一种可垂直起降飞行器的平衡机构的制作方法

本发明属飞行器平衡控制装置。

背景技术：

目前现有的飞行器平衡及姿态控制方式主要有4种：

1.单轴飞行器，通过旋转斜盘控制每一片桨叶在不同的位置的迎风角度来平衡或对飞行器进行姿态调整，第二种通过控制螺旋桨在x轴和y轴上的角度来平衡或对飞行器进行姿态调整。

2.多轴飞行器，通过姿态传感器和微电脑控制每个轴上的能量输出来平衡飞行器或对飞行器进行姿态调整。

3.火箭，通过控制火箭发动机在x轴和y轴上的角度来平衡或对火箭进行姿态调整。

4.机械陀螺，通过机械陀螺效应控制飞行器的平衡或对飞行器进行姿态调整。

上面几种架构的平衡及姿态控制装置的缺点：1.旋转叶片直径大，对场地要求高，对自身及周围人群和财产危险性大。2.外形尺寸大，螺旋桨对周围人群和财产造成的危险性大，3.通过轴向角度调节，飞行器悬停时漂移大，进行精密控制困难。4.当飞行器的重心发生改变时，陀螺仪负荷增大，不能调整支撑点，不能实现重心再平衡。

技术实现要素：

本发明提供了一种可垂直起降飞行器的平衡机构，通过该装置可用于飞行器悬停、低速飞行和悬停时精密位移，控制的更精准、操控更灵活。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种可垂直起降飞行器的平衡机构，包括飞行机架和推进装置，其特征在于：飞行机架之间装有x轴导轨系统，y轴导轨系统装在x轴导轨系统之上且与其垂直，推进装置固定在y轴导轨系统上。

姿态传感器和微电脑安装在飞行机架上，姿态传感器采集飞行机架的状态数据传递给微电脑，微电脑控制x轴导轨系统和y轴导轨系统的移动。

x轴导轨系统，包括x轴导轨、x轴滑杆、x轴电动推杆，其中x轴导轨为2根，分别垂直装在两根飞行机架的两端；2个x轴滑杆套装在x轴导轨上，x轴电动推杆一端固定在飞行机架上，另一端与一个x轴滑杆固定。

y轴导轨系统包括y轴导轨、y轴滑杆板、y轴电动推杆，2根y轴导轨垂直的安装在两个x轴滑杆之间，y轴滑杆板整体套装在2根y轴导轨上，y轴滑杆板上有一凸起的连接块；y轴电动推杆一端固定在x轴滑杆或飞行机架上，另一端固定在y轴滑杆板的连接块上。

本发明的优点为：

本发明在飞行器悬停或低速飞行时，可通过姿态传感器捕捉飞行器的状态，控制电动推杆调整推进装置在x轴和y轴的位置，对飞行器的姿态进行精密调整、悬停时精密位移、飞行器上的荷载经常发生重心改变时的重心再平衡。同时可降低飞行器外形结构尺寸，使其外形更紧凑，制造成本更低，可配备备用推进系统和对推进系统进行沉余设计，安全性大大提高，可使用螺旋桨以外的推进装置，降低对周围人群及财产的安全威胁，降低对起降场地的要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步说明。

一种可垂直起降飞行器的平衡机构，包括飞行机架1和推进装置8，飞行机架1之间装有x轴导轨系统3，y轴导轨系统6装在x轴导轨系统1之上且与其垂直，推进装置8固定在y轴导轨系统6上。姿态传感器和微电脑11安装在飞行机架1上，姿态传感器采集飞行机架的状态数据传递给微电脑，微电脑控制x轴导轨系统3和y轴导轨系统6的移动。x轴导轨系统3，包括x轴导轨3-1、x轴滑杆3-2、x轴电动推杆3-3，其中x轴导轨为2根，分别垂直装在两根飞行机架1的两端；2个x轴滑杆3-2套装在x轴导轨3-1上，x轴电动推杆3-3一端固定在飞行机架上，另一端与一个x轴滑杆3-2固定。y轴导轨系统6包括y轴导轨6-1、y轴滑杆板6-2、y轴电动推杆6-4，2根y轴导轨6-1垂直的安装在两个x轴滑杆3-2之间，y轴滑杆板6-2整体套装在2根y轴导轨6-1上，y轴滑杆板6-2上有一凸起的连接块6-3；y轴电动推杆6-4一端固定在x轴滑杆3-2或飞行机架1上，另一端固定在y轴滑杆板的连接块6-3上。推进装置8固定在y轴滑杆板6-2上。

