碟形载人四旋翼飞行器.pdf

本发明涉及一种飞行器，具体涉及一种碟形载人四旋翼飞行器，提供了一种续航能力强，可操作性和稳定性好，安全可靠，外表美观大方的碟形载人四旋翼飞行器，所采用的技术方案为机身的底部设置有动力舱，机身顶部设置有驾驶舱，动力舱的底部设置有起落架，机身的中央设置有分流传动齿轮箱，分流传递齿轮箱与动力传动齿轮箱相连接，动力传动齿轮箱通过离合器与发动机相连接，发动机安装在机身底部，分流传动齿轮箱的四个输出端均设置有钢管梁，钢管梁的端部设置有旋翼齿轮箱，分流传动齿轮箱通过传动轴与旋翼齿轮箱相连接，传动轴位于钢管梁内部，旋翼齿轮箱的输出轴上安装有旋翼；本发明广泛用于各种四旋翼飞行器。

1.  碟形载人四旋翼飞行器，其特征在于：包括机身(1)和起落架(2)，所述机身(1)的底部设置有动力舱(3)，机身(1)顶部设置有驾驶舱(4)，所述动力舱(3)的底部设置有起落架(2)，所述机身(1)的中央设置有分流传动齿轮箱(5)，所述分流传递齿轮箱(5)的输入轴与动力传动齿轮箱(6)的输出轴相连接，所述动力传动齿轮箱(6)的输入轴通过离合器(7)与发动机(8)的输出轴相连接，所述发动机(8)安装在机身底部，所述分流传动齿轮箱(5)的四个输出端均设置有钢管梁(9)，钢管梁(9)的端部设置有旋翼齿轮箱(10)，所述分流传动齿轮箱(5)的输出轴通过传动轴(11)与旋翼齿轮箱(10)的输入轴相连接，所述传动轴(11)位于钢管梁(9)内部，所述旋翼齿轮箱(10)的输出轴上安装有旋翼(12)。

2.  根据权利要求1所述的碟形载人四旋翼飞行器，其特征在于：所述分流传动齿轮箱(5)主要由上部箱体(13)、下部箱体(14)、输入轴(15)和输出轴(16)构成，所述输入轴(15)穿过下部箱体(14)延伸至上部箱体(13)内部，且输入轴(15)的端部安装有主动齿轮(17)，所述主动齿轮(17)均布有四个从动齿轮(18)，每个从动齿轮(18)均安装在从动齿轮轴(19)，所述从动齿轮轴(19)安装在下部箱体(14)内，从动齿轮轴(19)通过锥齿轮(20)与输出轴(16)相连接，所述钢管梁(9)安装在下部箱体(14)上。

3.  根据权利要求1或2所述的碟形载人四旋翼飞行器，其特征在于：所述机身(1)呈碟形结构，驾驶舱(4)呈椭圆形结构，所述机身(1)的圆周上设置有旋翼安装孔(21)，所述旋翼(12)位于旋翼安装孔(21)内。

