交通工具的制作方法

交通工具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种能够在飞行状态和汽车行驶状态之间转换的交通工具(1)。所述交通工具具有可伸缩延伸的尾部(10)，其包括第一管状尾段(11)和设置在所述第一管状尾段(11)内并且可轴向滑动的第二尾段(12)。所述尾部设置有至少两个彼此间隔轴向距离(L1)的闭合形式的联接构件(21,35；31,36)以在所述第二尾段(12)处于延伸状态下在所述第二尾段(12)和所述第一管状尾段(11)之间提供力传送联接，所述闭合形式的联接构件(21,35；31,36)的每一个能够传送扭矩和横向力，并且所述闭合形式的联接构件(21,35；31,36)的每一个通过所述第二尾段(12)在向外的方向上的轴向位移而接合。
【专利说明】交通工具

【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及一种能够在空中飞行的交通工具。典型地，飞机和直升飞机通常 要么飞行要么停止在地面上处于停放状态。然而，飞机和直升飞机通常具有车轮，使得它们 能够在地面上例如朝向停放位置位移或从停放位置移动。甚至可以在陆地上驾驶飞机和 直升飞机，例如在起飞或降落过程中或滑行过程中：除了在降落过程中它们已经具有空速 (airspeed)时，它们使用它们的空气推进以用于产生向前的地速（groundspeed)。但是，这 样的地面行驶典型地以相对低的速度在高出相对短的距离上行驶（除非起飞或降落），并 且这样的空中交通工具不适合参与道路交通。

【背景技术】
[0002] 另一方面，对于道路交通，已经开发了汽车，并且它们必须满足有关尺寸、机动性、 安全性等方面的要求。飞行交通工具不满足这些要求，并且飞机和直升飞机被证实不用于 公共道路的交通中。
[0003] 飞行机并未用于道路交通，汽车不用于飞行。然而，期望能有一种能从飞行状态转 变为汽车行驶状态，且能从汽车行驶状态转变为飞行状态的交通工具。


【发明内容】

[0004] 具体来说，本发明总体涉及组合的陆地和空中交通工具，即能够在飞行模式工作 和汽车行驶模式工作的交通工具，在飞行模式交通工具能够在空中飞行，在汽车行驶模式 交通工具能够在道路上行驶，很像汽车。对两种工作模式中的结构要求是很不同的，将交通 工具做成满足所有要求且以容易、安全和可靠地方式将结构从一个模式转换成另一个模式 或反向转换是具有挑战性的。
[0005] 本发明的一个方面涉及尾部。在飞行模式下，为了稳定，交通工具具有相对长的尾 部。在行驶模式下，不需要这么长的尾部，其成了障碍，甚至整个长度相对于交通规则来说 过长。因此，从行驶状态转变成飞行状态期望尾部是可延伸的，从飞行状态转变成行驶状态 期望尾部是可缩回的。应注意，可缩回尾部还能用于没有这样的行驶模式的飞行机以允许 飞行停放或运输而需要较小的空间。
[0006] 在延伸的飞行模式下，尾部经受多个力，这些力需要可靠地传送至交通工具的主 体。因此，延伸的尾部必须可靠地固定。当用户误操作而延伸尾部时，如果尾部没有正确地 固定后果会很严重。本发明的目的是提供一种能够由用户容易地且几乎没有错误地操作的 可延伸尾部设计。
[0007] 尾部设置有可移动部，例如不是通过线缆控制的舵和/或副翼。这些线缆具有适 于处于延伸状态的尾部的长度。当尾部缩回时，这些线缆太长，如果线缆没有处于绷紧的状 态，它们松弛并且可能在机构中被卡住。一个明显的解决方案是可以使用自动滚轴来缠绕 过长的线缆，但是这会导致需要更大的转向力和/或增加线缆被卡住的风险。本发明的目 的是解决这个问题而不需要用户操作。
[0008] 为了在飞行模式推进，交通工具可以包括安装在交通工具后部的推进器。推进器 的跨距限定了尾部的禁区。本发明的目的是提供一种结合有推进器的可延伸尾部的设计。 [0009] 为了在飞行模式中上升，交通工具需要具有包括相当长度的旋翼叶片的旋翼。在 行驶模式，这些叶片太长，因此需要减小旋翼叶片的长度。这些要求本身是公知的（参见例 如W02006/041287)，很难提供可靠的解决方案将足够的强度和良好的航空动力学性能以及 可接受的制造成本相结合。本发明的目的是提供这样的设计。
[0010] 应注意，本发明的许多特征对于只用作飞行但是具有可缩回尾部和可折叠旋翼叶 片以在运输和/或存储的过程中减少空间要求的交通工具是有益的。

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 参照附图，将通过下文的一个或更多个优选实施方式的说明解释本发明，在附图 中相同的附图标记表示相同或相似的部件，并且在附图中：
[0012] 图1是根据本发明的交通工具的示意性侧视图；
[0013] 图2A-2C是可伸缩延伸的尾梁的部分的示意性纵向截面图；
[0014] 图3例示了齿式联接器的细节；
[0015] 图4A-4D是示出了从道路行驶状态转变成飞行状态的行驶/飞行交通工具的示意 性侧视图；
[0016] 图5是行驶/飞行交通工具的示意性俯视图；
[0017] 图6A是纵向截面的线缆联接装置的示意性立体图；
[0018] 图6B和6C是该装置的放大示意性纵向截面；
[0019] 图7是旋翼叶片的示意性截面；
[0020] 图8A是旋翼叶片的示意性顶视图；
[0021] 图8B是旋翼叶片的部分的放大示意性侧视图；
[0022] 图9A至9C是例示了根据本发明的旋翼叶片部分之间的连接部的视图。

【具体实施方式】
