一種可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器制造技術

本發明專利技術公開了一種可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，包括一個轉子中部帶螺旋槳的盤式電機改造的碟形飛行器，碟形飛行器的邊緣部分安裝有可收縮的氣囊，氣囊上部蒙皮上安裝有太陽能發電裝置，飛行器的升力可以由氣囊內的氣體和飛行器中部的螺旋槳單獨或共同提供，飛行器水平方向上的動力由舵機提供。所述的可收縮的氣囊主要由氣囊蒙皮，氣囊內部的拉壓桿系統，支撐蒙皮的伸縮系統組成；所述的太陽能發電裝置是扇形的，呈圓環狀緊貼分布在蒙皮上，隨著蒙皮的張開或收縮而運動。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于飛行設備
，涉及一種可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，可以升至較高空間，能夠長時間在某一固定位置維持不變，能抵抗較強的橫風，降落時占用場地較小，可廣泛應用于可以用于導航、通信信號、監控、交通運輸等各領域。
技術介紹
浮空飛行器近年來受到很大關注，行業取得一定的進展，但是現有的飛艇等仍然存在飛行速度低、飛行穩定性差、受氣候影響大和安全性不高等諸多問題。在起飛降落時需要較多操作人員，留空時間有限。目前浮空飛行器仍不能夠大規模應用于各領域。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服浮空飛行器目前存在的弱點，設計一種結構簡單、穩定性好、占用場地較小、留空時間長、操作人員少，智能化程度高，能夠廣泛應用的浮空飛行器。一種可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，浮空飛行器由碟形飛行器和環繞在碟形飛行器上的氣囊組成；碟形飛行器的主體為加裝螺旋槳的轉子系統、中部有涵道的定子系統和中心艙室，盤式電機為有刷或無刷盤式電機。在飛行器環狀外殼的邊緣部分安裝有可收縮的氣囊，氣囊上部蒙皮上安裝有太陽能發電裝置，飛行器的升力可以由氣囊內的氣體和飛行器中部的螺旋槳單獨或共同提供，飛行器水平方向上的動力定子系統上的舵機控制。所述的可收縮的氣囊主要由氣囊蒙皮，氣囊內部的拉壓桿系統，支撐蒙皮的伸縮系統
組成；所述的太陽能發電裝置是扇形的，呈圓環狀緊貼分布在蒙皮上，隨著蒙皮的張開或收縮而運動。囊體內部支撐蒙皮的伸縮系統是桿件之間鉸接相連，類似雨傘的骨架支撐結構，一端固定在碟形飛行器上，另一端固定在拉壓桿上。伸縮系統就是一端固定在飛行器外殼上，向外伸出的一系列的鉸接式桿件的集合。囊體內部拉壓桿系統就是一端固定飛行器外殼上，另一端連接在伸縮桿件末端上，向外伸出的可以伸縮的桿件的集合。囊體是環繞在飛行器外側的，囊體在飛行器部分的外形能夠與飛行器外形良好的過渡，囊體符合空氣動力學要求。囊體外側的太陽能發電裝置是緊貼氣囊外形并環狀分布的，每個環狀分布層上都是由一塊塊獨立的發電單元組成，環狀分布層數量根據需要確定，沿著半徑從小到大的方向分布，共同鋪在氣囊上。在伸縮系統上部最近的兩個鉸接點之間至少分布兩個環狀太陽能發電裝置，當氣囊放氣后，太陽能發電裝置向內部折疊，如同折疊雨傘一樣，減小其降落時體積，這樣更容易找到合適大小的降落場地，也解決了體積大造成的降落過程中易受氣流干擾的問題。囊體內有液化氦氣儲存裝置和排氣孔，可以根據氣囊內氣壓情況自動排氣和充氣的調節系統；在降落過程中，如果出現螺旋槳故障，則可以迅速補充氦氣，調節氣體量保證其安全降落。浮空飛行器自帶蓄電池，備份燃油發電設備；在浮空期間主要依靠氣囊升力維持漂浮，太陽能裝置提供的電源主要用來推動飛行器維持位置、飛行和提供裝載設備所需的電力，多余電力蓄電池保存以備夜間使用；當發生特殊情況
時可以啟用燃油發電設備提供能源。優選的氣囊外形能夠與飛行器完整的組合在一起，組成的整體能很好地符合空氣動力學要求，減少飛行阻力。當囊體折疊以后，完全牢固的貼合在飛行器上，此時飛行器外形仍能滿足空氣動力學要求。螺旋槳可提供的升力要大于不用氣囊時整個浮空飛行器的重量，以便在氣候條件很惡劣的情況下也能自主飛行，安全降落。轉子系統由中心向外依次為中心艙室、軸承、螺旋槳、永磁體或線圈繞組。轉子系統螺旋槳邊緣的上、下部為安裝在定子上的圓筒，螺旋槳和圓筒組成涵道風扇系統；在下部圓筒安裝有導流片，其傾角可以改變，當風扇旋轉時導流片產生反力使得定子部分保持穩定，不發生轉動。