球形飞行器制造技术

一种球形飞行器，属于无人机飞行装置领域，本实用新型专利技术的目的是提供一种将旋翼式飞行原理与固定翼飞行原理相结合的球形飞行器。本实用新型专利技术是由外框、十字机身、电机、伺服电机、舵面组成。本实用新型专利技术主要有以下优点：可以实现在地面翻滚，在恶劣的环境不损伤主要的动力部件；相比于多旋翼结构具有造价低廉，硬件简单和易于操作；其姿态控制由四个伺服电机控制的舵面完成，更加灵活；其消除螺旋桨反扭力靠下四个舵面，与直升机机型相比结构更简单。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种球形飞行器，属于无人机飞行装置领域，本技术的目的是提供一种将旋翼式飞行原理与固定翼飞行原理相结合的球形飞行器。本技术是由外框、十字机身、电机、伺服电机、舵面组成。本技术主要有以下优点：可以实现在地面翻滚，在恶劣的环境不损伤主要的动力部件；相比于多旋翼结构具有造价低廉，硬件简单和易于操作；其姿态控制由四个伺服电机控制的舵面完成，更加灵活；其消除螺旋桨反扭力靠下四个舵面，与直升机机型相比结构更简单。【专利说明】球形飞行器
本技术属于无人机飞行装置领域。
技术介绍
目前，国内无人机近几年来发展比较快。而除军事用途外，由于无人机成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等的优势，使得无人机在航空拍照、地质测量、高压输电线路巡视、油田管路检查、高速公路管理、森林防火巡查、毒气勘察、缉毒和应急救援、救护等民用领域应用前景极为广阔。旋翼式无人机分为单旋翼和多旋翼结构。单旋翼主要指直升机类的机型，其飞行姿态调整主要靠倾斜盘。多轴飞行器的姿态主要是靠调节不同电机的速度使重心偏移改变飞行姿态。但是，对于直升机类机构，其螺旋桨外露易损坏，消除螺旋桨反扭力结构较为复杂，在恶劣环境下不利于飞行和着陆；对于多轴飞行其控制较为简单，但是成本较高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种将旋翼式飞行原理与固定翼飞行原理相结合的球形飞行器。本技术是由外框、十字机身、电机、伺服电机、舵面组成；外框:是由一号球形外框、二号球形外框、三号球形外框、球形横向加固件组成,在一号球形外框、二号球形外框、三号球形外框、球形横向加固件上有互相对应的阳插槽和阴插槽，一号球形外框和二号球形外框纵向通过互相对应的阳插槽和阴插槽连接，在一号球形外框和二号球形外框纵向之间通过条形加固件安装有三号球形外框，球形横向加固件横向通过互相对应的阳插槽和阴插槽与一号球形外框、二号球形外框、三号球形外框连接；十字机身:是由十字机身上插片和十字机身下插片组成，十字机身上插片和十字机身下插片通过十字机身上插片上的下插槽和十字机身下插片上的上插槽插接，在十字机身上插片和十字机身下插片上端均有伺服电机槽；—号球形外框和二号球形外框上均有向内部延伸的支板，电机安装在支板上，电机上端的电机轴上安装有螺旋桨，电机置于十字机身上端；十字机身上端的伺服电机槽内安装有上伺服电机，上舵面安装在上伺服电机上，十字机身下端安装有下伺服电机，下舵面安装在下伺服电机上。本技术在三号球形外框上安装有支撑架，支撑架开有下舵面通过槽。本专利技术主要有以下优点:(I)可以实现在地面翻滚，在恶劣的环境不损伤主要的动力部件；(2)相比于多旋翼结构具有造价低廉，硬件简单和易于操作；(3)其姿态控制由四个伺服电机控制的舵面完成，更加灵活；(4)其消除螺旋桨反扭力靠下四个舵面，与直升机机型相比结构更简单。这种飞行器设计的目的在于，降低成本，拓展飞行器飞行和着陆的环境，对新型气动飞行器的开发原理和反扭力消除方式起到一定的启发式作用。【专利附图】【附图说明】图1是本技术结构示意图；图2是本技术图1A-A向视图；图3是本技术一号球形外框示意图；图4是本技术二号球形外框示意图；图5是本技术三号球形外框示意图；图6是本技术球形横向加固件示意图；图7是本技术十字形机身上插片示意图；图8是本技术十字形机身下插片示意图。