[0023] 图1示意性地示出了根据本发明的交通工具1，包括具有车轮3的主体或舱段2和 安装在舱段2的后方的可延伸尾部10。为了简便，没有示出例如推进器的推进装置，和例如 旋翼的提升装置。交通工具1可以具有能够在道路上行驶的汽车行驶状态，在该状态下其 包括用于驱动车轮3中的至少一个的马达4。
[0024] 可延伸尾部10包括至少一个可延伸尾梁13和安装在尾梁13的后端的尾翼（tail plane) 14。尾梁13可伸缩延伸，并且包括附接至舱段2的第一管状尾部11和可伸缩地联 接至第一尾部11的第二管状尾部12。应注意地是，第一尾部可以相对于舱段2固定或另 选地可以相对于舱段延伸。还应注意，第一尾部可以如图所示安装在舱段2的后部，但是另 选地，第一尾部11能够至少部分地安装在舱段2之上或之下，或甚至在舱段2内。还应注 意，可延伸尾梁13可以包括可伸缩地联接至彼此的两个以上部分。还应注意，如图所示，尾 部11、12是直管，但是实践中，这样的管可以具有一定的曲率。还应注意，如果不需要控制 线缆在第二尾部内部延伸，则第二尾部12可以是实心的，但是为了减轻重量中空的管是优 选的。还应注意，外管可以是后部管，而内管附接至舱段。在存在两个或更多个尾梁时，上 述描述也适用于每个尾梁。
[0025] 可延伸尾部10包括在图1中未示出的阻挡机构。该阻挡机构确保尾部10在飞行 过程中保持延伸状态。
[0026] 在其自由端，第二尾部12承载有尾翼14。由于航空动力学现象和惯性，尾翼14在 第二尾部上施加一些力，尤其是侧向力Fx、横向力Fy、垂直力Fz和扭矩T。另外，横向力和 垂直力在尾部引起弯曲动量。在延伸状态下，第一和第二尾部11、12之间的连接，在下文中 也称为管，需要使得所述力可靠地传递到第一管11上并且最终传递到舱段2上。连接需要 没有间隙，因为间隙导致连接部件的磨损和撕裂。另一方面，在飞行后相对容易断开连接并 缩回尾部而无需专门的设备且不需要施加大的力：飞行员自己应该能够手动进行。相反地， 在飞行前，飞行员应该能够以简单的方式和简易的动作手动地延伸尾部并且手动地致动阻 挡机构，并且设计应使得引起阻挡机构固定不充分使得其在飞行的过程中松动的误差的几 率最小。
[0027] 图2A是尾梁13的部分的示意性纵向截面图，其例示了本发明提出的设计。在附 图的取向中，管的前端指向右，管的后端指向左，如图1所示。右边的方向对应第二管12滑 动进入第一管11内的方向，因此该方向也被称为"向内方向"，而相反方向也被称为"向外 方向"。
[0028] 在其尾端，第一管11具有附接至其内表面的第一齿环21，齿22指向该第一管的前 端。在下文中，这将被表示为在其前表面具有齿22的第一环21。第一环21的内径基本等 于，优选稍大于，第二管12的外径。第一环21的内表面用作在第一管11内可滑动支撑第 二管12的支撑且将第二管12置于第一管11内的中心。为了使摩擦力最小，第一环21的 内表面可以提供有低摩擦的涂层或壳23。
[0029] 在其前端，第二管12具有附接至其外表面的第二齿环31，且齿32在其后表面。第 二环31的外径基本等于，优选稍小于第一管11的内径。第二环31的外表面用作围绕第二 管12可滑动支撑第一管11的支撑且将第一管11置于围绕第二管12的中心。为了使摩擦 力最小，第二环31的外表面可以提供有低摩擦的涂层或壳33。
[0030] 在相对于第一环21向前指的第一距离L1上，第一管11具有附接至其内表面的第 三齿环26,且齿27在其前表面。在相对于第二环31向后指的第二距离L2上，第二管12 具有附接至其外表面的第四齿环36,且齿37在其后表面。第二距离L2基本等于第一距离 L1。第三环26的内径大于第四环36的外径。
[0031] 距离L1和L2的尺寸不重要。但是，由于联接应该能够传递弯曲动量，所以L1和 L2不应太小。另一方面，L1和L2的大值是不切实际的。参照第二尾部12的外径，L1和L2 优选是所述直径的1至10倍，更优选地是所述直径的3至6倍，而实际上可靠的值是所述 直径的4倍。
[0032] 由于上述的设置，第二管12能够可伸缩地向前滑动到第一管11中。第一环21和 第二环31将管11、12保持在相对于彼此的中心，并且第三环26和第四环36将彼此经过而 不互相接触。另选地，第一环21和第二环31没有相对管，并且各个管都设置有单独的定心 装置（centring means)。这样的定心装置可以设置为附接至第一环21和第二环31的单独 的环或块。另外，代替滑动块，通过旋转球可以提供引导装置。
[0033] 第二管12能够行进到第一管11中，直到碰上限定第二管12的极限缩回位置的挡 块（为了简便没有示出）。图2B是与图2A可对比的视图，示出了第二管12处于更缩回的 状态。
[0034] 为了延伸尾部10,第二尾部12可朝向后部伸缩地滑出第一尾部11。第一环21和 第二环31将尾部11、12保持在相对于彼此的中心，并且第三环26和第四环36将彼此经过 而不互相接触。第二管12滑出第一管11直到外管11的第一齿环21与内管12的第四齿 环36相接合而同时外管11的第三齿环26与内管12的第二齿环31接合。
[0035] 图2C是与图2A可对比的视图，示出了第二尾部12位于其极限的延伸位置。应注 意，在飞行的过程中，航空动力学阻力易于使第二尾部12保持延伸。然而，期望具有用于有 效防止第二尾部12滑回第一尾部11的阻挡装置。这样的阻挡装置通常不需要经受大的 力。在示出的实施方式中，阻挡装置被实施为将被容纳在第一尾部11的横向孔41中的横 向阻挡围栏（transverse blocking pen)40。该阻挡围栏40可以是螺纹的和/或锥形的。 应注意，在附图中，夸张地将阻挡围栏显示地较大。