定子系統和中心艙室均采用強度高、重量輕的材料如碳纖維等，定子系統和中心艙室剛性相連，定子系統包在轉子系統外側，轉子系統外側邊緣處安裝有彈性材料(橡膠和彈簧等)，以減小飛行器與其它物體的碰撞沖擊。浮空飛行器上安裝有雷達、超聲探測和視頻攝像等裝置，能夠探測或看到障礙物，在控制系統的作用下實現智能避障或者障礙物距離過近的預警提示。浮空飛行器安裝有智能識別系統，需要指紋、虹膜或密碼驗證通過后才能進入飛行器。浮空飛行器上各部件均安裝有監測部件運轉狀態的傳感器，傳感器信息實時傳輸，以供決策。浮空飛行器上安裝有飛行器上安裝有記錄飛行過程中各部件運轉信息和中心艙室詳細信息的黑匣子，同時所有的飛行信息均能夠通過云端自動上傳，以免飛行器損壞時信息丟失。浮空飛行器安裝有自動狀態監測系統，能夠分析出故障所在，并能夠評估故障是否影響飛行；如果飛行器故障則會提示最近的維修地點，并把故障信息發送給維修部門，維修部門可以提前準備維修所需的零部件。浮空飛行器上安裝有日常維護輔助系統，能夠記錄飛行器運轉中各部件歷史狀態數據，當超過部件允許運行時間或者接近部件需要維修或更換的標準值后，系統先提前給預警提示，要求人員前去維護，如不按要求維護則停止啟動，直至維修人員維修后解鎖。浮空飛行器上安裝有自動駕駛系統，設定好終點后，飛行器起飛，待飛至終點上方附近時確認降落點是否滿足降落條件，然后精確降落在指定的位置，無需人員干預。浮空飛行器上可以安裝傳感器和監視裝置，能夠監測工廠廢氣排放、危險物品運輸車輛的流動、攜帶危險物品的人員動向等。浮空飛行器上可以安裝主動式或被動式空氣凈化裝置，其在空氣污染較嚴重的區域、在污染物所在的高度進行作業，實現對大氣中的污染物進行吸附或沉降，減輕空氣污染。浮空飛行器控制系統內存放有不允許飛行的空域坐標，無論是手動操作、自動駕駛還是遙控均不能使飛行器穿越此禁飛區域。浮空飛行器涵道內的螺旋槳既可以是一組，也可以是幾組；轉子和定子系統既可以是一組，也可以有幾組，軸承能夠承擔軸向荷載。浮空飛行器上螺旋槳和艙室之間即可以有一組軸承也可以嵌套幾組軸承。浮空飛行器上定子或者轉子上的永磁體可以用線圈代替，永磁體或者線圈的形狀為圓形、梯形和扇形等符合要求的形狀。浮空飛行器艙室內部可以安裝飛機、導彈、火箭、航天飛機和宇宙飛船等
飛行器發射裝置，通過飛艇的浮力和浮空飛行器自身的穩定作用，將其帶到空中，降低其發射成本。浮空飛行器艙室內部可以為酒店、旅館和餐廳等用來觀光食宿的場所。附圖說明圖1為本專利技術所示的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器結構示意圖；圖2為碟形浮空飛行器俯視圖；圖3為碟形浮空飛行器支撐筋細部圖；圖4為碟形浮空飛行器囊體收縮前后示意圖；附圖中各部件的標記如下：1、太陽能發電裝置；2、定子系統；3、軸承系統；4、伸縮桿系統；5、拉壓桿系統；6、舵機；7、螺旋槳系統；8、轉子系統上的永磁體或線圈；9、定子系統上對應的線圈或永磁體；10、支撐筋系統；11、中心艙室；12、導流片。具體實施方式為了使本專利技術所要解決的問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，下面通過實例并結合附圖對本專利技術作進一步描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅是用已解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。當浮空飛行器在地面上時，氣囊是折疊并牢固的貼合在環狀飛行器的外殼周圍。飛行器啟動后，在螺旋槳7的作用下，飛行器升空，當爬升至所需要的高度時，氣囊展開并充氣至合適體積，此時浮空飛行器的浮力將托起整個飛行器重量，飛行器的螺旋槳產生的力主要用于水平飛行和穩定飛行器的位置；與此同時，氣囊上的太陽能發電裝置1開始工作，提供的電力一部分用于飛行器螺旋槳旋轉動力，一部分儲存在儲能裝置中，以備夜間飛行時使用。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，浮空飛行器由碟形飛行器(由2、3、6、7、8、9、11和12組成)和環繞在碟形飛行器上的氣囊系統(由1、4、5和10組成)組成；碟形飛行器的主體為加裝螺旋槳的轉子系統8、中部有涵道的定子系統2和中心艙室11，盤式電機為有刷或無刷盤式電機。在飛行器環狀外殼的邊緣部分安裝有可收縮的氣囊，氣囊上部蒙皮上安裝有太陽能發電裝置1，飛行器的升力可以由氣囊內的氣體和飛行器中部的螺旋槳7單獨或共同提供，飛行器水平方向上的動力定子系統上的舵機6控制。所述的可收縮的氣囊主要由氣囊蒙皮，氣囊內部的拉壓桿系統4，支撐蒙皮的伸縮系統組成5；所述的太陽能發電裝置1是扇形的，呈圓環狀緊貼分布在蒙皮上，隨著蒙皮的張開或收縮而運動。

