一种多旋翼飞行器延时、增效、保全套件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种多旋翼飞行器延时、增效、保全套件。该发明浮力气囊(1)、连接悬挂机构(2)和多旋翼飞行器；其中，浮力气囊(1)的中心设置镂空区，连接悬挂机构(2)设置在浮力气囊(1)的镂空区，并将浮力气囊(1)连接到多旋翼飞行器；浮力气囊(1)相对多旋翼飞行器分别以X轴、Y轴为中心轴限位旋转，X轴限位铰链(24)的中心轴与Y轴限位铰链(25)的中心轴正交；浮力气囊(1)的外表面设置有一个以上的充气阀(4)。本发明能够延长多旋翼飞行器的飞行时间，提高有效载荷，并对多旋翼飞行器本身及公众起到保护作用。
【专利说明】
一种多旋翼飞行器延时、増效、保全套件
技术领域
[0001]本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种多旋翼飞行器延时、增效、保全套件。
【背景技术】
[0002]多旋翼飞行器是一类多用途垂直起降飞行器。与传统单旋翼直升机相比，多旋翼飞行器没有复杂的变距机构，维修保养简便，使用便捷高效。目前，多旋翼飞行器的应用已经覆盖了农、林、牧、渔、工业、建筑、科研、交通、娱乐等多个行业。可以执行航空摄影、医疗救护、气象探测、空中巡查、飞机播种、空中施肥等任务，在国民经济中起着非常重要的作用。
[0003]多旋翼飞行器常采用电力驱动，受到电池能量储存密度低下的制约，其飞行时间和航程远远不能满足社会发展对其应用的迫切需求。近些年来，已有部分企业将燃料电池应用在多旋翼飞行器上，使其飞行时间由使用普通锂离子电池的20分钟左右增长到大约一个小时左右。但是燃料电池技术尚不成熟，使用成本高昂，在消费级多旋翼飞行器上暂时无法大规模推广。如何在现有技术的基础上，不改变原有动力装置的情况下，低成本的大幅度延长多旋翼飞行器的飞行时间，增加有效载荷成为本技术领域一个极其迫切的需求。
[0004]飞行器平台的安全性和作业稳定性也是目前多旋翼飞行器技术领域内非常关注的问题。多旋翼飞行器使用多个旋翼高速旋转产生升力和控制力，一旦发生故障，高速旋转的旋翼叶片和高速运动的机身会对周边物体和自身造成严重的危害。有甚者会危及公众的生命财产安全。在该技术领域，工程师们做出了一定的努力，采用了旋翼冗余，失效补偿等控制方法。但是，并不能在物理层面上解决高速旋转的旋翼叶片和高速运动的机身携带动能部件对周边物体和自身造成的危害。有些多旋翼飞行器配备了防撞支架和降落伞等机构，在飞机失效时可以一定程度上减小对周边物体和自身的伤害，但以上两种机构可靠性不高，而且会减小多旋翼飞行器有效载荷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，能够延长多旋翼飞行器的飞行时间，提高有效载荷，并对多旋翼飞行器本身及公众起到保护作用。
[0006]本发明实施例提供了一种多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，包括:浮力气囊、连接悬挂机构和多旋翼飞行器;其中，所述浮力气囊的中心设置镂空区，所述连接悬挂机构设置在所述浮力气囊的镂空区，并将所述浮力气囊连接到多旋翼飞行器;所述浮力气囊相对所述多旋翼飞行器分别以X轴、Y轴为中心轴限位旋转，所述X轴限位铰链的中心轴与所述Y轴限位铰链的中心轴正交;所述浮力气囊的外表面设置有一个以上的充气阀。
[0007]在一些实施例中，优选为，所述连接悬挂架构包括:与多旋翼飞行器刚性连接的多旋翼飞行器连接支架，与所述浮力气囊刚性连接的浮力气囊连接环，以及连接在所述多旋翼飞行器连接支架与所述浮力气囊连接环之间的中间连接环;所述多旋翼飞行器连接支架、所述浮力气囊连接环以及所述中间连接环三者为同心的环状设置。所述多旋翼飞行器连接支架与所述中间连接环之间通过两个同轴的X轴限位铰链连接;所述中间连接环与所述浮力气囊连接环通过两个同轴的具有Y轴限位铰链连接;所述X轴限位铰链的中心轴与所述Y轴限位铰链的中心轴正交。排气后的所述浮力气囊和所述连接悬挂机构呈折叠状态。所述浮力气囊为圆环状结构的气囊结构。所述浮力气囊由一个或多个腔室组成。相邻两个所述腔室之间的连通气道上设置气压平衡阀。每个所述腔室均设置有最多一个所述充气阀。
