一种载人飞行器及其控制装置的制作方法

航空航天装置制造技术一种载人飞行器及其控制装置1.本发明涉及交通领域中的飞行器，具体来说，涉及一种载人飞行器及其控制装置。背景技术：2.垂直起降飞行器是一种不需要跑道，可以垂直起降，实现空中中短距离的交通工具，是构建未来立体交通体系的重要环节。因多个旋翼可以通过调整螺旋桨的转速，调整每个旋翼不同的升力，从而实现飞行姿态的控制，四旋翼和六旋翼甚至更多旋翼的飞行器是目前应用最广的可垂直起降工具。目前，大多数航拍飞行器和农用植保飞行器都是采用多旋翼结构。3.为了实现更大的载重量，螺旋桨的尺寸需要加大，这样势必会导致整个飞行器的体积过大。虽然多旋翼结构设计可以方便进行飞行姿态的调整，但是多旋翼飞行器的尺寸通常会很大，不利于实现快递和外卖等货物运输和载人飞行。4.因此，本发明提供一种载人飞行器及其控制装置，由升力螺旋桨为飞行器提供稳定的升力，而飞行控制模块螺旋桨提供飞行姿态控制。本发明解决了飞行器飞行姿态控制难，尺寸过大，飞行距离短，载重量小等问题，是一种具有实用价值的飞行器。技术实现要素：5.本发明的目的在于解决现有交通工具的问题，提供一种不需要跑道，可快速垂直起降，实现中短距离交通的载人飞行器。6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：一种载人飞行器及其控制装置，包括升力模块，操控平台，动力模块，推进模块和飞行控制模块，其特征在于升力模块由2-16个螺旋桨组成，螺旋桨由电动马达或内燃机驱动旋转以产生升力，操控平台由核心控制单元组成，可以通过电子调速器调整电动马达，控制飞行器的飞行姿态和速度，动力模块由电池或内燃机组成的，飞行控制模块由3-8个螺旋桨组成，可以调节飞行器左右和前后两侧的升力，起到调整飞行姿势和控制平衡的作用。7.具体地，升力模块由2-16个螺旋桨组成，螺旋桨直径为飞行器宽度的40％-100％，位于飞行器两侧，螺旋桨的桨叶数量为4-20个，长度为100-2000毫米，厚度为1-100毫米，宽度为10-400毫米，由碳纤维，高分子材料，金属或其它复合材料制成。升力模块螺旋桨可以是恒定转速，也可以由电子调速器或油门控制速度，以控制飞行器升降速度但升力模块不参与飞行姿态的调整。8.更为优选的升力模块由4个位于飞行器两侧的螺旋桨组成，桨叶数量为8个，直径为飞行器宽度的45％，由金属铝制成。9.具体地，操控平台可以为手动也可以为自动。该操控平台通过无线或有线电子信号控制电动马达或内燃机，调节飞行器升力模块和飞行控制装置，控制飞行器升降速度、飞行速度和飞行姿态。10.具体地，动力模块由电池提供动力的电动马达或由燃油提供动力的内燃机组成。由电动马达驱动时，每个电动马达带动一个螺旋桨旋转，并且马达由电子调速器控制，通过操控平台发出的电子信号调节马达和螺旋桨的转动速度，从而调节螺旋桨的升力并控制飞行器升降、前进或后退的速度和飞行器在螺旋桨平面的转动。11.具体地，飞行控制模块由3-8个位于飞行器左右和前后两侧的螺旋桨组成，该飞行控制模块由操控平台通过电子调速器和电动马达控制并可以调节飞行器左右和前后两侧的升力，起到调节飞行器的飞行姿态和控制平衡的作用。飞行控制模块的小尺寸螺旋桨直径为飞行器主体宽度的5％-60％。12.更为优选的飞行控制装置由4个位于飞行器两侧的螺旋桨组成，桨叶数量为8个。13.具体地，飞行器的推进模块由1-4个螺旋桨组成。螺旋桨的桨叶数量为2-20个，螺旋桨直径为50-2000 毫米。除螺旋桨转动提供飞行器推力外，推进模块可以在垂直于螺旋桨转动方向上旋转，实现改变推力方向，调整飞行器飞行姿态的作用。另外，推进器每个螺旋桨的转速可以单独控制，以产生在飞行器水平方向上的力矩，起到控制飞行器姿态的作用。14.