【技術特征摘要】
1.一種可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，浮空飛行器由碟形飛行器(由2、3、6、7、8、9、11和12組成)和環繞在碟形飛行器上的氣囊系統(由1、4、5和10組成)組成；碟形飛行器的主體為加裝螺旋槳的轉子系統8、中部有涵道的定子系統2和中心艙室11，盤式電機為有刷或無刷盤式電機。在飛行器環狀外殼的邊緣部分安裝有可收縮的氣囊，氣囊上部蒙皮上安裝有太陽能發電裝置1，飛行器的升力可以由氣囊內的氣體和飛行器中部的螺旋槳7單獨或共同提供，飛行器水平方向上的動力定子系統上的舵機6控制。所述的可收縮的氣囊主要由氣囊蒙皮，氣囊內部的拉壓桿系統4，支撐蒙皮的伸縮系統組成5；所述的太陽能發電裝置1是扇形的，呈圓環狀緊貼分布在蒙皮上，隨著蒙皮的張開或收縮而運動。2.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于支撐蒙皮的伸縮系統4是桿件之間可以是鉸接相連，類似雨傘的骨架支撐結構，一端固定在碟形飛行器上，另一端固定在拉壓桿上，且存在由飛行器外殼向囊體邊緣方向的縱向筋10支撐，縱向筋分布在囊體的上下部分，環繞在飛行器上，縱向筋上有機構可以在其收縮時保證其可折疊。伸縮系統4就是一端固定在飛行器外殼上，向外伸出的一系列的鉸接式桿件的集合。3.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于拉壓桿系統5就是一端固定飛行器外殼上，另一端連接在伸縮桿件末端上，向外伸出的可以伸縮的桿件的集合。4.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，涵道內的螺旋槳既可以是一組，也可以是幾組；轉子和定子系統既可以是一組，也可以有幾組。5.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在
\t于太陽能發電裝置1是緊貼氣囊外形并環狀分布的，每個環狀分布層上都是由一塊塊獨立的發電單元組成，環狀分布層數量根據需要確定，沿著半徑從小到大的方向分布，共同鋪在氣囊上。6.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，螺旋槳和艙室之間即可以有一組軸承也可以嵌套幾組軸承，軸承能夠承擔軸向荷載。7.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，定子或者轉子上的永磁體可以用線圈代替，永磁體或者線圈的形狀為圓形、梯形和扇形等符合要求的形狀。8.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，在伸縮系統4上部最近的兩個鉸接點之間至少分布兩個環狀太陽能發電裝置，當氣囊放氣后，太陽能發電裝置向內部折疊，如同折疊雨傘一樣，減小其降落時體積，這樣更容易找到合適大小的降落場地，也解決了體積大造成的降落過程中易受氣流干擾的問題。9.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，氣囊內有液化氦氣儲存裝置和排氣孔，可以根據氣囊內氣壓情況自動排氣和充氣的調節系統；在降落過程中，如果出現螺旋槳故障，則可以迅速補充氦氣，調節氣體量保證其安全降落。10.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，浮空飛行器自帶蓄電池，蓄電池可以在空中替換，備份燃油發電設備；在浮空期間主要依靠氣囊升力維持漂浮，太陽能裝置提供的電源主要用來推動飛行器維持位置、飛行和提供裝載設備所需的電力，多余電力蓄電池保存以備夜間使用；當發生特殊情況時可以啟用燃油發電設備提供能源。11.根據權利要求1所述的可收縮氣囊的太陽能碟形浮空飛行器，其特征在于，囊體是環繞在飛行器外側的，囊體外形能夠與飛行器完整的組合在一起，組成的整體能很好地符合空氣動力學要求，減少飛行阻力。當囊體折疊以后，完全牢固的貼合在飛行器上，此時飛行器外形仍能滿足空氣動力學要求。12.根據權利要求1所述的可收...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王慶方，于艷妍，
申請(專利權)人：王慶方，于艷妍，
類型：發明
國別省市：上海;31