一種環(huán)狀電磁力驅(qū)動(dòng)的碟形飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飛行設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型碟形飛行器，可以抵抗較強(qiáng)的橫風(fēng)、懸?？罩?、水下飛行，可廣泛應(yīng)用于有人或無(wú)人、航空、水下等場(chǎng)合。
【背景技術(shù)】
[0002]垂直飛行器的用途多樣，可以用于載客、運(yùn)輸、線路巡視、勘探、測(cè)量等領(lǐng)域，但是現(xiàn)有的垂直飛行器機(jī)動(dòng)性較弱，受氣候影響較大，乘坐時(shí)乘客身體姿態(tài)不夠穩(wěn)定舒適，同類型兩飛行器近距離接觸時(shí)容易碰撞，出現(xiàn)意外事故時(shí)不能有效保證安全，不能夠同時(shí)在空中和水中飛行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的弱點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、艙室穩(wěn)定性好、具備降落傘系統(tǒng)、不易發(fā)生同類飛行器碰撞、飛行器受風(fēng)力影響較小、可空中和水下飛行的跨介質(zhì)飛行器。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括外殼系統(tǒng)(圖2)、槳葉系統(tǒng)(圖3)、格柵方向控制系統(tǒng)(圖4)和艙室系統(tǒng)(圖5)。
[0005]槳葉系統(tǒng)圍繞在外殼系統(tǒng)的圓筒(7)上旋轉(zhuǎn)，槳葉系統(tǒng)和外殼系統(tǒng)的電磁系統(tǒng)部分相互作用，產(chǎn)生相互之間的電磁力，即作用力和反作用力，這對(duì)力分別作用在槳葉系統(tǒng)和外殼系統(tǒng)上，推動(dòng)兩者反向旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)平面上產(chǎn)生穩(wěn)定作用，可以極大增強(qiáng)抵御橫風(fēng)能力，反向旋轉(zhuǎn)可以使得作用力和反作用力產(chǎn)生的力矩抵消，不用增設(shè)扶助抵消力矩的裝置，進(jìn)一步簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0006]外殼系統(tǒng)的圓筒內(nèi)側(cè)(6)與格柵控制系統(tǒng)通過(guò)軸承系統(tǒng)(15)連接，軸承系統(tǒng)(I5)通過(guò)格柵系統(tǒng)上軸承部分(16)與軸(19)相連接，極大的減少了外殼系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力給格柵方向控制系統(tǒng)造成的旋轉(zhuǎn)，格柵系統(tǒng)的軸(I 9)的底部安裝有電動(dòng)機(jī)(I 4 )，底部電動(dòng)機(jī)軸跟格柵系統(tǒng)的軸同軸且剛性連接，當(dāng)格柵系統(tǒng)在外殼系統(tǒng)的摩擦力帶動(dòng)下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，底部電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生大小相等方向相反的力，抵消此摩擦力以保證格柵方向控制系統(tǒng)的穩(wěn)定;當(dāng)需要轉(zhuǎn)變方向時(shí)，底部電動(dòng)機(jī)(14)啟動(dòng)，電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)使格柵轉(zhuǎn)向，電動(dòng)機(jī)自身反轉(zhuǎn)。
[0007]格柵控制系統(tǒng)的軸頂部有一個(gè)剛性連接的圓筒(20)，通過(guò)圓筒上部圓心的外殼上有兩孔(17)，通過(guò)此兩孔安裝有兩軸(22)，圓環(huán)(23)安裝在兩根軸上，在通過(guò)圓環(huán)圓心且垂直于兩軸(22)的方向上有兩孔(25)，另兩軸(24)上安裝有艙室(21)，艙室在飛行器以任何姿態(tài)飛行時(shí)都可以保證穩(wěn)定;在格柵方向控制系統(tǒng)上，采用齒條(18)控制方式控制前進(jìn)方向風(fēng)力的大小，齒條有兩根，均垂直于軸且通過(guò)軸心方向，分別在格柵的上下兩側(cè)，在兩個(gè)齒條之間的軸上安裝有上部電動(dòng)機(jī)(13)，當(dāng)需要改變前進(jìn)推力的角度時(shí)，可以啟動(dòng)此電動(dòng)機(jī)(13)，使得上下的齒條反向移動(dòng)，改變了格柵內(nèi)的傾斜角度，改變推力的角度。