[0036] 在该延伸状态下，内管12在两个轴向分开的位置力联接至外管11，S卩，第一联接 通过接合的第一环21和第四环36构成，第二联接通过接合的第二环31和第三环26构成。 这允许很好地传送横向力、弯曲动量和扭矩。试图向后拉第二管的侧向力将通过所述环被 调节，用作轴向挡块。试图将第二管12向前推，回到外管11的侧向力将不存在或非常小， 并且能够很容易地被阻挡围栏40抵消，因此侧向力不需要过大。
[0037] 很清楚，用于将尾部从其行驶状态转变成其飞行状态或从其飞行状态转变成其行 驶状态所需的动作相对简单。在飞行之后，飞行员仅仅移除笔40并且将第二尾段12推入 第一尾段11。相反地，在飞行前，飞行员仅仅将第二尾段12拉出并且插入阻挡围栏40。如 果第二尾段12没有位于正确的位置，将不能插入阻挡围栏40。另一方面，如果阻挡围栏已 插入，这是第二尾段12处于正确位置的视觉证明。
[0038] 图3是齿环21、36的部分的示意性侧视图以示出齿22、37的形状的可能实施 方式。这同样适于环31、26。尽管各种变形是可能的，但是齿22、37应具有侧表面24、 38,该侧表面24、38相对于轴向方向具有小角度φ。该角度9应大于0以使齿自定心 (self-centering)并且确保容易地接合和断开齿。但是，该角度9不应该太大，因为扭矩将 导致在飞行过程中易于断开齿的更大的轴向力。尽管本领域技术人员根据摩擦系数和制造 公差能够容易地找出所述角度9在它的特定设计中的合适的值，通常约6度的角度将是适 当的。
[0039] 应注意，管11、12的截面轮廓可以是圆形的，但是尽管没必要最方便将其实施。本 发明还可以实施有具有例如矩形或椭圆形或卵形截面轮廓的管。
[0040] 还应注意，尾部可以包括平行安装的两个或更多个伸缩尾梁以获得更好的刚度和 /或能够使用更小直径的管。
[0041] 在图1中，尾部10被描述成直接安装至舱段2。尽管确实存在这样的设计令人满 意的情况，这并未形成解决能够从道路行驶结构转换成空中飞行结构和从空中飞行结构转 换回道路行驶结构的设计问题的最佳方案。在飞行结构中，交通工具将在其后部具有螺旋 桨（propulsion propeller)，在顶部具有升力旋翼，且具有副翼并且保持为距离舱段的后 部一定距离的尾翼。在道路行驶结构中，整个交通工具应该尽可能紧凑并且应该具有尽可 能低的重心。在飞行结构中，推进器的旋转轴线最好应该与重心相交，尽管一些公差是可接 受的，但是低重心意味着必须较低地安装推进器使得其推进器叶片的径向长度是有限的， 因为这些叶片必须不接触地面。另一方面，从效率的角度看，期望推进器叶片的径向长度较 长。
[0042] 本发明提出了这些设计问题的技术方案。在其上侧，交通工具设置有具有旋翼和 尾部两者的可折叠的杆。在飞行状态，所述杆处于坚直状态，因此尾部被抬高并且超过推进 器叶片延伸。在道路行驶状态，所述杆向前折叠至水平状态，使得尾部位于靠近舱段顶并且 整个交通工具非常紧凑。这将参照附图4A-4D详细说明，图4A-4D是示意性示出了从道路 行驶状态转变成飞行状态的侧视图。
[0043] 图4A例示了交通工具1的道路行驶状态。将看到尾部10位于靠近舱段2的顶部， 并且尾翼14靠近舱段，使得交通工具1非常紧凑。
[0044] 图4B例示了，作为向飞行状态转换过程的第一步，延伸尾部10。在该附图中能够 认识到尾部10包括具有如前所述的可伸缩尾段11和12的可延伸尾梁，并且这些尾段略微 弯曲从而使尾梁符合舱段2的弯曲航空动力学形状。
[0045] 图4C例示了交通工具1包括铰接至舱段2的顶部的主杆50。
[0046] 在其上端，杆50承载旋翼（参见图4D)。在其下端，杆50铰接至舱段2的顶部， 水平铰接轴52横切交通工具1的纵向方向。在低于杆50的上端的位置，尾部10铰接至杆 50,水平铰接轴51平行于下端铰接轴52。在杆50的后部一定距离，交通工具1具有平行于 主杆50的支撑结构60,也铰接至舱段2的顶部具有铰接轴62,并且还铰接地支撑尾部10 具有铰接轴61。投影到虚拟的中间平面上，这四个铰接限定了接近平行四边形的四边形。 在主杆50上铰接之间的相互距离可以不同于在支撑结构60上的铰接之间的相互距离，和 /或在舱段顶部上的铰接之间的相互距离可以不同于在尾部上的铰接之间的相互距离，以 在道路行驶状态中限定尾部相对于舱段的正确位置，并且限定在飞行状态的正确的尾部位 置。
[0047] 在图4A和4B中，杆50和支撑结构60向下地放置至舱段顶部使得不能清楚看见它 们。在图4C中，杆50和支撑结构60铰接至它们的坚直状态，而在图4D中完成该运动并且 杆50和支撑结构60完全坚立。附图标记53表不用于将主杆50锁定在其坚直状态的锁。 用于坚起或降低杆50和支撑结构60的机构可以例如包括安装在杆50中的液压汽缸，但是 出于简便，没有示出。
[0048] 在图4D中，还示出了推进器80和旋翼90。将看出，至少在该飞行状态下，推进器 80的叶片能够相对较长，延伸至舱段顶部的上方，而尾部清楚地延伸在推进器之上。还应注 意到，随着杆50的抬高，其上端移动至交通工具的后部，使尾翼14进一步向后。
