轻的材料，能够提高强度并防止重量增加。

另外，飞行部20所具备的马达支架、机架等既可以分别作为不同部件连接构成，也可以一体成型。通过将部件设为一体，能够使各部件的接缝平滑，因此能够期待阻力的减少、油耗性能的提高。

飞行体100具备与降落面接触的起落架40。

起落架40具备中间部件42，该中间部件42与飞行部或主体部连接且至少沿铅垂方向延伸，在中间部件42上也可以连接有在飞行体降落时与降落面接触的接地部41。接地部41设置在中间部件42的一端，与飞行体100的降落时和悬停时相比，在巡航姿势时阻力减小。

中间部件42优选由具有能够承受飞行体100的重量和起降等的冲击的强度且重量轻的材料构成。作为使用材料，例如可以列举树脂、纤维增强复合材料(FRP)、金属等，但不限于此。另外，这些构成材料可以使用与机架等相同的材料，也可以使用不同的材料。

在至少任意一个以上的起落架40所具备的中间部件42中，为了抑制飞行中的阻力增加，优选构成为，如图9和图10所例示的那样，A— A’截面形状成为大致翼型形状、泪滴形状、截短泪滴形状等与圆型、方型相比相对于从飞行体的行进方向流过来的空气阻力更小的形状。通过使前端朝向飞行体的前方，使后端朝向飞行体后方，能够减少飞行体前进时的阻力的产生。

此时，通过使受到从飞行体前方吹来的空气(以下，总称为来自前方的风)的影响更大的起落架40的中间部件42为阻力小的形状，能够有效降低阻力。例如，如图1至图3所示，在飞行体的四角具备起落架的飞行体中，优选使与飞行体前方连接的两根起落架(40a和40c)所具备的中间部件42为阻力小的形状。

如图19所示，通过使多个起落架(例如，飞行体100所具备的全部起落架)的中间部件42为阻力小的形状，也能够进一步减少阻力。但是，与飞行体后方连接的两根起落架(40b和40d)有时在飞行体的前进姿势 (前倾姿势)时会隐藏在飞行体的主体部、搭载部等的后面而不易受到从前方吹来的空气的影响，与前方的起落架相比效果有可能降低。鉴于飞行体的前倾角度、起落架的长度、与重量的平衡等，来决定使用阻力小的形状的中间部件42。另外，如图19所示，中间部件42也可以构成为沿铅垂方向延伸且沿水平方向延伸(即，相对于机体倾斜地延伸)。

此外，虽然由中间部件42带来的阻力的降低效果会减少，但从制造成本、强度等观点出发，也可以使用圆管、方管等。另外，也可以通过在圆管、方管等不考虑空气阻力的截面形状的部件上连接空力套件来制作图9、图10那样的截面形状，从而使其具有阻力的降低效果。

与飞行体100连接的起落架也可以具备接地部41。接地部41的构成材料可以由与中间部件42相同的材料构成，也可以是不同的材料。例如，也可以是，通过成为与中间部件42相比低强度的结构，具有在对起落架 40输入了规定的冲击、负荷时主动破坏接地部，降低向中间部件、主体部、飞行部传递的冲击的冲击吸收效果。另外，在通过接地部41的破坏来进行冲击吸收的情况下，除了材料的区别以外，还存在变更部件的薄度等而成为容易破损、断裂的结构的方法。

接地部41的形状优选在飞行体100飞行时(行进时)不会增加阻力。特别是，在行进方向为特定的方向、或经常使用一定的速度范围的飞行体的情况下，通过设置为与降落时相比在此时的姿势(以下，总称为巡航姿势)时接地部41产生的阻力减小，能够期待有效提高油耗性能。优选飞行体100所具备的起落架40中的至少任意一个以上的起落架40具备接地部41。

例如，在图2中，在从飞行体100观察时受到从行进方向侧吹来的空气的情况下，也可以使接地部41的B—B’截面形状为大致翼型形状。若以前后方向上的飞行体前侧为大致翼型形状的前缘、以飞行体后侧为大致翼型形状的后缘，则能够降低对来自前方的风的阻力。在此所说的大致翼型形状是以前缘为起点厚度增加、从规定位置起朝向后缘厚度减少的、具有与对称翼同样的特征的形状，但不限于此，也可以是大致翼型形状的上表面与下表面相比鼓起较小的形状(所谓的倒翼型形状)、下表面与上表面相比鼓起较小的形状(所谓的翼型形状)。由此，当从前缘方向受到风时，与具有圆形的截面形状的机架相比阻力减小。另外，本实用新型中的大致翼型的主要目的是采取有效减少阻力的形状，存在形状与主要以产生升力为目的的翼不同的情况，例如，也可以是倒翼型形状。

在接地部41为大致翼型形状时，接地部41优选设置为与飞行体100 的降落或悬停时的姿势相比在巡航姿势时阻力降低。作为降低阻力的方法，例如可以列举出如下方法：将大致翼型形状的迎角设置为与降落或悬停时相比在巡航姿势时接近迎角0、或者设置为正面观察时的正面投影面积更小。例如，如图11至图18所示，在降落或悬停时和巡航姿势时，通过设置为在巡航姿势时迎角(角度θ)更接近0度，能够降低巡航姿势时的接地部41的阻力。

