專利名稱：陀螺式垂直升降飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種飛行器，特別是一種體積小、重量輕、能垂 直起飛或降落的適合工薪階層作個(gè)人的交通工具使用的飛行器，屬于 飛機(jī)領(lǐng)域。
技術(shù)背景由于城市交通隨著車輛迅速增加而越來(lái)越擁堵，在上下班高峰期 間，車速還不如步行快，道路的通行能力嚴(yán)重滯后，人們迫切希望能 有新的代步工具問(wèn)世。為了改善交通環(huán)境，國(guó)家最近已向民間開放低 空領(lǐng)域，為人們使用低空飛行器提供了有利條件。但目前還沒(méi)有適合 工薪階層個(gè)人使用的低空低速飛行器。因?yàn)楝F(xiàn)有的載人飛行器主要 有1、螺旋漿飛機(jī)和噴氣式飛機(jī)等壓力差式飛行器，主要是利用氣 流在機(jī)翼上方和下方產(chǎn)生的壓力差而產(chǎn)生的浮力進(jìn)行飛行，具有飛行 速度快等優(yōu)點(diǎn)，但必須要有符合要求的起降跑道的機(jī)場(chǎng)與之配套，不 適合近距離飛行和進(jìn)行空中停留作業(yè)。2、螺旋漿直升機(jī)和噴氣直升 機(jī)等主要靠壓縮空氣進(jìn)行升降和飛行的壓氣式飛行器，能進(jìn)行垂直升 降和空中停留作業(yè)，但必須要有較大的平臺(tái)或廣場(chǎng)才能升降。上述飛 機(jī)都存在體積大、價(jià)格昂貴、起降場(chǎng)地要求高等不足之處，都不適合 作個(gè)人的低空低速飛行器使用。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的主要是為了減輕城市交通壓力，設(shè)計(jì)一種適合 工薪階層作交通工具使用的體積小、價(jià)格低廉、安全性能好、使用方 便的陀螺式垂直升降飛行器。本實(shí)用新型的陀螺式垂直升降飛行器包括起落架、垂直升降裝 置、推進(jìn)裝置和控制裝置，所述起落架裝在垂直升降裝置的下方，推進(jìn)裝置和控制裝置裝在垂直升降裝置的上方，其特征在于垂直升降裝 置包括升降發(fā)動(dòng)機(jī)、換向驅(qū)動(dòng)裝置、下旋翼片、上旋翼片和旋翼框架， 所述升降發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸穿過(guò)固定在旋翼框架下框中心的下軸承座 后與下旋翼片和換向驅(qū)動(dòng)裝置下部的主動(dòng)軸固定聯(lián)接，換向驅(qū)動(dòng)裝置 上部的從動(dòng)軸與上旋翼片固聯(lián)后安裝在固定于旋翼框架上框中心的 上軸承座上，換向驅(qū)動(dòng)裝置上部的從動(dòng)軸與換向驅(qū)動(dòng)裝置下部的主動(dòng) 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同但轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。其中，換向驅(qū)動(dòng)裝置主要由下錐 形齒輪、上錐形齒輪、中錐形齒輪和中心軸，中錐形齒輪裝在下錐形 齒輪與上錐形齒輪之間，所述上錐形齒輪的錐度、齒數(shù)、模數(shù)和形狀 大小均與下錐形齒輪相同，下錐形齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為換向驅(qū)動(dòng)裝置下部 的主動(dòng)軸與升降發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸固定連接，上錐形齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為換 向驅(qū)動(dòng)裝置上部的從動(dòng)軸，從動(dòng)軸的中心設(shè)有中心孔，中心軸裝在中 心孔中，中錐形齒輪經(jīng)軸承和惰輪橫軸安裝在中心軸下部，中心軸上 端穿過(guò)從動(dòng)軸的中心孔后固裝在旋翼框架的上框上，從動(dòng)軸外緣與上 旋翼片固聯(lián)后安裝在固定于旋翼框架上框的上軸承座上，上旋翼片和 下旋翼片為機(jī)翼式葉片。所述旋翼框架正上方固裝有一根支撐桿，支撐桿下部固裝有一個(gè) 方向齒輪和一個(gè)可繞桿轉(zhuǎn)動(dòng)的駕駛盤，駕駛盤與支撐桿之間裝有軸 承，控制裝置裝在駕駛盤的一側(cè)，推進(jìn)裝置裝在駕駛盤的另一側(cè)，推 進(jìn)裝置包括推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)和產(chǎn)生推力的旋翼片。所述控制裝置包括方向控制裝置、升降控制裝置、推進(jìn)控制裝置 和操作臺(tái)椅，其中，方向控制裝置包括方向盤及轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪和傳動(dòng)裝置， 固裝在方向盤下端的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪經(jīng)傳動(dòng)裝置與垂直桿上的方向齒輪嚙合；升降控制裝置包括控制升降發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)線、停車線和油門線， 推進(jìn)控制裝置包括控制推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)線、停車線和油門線，所述 油門線的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)選用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。