多軸涵道風(fēng)扇飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多軸涵道風(fēng)扇飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。其具有機(jī)動靈活、反應(yīng)速度快、無人飛行，可精確控制以及操作要求低等優(yōu)點(diǎn)。通過搭載各類傳感器和拍攝設(shè)備，無人機(jī)可以執(zhí)行影像拍攝和傳輸、高危地區(qū)探測功能。目前無人機(jī)已經(jīng)在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的無人機(jī)大部分是采用開放式槳葉的多軸飛行器。參照圖1，多軸飛行器包括通過連桿105連接至主控模塊100的多個(gè)自由螺旋槳101。多個(gè)自由螺旋槳101為無人機(jī)提供升力。在調(diào)整飛行方向時(shí)，通過控制一對角線電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)速之間的力矩差來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。螺旋槳的運(yùn)動分解為水平運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。螺旋槳運(yùn)動時(shí)主要存在的阻力有空氣摩擦阻力、壓差阻力、誘導(dǎo)阻力和干擾阻力等。槳葉因高速圓周運(yùn)動使葉尖處速度最高，誘導(dǎo)阻力比較大，對外界氣流產(chǎn)生沖擊造成噪聲大，從而導(dǎo)致動力效率低。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的一種改進(jìn)是涵道風(fēng)扇(DuctedFan)式螺旋槳代替自由螺旋槳。涵道風(fēng)扇指在自由螺旋槳的外圍設(shè)置涵道的風(fēng)扇系統(tǒng)。涵道風(fēng)扇(Ducted Fan)式螺旋槳由于葉尖處受涵道限制，沖擊噪聲減小，誘導(dǎo)阻力減少，而效率較高。由于涵道的環(huán)括作用，涵道風(fēng)扇飛行器的結(jié)構(gòu)緊湊、氣動噪聲低、使用安全性好，飛行速度和載重量都可以得到提高。
[0005]然而，現(xiàn)有技術(shù)的涵道風(fēng)扇飛行器轉(zhuǎn)向困難。由于涵道隔絕了相鄰動力單元，因此，只能通過飛行器整體的傾斜姿態(tài)，產(chǎn)生傾斜姿態(tài)的水平分力推動飛行器轉(zhuǎn)向。結(jié)果，涵道風(fēng)扇飛行器的轉(zhuǎn)向操控性差，功率效率低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)姿態(tài)靈活控制的多軸涵道風(fēng)扇飛行器。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種多軸涵道風(fēng)扇飛行器，包括:主控模塊;多個(gè)涵道風(fēng)扇；以及多個(gè)連接桿，分別用于將所述主控模塊與所述多個(gè)涵道風(fēng)扇連接，其中，所述多個(gè)連接桿的各自的第一端與所述多個(gè)涵道風(fēng)扇中的相應(yīng)涵道風(fēng)扇固定連接，各自的第二端與所述主控模塊連接并且在所述主控模塊的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動。
[0008]優(yōu)選地，所述多個(gè)涵道風(fēng)扇中心呈中心對稱分布，其中主控模塊為對稱中心。
[0009]優(yōu)選地，所述多個(gè)涵道風(fēng)扇中的至少兩個(gè)涵道風(fēng)扇設(shè)置在同一直線上，并且以所述直線為軸轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生推力和/或轉(zhuǎn)矩。
[0010]優(yōu)選地，所述多個(gè)涵道風(fēng)扇中的每個(gè)涵道風(fēng)扇包括:用于提供氣流通道的涵道；以及位于所述涵道中心的電機(jī)，所述電機(jī)具有多個(gè)槳葉；其中，所述涵道圍繞所述槳葉設(shè)置，所述電機(jī)與所述涵道的內(nèi)壁固定連接。
[0011]優(yōu)選地，采用十字梁實(shí)現(xiàn)所述電機(jī)與所述涵道的內(nèi)壁固定連接。
[0012]優(yōu)選地，所述主控模塊包括分別與所述多個(gè)連接桿對應(yīng)的多個(gè)附加電機(jī)，用于產(chǎn)生所述多個(gè)連接桿的轉(zhuǎn)動。
[0013]優(yōu)選地，所述飛行器為無人機(jī)或載人飛行器。
[0014]優(yōu)選地，所述主控模塊還包括用于控制所述多個(gè)電機(jī)和多個(gè)附加電機(jī)轉(zhuǎn)動的控制器。
