升力风扇位置锁定机构制造技术

公开了升力风扇位置锁定机构。在各种实施例中，位置锁定机构包括：具有第一表面的圈结构，圈结构包括被限定在圈结构的第一表面中的一个或多个制动部。对于每个制动部，锁定机构包括固定磁体，其在邻近于制动部的位置处固定地联接到圈结构。锁定机构还包括：包括磁体和机械止动结构的旋转磁体组件，所述磁体具有与固定磁体中的至少一个相反的磁极性，所述机械止动结构具有当旋转磁体组件处于锁定位置中时配合到对应的制动部中且与限定所述对应的制动部的至少一个界限的表面机械地接合的尺寸和形状。寸和形状。寸和形状。

【技术实现步骤摘要】
升力风扇位置锁定机构
[0001]本申请是申请号为201780085648.5（PCT申请号PCT/US2017/060335）、申请日为2017年11月7日、专利技术名称为“升力风扇位置锁定机构”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本文中统称为“升力风扇”的升力风扇和其他转子可以被用于向有人或者无人多转子飞行器提供升力，所述多转子飞行器诸如私人飞行器和无人机。混合飞行模式飞行器可以使用升力风扇以在竖直飞行模式（例如，起飞、盘旋或者着陆）中提供升力。这种飞行器可以在起飞之后转换成前飞模式，在前飞模式中，一个或多个前飞螺旋桨可以被用于通过空气推进飞行器。可以在前飞模式中通过飞行器所包括的一个或多个翼生成升力。
[0003]在前飞模式中，除非被锁定，否则升力风扇可能会生成阻力和/或其他不受欢迎的力。使用传统机构来锁定升力风扇转子可能会是不实用的，这是例如由于重量因素、当飞行器转换成前飞时关于转子位置的不确定性和/或其他因素所导致的。
附图说明
[0004]在如下的详细描述和附图中公开了本专利技术的各种实施例。
[0005]图1是示出多旋翼飞行器（multicopter aircraft）的实施例的简图。
[0006]图2A是示出升力风扇锁定机构的固定圈部分的实施例的透视图的简图。
[0007]图2B是示出升力风扇锁定机构的固定圈部分的实施例的顶视图和侧视图的简图。
[0008]图3A是示出升力风扇锁定机构的固定圈部分的实施例的透视图的简图，其中，转子磁体组件处于升力风扇锁定位置中。
[0009]图3B是示出升力风扇锁定机构的固定圈部分的实施例的透视图的简图，其中，转子磁体组件处于升力风扇解锁位置中。
[0010]图4A是示出处于锁定配置中的升力风扇锁定机构的实施例的简图。
[0011]图4B是示出处于解锁但是不完全脱离状态中的升力风扇锁定机构的实施例的简图。
[0012]图4C是示出处于解锁和完全脱离状态中的升力风扇锁定机构的实施例的简图。
[0013]图4D是示出处于锁定配置中的升力风扇锁定机构的实施例的简图。
[0014]图5是流程图，其示出了使升力风扇从锁定状态转换到解锁状态的过程的实施例。
[0015]图6是流程图，其示出了使升力风扇从解锁转换状态转换到锁定状态的过程的实施例。
[0016]图7是示出用于停止和锁定升力风扇的过程的实施例的流程图。
[0017]图8是简图，其示出了用于通过锁定/解锁序列控制升力风扇的系统的实施例。
具体实施方式
[0018]本专利技术能够以许多方式实施，包括作为过程；设备；系统；物质组分；在计算机可读存储介质上实现的计算机程序产品；和/或处理器，诸如，被配置成执行被存储在联接到处