為了減輕降落到地面時(shí)的沖擊力，裝在垂直升降裝置下方的起落架可選用選用彈簧式起落架或氣襄式起落架，還可在旋翼框架四周安 裝防撞氣襄。為了防止意外，可在垂直升降裝置上方的支撐桿上部設(shè)有傘箱和 能自動(dòng)打開的降落傘。由于兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的旋翼片為機(jī)翼式葉片，在升降發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng) 下作反向高速旋轉(zhuǎn)，可以相互抵消反力矩，使旋翼框架和駕駛盤等能 夠不隨旋翼片轉(zhuǎn)動(dòng)而保持所需方位，且能像陀螺似的在前進(jìn)、后退、 上升、下降時(shí)，保持平穩(wěn)而不會(huì)發(fā)生傾斜，該旋翼片是采用機(jī)翼式葉 片而非風(fēng)扇式葉片，其橫截面上表面的長(zhǎng)度大于下表面的長(zhǎng)度，在高 速旋轉(zhuǎn)時(shí)，上方氣流速度大于下方氣流速度，因流速與氣壓成反比， 使上方氣壓比下方氣壓低而產(chǎn)生升力，是依靠氣壓差產(chǎn)生升力，而不 是依靠壓縮空氣產(chǎn)生升力，人站在下方可感覺不出有向下的風(fēng)力，調(diào) 節(jié)升降發(fā)動(dòng)機(jī)的油門即可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速進(jìn)而調(diào)節(jié)升降速度，當(dāng)升力與重力 相等時(shí)即可使該飛行器停在空中，再啟動(dòng)推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)使單只機(jī)翼式葉 片轉(zhuǎn)動(dòng)，即可使飛行器前進(jìn)，如需改變前進(jìn)方向，只需轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤， 使駕駛盤沿方向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)到所需方向，此時(shí)的推力旋翼片又轉(zhuǎn)到后方 而使該飛行器沿著轉(zhuǎn)向后的方向繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)起落架選用氣襄式起落 架且氣襄的浮力大于飛行器的重力時(shí)還可同時(shí)在水面地降落，還可在 旋翼框架四周安裝防撞氣襄和在垂直升降裝置上方的支撐桿上部設(shè) 有傘箱和能自動(dòng)打開的降落傘等防護(hù)措施，所以具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理、 體積小、價(jià)格低廉、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，是一種適合城市交通中個(gè)人 使用的垂直升降飛行器。

附圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是等腰三角形機(jī)翼式葉片的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖3是頂角為圓弧形的等腰三角形機(jī)翼式葉片的橫截面結(jié)構(gòu) 示意圖。具體實(shí)旋方式附圖非限制性公開了本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，下面結(jié)合附 圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。參見附圖1，本實(shí)用新型的陀螺式垂直升降飛行器包括起落架1、 垂直升降裝置、推進(jìn)裝置和控制裝置，所述起落架裝在垂直升降裝置 的下方，推進(jìn)裝置和控制裝置裝在垂直升降裝置的上方，其特征在于垂直升降裝置包括升降發(fā)動(dòng)機(jī)2、換向驅(qū)動(dòng)裝置、下旋翼片6、上旋 翼片7和旋翼框架8，所述升降發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出軸3穿過(guò)固定在旋翼 框架下框4中心的下軸承座5后與下旋翼片6和換向驅(qū)動(dòng)裝置下部的 主動(dòng)軸固定聯(lián)接，換向驅(qū)動(dòng)裝置上部的從動(dòng)軸9與上旋翼片7固聯(lián)后 安裝在固定于旋翼框架上框10中心的上軸承座11上，換向驅(qū)動(dòng)裝置 上部的從動(dòng)軸與換向驅(qū)動(dòng)裝置下部的主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同但轉(zhuǎn)動(dòng) 方向相反。