x轴电动推杆3-3通过导线9与微电脑连接；y轴电动推杆6-4通过导线10与微电脑连接。

x轴导轨3-1固定部分与活动部分刚性连接，y轴滑杆板6-2与推进装置8刚性连接，y轴导轨6-1上的活动部分可以相对x轴导轨3-1上的活动部分做直线往复运动,微电脑根据设定的程序及姿态传感器发出的信号和外部输入的信号控制y轴电动推杆6-4做直线往复运动，y轴向的重心变化时，姿态传感器将采集到的y轴向的角度及旋转加速度数据实时发送给微电脑，微电脑根据这些数据控制y轴电动推杆的推动方向和推动速度进行自动平衡，进而实现y轴向重心变化再平衡，外部对微电脑输入一个y轴向的倾斜信号时，微电脑也控制y轴电动推杆进行推动方向和推动速度调整，实现推进装置在y轴向运动，改变y轴上的支撑点，进行y轴向姿态调整。

x轴导轨3-1上的固定部分与飞行器机架1刚性连接，x轴导轨上的活动部分可以相对飞行器机架做直线往复运动,微电脑根据设定的程序及姿态传感器发出的信号和外部输入的信号控制x轴电动推杆做直线往复运动，x轴向的重心变化时，姿态传感器将采集到的x轴向的角度及旋转加速度数据实时发送给微电脑，微电脑根据这些数据控制x轴电动推杆的推动方向和推动速度进行自动平衡，进而实现x轴向重心变化再平衡，外部对微电脑输入一个x轴向的倾斜信号时，微电脑也控制x轴电动推杆进行推动方向和推动速度调整，实现推进装置在x轴向运动，改变x轴上的支撑点，进行x轴向姿态调整。

通过微电脑采集姿态传感器发出的信号和外部输入控制信号，控制x轴和y轴上的电动推杆进行往复运动，调整飞行器支撑点，使飞行器实现实时重心再平衡，进而平衡飞行器和进行姿态调整。可精密平衡飞行器和精密姿态调整，可单独使用，也可对上面几种架构的飞行器平衡及姿态控制原理进行一个补充，配合使用。

技术特征：

1.一种可垂直起降飞行器的平衡装置，包括飞行机架和推进装置，其特征在于：飞行机架之间装有x轴导轨系统，y轴导轨系统装在x轴导轨系统之上且与其垂直，推进装置固定在y轴导轨系统上。

2.根据权利要求1所述的一种可垂直起降飞行器的平衡装置，其特征在于：姿态传感器和微电脑安装在飞行机架上，姿态传感器采集飞行机架的状态数据传递给微电脑，微电脑控制x轴导轨系统和y轴导轨系统的移动。

3.根据权利要求2所述的一种可垂直起降飞行器的平衡装置，其特征在于：x轴导轨系统，包括x轴导轨、x轴滑杆、x轴电动推杆，其中x轴导轨为2根，分别垂直装在两根飞行机架的两端；2个x轴滑杆套装在x轴导轨上，x轴电动推杆一端固定在飞行机架上，另一端与一个x轴滑杆固定。

4.根据权利要求3所述的一种可垂直起降飞行器的平衡装置，其特征在于：y轴导轨系统包括y轴导轨、y轴滑杆板、y轴电动推杆，2根y轴导轨垂直的安装在两个x轴滑杆之间，y轴滑杆板整体套装在2根y轴导轨上，y轴滑杆板上有一凸起的连接块；y轴电动推杆一端固定在x轴滑杆或飞行机架上，另一端固定在y轴滑杆板的连接块上。

技术总结
一种可垂直起降飞行器的平衡装置，包括飞行机架和推进装置，飞行机架之间装有X轴导轨系统，Y轴导轨系统装在X轴导轨系统之上且与其垂直，推进装置固定在Y轴导轨系统上。姿态传感器和微电脑安装在飞行机架上，姿态传感器采集飞行机架的状态数据传递给微电脑，微电脑控制X轴导轨系统和Y轴导轨系统的移动。本发明用于飞行器悬停、低速飞行和悬停时精密位移，控制的更精准、操控更灵活。

技术研发人员：曾凡林
受保护的技术使用者：曾凡林
技术研发日：2021.04.14
技术公布日：2021.06.01