[0049] 在优选实施方式中，尾部10包括两个互相平行且彼此靠近地设置的尾梁13A和 13B。这在图4A-4D的侧视图中看不到，但是示意性地例示在图5的示意顶视图中。两个尾 梁13A和13B被安装在杆50和支撑结构60的相对侧上。在其后端上，尾梁13A和13B通 过水平梁15连接，该水平梁15与尾翼片形成一体或实施为尾翼片。尾部10可以包括安装 在水平翼片15的中心的单个垂直尾翼或翼片14,但是优选地是，尾部14包括相距水平距 离的两个垂直尾翼14A和14B。应注意地是，这在具有单个尾梁的尾部的情况也是可能的。 在图4A的优选状态，两个尾翼能够位于舱段后部的相对侧，如图所示，目的在于，舱段可以 具有使整个舱段呈滴状的细长后部。
[0050] 在附图中，没有给出支撑结构60的构造细节。在图5中，支撑结构60示出为单个 杆或柱，这实际上是可能的实施方式。但是，优选地，支撑结构60被设计为增加横向稳定性 和扭矩稳定性，同时增加尽可能小的重量。为此目的，支撑结构60可以包括两个（或更多 个）通过对角交叉梁互相连接的互相平行的杆。
[0051] 如图4D所示，尾翼14可以包括一个或更多个舵或副翼16。在这种情况下，在中空 的尾梁13内引导用于这样的副翼的控制线缆（在舱段内用70示出）。这样的控制线缆的 长度应该适合尾梁13处于其延伸状态的长度，这意味着这样的控制线缆对于处于缩回状 态的尾梁来说太长。在卷轴上缠绕过长的线缆将涉及引入缠绕机构，该机构可能产生被卡 住的风险和/或导致增加转向力。
[0052] 本发明提出了这些问题的技术方案，其涉及将线缆实施为能够相对于彼此轴向移 动的两部分。将参照图6A和6B描述该技术方案，其中图6A是纵向截面的不意性立体图， 而图6B是放大的示意性纵向截面。应注意，不同部件的相对尺寸没必要按比例示出。
[0053] 这两幅图示出了控制线缆组件100的部分。如上所述，该控制线缆组件100在可 延伸尾梁内延伸，但是为了简便，在图6A和6B中没有示出这样的尾梁。通常，线缆作为一 个整体从控制构件（例如踏板）延伸至受控构件（例如副翼）。根据本发明的核心方面，线 缆组件100包括第一线缆部110,其具有附接至舱段中的控制构件的第一端（未示出）和 相对自由端111 ;第二线缆部120,其具有在尾部的端部上附接至受控构件的第一端（未示 出）和相对自由端121 ;和联接装置130,其联接两个线缆部110、120的自由端111、121。应 注意地是，线缆可以被分成三个或更多个线缆部，其中通常两个后面的线缆部通过各联接 装置130被联接。
[0054] 第一线缆部，至少其长度的一部分，被容纳在具有稍大于第一线缆部110的外径 的内径的线缆护套112中，使得第一线缆部110能够在线缆护套112内沿轴向自由滑动。线 缆护套112被固定至离舱段2最近的第一尾段的端部，即图1和2A-2C的外管11。线缆护 套112应该具有足够的刚度，正如随后将清楚，然而一定程度的弹性是优选的。合适的材料 可以是塑料。
[0055] 联接装置130包括相对于远离舱段指向的第二尾段固定的联接管140,即图1和 2A-2C的内管12。在第一端141，管140容纳第一线缆部110的自由端和其线缆护套112。 在第一端141，管140被具有轴向孔144的第一插塞143闭合。该孔具有弯曲的、朝向管140 的内部变窄的喇叭型入口部以允许管140和护套112之间没有对齐。所述孔的相对端具有 直端部，这是最窄的位置，在该位置上孔144的内径稍大于线缆护套112的外径，使得线缆 护套112能够穿过孔144自由滑动。
[0056] 在其相对第二端142,管140容纳第二线缆部120的自由端。尽管不是必须，优选 地是，第二线缆部120,至少其长度的一部分，容纳在引导管122内。在其第二端142,管140 被具有轴向孔146的第二插塞145闭合。向外，第二插塞145具有容纳引导管122的端部 的腔室147。向内，孔146具有漏斗型捕获部（catch-in portion) 148。靠近轴向孔146,第 二插塞145具有用于使第二线缆部120通过的孔149。
[0057] 在联接管140内部，设置有具有稍小于联接管140内径的外径的滑动联接块150， 使得联接块150能够在联接管140内自由滑动但不能倾斜。联接块150具有指向管140的 第一端141的第一端151和指向管140的第二端142的第二端152。联接块150具有轴向 孔153,其在第一块端部151上可以是锥形的，如图所示。轴向孔153具有稍大于线缆护套 112的外径的内径，使得线缆护套112能够穿过孔153自由滑动。
[0058] 第一线缆部110穿过联接块150的孔153延伸。挡块113被固定至第一线缆部 110的端部111，该挡块的直径大于孔153的直径。
[0059] 第二线缆部120的端部121在块150上任何适合的位置被固定至联接块150。
[0060] 控制线缆100可以被用来控制两个或更多个构件。在这种情况下，很方便将两个 或更多个第二线缆部120连接至联接块150,这样的各第二线缆部的每一个到达各受控构 件。但是，即使控制线缆100被用来只控制一个构件（例如：副翼），然而优选地是第二线 缆部120由两个或更多个互相平行的线缆120AU20B实施，该两个或更多个互相平行的线 缆120AU20B在中心孔153的相对侧以对称的方式被附接至联接块150,如图所示，从而防 止在块150上产生倾斜力，该倾斜力会不期望地增加块150在管140内的摩擦力。