[0008]外殼系統(tǒng)和槳葉系統(tǒng)之間相互反向旋轉(zhuǎn)，保證了飛行姿態(tài)的穩(wěn)定性，可以抵御橫向風(fēng)力的作用。
[0009]外殼系統(tǒng)的最外端處安裝電磁體或永磁體，當(dāng)兩個(gè)飛行器接近時(shí)兩者之間形成斥力，避免兩者水平方向上碰撞或者減小碰撞造成的傷害；同樣在圓筒上下兩端圓環(huán)上也安裝此類電磁體或永磁體，避免兩者豎直方向上碰撞或者減小碰撞造成的傷害。
[0010]外殼系統(tǒng)的圓筒內(nèi)側(cè)與槳葉系統(tǒng)之間通過(guò)軸承連接，連接軸承可采用防水或者磁懸浮軸承，使得軸承能夠承受橫向和軸向的力，也可以滿足飛行器在跨介質(zhì)飛行時(shí)對(duì)軸承耐用性等方面的要求。
[0011 ]當(dāng)格柵方向控制系統(tǒng)的改變方向時(shí)，格柵方向控制系統(tǒng)的軸同步旋轉(zhuǎn)，艙室也同步旋轉(zhuǎn)，因此可以保證艙室一直朝向前進(jìn)方向。
[0012]外殼系統(tǒng)的圓筒部分外側(cè)靠近供電和電流換向系統(tǒng)的位置附近環(huán)狀分布著電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一個(gè)可以遙控的電流換向裝置跟供電和電流換向系統(tǒng)連接；當(dāng)需要槳葉反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)改變電源供給的電流方向即可，這樣可以保證飛行器在水下飛行時(shí)無(wú)需增加自重而飛向水底更深處。
[0013]飛行器的外殼上部和艙室的上部外層涂覆非金屬材料并安裝太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，整個(gè)飛行器在碰到裸露的高壓線時(shí)不會(huì)觸電。
[0014]槳葉系統(tǒng)的線圈形狀可為扇形但不限于扇形，形狀和大小都與電磁單元相同，對(duì)應(yīng)的角度大小跟外殼系統(tǒng)中電磁單元對(duì)應(yīng)角度大小相同。
[0015]外殼系統(tǒng)的電磁系統(tǒng)部分為扇形，每一個(gè)電磁單元對(duì)應(yīng)的圓心角相等。
[0016]在槳葉系統(tǒng)的幾個(gè)線圈單元上各增設(shè)一個(gè)線圈，此線圈形狀和放置方式與原線圈相同，但與原線圈保持一個(gè)夾角，夾角小于電磁單元對(duì)應(yīng)的圓心角;增設(shè)線圈用來(lái)啟動(dòng)飛行器，當(dāng)飛行器的槳葉系統(tǒng)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，原線圈和增設(shè)線圈同時(shí)通電，螺旋槳開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，此時(shí)增設(shè)的線圈斷開(kāi)電源，原螺旋槳在電磁力和慣性作用下連續(xù)旋轉(zhuǎn)。增設(shè)線圈單元的數(shù)量根據(jù)需要設(shè)定。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明所示的環(huán)狀電磁力驅(qū)動(dòng)的碟形飛行器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為碟形飛行器外殼系統(tǒng)剖面圖；
[0019]圖3為碟形飛行器槳葉系統(tǒng)剖面圖；
[0020]圖4為碟形飛行器格柵方向控制系統(tǒng)剖面圖；
[0021 ]圖5為碟形飛行器艙室系統(tǒng)剖面圖；
[0022]圖6為碟形飛行器艙室系統(tǒng)俯視圖；
[0023]圖7為碟形飛行器外殼系統(tǒng)俯視圖；
[0024]圖8為碟形飛行器格柵方向控制系統(tǒng)軸上部圓環(huán)俯視圖；
[0025]圖9為碟形飛行器格柵方向控制系統(tǒng)軸上連接的軸承系統(tǒng)俯視圖；
[0026]圖10為碟形飛行器格柵方向控制系統(tǒng)軸上的軸承組成部分俯視圖；
[0027]圖11為碟形飛行器格柵方向控制系統(tǒng)格柵和齒條俯視圖；
[0028]圖12為碟形飛行器槳葉系統(tǒng)俯視圖；
[0029]圖13為線圈單元在電磁系統(tǒng)內(nèi)受力情況示意圖。
[0030]附圖中各部件的標(biāo)記如下:1、外殼系統(tǒng)上的飛行器支撐架;2、外殼系統(tǒng)上的電磁防碰撞系統(tǒng);3、外殼系統(tǒng)中的電磁單元;4、外殼系統(tǒng)中的連接臂和螺旋槳系統(tǒng);5、外殼系統(tǒng)圓筒外側(cè)的供電和電流換向單元，上下共四條環(huán)狀帶;6、外殼系統(tǒng)上圓筒內(nèi)側(cè)軸承組成部分;7、外殼系統(tǒng)上圓筒外側(cè)軸承組成部分;8、槳葉系統(tǒng)上的螺旋槳部分;9、槳葉系統(tǒng)中線圈上連接出來(lái)的取電片；10、槳葉系統(tǒng)中與圓筒相連接的軸承部分；11、槳葉系統(tǒng)中的線圈；
