多旋翼飞行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及航空技术，更具体地，涉及多旋翼飞行器。
【背景技术】
[0002]浮空器曾经广泛应用于空中运输。浮空器是指利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。依照工作原理，浮空器可分为飞艇、系留气球和热气球。浮空器包括气囊，用于容纳比重小于空气的气体(例如热空气、氢气或氦气)，从而获得升力。浮空器的结构简单，成本低廉，在空中停留时间长。然而，浮空器的精确控制却很困难。在垂直方向上，浮空器可以通过充放气体控制上升或下降。然而，在水平方向，浮空器的移动依靠自然风或附加的动力装置，不仅移动速度慢而且操作困难。
[0003]图1a和Ib分别示出根据现有技术的浮空器中的气囊的俯视图和截面图。该气囊包括充气的囊体100。囊体100在充气之后的形状为圆柱状，在图1a的俯视图中示出为圆形，在图1b的截面图中示出为矩形。
[0004]近年来，多旋翼飞行器越来越引起人们的关注。现有的多旋翼飞行器系统主要由多个螺旋桨、马达、电子调速器、主控板、机架、锂电池等部件构成。采用单一的锂电池供电体制，利用大倍率放电实现对多轴旋翼系统的驱动。通过控制各螺旋桨的转速能够实现各方向自由变轨和姿态调整。由于锂电池的容量限制，多旋翼飞行器可实现的飞行时间仅在15-30分钟左右，从而制约了其应用范围。
[0005]因此，期望结合浮空器和多旋翼飞行器的优点，开发出长时间滞空且操控容易的飞行器。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种利用多旋翼系统和气囊作为双升力源以延长滞空时间和提高操控性能的多旋翼飞行器。
[0007]根据本实用新型的实施例，提供一种多旋翼飞行器，包括:气囊，所述气囊包括囊体及其围绕的内部空间，所述气囊的外形为中间厚度大于周边厚度的扁平碟状，并且在气囊的周边区域包括贯穿气囊的上下表面的多个涵道，所述涵道的侧壁与囊体一起限定气囊的内部空间；以及多旋翼系统，所述多旋翼系统包括位于气囊内部空间的主控电路盒、位于所述多个涵道中的多个电机和多个螺旋桨、以及用于连接主控电路盒和所述多个电机的连接支架。
[0008]优选地，所述气囊的上下表面是平滑的曲面，并且上下表面平滑过渡。
[0009]优选地，所述气囊的外形为具有长轴和短轴的回转体，并且以短轴作为回转中心轴。
[0010]优选地，所述气囊的外形为以下曲线之一绕回转中心轴形成的回转体:椭圆形、抛物线弧、双曲线弧、分段曲线。
[0011]优选地，所述长轴与短轴之比为2:1?5:1。
[0012]优选地，还包括位于所述囊体的底部的电池盒，其中容纳可充电电池和直流电压变换模块。
[0013]优选地，还包括位于所述囊体的顶部的光伏组件，所述光伏组件为柔性薄膜光伏组件。
[0014]优选地，所述光伏组件与所述囊体的顶部共形。
[0015]优选地，所述囊体由选自以下材料的一种形成:高强度加强纤维布、PVC膜、涤纶膜、聚脂纤维膜。
[0016]优选地，所述多旋翼飞行器还包括:分别位于囊体的上下表面的中间部分的隆起的盖；以及用于将盖与主控电路盒刚性连接的连接杆，其中，所述盖和所述连接杆一起限定气囊的短轴。
[0017]优选地，所述多旋翼飞行器还包括:用于将囊体的内表面与连接支架相连的多个拉带，所述多个拉带的长度按照气囊的外形设置，从而在充气状态维持气囊的外形。
[0018]优选地，所述涵道具有用于气体流入的上端口以及用于气体流出的下端口，并且上端口和下端口相对于中间部分的面积增加，所述涵道的侧壁是光滑的曲面。
[0019]优选地，所述涵道的侧壁与所述囊体整体形成，或者由独立的管状部件限定贯穿通道且与囊体粘接在一起。
[0020]优选地，所述连接支架为中空的管状，并且采用导线从主控电路盒开始，穿过连接支架到达电机，用于为电机提供驱动电压。
[0021]优选地，所述多旋翼飞行器还包括:密封胶，用于填充所述连接支架的内部空间；以及法兰盘结构，用于所述连接支架与所述囊体之间的连接，其中，所述密封胶和所述法兰盘结构一起维持所述囊体的气密性。
[0022]优选地，述多个螺旋桨的数量为4个或更多个。
[0023]优选地，所述主控电路盒和所述多个连接支架以所述囊体的中心轴形成轴对称图形，其中，所述多个连接支架等角度分布于垂直于中心轴的平面内。
[0024]优选地，所述多个连接支架的长度相等，并且在端部分别安装所述多个电机和所述多个螺旋桨，使得所述多个螺旋桨与所述囊体的中心轴的距离相等。
[0025]优选地，所述多个电机和所述多个螺旋桨的中心轴分别与所述囊体的中心轴平行，从而在工作时产生竖直方向的气流，形成升力。
[0026]根据本实用新型的上述实施例的多旋翼飞行器，利用多旋翼系统和气囊作为双升力源，以延长滞空时间和提高操控性能。在充气状态，气囊的外形为扁平碟状，有利于减小风阻和提高抗风能力。在水平方向移动时，该形状还可以减少动力设备的能量损耗，以及改善操控性能。
[0027]在气囊的周边附近设置涵道，用于容纳多旋翼系统的电机和螺旋桨。由于气囊的边缘厚度较小，涵道可以满足多旋翼系统所需的气体动力学要求，从而不需要特殊设计，即可减小涵道对螺旋桨气流的阻力。
[0028]该多旋翼飞行器可以应用于多种需要长时间滞空和水平移动性的场合。例如，该多旋翼飞行器可以携带通信设备，用于抢险救灾是通讯的中转站，或者用于携带采集设备，用于气候监测，数据采集，或者携带监控设备，用于远距离长时间监控。
【附图说明】
[0029]通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0030]图1a和Ib分别示出根据本实用新型的对照例的浮空器中的气囊的俯视图和截面图；
[0031]图2a和2b分别示出根据本实用新型的实施例的多旋翼飞行器中的气囊的俯视图和截面图；以及
[0032]图3a和3b分别示出根据本实用新型的实施例的多旋翼飞行器的俯视图和截面图。
【具体实施方式】
[0033]以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的结构。
[0034]应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
[0035]如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“A直接在B上面”或“A在B上面并与之邻接”的表述方式。在本申请中，“A直接位于B中”表示A位于B中，而与巨A位于B中形成的掺杂区中。
[0036]在本申请中，术语“中间结构”指在制造超材料复合结构的各个步骤中形成的整个结构的统称，包括已经形成的所有层或区域。
[0037]在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如微结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。
[0038]本实用新型