【具体实施方式】本技术是由外框、十字机身、电机13、伺服电机、舵面组成；外框:是由一号球形外框1、二号球形外框14、三号球形外框3、球形横向加固件5组成，在一号球形外框1、二号球形外框14、三号球形外框3、球形横向加固件5上有互相对应的阳插槽16和阴插槽15，一号球形外框I和二号球形外框14纵向通过互相对应的阳插槽16和阴插槽15连接，在一号球形外框I和二号球形外框14纵向之间通过条形加固件2安装有三号球形外框3,球形横向加固件5横向通过互相对应的阳插槽16和阴插槽15与一号球形外框1、二号球形外框14、三号球形外框3连接；十字机身:是由十字机身上插片9和十字机身下插片8组成，十字机身上插片9和十字机身下插片8通过十字机身上插片9上的下插槽91和十字机身下插片8上的上插槽81插接，在十字机身上插片9和十字机身下插片8上端均有伺服电机槽17 ；—号球形外框I和二号球形外框14上均有向内部延伸的支板11,电机13安装在支板11上，电机13上端的电机轴上安装有螺旋桨12，电机13置于十字机身上端；十字机身上端的伺服电机槽17内安装有上伺服电机10，上舵面4安装在上伺服电机10上，十字机身下端安装有下伺服电机7，下舵面6安装在下伺服电机7上。本技术在三号球形外框3上安装有支撑架31，支撑架31开有下舵面通过槽32。本技术的外形改进:采用球形的外框。其作用之一保护了飞行器的动力装置，防止了螺旋桨、电机和舵面的损坏；第二则保护了人身的安全，防止操作者被飞行器划伤；第三能够实现在非平稳的地形上着陆；第四能够实现在平地上滚动；本技术的飞行姿态原理创新:利用了螺旋桨产生的下洗气流，与舵面相结合使飞行器重心偏移改变姿态；本技术的飞行器反扭力消除改进:利用下舵面与下洗气流相结合，实用微控制器和三轴加速度三轴角速度传感器控制伺服电机的偏转角度，消除反扭力；本技术的遥控器手动控制与微控制器的协同控制改进。遥控器控制螺旋桨速度，而其伺服电机采用微控制器与传感器结合自动控制。本技术主要由机械部分和电子控制部分两部分组成，电子控制部分采用现有电器元件即可。下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，在此本技术的示意性实施例以及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。如图1所示，本专利技术所述的球形飞行器包括:球形外框部件(一号球形外框、二号球形外框和三号球形外框)、球形横向加固件、条形加固件、十字形机身上插片、十字形机身下插片、上舵面、下舵面、电机托架、电机托架左右固件、电机托架前后固件、电机、螺旋桨、伺服电机、微控制器、遥控器接收机、电机驱动、电池、遥控器、三轴角加速度传感器、三轴线性加速度传感器、转接头。所述球形外框部件、球形横向加固件、条形加固件、十字形机身、十字形机身、上舵面、下舵面、电机托架、电机托架左右固件、电机托架前后固件所选用材料为聚苯乙烯发泡材质，可选用碳纤维；所述电机为直流无刷调速电机；所述螺旋桨为10*4.5L正桨；所述伺服电机为供电电压4.8V?6.0V，扭矩1.6/2.0Kgf.cm，响应度为0.12/0.1s/60的数字伺服电机，其三根导线分别为电源、地和控制信号；所述电池为11.lV、850mAh容量可选动力电池。所述球形外框部件有连接凹槽(阳插槽或者阴插槽)，用于各个球形外框部件、球形横向加固件和条形加固件分别相互嵌入。其中以两个横杆为分界，过圆心连线与横杆为90度的上下两个凹槽与球形外框部件的对应上下两个凹槽嵌入,这时,一号球形外框与二号球形外框交角为90度；球形横向加固件的凹槽与过圆心连线与横杆平行的球形外框部件、球形外框部件的两个凹槽分别相互嵌入，此时球形横向加固件与一号球形外框、二号球形外框交角为90度；然后，将三号球形外框部件的凹槽与球形横向加固件的剩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周求湛，车遥，陈永志，王宁，马彦，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：实用新型
国别省市：