技术领域
[0001] 本发明涉及飞行设备技术领域,尤其涉及一种飞行器。
相关背景技术
[0002] 近年来,中国新能源汽车技术在电池能量密度、电动机效率及自动控制系统方面的显著进步,已为我国纯电动载人航空器的实现奠定了坚实的技术基础。与传统以燃油为
动力、面向高空高速飞行的航空器不同,电动载人飞行器通常适用于低空低速飞行,这一领
域中纯电池技术供电的应用相对较新,且成熟的机型不多。
[0003] 相关技术中,在飞行器的机翼设计方面,现有固定翼机型的存放普遍需要较大空间,且需要起飞跑道,实用性一般,存在改进的空间。
具体实施方式
[0048] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0049] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,限
定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的
描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
[0050] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可
以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。
[0051] 下面参考图1‑图19描述根据本发明实施例的飞行器100,该飞行器100的机翼2可实现折叠收纳,所需的放置空间较小,便于存放,且机翼2的旋转角度能够灵活地调整,可通
过调整机翼2的角度,实现不同方式的升降,如实现垂直升降,极大地减小了飞行器100飞行
对场地的要求,不需设置过大尺寸的跑道空间,飞行更加方便。
[0052] 如图2‑图3所示,根据本发明一个实施例的飞行器100,包括:机体1、旋转减速齿轮机构3、两组机翼2和两组折叠减速齿轮机构4。
[0053] 两组机翼2分别位于机体1的两侧,即一组机翼2可设置于机体1的行进方向上的左侧,且另一组机翼2可设置于机体1的行进方向上的右侧,进而可通过两组机翼2的配合实现
机体1的平稳运行。其中,在实际设计时,可将两组机翼2进行对称设置,以保证机体1的两侧
受力均衡。
[0054] 机体1的两侧设有可转动的活动壳体12,旋转减速齿轮机构3包括旋转驱动件31和旋转减速齿轮组32,旋转驱动件31安装于机体1内,旋转驱动件31适于通过旋转减速齿轮组
32带动两个活动壳体12旋转,两组折叠减速齿轮机构4一一对应地安装于两个活动壳体12
且分别与两组机翼2对应连接,每组折叠减速齿轮机构4包括折叠驱动件41和折叠减速齿轮
组42,折叠驱动件41适于通过折叠减速齿轮组42带动对应的机翼2折叠或展开。
[0055] 由此,活动壳体12可转动地安装于机体1,旋转驱动件31可通过旋转减速齿轮组32带动活动壳体12相对于机体1转动,同时,折叠驱动件41可安装于活动壳体12,机翼2连接于
折叠减速齿轮组42,以使折叠驱动件41通过折叠减速齿轮组42带动机翼2相对于活动壳体
12以及机体1进行折叠或展开。换言之,在实际调节机翼2的展开长度时,可通过折叠驱动件
41对机翼2的折叠或展开状态进行驱动控制,以实现机翼2的选择性收纳,且在调节机翼2的
旋转角度时,可通过旋转驱动件31驱动活动壳体12转动以带动机翼2随之转动,实现机翼2
不同角度状态的切换,实现飞行器100飞行状态的切换,如垂直升降等。
[0056] 其中,旋转驱动件31可构造为旋转驱动电机,即旋转驱动电机的输出轴在进行动力输出时可通过旋转减速齿轮组32进行减速增扭,以带动活动壳体12以及机翼2进行角度
调节,保证机翼2缓速、平稳地进行角度转动。具体地,可通过控制旋转驱动电机正转和反转
的切换,以实现机翼2在不同方向上的角度调节,如实现垂直升降和水平飞行的灵活切换。