[0015]優(yōu)選地，所述多個(gè)涵道風(fēng)扇和所述多個(gè)連接桿的數(shù)量分別為四個(gè)。
[0016]優(yōu)選地，所述連接桿穿過所述涵道壁固定連接所述電機(jī)，所述連接桿中設(shè)置有導(dǎo)線，用于提供所述電機(jī)和所述主控模塊的電連接。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的多軸涵道風(fēng)扇飛行器利用由電機(jī)和槳葉組成的螺旋槳產(chǎn)生升力。進(jìn)一步地，該涵道風(fēng)扇飛行器利用連接桿的轉(zhuǎn)動調(diào)整涵道風(fēng)扇的方向，從而實(shí)現(xiàn)姿態(tài)和/或轉(zhuǎn)向控制。
[0018]所述多軸涵道風(fēng)扇飛行器增強(qiáng)了飛行器的續(xù)航時(shí)間和安全性以及載重量，通過涵道可以更加有效的提高噪音隔絕效率，使飛行器的飛行速度更快、更加安全，增加在復(fù)雜流場中的穩(wěn)定性。可轉(zhuǎn)動的連接桿使得飛行器的姿態(tài)控制更加靈活，轉(zhuǎn)向更加方便。
【附圖說明】
[0019]通過以下參照附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的四軸自由螺旋槳無人機(jī)的示意圖；
[0021]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的涵道風(fēng)扇飛行器的示意圖；以及
[0022]圖3a至3c分別為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的涵道風(fēng)扇飛行器前進(jìn)、后退和左轉(zhuǎn)的姿態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下基于實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行描述，但是本實(shí)用新型并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。為了避免混淆本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。
[0024]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0025]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個(gè)元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當(dāng)稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間時(shí)，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，意味著兩者不存在中間元件。
[0026]除非上下文明確要求，否則整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義;也就是說，是“包括但不限于”的含義。
[0027]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0028]參照圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例的涵道風(fēng)扇飛行器包括:主控模塊100、多個(gè)涵道風(fēng)扇110至140、多個(gè)可轉(zhuǎn)動的連接桿150。
[0029]涵道風(fēng)扇飛行器的多個(gè)涵道風(fēng)扇中心呈中心對稱對稱分布，例如多個(gè)涵道風(fēng)扇以主控模塊100為中心對稱分布。在該實(shí)施例中，以四軸飛行器為例，涵道風(fēng)扇110和130位于第一直線上，涵道風(fēng)扇120和140位于第二直線上，第一直線與第二直線彼此垂直。每個(gè)涵道風(fēng)扇包括用于提供氣流通道的涵道111、設(shè)置于涵道111內(nèi)的螺旋槳式電機(jī)。電機(jī)包括定子113、轉(zhuǎn)子112，以及設(shè)置在轉(zhuǎn)子112上的多個(gè)槳葉114。電機(jī)設(shè)置于涵道的中心，并且通過十字梁115與涵道的內(nèi)壁固定連接。
[0030]主控模塊100通過多個(gè)連接桿150連接相應(yīng)的涵道風(fēng)扇。連接桿150的一端同涵道風(fēng)扇固定連接，另一端連接主控模塊100。主控模塊100包括附加電機(jī)(圖未示)，用于根據(jù)飛行控制的需要驅(qū)動連接桿150轉(zhuǎn)動，從而將涵道風(fēng)扇轉(zhuǎn)動預(yù)定的角度，以調(diào)整飛行器的姿態(tài)和/或轉(zhuǎn)向。例如，在連接桿的帶動