4.  根据权利要求1所述的碟形载人四旋翼飞行器，其特征在于：所述旋翼(12)的桨距可调。

碟形载人四旋翼飞行器
技术领域
本发明涉及一种飞行器，具体涉及一种碟形载人四旋翼飞行器。
背景技术
目前传统直升机是单旋翼带尾桨布局，靠主旋翼旋转提供升力，尾桨高速旋转产生一个侧向推拉力，用于克服主桨产生的反扭矩。这种布局结构简单，技术成熟，可以很灵活地用来制造各种规格的直升机，操作也相对简单。但尾梁导致停放面积大，承载的尾梁和长距离的尾桨传动轴系易损伤，碰撞危险高，悬停性能不稳定，尾桨容易被异物损伤，造成重大事故，尾桨需耗用15％左右的发动机功率。
除了单旋翼直升机外，国内外很多科研机构也在研究开发多旋翼飞行器，如共轴双旋翼直升机、纵列双旋翼式直升机、横列双旋翼式直升机、交叉双旋翼式直升机、倾转旋翼机等。
而近几年随着电子技术和控制技术的发展，电动四旋翼小飞行器得到了迅速的发展，每个旋翼分别有一个单独的电机控制。但该类型飞行器主要用于航拍、航模飞行表演等。由于采用的是电力驱动模式，飞行器的马力和续航时间都受到了很大的制约，目前还难以得到实用推广。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种续航能力强，可操作性和稳定性好，安全可靠，外表美观大方的碟形载人四旋翼飞行器。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为碟形载人四旋翼飞行器，包括机身和起落架，所述机身的底部设置有动力舱，机身顶部设置有驾驶舱，所述动力舱的底部设置有起落架，所述机身的中央设置有分流传动齿轮箱，所述分流传递齿轮箱的输入轴与动力传动齿轮箱的输出轴相连接，所述动力传动齿轮箱的输入轴通过离合器与发动机的输出轴相连接，所述发动机安装在机身底 部，所述分流传动齿轮箱的四个输出端均设置有钢管梁，钢管梁的端部设置有旋翼齿轮箱，所述分流传动齿轮箱的输出轴通过传动轴与旋翼齿轮箱的输入轴相连接，所述传动轴位于钢管梁内部，所述旋翼齿轮箱的输出轴上安装有旋翼。
优选的，所述分流传动齿轮箱主要由上部箱体、下部箱体、输入轴和输出轴构成，所述输入轴穿过下部箱体延伸至上部箱体内部，且输入轴的端部安装有主动齿轮，所述主动齿轮均布有四个从动齿轮，每个从动齿轮均安装在从动齿轮轴，所述从动齿轮轴安装在下部箱体内，从动齿轮轴通过锥齿轮与输出轴相连接，所述钢管梁安装在下部箱体上。
优选的，所述机身呈碟形结构，驾驶舱呈椭圆形结构，所述机身的圆周上设置有旋翼安装孔，所述旋翼位于旋翼安装孔内。
优选的，所述旋翼的桨距可调。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明采用碟形结构设计，外表美观、大方，同时能够有效避免高速旋转的旋翼碰到周围的物体，提高飞行器的安全性能，周围的碟片结构可以降低空气的阻力，提供一定的升力，减小雷达的反射面积，并且具有很好的隐身效果。
本发明采用发动机驱动，续航能力强，通过离合器、动力传动齿轮箱传递给分流传动齿轮箱，然后经分流传动齿轮箱进行分流，在经过传动轴、旋翼齿轮箱驱动旋翼转动，有效调节传递速比方便了各个旋翼转向的调配，也缩短了传递路线的长度，在一定程度上提高了传动的效率。
此外，传动轴安装在钢管梁内，四根钢管梁构成X型结构，钢管梁与分流传动齿轮箱连接可靠，能够有效保证传动系统的平稳、可靠的运行，同时还可以大大减轻机体的重量。
附图说明
图1为本发明碟形载人四旋翼飞行器的结构示意图。
图2为本发明碟形载人四旋翼飞行器的侧视图。
图3为图1的俯视图。