理器的存储器上的指令和/或由联接到处理器的存储器提供的指令的处理器。在本说明书中，这些实施方式，或者本专利技术可以采用的任何其他形式，可以被称为技术。大体上，在本专利技术的范围内，可以更改所公开的过程的步骤的次序。除非以其他方式陈述，否则，被描述为配置成执行任务的诸如处理器或存储器的部件可以被实施为被暂时配置成在给定时间执行任务的通用部件或者被制造成执行该任务的专用部件。如在本文中使用地，术语
‘
处理器
’
指的是一个或多个装置、电路和/或处理芯，其被配置成处理诸如计算机程序指令的数据。
[0019]在下文中连同示出本专利技术的原理的附图提供了本专利技术的一个或多个实施例的详细描述。结合这些实施例描述了本专利技术，但是本专利技术不受限于任何实施例。本专利技术的范围仅受权利要求限制，且本专利技术包含许多替代、修改和等价物。在下文的描述中陈述了许多具体细节，以便提供对本专利技术的透彻理解。出于示例的目的提供这些细节，且可以根据权利要求在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本专利技术。出于清楚的目的，未详细描述在本专利技术所涉及的
中已知的技术材料，以便不会在不必要的情况下使本专利技术难以理解。
[0020]公开了一种升力风扇位置锁定机构。在各种实施例中，升力风扇转子通过转子磁体保持就位，该转子磁体附连到转子，且其在锁定位置中由被安装在诸如定子、壳体、或其他非旋转结构的固定结构上的对应固定磁体磁性地接合且保持就位，当升力风扇转子旋转时该固定结构不旋转。在一些实施例中，固定磁体被安装在从金属或其他圈结构朝内延伸的突片上。圈结构提供表面，包括转子磁体的组件可以在该表面上滑动，例如，当转子首先通过经由相关联的马达施加启动扭矩而从锁定位置移动出来时。在一些实施例中，随着转子的旋转速度增加，生成离心力，且引起转子磁体随着转子磁体向上且朝外远离圈结构移动而围绕枢转轴线旋转。
[0021]在各种实施例中，之后是升力风扇锁定例程或程序，以使用如本文中公开的锁定机构锁定升力风扇。例如通过中止经由升力风扇马达施加扭矩和/或通过施加抵消扭矩来减小升力风扇速度。确定升力风扇转子相对于锁定位置的位置，且确定与引起升力风扇转子至少旋转到锁定位置相关联的对应电气激励，且将其施加到升力风扇马达。在各种实施例中，施加小于驱动升力风扇转子离开锁定位置所要求的逃脱扭矩的扭矩。在锁定例程期间，转子磁体可以被吸引到邻近于对应固定磁体的位置且可以锁定到该位置中，从而引起转子被锁定就位。
[0022]在一些实施例中，可以使用两对磁体（即，两个旋转和两个固定的）。在一些这样的实施例中，旋转磁体和固定磁体可以具有相反的磁极性，使得旋转磁体被吸引到具有相反的磁极性的对应固定磁体，但是被具有相同磁极性的固定磁体排斥。在一些实施例中，使用具有交变极性的磁体导致升力风扇锁定在仅一个位置中。
[0023]图1是示出多旋翼飞行器的实施例的简图。在各种实施例中，如本文中公开的升力风扇位置锁定机构可以被包括在如在图1中所示的多旋翼飞行器中。在所示出的示例中，飞行器100包括机身（本体）102和翼104。在每个翼下方提供一组三个翼下吊臂106。每个吊臂106具有安装在其上的两个升力风扇108，一个在翼的前方，且一个在翼的后方。每个升力风扇108可以由相关联的驱动机构（诸如，专用电动马达）驱动。一个或多个电池（未示出）和/或机载功率发生器（例如，小型燃气涡轮机）可以被用于驱动升力风扇108和/或对机载电池
充电/再充电。
[0024]在各种实施例中，每个吊臂106可以被定位成相对于飞行器的竖直轴线成一定角度，使得升力风扇108以相关联的角度被安装在其上。角度可以至少部分地被确定成满足设计目的和/或相关联的约束，以提供偏航控制和/或以避免任何升力风扇的旋转平面与机身102的被人占据的或以其他方式关键的部分相交。