12、格柵方向控制系統(tǒng)中的格柵;13、控制齒條的電動(dòng)機(jī);14、控制格柵方向控制系統(tǒng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)；15、連接圓筒內(nèi)側(cè)和格柵方向控制系統(tǒng)軸的軸承系統(tǒng)；16、格柵方向控制系統(tǒng)軸上的軸承部分；17、格柵方向控制系統(tǒng)軸上部圓環(huán)體上的軸孔；18、齒條系統(tǒng)；19、格柵方向控制系統(tǒng)上的軸;20、格柵方向控制系統(tǒng)軸上部圓環(huán)體;21、艙室；22、艙室系統(tǒng)與格柵方向控制系統(tǒng)軸上部圓環(huán)體連接的軸;23、艙室系統(tǒng)上的圓環(huán);24、艙室系統(tǒng)上的艙室的軸;25、艙室系統(tǒng)上的圓環(huán)上的軸孔。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明所要解決的問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，下面通過(guò)實(shí)例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅是用已解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0032]本實(shí)施例涉及的碟形飛行器主要包括外殼系統(tǒng)(圖2)、槳葉系統(tǒng)(圖3)、格柵方向控制系統(tǒng)(圖4)和艙室系統(tǒng)(圖5)。
[0033]槳葉系統(tǒng)的線圈系統(tǒng)位于外殼系統(tǒng)的電磁系統(tǒng)之間，線圈系統(tǒng)導(dǎo)線通過(guò)槳葉系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)留孔穿過(guò)螺旋槳部分，最終在槳葉系統(tǒng)的軸承上方與取電片(9)連接;槳葉系統(tǒng)中間螺旋槳部分的上方為外殼系統(tǒng)的連接臂(4)，下部為格柵方向控制系統(tǒng)，槳葉系統(tǒng)靠近圓筒的一端為軸承系統(tǒng)(10)，環(huán)繞圓筒系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)槳葉系統(tǒng)和螺旋槳系統(tǒng)在通電后開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，外殼系統(tǒng)上的連接臂旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流向下方的槳葉系統(tǒng)流動(dòng)，在下方螺旋槳的推動(dòng)下，氣流進(jìn)一步加速向下流動(dòng)，進(jìn)入格柵方向控制系統(tǒng)，在控制電機(jī)(14)的作用下，格柵系統(tǒng)上的齒條旋轉(zhuǎn)至需要的前進(jìn)方向；然后在電機(jī)(13)的作用下，上下齒條反向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)格柵片偏轉(zhuǎn)至需要的方向，從而改變氣流的方向使飛行器朝要求的方向飛行;改變槳葉系統(tǒng)中線圈的電流大小，可以改變螺旋槳轉(zhuǎn)速，從而改變氣流作用力的大小，進(jìn)而改變飛行器前進(jìn)或升降速度。
[0034]參見(jiàn)圖13所示，當(dāng)線圈兩端的導(dǎo)線進(jìn)入方向相反的磁場(chǎng)中時(shí)，線圈左側(cè)導(dǎo)線中電流為大小為I，受到的磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，產(chǎn)生了向右的力F，方向垂直于左側(cè)導(dǎo)線;線圈右側(cè)導(dǎo)線中電流大小為I，方向與左側(cè)導(dǎo)線電流方向相反，受到的磁場(chǎng)強(qiáng)度也為B，但是磁場(chǎng)方向跟左側(cè)導(dǎo)線所處磁場(chǎng)方向相反，右側(cè)導(dǎo)線上產(chǎn)生同樣向右的力F，方向垂直于右側(cè)導(dǎo)線。在飛行器啟動(dòng)時(shí)，由于安裝有啟動(dòng)線圈，因此始終有線圈受力，當(dāng)飛行器啟動(dòng)后線圈旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)線圈斷開(kāi)電流不再受力，其他線圈在受到電磁力作用下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至線圈跟電磁單元完全重合時(shí)，線圈暫不受力，但是會(huì)在慣性力作用