[0061] 下面描述操作。图6B例示了当尾部10处于其延伸状态的情况。能够看出，第一 线缆部110的挡块113抵靠联接块150而承载。挡块113可以部分地或者整个地容纳在联 接块150内。当飞行员致动控制线缆100时，在第一线缆部110上施加拉力（指向附图6B 的右侧），引起联接块150在联接管140内移动（朝向附图6B的右侧），这反过来引起第二 线缆部120被拉动。换句话说，联接块150将两个线缆部110和120紧固地联接在一起以 可靠地传递拉力。联接管140的内部长度，即在第一插塞143和第二插塞145之间的距离， 限定联接块150的自由行程。在合适的实施方式中，该行程的范围可以是例如10-25cm。
[0062] 反过来，第二线缆部120沿一个方向拉动将被控制的构件。为了沿相反方向拉动 该部件，提出了与上述线缆组件相同的第二线缆组件，但是为了简便没有示出第二线缆组 件。各线缆组件只传送拉力。当飞行员拉动所述组件100的第一线缆部110时，被控制部 件拉动第二线缆组件，如本领域技术人员很清楚的那样。
[0063] 当尾部10缩回，具有第二线缆部120和联接块150的管140朝向第一线缆部110 及其线缆护套112移动。毕竟，具有第二线缆部120和联接块150的管140相对于相对外管 11向右移动（在附图中）的内管12被固定，线缆护套112被固定至外管11。在舱段2内， 第一线缆部110连接的控制构件在弹簧偏压下被联接至舱段底盘，使得该控制构件在舱段 内移动以保持第一线缆部110绷紧。相对于管140,第二线缆部120和联接块150以及第一 线缆部110保持固定，而线缆护套112向左移动。尾部10能够在大于上述行程的距离上缩 回；所述距离可以例如在约2m的范围内。因此，线缆护套112的自由端将碰到块150,并且 将进入其中心孔153。最后，线缆护套112的自由端将在第一线缆部110的自由端111抵接 挡块113。
[0064] 在最窄位置，孔146的内径大于挡块113的外径。随着尾部进一步缩回，线缆护套 112的自由端将带着第一线缆部110的自由端111 一起向左移动，远离块150并且穿过第二 插塞145的孔146退出联接管140,进入到优选的引导管122中。在图6C中例示了这种情 况。
[0065] 因此，第一线缆部110总是保持在拉紧状态下，避免松动的悬挂线缆被卡住的风 险。
[0066] 当尾部再一次被延伸，上述移动沿相反方向发生。应注意，挡块113,在指向第一线 缆部110的一侧，可以是锥形的以当尾部延伸时便于挡块113相对于块150中的孔153处 于中心。
[0067] 图4D例示了旋翼90的叶片，其具有相对较长的长度。在行驶状态，这样的旋翼90 对于交通工具来说过大。为了保持旋翼叶片在行驶状态的交通工具的期望宽度轮廓内，旋 翼叶片相对于杆60可铰接，使得在行驶状态，旋翼叶片定向为基本平行于尾部10。然而， 考虑到旋翼叶片超过交通工具的后端突出，所以旋翼叶片还是太长。为了克服这个问题，旋 翼叶片可以是可折叠的以缩短叶片长度。这意味着旋翼叶片由两个（或更多个）叶片部构 成，所述叶片部彼此铰接地连接。
[0068] 之前已经提出了可折叠旋翼叶片，参见US7.857.590和W02006/041287。但是，现 有技术还没有以令人满意的方式解决实施可折叠旋翼叶片所产生的问题。
[0069] 第一个问题是，在飞行状态，叶片部在展开状态中必须相对于彼此固定，并且固定 装置必须足够坚固以适应在叶片产生的巨大的离心力、弯曲动量和扭矩。另外，应该尽可能 防止叶片部的振动，因为振动对飞行员来说很烦恼并且由于疲劳可能导致部件故障。
[0070] 第二个问题涉及航空动力学。铰接设计应该使得其具有可接受的航空动力学特 性，考虑到在旋翼叶片中部（围绕铰接构件的位置）的风速很容易为300km/h。不好的航空 动力学形状可能导致能量损失和/或振动。
[0071] 第三个问题涉及成本。设计应使得其能够以合理的成本制造。
[0072] 本发明提供了上述问题的解决方案，参照图7将进一步解释该解决方案。
[0073] 图7是旋翼叶片或翼片200的示意性截面图，通常解释由复合材料制成的叶片设 计已经在实践中证明它自己。叶片200包括设置在彼此之上的上翼梁（upper spar) 201和 下翼梁（lower spar)202,它们主要由单向纤维材料构成，该纤维材料具有沿叶片的长度方 向的纤维，即垂直于附图平面。该纤维材料能够适应例如由离心力引起的大的侧向张力。在 两个翼梁201、202之间的空间填充有轻重量材料203,例如泡沫或蜂巢结构。在翼梁201、 202的前侧，叶片200包括基本D型的构件204,其用作在叶片的前侧增加重量以改善稳定 性；该构件204可以例如包括铅。在翼梁201、202的后侧，叶片200主要由轻重量填充材料 205构成，类似材料203。叶片的外表面由围绕上述部件的表层206限定。
[0074] 图8A是叶片200的示意性顶视图，例示了由两个叶片部221和222组成的叶片 200。叶片部221附接至旋翼毂210并且将表示为内叶片部。表示为外叶片部的叶片部222 被附接至内叶片部221的最末端，以外叶片部222能够相对于水平横向铰接轴223向上铰 接从而在内叶片部221之上折叠的方式与其对齐。