此时，通过使受到来自前方的风的影响更大的起落架40的接地部41 为阻力小的形状，能够有效降低阻力。例如，如图1至图3所示，在飞行体的四角具备起落架的飞行体中，优选使与飞行体前方连接的两根起落架(40a和40c)所具备的接地部41为阻力小的形状。

如图19所示，通过在多个起落架(例如，飞行体100所具备的全部起落架40)上设置接地部41，也能够进一步减少阻力。但是，与飞行体后方连接的两根起落架(40b和40d)有时会在飞行体的前进姿势(前倾姿势)时隐藏在飞行体的主体部、搭载部等的后面而不易受到来自前方的风的影响，与前方的起落架相比效果有可能降低。优选鉴于飞行体的前倾角度、起落架的长度、与重量的平衡等，来决定设置接地部41的起落架40。

另外，接地部41也可以是在接地部因冲击而破坏的情况下，中间部件42与降落面接触而能够保持飞行体的姿势的形状、粗细。

在降落时的俯视图中，优选的是，接地部41与中间部件42相比面积更大。由此，能够提高降落的稳定性，减少起降时的飞行体的摇晃、翻倒的可能性。另外，还能够期待通过增加接地面积来分散冲击。接地部41也可以为图7和图8所例示那样的筒状的中空结构。由此，能够赋予通过弹性进行冲击的缓和的板簧的效果。另外，与具备减振器等的情况相比，能够以重量轻的结构进行冲击吸收。

进行阻力的降低、整流等的形状具有指向性，因此通过设置为从更适当的方向接受作为供其发挥效果的对象的自然风，能够有效进行阻力的降低、整流等。

即，在起落架40所具备的形状为对来自飞行体的前方的风有效的形状的飞行体100中，在飞行体进行向左右方向的飞行、后退的情况下，无法得到充分降低阻力和风的整流效果。因此，在该飞行体中，飞行体进行前进动作的比例越多，越能够有效应对风。

特别是，如图22和图23所示那样的、在具备具有在飞行体沿机头方向巡航时能够提高飞行效率的形状的主体部10的飞行体中，通过使飞行体的机头具备容易朝向上风方向的形状，能够使飞行体与相对风正对，提高飞行效率。通过在这样的机体上进一步使用本实用新型的起落架40，能够期待飞行效率进一步提高。

可以将实施方式中的飞行体的多个结构进行组合来实施。期望根据飞行体的制造中的成本、飞行体应用场所的环境、特性，适当地研究合适的结构。例如，除了接地部41和中间部件42中的至少一方使用本实用新型的实施方式之外，还有接地部41和中间部件42双方都使用本实用新型的实施方式的方法。

上述实施方式仅为便于理解本实用新型的示例，并非用以限定地解释本实用新型。本实用新型可以在不脱离其主旨的范围内进行变更、改进，并且本实用新型当然包括其等同形式。

附图标记说明

20：飞行部；

21：机架；

30：搭载部；

40a至40d：起落架；

41：接地部；

42：中间部件；

100：飞行体；

110a至110f：螺旋桨；

111a至111f：马达；

112：ESC；

1000：电池；

1001：飞行控制器；

1002：传感器类；

1003：万向架；

1005：收发部；

1006：收发机(遥控器)。

Claims (11)

1.一种飞行体，其特征在于：

其具备起落架，该起落架具有接地部，

所述接地部为与降落时相比在行进时阻力减小的形状。

2.根据权利要求1所述的飞行体，其特征在于：

所述接地部的形状在机体的前后方向上为大致翼型形状，

所述接地部的迎角与降落时相比在行进时减小。

3.根据权利要求1所述的飞行体，其特征在于：

所述接地部的形状在机体的前后方向上为倒翼型形状，

所述接地部的迎角与降落时相比在行进时减小。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的飞行体，其特征在于：

所述起落架装备有多个，

所述形状的接地部仅设置于机体的前方侧的起落架。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的飞行体，其特征在于：

所述起落架具备中间部件，该中间部件与所述接地部连接且至少沿铅垂方向延伸，

所述接地部的结构是比所述中间部件更易损坏的结构。

6.根据权利要求5所述的飞行体，其特征在于：

所述接地部的材料与所述中间部件的材料不同。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的飞行体，其特征在于：

所述中间部件的截面形状是与圆型或方型相比阻力小的截面形状。

8.根据权利要求7所述的飞行体，其特征在于：

所述中间部件在机体的前后方向上为大致翼型形状的截面形状。

9.根据权利要求7所述的飞行体，其特征在于：

所述中间部件在机体的前后方向上为泪滴形状的截面形状。

10.根据权利要求7所述的飞行体，其特征在于：

所述中间部件在机体的前后方向上为截短泪滴形状的截面形状。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的飞行体，其特征在于：

所述接地部为中空结构。

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