同样地,折叠驱动件41也可构造为折叠驱动电机,折叠驱动电机的输出轴在进行动力输出
时可通过折叠减速齿轮组42进行减速增扭,以使机翼2进行折叠或展开,且保证机翼2折叠
或展开更加地平稳。具体地,可通过控制折叠驱动电机正转和反转的切换,以实现机翼2折
叠和展开的切换,实现飞行器100在不同状态下的切换,结构简单,操作方便。
[0057] 将旋转减速齿轮机构3设置为一组,可使得两侧的机翼2能够通过一组旋转减速齿轮机构3进行角度调节,从而实现两侧机翼2的同步角度调整,保证机体1的两侧受力状态均
衡,且减小旋转减速齿轮机构3的设置数量,降低设置成本。同时,将折叠减速齿轮机构4设
置为两组,可使得两组折叠减速齿轮机构4分别对应于两个活动壳体12和两个机翼2,实现
两个机翼2的独立折叠和展开,使得机翼2的使用更加灵活。
[0058] 需要说明的是,如图1所示,机体1可设置4个机翼2,其中2个机翼2为前机翼21,且另外2个机翼2为后机翼22,本发明中的旋转减速齿轮机构3和两组折叠减速齿轮机构4即可
适用于前机翼21,也可适用于后机翼22。如将旋转减速齿轮机构3和两组折叠减速齿轮机构
4适用于2个前机翼21,即旋转减速齿轮机构3可带动2个前机翼21同步转动,且两组折叠减
速齿轮机构4可一一对应地带动2个前机翼21折叠或展开。
[0059] 根据本发明实施例的飞行器100,机翼2相对于机体1可活动,且通过一组旋转减速齿轮机构3和两组折叠减速齿轮机构4的配合,即可实现两侧机翼2的旋转角度的调节以及
机翼2的折叠和展开,便于实现飞行器100的飞行状态的切换以及收纳状态的切换,提升飞
行器100的适用性,满足用户在不同情况下的使用需求。
[0060] 在一些实施例中,如图5和图6所示,旋转减速齿轮组32包括第一旋转带轮321、第二旋转带轮322、第一旋转齿轮323和第二旋转齿轮324,第一旋转带轮321和第二旋转带轮
322通过皮带327传动,第一旋转齿轮323和第二旋转齿轮324啮合传动;其中,旋转驱动件31
的输出端与第一旋转带轮321连接以带动第一旋转带轮321转动,第二旋转带轮322与第一
旋转齿轮323同轴布置于第一中间轴325,第二旋转齿轮324安装于第一齿轮轴326,第二旋
转齿轮324与活动壳体12相对固定。
[0061] 其中,旋转驱动件31为固定安装于机体1的座舱内,旋转减速齿轮组32也可设置于座舱内,同时,第一旋转带轮321可固定安装于旋转驱动电机的输出端,以使旋转驱动电机
能够带动第一旋转带轮321转动。进一步地,第一旋转带轮321可将驱动力通过皮带327传递
至第二旋转带轮322,第二旋转带轮322可带动第一中间轴325以及第一旋转齿轮323进行同
步转动,第一旋转齿轮323转动的过程中与第二旋转齿轮324啮合且带动第二旋转齿轮324
转动,进而带动活动壳体12以及连接于活动壳体12的折叠减速齿轮机构4和连接于折叠减
速齿轮机构4的机翼2进行角度转动,进而实现机翼2的飞行状态的切换。
[0062] 具体地,第一旋转带轮321的外径可构造为小于第二旋转带轮322的外径,且第二旋转带轮322的外径大于第一旋转齿轮323的外径,以及第一旋转齿轮323的外径小于第二
旋转齿轮324的外径。由此,旋转驱动电机的动力依次经过第一旋转带轮321、第二旋转带轮
322、第一旋转齿轮323和第二旋转齿轮324进行传递后,可实现减速增扭,进而在通过第二
旋转齿轮324带动活动壳体12转动时,可使得活动壳体12以及机翼2的角度转动更加平稳。
[0063] 其中,需要说明的是,飞行器100在飞行过程中经常受不稳定气流影响,机翼2此时会对旋转驱动电机及各个减速齿轮产生逆向作用力。而本发明中通过设置第一旋转带轮
321与第二旋转带轮322以皮带327传动的方式进行动力连接,可增强受力传动的稳定性,还
可抵御一定的机翼2振动,减少减速齿轮的损耗。