[0075] 图8B是放大的叶片200的部分的示意性侧视图，为了简便，示出了内叶片部221 的外端224和外叶片部222的内端225分开的状态。内叶片部221的外端224与内叶片部 221的其余部分相比具有更高的高度，并且包括设置在彼此之上的两个横向的联接孔226 和227。同样地，外叶片部222的内端225与外叶片部222的其余部分相比具有更高的高 度，并且包括设置在彼此之上的两个横向联接孔228和229。在联接状态，上联接孔226、228 彼此对齐，联接销231穿过所述孔延伸。该销还用作铰接销：用于将旋翼叶片200转换成行 驶状态，外叶片部222能够相对于该销231被向上铰接以被放置在内叶片部221的顶部上。 在飞行状态下，外叶片部222向下铰接至与内叶片部221对齐的位置，在该位置上下联接孔 227、229彼此对齐。通过穿过所述下联接孔227、229插入锁定销232而将叶片200固定在 该位置。
[0076] 另选地，上部销可以是锁定销而下部销可以是铰接销。
[0077] 在飞行状态，力经由联接销231和锁定销232被传送。从叶片设计的上述说明， 很清楚力主要产生在翼梁201、202上；其它叶片部件很难传送力或在叶片的纵向方向没有 力。从这一点上，其它叶片部件203、204、205、207在内叶片部221的外端224和外叶片部 222的内端225成形的精确方式不重要并且对本发明没有因果关系；因此，下文省略了这些 部件。
[0078] 通常，不分段的叶片、在各翼梁中的纤维总是在叶片的整个长度上延伸。根据本发 明，各纤维放置成围绕所述联接孔中的一个的垂直环。
[0079] 图9A是在内叶片部221和外叶片部222之间的连接部的顶视图，更具体地示出了 本发明的特征，并且图9B是该连接部的立体图。在图9B中，内叶片部221的上翼梁和下翼 梁分别由附图标记201A和202A表示，而外叶片部222的上翼梁和下翼梁分别由附图标记 201B和202B表示。
[0080] 在各个翼梁中，纤维被再分成束或组。翼梁中的各纤维组在垂直平面环绕超过 180°角并且背部靠近其自身，从而限定联接眼。图9C是这样的联接眼300的示意性侧视 图，该联接眼包括支撑环301和支撑楔302,它们可以是分开的或形成为一个整体。纤维组 303由三部分组成：第一翼梁部分304、环部分305和第二翼梁部分306。环部分305环绕 支撑环301和支撑楔302,并且第二翼梁部分306靠近第一翼梁部分304。多个纤维组都是 这样，其中相邻组的翼梁部分靠近在一起，而各个联接眼设置成具有相互距离。很清楚，所 有翼梁部分一起限定叶片部的翼梁。
[0081] 在制造中，使用模具，其中多个支撑环和与支撑环一起的支撑楔保持在正确的位 置和共同距离，使它们的中心孔对齐，并且其中分隔壁保持纤维组受限。由此产生的中间产 品将是具有完整联接眼的叶片部的翼梁。在随后的组装步骤中，两个这样的中间翼梁产品 将被放置在彼此的顶部上以形成叶片部。
[0082] 在图9A和9B中，外叶片部222的上翼梁201B包括四个纤维组311、312、313、314， 该四个纤维组限定四个联接眼321、322、323、324。这同样适用于外叶片部222的下翼梁 202B。
[0083] 内叶片部221的上翼梁201A同样包括四个纤维组331、332、333、334，该四个纤维 组限定四个联接眼341、342、343、344。这同样适用于内叶片部221的下翼梁202八。
[0084] 能够看出，在组装状态下，外叶片部222的联接眼与内叶片部221的联接眼对齐并 且交替。这同样适用于上翼梁201A、201B，并且适用于下翼梁202A、202B。因此，内叶片部 221的联接眼的数量和外叶片部222的联接眼的数量之间的差通常等于0或1。
[0085] 在图9A和9B的实施方式中，内叶片部221的第二和第三联接眼342、343没有以 一定距离设置以允许外叶片部之间的联接眼在它们之间，但是它们彼此相邻使得它们能够 被认为是一个单一的联接眼。但是这不是必须的。
[0086] 通常来说，在内叶片的上翼梁和下翼梁部中的纤维的数量基本互相相等，这也适 用于外叶片的上翼梁和下翼梁部。当比较内叶片和外叶片时，在内叶片中的纤维的数量 通常大于在外叶片中的纤维的数量，以适应在内叶片中的载荷大于在外叶片中的载荷的事 实。在翼梁内，随着距旋翼中心距离的增加能够减少纤维的数量。联接眼的厚度可以不同。 在示出的实施方式中，内叶片部221的中心联接眼342、343的厚度大于内叶片部221的其 它联接眼341、344的厚度，内叶片部221的其它联接眼341、344反过来具有等于外叶片部 222的联接眼的厚度。但是，内叶片部221还可以具有相互具有相同厚度的三个联接眼，该 厚度大于外叶片部222的联接眼的厚度。
[0087] 应注意，翼梁的联接眼的数量不重要；该数值至少等于2,优选3或4或5。在翼梁 具有宽度12cm的情况下，纤维组可以例如具有15mm的宽度。
[0088] 还应注意，在组装状态下，航空动力学形状的盖状物将围绕连接部设置。
[0089] 尽管在附图和上述说明中详细例示且描述了本发明，对本领域技术人员明显地 是，这样的例示和说明仅被认为是例示性或示意性的，并且是非限制的。本发明不限于公开 的实施方式，相反，在本发明随附权利要求限定的保护范围内的各种变型和修改都是可能 的。
[0090] 例如，为了驱动推进器80,可以提供单独的马达。但是，还可以是马达4是车轮3 和推进器80的共同马达，转换装置用于将马达输出引导至车轮3或推进器80。
[0091] 另外，尽管能够使用相对于管12固定的单独的管140,还可以地是，内管12本身执 行管140的作用。在这种情况下，插塞143和145安装在管状尾部12内，在它们之间限定 用作管140的内部空间的尾部12的一部分，在该空间中设置联接块150。
[〇〇92] 在实施要求保护的发明时，通过研究附图和说明书以及随附权利要求，本领域技 术人员能够理解和实施公开的实施方式的其它变型。在权利要求中的附图标记不应被理解 为限制保护范围。