[0025]在图1中示出的示例中，螺旋桨110被安装在机身102上，且被配置成当处于前飞模式时沿向前（例如，x轴线）方向推动飞行器通过空气。螺旋桨110被定位在一对尾部吊臂112之间，尾部吊臂112向后延伸，且在其后端处通过尾部结构联结，包括升降舵116和方向舵118的气动控制表面被安装在该尾部结构上。在各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子锁定机构，所述转子锁定机构包括：具有第一表面的圈结构，所述圈结构包括被限定在所述圈结构的第一表面中的一个或多个制动部；对于每个制动部，固定磁体在邻近于所述制动部的位置处固定地联接到所述圈结构；以及包括磁体和机械止动结构的旋转磁体组件，所述磁体具有与所述固定磁体中的至少一个相反的磁极性，所述机械止动结构具有当所述旋转磁体组件处于锁定位置中时配合到对应制动部中且与限定所述对应制动部的至少一个界限的表面机械地接合的尺寸和形状；其中，所述旋转磁体组件被配置成经由基部结构固定地附接到转子，包括所述磁体和所述机械止动结构的所述旋转磁体组件的至少一部分经由销或其他轴向取向的结构以如下方式相对于所述基部结构连接：使得至少所述部分保持围绕与所述销或其他轴向取向的结构相关联的轴线自由旋转。2.根据权利要求1所述的转子锁定机构，其中，当所述旋转磁体组件处于所述锁定位置中时，所述旋转磁体组件的部分的质心在大致平行于所述圈结构的平面的平面中与所述轴线大致对准。3.根据权利要求2所述的转子锁定机构，其中，当所述旋转磁体组件处于其中所述机械止动结构不再处于所述制动部中的解锁位置中时，所述旋转磁体组件的部分的质心被定位在距大致平行于所述圈结构的平面的所述平面非零距离d处。4.根据权利要求1所述的转子锁定机构，其中，所述转子锁定机构包括多个固定磁体，所述多个固定磁体包括具有第一磁极性的第一子集、和具有与所述第一磁极性相反的第二磁极性的第二子集。5.根据权利要求1所述的转子锁定机构，其中，所述旋转磁体组件包括弹簧，所述弹簧被配置成沿与所述锁定位置相关联的方向施加弹簧力。6.根据权利要求1所述的转子锁定机构，其中，所述旋转磁体组件附接至飞行器升力风扇的转子，且所述圈结构被固定地附接到所述飞行器升力风扇的非旋转元件。7.根据权利要求6所述的转子锁定机构，其中，所述飞行器升力风扇在控制模块的控制下操作。8.根据权利要求7所述的转子锁定机构，其中，所述控制模块包括处理器，所述处理器被配置成执行解锁序列以使所述飞行器升力风扇从锁定状态转换到解锁状态，在所述锁定状态中，所述转子锁定机构处于锁定位置中，在所述解锁状态中，所述转子锁定机构不处于所述锁定位置中。9.根据权利要求8所述的转子锁定机构，其中，执行所述解锁序列包括施加等于或大于与所述转子锁定机构相关联的释放扭矩的扭矩。10.根据权利要求7所述的转子锁定机构，其中，所述控制模块包括处理器，所述处理器被配置成执行锁定序列以使所述飞行器升力风扇从解锁状态转换到锁定状态，在所述解锁状态中，所述转子锁定机构不处于锁定位置中，在所述锁定状态中，所述转子锁定机构处于所述锁定位置中。11.根据权利要求10所述的转子锁定机构，其中，执行所述锁定序列包括，在小于与所述转子锁定机构相关联的释放扭矩的扭矩下，引起所述转子旋转通过一转或者多转。