更为优选的，飞行器的推进模块由2个螺旋桨组成，螺旋桨的桨叶数量为4个。两个螺旋桨在飞行器水平方向上并排排列。推进模块飞行器的螺旋桨由电动马达驱动并由电子调速器控制速度，根据操控平台发出的信号调整螺旋桨的转动速度，控制飞行器的飞行速度和飞行姿态以及方向。15.本发明所提供的飞行器可以作为载人交通方案也可以作为快递或外卖等物流运输的解决方案。作为载人交通方案，本发明所提供的飞行器设计可以由人工控制操控平台，控制飞行器的起降、飞行速度和飞行姿态。当操控平台由人工控制时，飞行器的平衡可以为自动控制。飞行器作为载人交通方案，也可以由操控平台根据自动设置、计算或接受到的信号进行自动控制。飞行器作为物流运输解决方案时可以由操控平台根据自动设置、计算或接受到的信号进行自动控制。16.本发明所提供的飞行器还可以由人工智能方式实现起降，飞行姿态调整，飞行速度调整，飞行路线规划等功能。为实现飞行器的自动控制，本飞行器可以接入人工智能模块、视觉计算模块、雷达、监控装置和全球定位系统等，以方便飞行器自动安全地操作。17.为保障安全，本发明所提供的飞行器设计方案可以增加安全保障模块。安全保障模块可以接受操控平台指令，在飞行器出现安全故障或者其它安全问题时实现紧急降落或者弹出降落伞，以保障飞行器内人员或物品的安全。18.为保障舒适性，本发明所提供的飞行器设计方案可以增加空调以控制温度。19.为保障安全性，本发明所提供的飞行器设计方案可以增加指示灯。指示灯位于飞行器前后方左右两侧，用于指示飞行器的飞行方向和起降状态。20.为提供更长的飞行距离，本发明所提供的飞行器设计方案可以增加折叠机翼。该折叠机翼可以在飞行器起降过程中折叠，以实现飞行器在更小的空间着路或飞行。因折叠机翼可以在飞行过程中提供飞行器的升力，避免升力模块消耗更多电源，因此，该飞行器可以实现更长时间和更远距离的飞行。21.为增加生产便捷性，本发明所提供的飞行器可以模块化组合。升力模块，推进模块，控制模块和座舱等部分可以单独生产，进行组装，得到整体化的飞行器。22.本发明所提供的飞行器设计方案可以增加内部显示器和音响等设备，用于提供飞行信息、人机交互和娱乐功能。23.本发明的有益效果：24.(1)与普通多旋翼飞行器不同，因本发明所提供的飞行器采用专门的升力螺旋桨，升力螺旋桨只提供飞行器升降过程中的升力，不参与飞行姿态控制，并且升力螺旋桨位于飞行器的两侧。因此该飞行器易于控制，作为载人交通方案时与普通家用轿车的体积相仿，可以使用现有停车位，可以降落在较小空间内，也可以直接飞入居民楼或办公楼的室内。25.(2)与普通多旋翼飞行器不同，本发明提供的飞行器采用专门的飞行控制模块进行飞行控制，起到了增加机身稳定性和调节飞行姿态的作用，因此大大增加了飞行器的操控性能。26.(3)因本发明使用了升力螺旋桨和控制螺旋桨组合的方案，升力螺旋桨只提供飞行器升力，由专门的控制模块提供飞行控制，因此，大大提高了飞行器在强气流中的稳定性，具有更高的实用价值。27.(4)与普通多旋翼飞行器不同，本发明采用了多桨叶螺旋桨设计，可以有效降低噪音，增加飞行器的问题定性。28.(5)本发明所提供的飞行器具有推进装置，因此，无需升力模块提供水平飞行的动力，可以实现高速飞行。29.(6)本发明所提供的飞行器还可以加装折叠机翼，用于飞行过程中提供飞行器的升力，实现远距离飞行。30.因此，本发明所提供的飞行器具有能效高，载重大，航程远的特点，不仅可以实现载人飞行，还可以为快递和外卖等提供快速运输保障，并且为中远途物流运输提供解决方案。本发明所提供的飞行器设计方案具有很高的实用性和工业化前景，可以提供一种全新的交通、物流和生活模式。附图说明31.附图为飞行器各模块布局示意图。









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