[0008]本发明实施例提供的一种多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，与现有技术相比，多旋翼飞行器连接浮力气囊，使用中，浮力气囊内部充满轻于空气的气体，能为多旋翼飞行器提供额外的升力，延长多旋翼飞行器的飞行时间，提高多旋翼飞行器的飞行载荷。而浮力气囊具有缓冲作用，能够在事故时减少碰撞对旋翼飞行器自身损失以及对人员的伤害。充气阀用于给浮力气囊充气和排气，在不使用的时候也便于存放和携带。
【附图说明】
[0009]图1为本发明一个实施例中多旋翼飞行器延时、增效、保全套件的结构示意图；
[0010]图2为本发明图1中连接悬挂机构的结构示意图；
[0011]图3为本发明图1中气压平衡阀的结构示意图；
[0012]图4为本发明图1中气压平衡阀的外形示意图。
[0013]注:1、浮力气囊;2、连接悬挂机构;3、气压平衡阀；4、充气阀、5、储气罐；10、腔室；21、多旋翼飞行器连接支架;22、中间连接环;23、浮力气囊连接环;24、X轴限位铰链;25、Y轴限位铰链;26、X轴;27、Y轴;31、阀体;32、活塞片;33、弹簧;34、阀门
【具体实施方式】
[0014]下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0015]本发明提供了一种多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，如图1所示，包括:浮力气囊1、连接悬挂机构2和多旋翼飞行器;其中，浮力气囊I的中心设置镂空区，连接悬挂机构2设置在浮力气囊I的镂空区，并将浮力气囊I连接到多旋翼飞行器上。浮力气囊I与多旋翼飞行器的联合体称为联合飞行器。浮力气囊I内部充满轻于空气的气体，为多旋翼飞行器提供额外的升力。浮力气囊I按照外形尺寸的不同提供不同量级的浮力，但最大浮力小于多旋翼飞行器的飞行全重。由于浮力的增升效果，多旋翼飞行器搭载相同载荷的情况下，所需的输出功率会相应降低。在不改变原有动力系统和储备总能量的情况下，多旋翼飞行器将获得更长的飞行时间和航程。同样条件下，在输出原有功率的情况下，联合飞行器的有效载荷会相应增加。浮力气囊I还具有缓冲吸能的作用。在多旋翼飞行器发生意外时，浮力气囊I可以保护多旋翼飞行器本身，大幅度减小强烈冲击对机身及设备的损害。与此同时，浮力气囊I的缓冲吸能作用也对公众的生命财产安全起到根本性的保证。对于初学者而言，保护功能至关重要，可以极大的降低坠机风险，避免较大的损伤。
[0016]连接悬挂机构2是多旋翼飞行器与浮力气囊I的连接机构。如图2所示，该机构将浮力气囊I产生的浮力传递给多旋翼飞行器。连接悬挂机构2由三个同心的圆环结构构成。最内层是多旋翼飞行器连接支架21，中间层是中间连接环22，最外层是浮力气囊连接环23。多旋翼飞行器连接支架21与多旋翼飞行器刚性连接。浮力气囊连接环23与浮力气囊I刚性连接。多旋翼飞行器连接支架21与中间连接环22通过两个同轴的X轴限位铰链24连接，以上两环可以绕X轴26在一定角度内相对转动。中间连接环22与浮力气囊连接环23通过两个同轴的Y轴限位铰链25连接，以上两环可以绕Y轴27在一定角度内相对转动。X轴限位铰链24中心轴与Y轴限位铰链25中心轴正交。使用连接悬挂机构2连接多旋翼飞行器与浮力气囊I，就可以实现多旋翼飞行器与浮力气囊I相对姿态的有限变化，比如以X轴为旋转轴，或以Y轴为旋转轴的相对转动。
[0017]浮力气囊I相对多旋翼飞行器分别以X轴26、Y轴27为中心轴限位旋转，且X轴限位铰链24的中心轴与Y轴限位铰链25的中心轴正交，通过改变浮力气囊连接环23与浮力气囊I之间的连接位置，就可以实现对浮力气囊I浮力作用点与多旋翼飞行器重心之间相对位置的调节。连接悬挂机构2保持浮力气囊I的浮力作用点接近多旋翼飞行器的重心。连接悬挂机构2允许多旋翼飞行器在一定范围内改变相对姿态，在不改变飞行控制方法的情况下，降低控制联合飞行器付出的能量。
[0018]浮力气囊I的外表面上设置有充气阀4，用户使用储气罐5将轻于空气的气体(比如:氢气、氦气等)通过充气阀4灌入浮力气囊I中，使浮力气囊I膨胀起来获得浮力。当使用完毕时，用户可以打开充气阀4将气体排出。空瘪的浮力气囊I和连接悬挂机构2可以折叠，便于携带和运输，易于与多旋翼飞行器配套使用。
[0019]为了减少浮力气囊I浮空状态下空气对其的阻力，在本实施例中将浮力气囊I设置为圆环状气囊结构。