12.根据权利要求11所述的转子锁定机构，其中，执行所述锁定序列包括估计所述转子的角位置。13.根据权利要求1所述的转子锁定机构，其中，所述圈结构包括以下中的一个或多个：轴对称圈；大致平坦圈；以及锥形环。14.一种转子锁定机构，所述转子锁定机构包括：具有第一表面的圈结构，所述圈结构包括被限定在所述圈结构的第一表面中的一个或多个制动部；对于每个制动部，固定磁体在邻近于所述制动部的位置处固定地联接到所述圈结构；以及包括磁体和机械止动结构的旋转磁体组件，所述磁体具有与所述固定磁体中的至少一个相反的磁极性，所述机械止动结构具有当所述旋转磁体组件处于锁定位置中时配合到对应制动部中且与限定所述对应制动部的至少一个界限的表面机械地接合的尺寸和形状；其中，所述机械止动结构包括大致柱形元件，所述大致柱形元件在与所述旋转磁体组件所包括的磁体相关联的平面外延伸根据权利要求14所述的转子锁定机构，其中，所述大致柱形元件的纵向轴线被取向成相对于所述与所述旋转磁体组件所包括的磁体相关联的平面成锐角。15.根据权利要求14所述的转子锁定机构，其中，在所述圈结构的所述第一表面中，所述制动部包括V形凹口。16.根据权利要求14所述的转子锁定机构，其中，所述旋转磁体组件包括臂，所述臂与所述机械止动结构集成，其中，所述臂附接到附接至所述旋转磁体组件的安装件部分，使得所述臂和所述机械止动结构被构造成相对于所述安装件部分旋转。17.根据权利要求14所述的转子锁定机构，其中，当所述旋转磁体组件在解锁位置中时，所述机械止动结构骑跨在所述圈结构的顶部表面上，且所述旋转磁体组件的磁体被定位成远离所述圈结构处于一角度。18.根据权利要求14所述的转子锁定机构，其中，当所述旋转磁体组件处于解锁和且完全脱离位置中时，所述机械止动结构从所述圈结构脱离，且所述旋转磁体组件的磁体被定位成远离所述圈结构处于一角度。19.根据权利要求19所述的转子锁定机构，其中，所述旋转磁体组件被配置成经由基部结构固定地附接到转子，包括所述磁体和所述机械止动结构的所述旋转磁体组件的至少一部分经由销或其他轴向取向的结构以如下方式相对于所述基部结构连接：使得至少所述部分保持围绕与所述销或其他轴向取向的结构相关联的轴线自由旋转。20.根据权利要求20所述的转子锁定机构，其中，当所述旋转磁体组件处于所述锁定位置中时，所述旋转磁体组件的部分的质心在大致平行于所述圈结构的平面的平面中与所述轴线大致对准。21.根据权利要求21所述的转子锁定机构，其中，当所述旋转磁体组件处于其中所述机械止动结构不再处于所述制动部中的解锁位置中时，所述旋转磁体组件的部分的质心被定位在距大致平行于所述圈结构的平面的所述平面非零距离d处。22.根据权利要求14所述的转子锁定机构，其中，所述转子锁定机构包括多个固定磁体，所述多个固定磁体包括具有第一磁极性的第一子集、和具有与所述第一磁极性相反的
第二磁极性的第二子集。23.根据权利要求14所述的转子锁定机构，其中，所述旋转磁体组件包括弹簧，所述弹簧被配置成沿与所述锁定位置相关联的方向施加弹簧力。24.根据权利要求14所述的转子锁定机构，其中，所述旋转磁体组件附接至飞行器升力风扇的转子，且所述圈结构被固定地附接到所述飞行器升力风扇的非旋转元件。25.根据权利要求25所述的转子锁定机构，其中，所述飞行器升力风扇在控制模块的控制下操作，所述控制模块包括处理器，所述处理器被配置成执行解锁序列以使所述飞行器升力风扇从锁定状态转换到解锁状态，以及执行锁定序列以使所述飞行...

【专利技术属性】
技术研发人员：RW摩尔，GA龙，
申请(专利权)人：威斯克航空有限责任公司，
类型：发明
国别省市：