【权利要求】
1. 一种用于飞行交通工具（1)的可伸缩延伸的尾部（10)，其包括：至少一个尾梁 (13)，所述尾梁（13)包括第一管状尾段（11)和第二尾段（12)，所述第二尾段（12)设置在 所述第一管状尾段（11)内并且在向内方向和向外方向可轴向滑动； 所述尾梁（13)设置有至少两个闭合形式的联接构件（21，35 ;31，36)，所述至少两个闭 合形式的联接构件（21，35 ;31，36)彼此间隔轴向距离（L1)并且用于在所述第二尾段（12) 的延伸状态下在所述第二尾段（12)和所述第一管状尾段（11)之间提供力传送联接，所述 闭合形式的联接构件（21，35 ;31，36)的每一个能够传送扭矩和横向力，并且所述闭合形式 的联接构件（21，35 ;31，36)的每一个通过所述第二尾段（12)在向外方向上的轴向位移而 接合。
2. 根据权利要求1所述的尾部，其中，所述第一管状尾段（11)设置有相距第一共同 轴向距离（L1)的两个内齿环（21 ;26);其中，所述第二尾段（12)设置有两个外齿环（31 ; 36)，所述外齿环（31 ;36)相距基本等于所述第一共同轴向距离（L1)的第二共同轴向距离 (L2)； 其中，所述第一管状尾段（11)的两个内环（21 ;26)都具有指向内方向的齿（22 ;27); 其中，所述第二尾段（12)的两个外齿环（31 ;36)具有指向外方向的齿（32 ;37)。
3. 根据权利要求2所述的尾部，其中，所述第一管状尾段（11)的所述内环（21 ;26)的 最向外的一个（21)具有基本等于所述第二尾段（12)的外径的内径，并且其中所述第二尾 段（12)的所述外环（31 ;36)的最向内的一个（31)具有基本等于所述第一管状尾段（11) 的内径的外径。
4. 根据权利要求2或3所述的尾部，其中，所述第一尾段（11)的所述内环（21 ;26)的 最向内的一个（26)的内径大于所述第二尾段（12)的所述外环（31 ;36)的最向外的一个 (36)的外径。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的尾部，进一步包括阻挡装置（40)，所述阻挡装置 (40)用于在所述第二尾段（12)处于其延伸状态时阻挡所述第二尾段（12)。
6. 根据权利要求5所述的尾部，所述阻挡装置包括横向阻挡围栏（40)，所述横向阻挡 围栏（40)横向地插入所述第一管状尾段（11)内。
7. -种飞行交通工具（1)，其包括根据上述权利要求中任一项所述的尾部（10)。
8. -种能在飞行状态和汽车行驶状态之间转换的交通工具（1)，所述交通工具包括根 据权利要求1-6中任一项所述的尾部（10)，其中，在所述飞行状态下所述尾部延伸，而在所 述汽车行驶状态下所述尾部缩回。
9. 一种能够在用于在道路上行驶的汽车行驶状态和用于在空中飞行的飞行状态之间 转换的交通工具（1)，其包括： 舱段（2)，其具有车轮（3)和用于驱动所述车轮中的至少一个的马达（4); 推进器（80)，其安装在所述舱段（2)的后部以用于在空中推进；和用于在空中提供升 力的旋翼（90); 其中，所述旋翼（90)安装在杆（50)的自由端，所述杆（50)具有铰接到所述舱段（2) 的顶部的下端，其中在所述飞行状态，所述杆（50)铰接为坚直状态，并且其中在所述行驶 状态，所述杆（50)向前铰接为基本平行于所述舱段顶部的状态； 所述交通工具进一步包括在低于所述旋翼（90)的位置上铰接连接至所述杆（50)的尾 部（10)。
10. 根据权利要求9所述的交通工具，进一步包括平行于所述主杆（50)且位于所述主 杆（50)的后部的支撑结构（60)，所述支撑结构（60)具有铰接至所述舱段顶部的下端并且 具有铰接连接至所述尾部（10)的上端。
11. 根据权利要求9或10所述的交通工具，其中所述尾部（10)是可延伸尾部。
12. 根据权利要求9-11中任一项所述的交通工具，其中所述尾部（10)包括安装在所述 杆（50)的相对侧上的两个互相平行延伸的尾梁（13A;13B)。
13. 根据权利要求9-12中任一项所述的交通工具，其中，所述尾部（10)在其后端承载 两个尾翼（14A;14B)，当所述交通工具处于所述行驶状态时所述两个尾翼（14A;14B)位于 所述舱段（2)的相对侧。
14. 根据权利要求9-13中任一项所述的交通工具，其中，所述马达（4)用于选择性地驱 动所述推进器（80)或所述车轮（3)中的一个或更多个。
15. -种具有在空中飞行的飞行状态的飞行交通工具（1)，其包括： 舱段（2); 可伸缩延伸尾部（10)，其包括具有外管（11)和在所述外管（11)内可伸缩滑动的内管 (12)的至少一个伸缩尾梁（13); 至少一个控制线缆（100)，其设置在所述尾梁（13)内，用于控制尾翼（14)的至少一个 受控构件（16); 其中，所述控制线缆（100)包括第一线缆部（110)、第二线缆部（120)和将两个线缆 部（110 ;120)联接在一起的联接装置（130)，从而在所述尾部的延伸状态下在所述两个线 缆部（110 ;120)之间传送拉力，并且允许在所述尾部的缩回状态下所述两个线缆部（110 ; 120)的轴向位移。
16. 根据权利要求15所述的交通工具（1)，进一步具有用于在道路上行驶的行驶状态， 所述交通工具（1)具有车轮（3)和用于驱动所述车轮中的至少一个的马达（4)，其中所述尾 部（10)在所述行驶状态下缩回，并且在所述飞行状态下延伸。