[0020]如图1所示，浮力气囊I由一个或多个腔室10组成，相邻两个腔室10之间设置连通气道，连通气道上设置气压平衡阀3，气压平衡阀3是平衡浮力气囊I内部多个腔室10气压的调节装置，以提高浮力气囊I的可靠性并适应各种不同的多旋翼的搭载。如图3、4所示，气压平衡阀3由阀体31、活塞片32以及两个支持活塞片32的弹簧33构成。活塞片32通过两个弹簧33与阀体31连接，可以在阀体31内腔中左右移动，从而打开或关闭阀门34。当通过阀体31的气流速度不快时，活塞片32在两个压缩弹簧33的支持下处于阀体31内腔的中间位置，此时左右两侧的气体相连通，两侧气压基本一致。当气体流速较快时，气动力使活塞片32向一侧运动，进而关闭阀门34。
[0021]使用气压平衡阀3连接浮力气囊I内相邻两个腔室10时，如果气压平衡阀3连通的两个腔室10完好，气压平衡阀3能使两侧腔室10连通，起到平衡气压作用；如果其中一个腔室10发生破损，气压迅速下降，会有高速气流通过气压平衡阀3，在气动力作用下压缩弹簧33使阀门34关闭。气压平衡阀3自动封闭完好一侧腔室10，起到保护作用，可以大幅提高浮力气囊I的可靠性。腔室10的形状根据所连接的多旋翼飞行器的结构来进行具体设置。
[0022]提供不同尺寸和外观的系列化改装套件设计，能够适应不同的用户个性化需求、满足多样化作业任务以及多种气象条件使用要求。
[0023]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，其特征在于，包括:浮力气囊(I)、连接悬挂机构(2)和多旋翼飞行器;其中，所述浮力气囊(I)的中心设置镂空区，所述连接悬挂机构(2)设置在所述浮力气囊(I)的镂空区，并将所述浮力气囊(I)连接到多旋翼飞行器;所述浮力气囊(I)相对所述多旋翼飞行器分别以X轴、Y轴为中心轴限位旋转，所述X轴限位铰链(24)的中心轴与所述Y轴限位铰链(25)的中心轴正交;所述浮力气囊(I)的外表面设置有一个以上的充气阀(4)。2.如权利要求1所述的多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，其特征在于，所述连接悬挂机构(2)包括:与多旋翼飞行器刚性连接的多旋翼飞行器连接支架(21)，与所述浮力气囊(I)刚性连接的浮力气囊连接环(23)，以及连接在所述多旋翼飞行器连接支架(21)与所述浮力气囊(I)连接环之间的中间连接环(22);所述多旋翼飞行器连接支架(21)、所述浮力气囊连接环(23)以及所述中间连接环(22)三者为同心的环状设置。3.如权利要求2所述的多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，其特征在于，所述多旋翼飞行器连接支架(21)与所述中间连接环(22)之间通过两个同轴的X轴限位铰链(24)连接;所述中间连接环(22)与所述浮力气囊连接环(23)通过两个同轴的Y轴限位铰链(25)连接;所述X轴限位铰链(24)的中心轴与所述Y轴限位铰链(25)的中心轴正交。4.如权利要求1所述的多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，其特征在于，排气后的所述浮力气囊(I)和所述连接悬挂机构(2)呈折叠状态。5.如权利要求1所述的多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，其特征在于，所述浮力气囊(I)为圆环状的气囊结构。6.如权利要求1-5任一项所述的多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，其特征在于，所述浮力气囊(I)由一个或多个腔室(10)组成。7.如权利要求6所述的多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，其特征在于，相邻两个所述腔室之间的连通气道上设置气压平衡阀(3)。8.如权利要求6所述的多旋翼飞行器延时、增效、保全套件，其特征在于，每个所述腔室(1)均设置有最多一个所述充气阀(4)。
【文档编号】B64C27/22GK105966592SQ201610413020
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】储瑞忠, 侯洪宁, 罗景琳, 申智泉, 李英杰, 王志杰
【申请人】北京瀚科瑞杰科技发展有限公司