[0064] 在一些实施例中,如图5和图6所示,第一旋转带轮321、第二旋转带轮322、第一旋转齿轮323和第二旋转齿轮324均设置为两个;两个第一旋转带轮321分别连接于旋转驱动
件31的两端,一个第二旋转带轮322和一个第一旋转齿轮323均布置于第一中间轴325的第
一端,另一个第二旋转带轮322和另一个第一旋转齿轮323均布置于第一中间轴325的第二
端,两个第二旋转齿轮324分别布置于第一齿轮轴326的两端,且两个第二旋转齿轮324分别
与两个活动壳体12相对固定。
[0065] 换言之,第一旋转带轮321、第二旋转带轮322、第一旋转齿轮323和第二旋转齿轮324设置为两组,一组第一旋转带轮321、第二旋转带轮322、第一旋转齿轮323和第二旋转齿
轮324用于实现从旋转驱动件31到其中一个活动壳体12的动力传递,且另一组第一旋转带
轮321、第二旋转带轮322、第一旋转齿轮323和第二旋转齿轮324用于实现从旋转驱动件31
到其中另一个活动壳体12的动力传递,由此,可实现同一旋转驱动件31驱动两个活动壳体
12的同步转动,实现两个机翼2的旋转角度的同步转动。
[0066] 其中,将两个第二旋转带轮322和两个第一旋转齿轮323均固定设置于第一中间轴325,两个第二旋转带轮322和两个第一旋转齿轮323可同速转动,以及将两个第二旋转齿轮
324均固定设置于第一齿轮轴326,两个第二旋转齿轮324可同速转动,可使得旋转驱动件31
在带动两个活动壳体12进行转动时,传递到两个活动壳体12的驱动力相对均衡,进而保证
机体1的两侧受力更加平稳,保证飞行安全性。
[0067] 在一些实施例中,如图5和图6所示,机体1的座舱内设有支撑架11,旋转驱动件31包括第一转子部311和第一定子部312,第一定子部312相对于支撑架11固定,第一转子部
311相对于第一定子部312可转动,两个第一旋转带轮321分别与第一转子部311的两端相对
固定。
[0068] 其中,支撑架11位于机体1相对固定,且支撑架11包括两个支撑板111,两个支撑板111间隔开相对分布,旋转驱动件31安装于支撑架11,如第一定子部312安装于两个支撑板
111之间,第一转子部311的两端分别转动支撑于两个支撑板111,且两个第一旋转带轮321
固定于连接于第一转子部311的两端,以在第一定子部312可驱动第一转子部311转动时,可
带动两个第一旋转带轮321转动,进而驱动两个活动壳体12以及机翼2转动。以及第一中间
轴325和第一齿轮轴326均可转动地安装于座舱内。由此,可实现旋转减速齿轮机构3相对于
座舱内的固定安装,结构简单,安装方便。
[0069] 在一些实施例中,如图4和图7所示,活动壳体12构造为环形结构,活动壳体12内设有十字固定架122,第二旋转齿轮324固定连接于十字固定架122,其中,十字固定架122可安
装于活动壳体12内的中部区域。
[0070] 具体地,十字固定架122包括4个支板,同时,第二旋转齿轮324包括4个轮辐,可使得4个轮辐固定于4个支板,进而实现第二旋转齿轮324与十字固定架122的相对固定,如通
过螺栓等进行连接,由此,可利于第二旋转齿轮324带动活动壳体12以及机翼2转动。
[0071] 在一些实施例中,如图10‑图14所示,每组折叠减速齿轮组42均包括输出齿轮421、第一传动齿轮422、第二传动齿轮423和节段齿轮424,输出齿轮421与第一传动齿轮422啮合
传动,第二传动齿轮423和节段齿轮424啮合传动;折叠驱动件41与输出齿轮421相连以驱动
输出齿轮421转动,第一传动齿轮422和第二传动齿轮423同轴布置于第二中间轴428,节段
齿轮424设置于第二齿轮轴426,节段齿轮424连接有节段摆臂425,机翼2连接于节段摆臂
425。
[0072] 其中,折叠驱动件41构造为折叠驱动电机,折叠驱动电机的输出端可与输出齿轮421固定连接,以通过折叠驱动电机带动输出齿轮421进行转动,进一步地,输出齿轮421可