17. 根据权利要求15或16所述的交通工具，其中，所述第一线缆部（110)设置在所述 外尾管（11)内，其中所述第二线缆部（120)设置在所述内管（12)内，并且其中所述联接装 置（130)包括： -联接管（140)，其相对于所述内尾管（12)固定； -联接块（150)，其设置为在所述联接管（140)内可轴向移动，所述联接块（150)具有 穿过其延伸的中心轴向孔（153); 其中，所述第一线缆部（110)在所述联接管（140)的一端（141)进入所述联接管（140) 并且穿过所述联接块（150)的所述孔（153)延伸； 其中，所述第二线缆部（120)在与所述第一端（141)相对的第二端（142)进入所述联 接管（140)并且固定地附接至所述联接块（150); 其中，所述第一线缆部（110)在其端部（111)设置有挡块（113)，其中所述第一线缆部 (110)的直径小于所述孔（153)的直径，而所述挡块（113)的直径大于所述孔（153)的直 径。
18. 根据权利要求17所述的交通工具，其中所述第二线缆部（120)包括两条或更多条 互相平行的线缆（120A;120B)，所述线缆（120A;120B)在所述孔（153)的相对侧上固定地 附接至所述联接块（150)。
19. 根据权利要求15-18中任一项所述的交通工具，其中，所述第一线缆部（110)在其 长度的至少一部分上，容纳在牢固适配的护套（112)中，所述护套（112)相对于所述外尾管 (12)固定。
20. 根据权利要求19所述的交通工具，其中所述孔（153)的直径大于所述护套（112) 的直径。
21. 根据权利要求19或20所述的交通工具，其中，所述联接管（140)在其第一端（141) 包括第一插塞（143)，所述第一插塞（143)具有轴向孔（144)，所述轴向孔（144)的直径大 于所述护套（112)的直径，所述孔（144)优选地至少部分是喇叭型。
22. 根据权利要求17-21中任一项所述的交通工具，其中，所述联接管（140)在其第二 端（142)上包括第二插塞（145)，所述第二插塞（145)具有轴向孔（146)，所述轴向孔（146) 的直径大于所述挡块（113)的直径。
23. 根据权利要求22所述的交通工具，其中，所述第二插塞（145)的所述轴向孔（146) 在指向所述管（140)的内部的一侧具有漏斗型捕获部（148)，用于捕获和引导所述挡块 (113)。
24. 根据权利要求22-23中任一项所述的交通工具，其中，所述第二线缆部（120)，在其 长度的至少一部分上，容纳在引导管（122)内，所述引导管（122)的内径大于所述第二插塞 (145)的所述轴向孔（146)的直径，所述引导管（122)具有容纳在所述第二插塞（145)的腔 室（147)中的端部。
25. -种可折叠旋翼叶片，其包括彼此铰接地附接的两个旋翼叶片部（221 ;222)，其 中，每一个旋翼叶片部包括设置在彼此之上的上翼梁（201A ;201B)和下翼梁（202A ;202B)， 并且其中每个上翼梁和每个下翼梁包括复合材料，所述复合材料包含多个纵向互相平行的 纤维； 其中，在每个翼梁中，所述纤维分成两个或更多个纤维组； 其中，在两个叶片部之间的连接部，每个纤维组在垂直平面中环绕从而限定联接眼，环 绕部的相对侧的纤维部在所述翼梁中彼此相邻； 其中由上翼梁的纤维组限定的上联接眼位于由相同的叶片部的所述下翼梁的纤维组 限定的下联接眼的上方； 其中由一个旋翼叶片部的上/下翼梁的相邻组限定的上/下联接眼的相对距离对应于 由另一个旋翼叶片部的相对的上/下翼梁的相邻组限定的各上/下联接眼的厚度； 其中，所述内旋翼叶片部的所述上联接眼和下联接眼中的一个与所述外旋翼叶片部的 所述上联接眼和下联接眼中的对应的一个交替设置，固定水平铰接销穿过所述内旋翼叶片 部和外旋翼叶片部的所述上联接眼和下联接眼中的一个延伸。
26. 根据权利要求25所述的可折叠旋翼叶片，其中，在延伸状态，所述内旋翼叶片部的 所述上联接眼和下联接眼中的另一个与所述外旋翼叶片部的所述上联接眼和下联接眼中 的对应的另一个交替设置，锁定销穿过所述上联接眼和下联接眼中的另一个延伸； 其中，所述锁定销是可移除的，从而允许所述两个叶片部围绕所述铰接销铰接，以便将 所述叶片置于折叠状态。
27. -种具有用于在空中飞行的飞行状态的飞行交通工具（1)，其包括用于提供升力 的可延伸旋翼（90)，其中所述旋翼具有根据权利要求25或26所述的旋翼叶片。
28. -种能够在用于在道路上行驶的行驶状态和用于在空中飞行的飞行状态之间转换 的交通工具（1)，其包括： 舱段（2)，其具有车轮（3)和用于驱动所述车轮中的至少一个的马达（4); 推进器（80)，其安装在所述舱段（2)的后部以用于在空中推进；和用于在空中提供升 力的旋翼（90); 其中，所述旋翼具有根据权利要求25或26所述的旋翼叶片。
29. 根据权利要求28所述的交通工具，其中所述马达（4)用于选择性地驱动所述推进 器（80)或所述车轮（3)中的一个或更多个。
【文档编号】B64C1/30GK104093580SQ201280055362
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2011年11月11日
【发明者】迈克尔·阿尔文·威廉·斯特克伦博格, 克里斯蒂安·康奈利·克罗克, 路易斯·彼得鲁斯·伦泰因·玛丽·万·赖恩, 沃特·艾德兰·索斯特, 罗伯特·克里斯蒂安·威格瑞夫 申请人:Pal-V欧洲公司