图4为本发明中分流传动齿轮箱的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2所示，碟形载人四旋翼飞行器，包括机身1和起落架2，机身1的底部设置有动力舱3，机身1顶部设置有驾驶舱4，动力舱3的底部设置有起落架2，机身1的中央设置有分流传动齿轮箱5，分流传递齿轮箱5的输入轴与动力传动齿轮箱6的输出轴相连接，动力传动齿轮箱6的输入轴通过离合器7与发动机8的输出轴相连接，发动机8安装在机身底部，分流传动齿轮箱5的四个输出端均设置有钢管梁9，钢管梁9的端部设置有旋翼齿轮箱10，分流传动齿轮箱5的输出轴通过传动轴11与旋翼齿轮箱10的输入轴相连接，传动轴11位于钢管梁9内部，旋翼齿轮箱10的输出轴上安装有旋翼12。
其中，如图4所示，分流传动齿轮箱5主要由上部箱体13、下部箱体14、输入轴15和输出轴16构成，输入轴15穿过下部箱体14延伸至上部箱体13内部，且输入轴15的端部安装有主动齿轮17，主动齿轮17均布有四个从动齿轮18，每个从动齿轮18均安装在从动齿轮轴19，从动齿轮轴19安装在下部箱体14内，从动齿轮轴19通过锥齿轮20与输出轴16相连接，钢管梁9安装在下部箱体14上。
本发明中发动机8安装在机身底部中心，偏后方的位置，分流传动齿轮箱5安装在机身1中央的位置，分流传动齿轮箱5采用一个输入轴和四个输出轴的结构，输入轴通过动力传动齿轮箱6、离合器7与发动机8相连接，四个输出轴分别通过传动轴11、旋翼齿轮箱10与旋翼12相连接。传动轴11均安装在钢管梁9内，钢管梁9的一端通过法兰与分流传动齿轮箱5的下箱体相连接，使四根钢管梁9构成X型结构，其为飞行器的主受力结构，机身的所有重量通过四根梁传递到旋翼，并且四根钢管梁与主齿轮箱所组成的X型结构，具有足 够的强度和刚度，可以保证传动系统的平稳、可靠的运行，机身的设计只需保证强度即可，从而可以大大减轻机体的重量。
发动机8采用输出转速为5600rpm，轴功率为120kw的发动机，经过离合器将动力传递给动力传动齿轮箱6，经动力传动齿轮箱6把传动轴变向后，将动力传递给分流传动齿轮箱5，动力先通过主动齿轮17传递给四个水平布置的从动齿轮18，从动齿轮18在通过从动齿轮轴19将动力传递给传动轴11，实现功率的分流。下箱体内的螺旋锥齿轮组可以通过不同的配对安装位置，调出每个输出轴所需要的转向，从而合理匹配每个旋翼的转向。分流传动齿轮箱5的设计方便了各个旋翼转向的调配，也缩短了传递路线的长度，在一定程度上提高了传动的效率。
每个相邻旋翼的桨叶旋转方向是相反的，其中左前和右后同为向逆时针方向旋转，右前和左后同为向顺时针方向旋转，各旋翼的旋翼轴以相同的转速旋转。旋翼轴转速由旋翼桨叶的桨尖速度决定。
如图3所示，机身1呈碟形结构，驾驶舱4呈椭圆形结构，机身1的圆周上设置有旋翼安装孔21，旋翼12位于旋翼安装孔21内。机身1为直径4.4m的圆盘，中间为一个椭圆形驾驶舱，整体结构近似于碟形。舱体外环形边沿部分按照固定翼飞机的机翼曲线设计，使得该飞行器在飞行时，两侧机翼能够提供一定的升力。同时整体采用这种结构，能够有效避免高速旋转的旋翼碰到周围的物体，提高飞行器的安全性能；周围的碟片结构可以降低空气的阻力，提供一定的升力，减小雷达的反射面积，并且具有很好的隐身效果。
此外，旋翼12的桨距是可调的，主要采用现有的桨距调节结构，然后分别四个舵机调整四个旋翼的桨距，调整方便。
飞行器各种飞行姿态的控制是通过调节每个旋翼的升力和反扭矩M实现的。飞行器各旋翼的升力的合力F和飞行器的重力G，作用在飞行器的重心上。通过调整F和G二力的平衡，控制飞行器的平衡状态。飞行器各旋翼旋转产生的反扭距的合成扭矩也作用在飞行器的重心上。作用在飞行器重心上的力和反 扭矩的平衡状态，决定着飞行器的姿态。通过控制各旋翼桨叶的桨距，来调节旋翼的合成升力和合成扭矩，从而控制飞行器起飞、降落、悬停、前飞、后飞、左飞、右飞、左转、右转和倒飞等各种姿态的飞行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。