带动第一传动齿轮422进行动力传递,第一传动齿轮422通过第二中间轴428将动力传递至
第二传动齿轮423,第二传动齿轮423与节段齿轮424啮合传动,以带动节段摆臂425和机翼2
进行转动,进而实现机翼2相对于活动壳体12以及机体1的折叠收纳。
[0073] 具体地,输出齿轮421的外径可构造为小于第一传动齿轮422的外径,且第二传动齿轮423的外径大于第一传动齿轮422的外径,以及节段齿轮424的外径大于第二传动齿轮
423的外径。由此,折叠驱动电机的动力依次经过输出齿轮421、第一传动齿轮422、第二传动
齿轮423和节段齿轮424进行传递后,可实现减速增扭,进而在通过节段齿轮424带动机翼2
转动时,可使得机翼2的角度转动更加平稳,实现机翼2的平稳收纳或展开。
[0074] 以及,节段齿轮424与节段摆臂425可连接为一体,如二者为一体成型,其中,节段齿轮424可为通过第二齿轮轴426可转动地安装于活动壳体12内,以使节段齿轮424和节段
摆臂425可转动,同时,可在第二齿轮轴426的端部设置固定盖427以用于对节段齿轮424进
行轴向限位,保证节段齿轮424的轴向位置稳定。
[0075] 在一些实施例中,如图14所示,在每组折叠减速齿轮组42中,第二中间轴428为两个,两个第二中间轴428上的第一传动齿轮422分别与输出齿轮421啮合传动,且两个第二中
间轴428上的第二传动齿轮423分别与节段齿轮424啮合传动。
[0076] 也就是说,在输出齿轮421与节段齿轮424之间可通过两条动力路径进行驱动力的传递,即在其中一条动力路径无法正常进行动力传递时,另一条动力传递路径也可作为冗
余设计,进而保证机翼2的运行稳定性,增强飞机的安全性。
[0077] 进一步地,如图12所示,输出齿轮421的轴线与节段齿轮424的轴线之间的连线和两个第二中间轴428的连线垂直分布,即可将两个第二中间轴428对称分布于输出齿轮421
的轴线与节段齿轮424的轴线的连线的两侧,以使设于两个第二中间轴428上的第一传动齿
轮422和第二传动齿轮423的传力更加地均衡。
[0078] 换言之,设置两个第二中间轴428以及第二中间轴428上的第一传动齿轮422和第二传动齿轮423进行两条路径的动力传递时,可保证两条动力路径上的动力均衡,避免出现
一侧动力偏大且另一侧动力偏小的情况,提高机翼2折叠或展开的平稳性。
[0079] 在一些实施例中,如图12所示,折叠驱动件41的两端分别设有一个输出齿轮421,第二中间轴428的两端分别设有一个第一传动齿轮422,两个输出齿轮421分别与两个第一
传动齿轮422一一对应地啮合传动。
[0080] 由此,在每个第二中间轴428上,均可通过两个第一传动齿轮422和两个输出齿轮421进行动力连接,以使折叠驱动件41可通过两个输出齿轮421带动第二中间轴428进行动
力输出,实现单个第二中间轴428即形成两条动力传动路径的设计,实现动力冗余,保证折
叠驱动件41能够稳定地驱动机翼2转动。
[0081] 以及,在一些实施例中,如图11‑图14所示,第二中间轴428设有多个第二传动齿轮423,第二齿轮轴426设有多个节段齿轮424,多个第二传动齿轮423与多个节段齿轮424一一
对应地啮合传动,这样,第二中间轴428上的动力可通过多条路径传递至节段摆臂425,进而
实现多动力路径驱动机翼2折叠或展开。
[0082] 具体地,可在第二中间轴428上设置4个第二传动齿轮423,且4个第二传动齿轮423可间隔开分布于4个第一传动齿轮422之间,同时,可在节段摆臂425上设置4个节段齿轮
424,或者每个节段摆臂425上设置两个节段齿轮424,可设置两个节段摆臂425,以通过4个
第二传动齿轮423和4个节段齿轮424进行动力传递,实现对节段摆臂425的驱动调节,实现
