[發明專利]四旋翼室內飛艇

無效

• 申請號: 201110456806.8
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102424104A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 李一波;王揚揚;張森悅;吳星剛
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B64B1/58
• 分類號: B64B1/58;B64B1/30;B64B1/12
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 甄玉荃;孫麗珠

技術領域：

本發明涉及一種室內飛艇，尤其涉及一種四旋翼室內飛艇的艇體結構。屬于室內飛艇設計、制造領域。

背景技術：

室內飛艇是一種有推進裝置、利用浮力原理升空、可控飛行的浮空飛行器。一般長度為1～3m，寬度為0.6～2m，為了增強應用效果，而一般采用異性外形，比如恐龍、鯨魚、桌椅等，因其體積較室外飛艇小、且自重輕，可掛載小型的DV，或根據客戶需求搭載特殊載荷如：鮮花、戒指等，此外室內飛艇的艇囊部分多使用聚乙烯或聚氯酯材料制作，內充氦氣，顏色多樣變化，外形一般采用新奇的異性外形，如：海豚、鯊魚等等，可廣泛應用于婚慶、室內展會展銷、室內演唱會等宣傳和造勢活動。但是現有的室內飛艇，一般通過設置在吊艙的2臺可旋轉電機與螺旋槳產生矢量推力，并通過安裝于艇囊尾部的方向舵控制室內飛艇的方向、升降和前進后退等，這種布局造成運動機構多，可靠性下降，耦合度高，很難適應室內飛艇異性外形而導致的靜不穩定和升力不足問題，并很難實現實時有效地控制，同時也降低了室內飛艇的平衡性和穩定性。

發明內容

本發明是為了解決現有室內飛艇由于采用矢量驅動的運動和姿態高度耦合而導致的飛控系統復雜，穩定性差，特別是對于室內異性飛艇升力不足和靜不穩定，安全性差以及噪音大、成本高等技術問題而設計的。本發明提供了一種內部結構簡潔的四旋翼室內飛艇，它包括艇囊、旋翼組件和吊艙；四個所述旋翼組件對稱布局于艇囊上，每個旋翼組件包含旋翼支撐臂、旋翼電機、護圈和螺旋槳；所述旋翼支撐臂的內端固連在艇囊上，所述旋翼電機固定在旋翼支撐臂外側，所述螺旋槳安裝在旋翼電機的轉軸上并由旋翼電機驅動，所述護圈將螺旋槳包圍并固定在旋翼電機上；在所述室內飛艇吊艙內配置有增穩控制器。

本發明的特點及有益效果：四旋翼室內飛艇具有很好的平衡性，能以較低飛行速度或較低能耗時較長時間地保持飛行高度，為與人協同完成各種活動提供了可能，同時也減少了對電能的消耗。四旋翼對稱布局模式，具有自動適應飛艇多數采用異形外形的設計能力，通過增穩控制器而解決了異形外形而導致的靜不穩定問題，并通過四旋翼的升力彌補了異形外形而導致的升力不足的問題。艇囊可采用任何應用期望的結構形式，特別符合室內飛艇的應用需求。特別是通過四旋翼組件和增穩控制器使其具有優良的垂直起降和可靠穩定的飛控性能，提高了室內飛艇的穩定性和可操作性，解決了傳統室內飛艇的運動和姿態高度耦合導致的飛控系統復雜，穩定性差，安全性差以及噪音大、成本高等一系列問題，因此具有節能、可靠，無污染、低噪聲、平穩性能好等特點，可促進室內飛艇的廣泛應用。

本發明所述四旋翼飛艇，四個旋翼固定安裝，通過左右螺旋槳轉速差實現轉向，通過前后螺旋槳轉速差實現前進和倒退，除了螺旋槳外整個飛艇沒有運動、折疊等部件，安裝方便，可靠性高，重量輕。四個旋翼對稱安裝，解決了異形飛艇的靜不穩定問題，四旋翼飛艇技術來源于四旋翼直升機，四旋翼飛艇動升力大，很適合室內飛艇小型化的應用需求。本發明所述四旋翼飛艇為電動或油動，考慮到室內環境噪聲和尾氣問題，主要應采用電動。

具體體現在：

室內飛艇采用四旋翼結構，與常規的室內飛艇相比，結構緊湊、升力大、機動性強、安全可靠、能快速靈活地以各種姿態飛行，如懸停、前飛、側飛、和倒飛等，進而大大縮小旋回半徑，因此可以高效快捷地工作。并提高了室內飛艇的穩定性和可操作性，解決了傳統室內飛艇的運動和姿態高度耦合導致的飛控系統復雜，穩定性差，安全性差以及噪音大、成本高等一系列問題。

由于所述旋翼組件相對于艇身縱向左右對稱分布以及放置在設備艙增穩控制器的增穩控制，通過協同調整四個旋翼的轉速和方向來動態平衡四旋翼室內飛艇的各種飛行狀態，提高了飛艇的穩定性。四個旋翼作為飛艇上升、下降、倒飛、前飛的直接動力源，這也是與一般室內飛艇最主要的不同點，即不需要用方向、水平舵等來改變飛艇方向和平衡艇體，使室內飛艇結構簡化、穩定性、操縱性及靈活性更好。四旋翼室內飛艇以吊艙中電源艙一側為基準，作為室內飛艇的正前部，將四個旋翼分成前后兩組，每組中的兩個旋翼對稱分布在艇囊兩側，四個旋翼中心呈矩形或等腰梯形。旋翼的結構的形式和直徑對實現四旋翼室內飛艇的效果沒有影響，因此可以應用于各種異型室內飛艇。同一個室內飛艇上四個旋翼的結構和直徑應是相同的，以保證艇體左右兩側結構的對稱。左右兩側旋翼以相反方向旋轉，其目的是為了平衡自身和空氣摩擦產生的轉動力矩，在平衡力矩的同時也提供了升力，防止機身打轉。