第二中间轴428到节段摆臂425的动力冗余设计,增强机翼2的运行稳定性和结构强度,保证
飞行器100飞行的安全性。
[0083] 其中,可在相邻两个节段齿轮424之间设置机翼填充架23,以使结构紧凑。
[0084] 在一些实施例中,如图11所示,活动壳体12构造为环形结构,活动壳体12内设有十字固定架122,折叠驱动件41包括第二转子部411和第二定子部413,第二定子部413相对于
十字固定架122固定,第二转子部411相对于第二定子部413可转动,两个输出齿轮421固定
于第二转子部411的端部。
[0085] 由此,通过将第二定子部413固定于十字固定架122,可使得折叠驱动件41固定安装于活动壳体12内,同时,第二定子部413在通电后可驱动第二转子部411相对于活动壳体
12转动,进而在转动过程中带动输出齿轮421进行动力输出,实现对机翼2的收纳驱动。
[0086] 具体地,如图19所示,第二定子部413可构造为包括磁铁支撑架414和定子线圈415,磁铁支撑架414内形成有定子槽,定子线圈415绕设于定子槽内,定子线圈415为多个且
在第二定子部413的周向上依次分布,同时,第二转子部411构造为空心转子,且空心转子的
外周壁设有多个层叠磁铁412,由此,在定子线圈415通电后形成的磁场可作用于层叠磁铁
412,以使层叠磁铁412和空心转子在作用力的驱动下转动,以及,在空心转子的端部连接有
电机轴,输出齿轮421可套设于电机轴外,以使电机轴可带动输出齿轮421转动,进而实现动
力输出,结构简单,驱动方便。
[0087] 当然,第一转子部311和第一定子部312的设计,可构造为与第二转子部411与第二定子部413的设计相同,降低结构设计的成本。由此,旋转驱动件31和折叠驱动件41均可构
造为低转速高扭矩的伺服电机,即其转子构造为均匀空心磁铁块结构,空心转子质量低惯
性设计能够实现更强的加速度控制,实现快速启停和翻转,进而对机翼2实现快速角度调
整。
[0088] 以及,在一些具体实施例中,如图15所示,活动壳体12可构造为转动壳121和连接壳123,其中,转动壳121和连接壳123均构造为环形壳,且转动壳121为可转动地安装于机体
1,旋转减速齿轮组32安装于转动壳121内,连接壳123与转动壳121沿轴向相连,折叠减速齿
轮组42安装于连接壳123内,且节段摆臂425可从连接壳123内伸出以与机翼2相连,结构简
单,安装方便。
[0089] 在一些实施例中,如图3、图17和图18所示,第二齿轮轴426还设有制动片43,如图3所示,制动片43的外侧还设有制动卡钳44,制动卡钳44用于对制动片43选择性地制动,这
样,可通过制动卡钳44对制动片43进行制动锁止,以使第二齿轮轴426可选择性地锁止固
定。
[0090] 需要说明的是,本发明中对机翼2的折叠为用户对飞行器100进行收纳阶段,而在飞行器100进行正常运行时,需保证机翼2不会自动折叠,避免飞行过程中出现异常收起的
情况。本发明中,通过设置制动卡钳44对制动片43进行制动,可使得第二齿轮轴426在非折
叠或展开状态时保持锁止,以保证飞行器100飞行的安全和稳定性。
[0091] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结
构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的
示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特
点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0092] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本
发明的范围由权利要求及其等同物限定。