其中，換向驅(qū)動(dòng)裝置主要由下錐形齒輪12、上錐形齒輪 15、中錐形齒輪13和中心軸16，中錐形齒輪13裝在下錐形齒輪12 與上錐形齒輪15之間，所述上錐形齒輪15的錐度、齒數(shù)、模數(shù)和形 狀大小均與下錐形齒輪12相同，下錐形齒輪12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為換向驅(qū)動(dòng) 裝置下部的主動(dòng)軸與升降發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出軸3固定連接，上錐形齒輪 15的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為換向驅(qū)動(dòng)裝置上部的從動(dòng)軸9，從動(dòng)軸9的中心設(shè)有中 心孔，中心軸16裝在中心孔中，中錐形齒輪13經(jīng)軸承和惰輪橫軸 14安裝在中心軸16下部，中心軸16上端穿過(guò)從動(dòng)軸的中心孔后固 裝在旋翼框架的上框10上，從動(dòng)軸9外緣與上旋翼片7固聯(lián)后安裝 在固定于旋翼框架上框10的上軸承座11上，上旋翼片7和下旋翼片 6為機(jī)翼式葉片，為了使發(fā)動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)均能正常飛行和便于加工， 旋翼片橫截面可選用等腰三角形或頂角為圓弧形的等腰三角形(如圖 2和圖3所示)。所述旋翼框架正上方固裝有一根支撐桿17，支撐桿17下部固裝 有一個(gè)方向齒輪18和一個(gè)可繞桿轉(zhuǎn)動(dòng)的駕駛盤19，駕駛盤19與支撐桿之間裝有軸承20，控制裝置裝在駕駛盤19的一側(cè)，推進(jìn)裝置裝 在駕駛盤19的另一側(cè)，推進(jìn)裝置包括推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)21和產(chǎn)生推力的旋 翼片22。飛行員可座在座椅26上控制該飛行器。所述控制裝置包括方向控制裝置、升降控制裝置、推進(jìn)控制裝置 和操作臺(tái)椅16，其中，方向控制裝置包括方向盤25及轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪23 和傳動(dòng)裝置24，固裝在方向盤25下端的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪23經(jīng)傳動(dòng)裝置24 與垂直桿17上的方向齒輪18嚙合；升降控制裝置包括控制升降發(fā)動(dòng) 機(jī)的起動(dòng)線、停車線和油門線，推進(jìn)控制裝置包括控制推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的 起動(dòng)線、停車線和油門線，所述油門線的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)選用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。為了減輕降落到地面時(shí)的沖擊力，裝在垂直升降裝置下方的起落架1可選用選用彈簧式起落架或氣襄式起落架，還可在旋翼框架四周 安裝防撞氣襄。為了防止意外，可在垂直升降裝置上方的支撐桿上部設(shè)有傘箱 27和能自動(dòng)打開的降落傘。對(duì)于單人飛行器，其外徑約為3米，在直徑5米的空地上即可升 降。起飛時(shí)，啟動(dòng)升降發(fā)動(dòng)機(jī)2，下旋翼片6和上旋翼片7作高速反 向轉(zhuǎn)動(dòng)，即可既能獲得升力又能使旋翼框架和駕駛盤等靜止不轉(zhuǎn)，當(dāng) 升力大于重力后，飛行器就開始上升，上升到所需高度后就不再轉(zhuǎn)動(dòng) 升降發(fā)動(dòng)機(jī)油門線的蝸桿而使蝸輪定位在適當(dāng)位置即可；需要前進(jìn) 時(shí)，啟動(dòng)推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)21使旋翼片22產(chǎn)生向后的推力，飛行器即可向 前飛行；如需轉(zhuǎn)彎，可轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤25，用轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪23經(jīng)傳動(dòng)裝置24 圍繞方向齒輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，即可使駕駛盤19繞支撐桿17轉(zhuǎn)動(dòng)而改變前 進(jìn)方向。降落時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)升降發(fā)動(dòng)機(jī)油門線的蝸桿，逐步關(guān)小升降發(fā)動(dòng) 機(jī)的油門即可逐步下降到預(yù)停地面或平臺(tái)，當(dāng)起落架選用有足夠浮力 的氣襄式起落架時(shí)，還可停到水面上。駕駛盤前上方還可增設(shè)駕駛室 以提高舒適性。具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理、體積小、價(jià)格低廉、安全性能好、 使用方便靈活，可以成為一種新的交通工具。
權(quán)利要求1. 一種陀螺式垂直升降飛行器包括起落架、垂直升降裝置、推進(jìn)裝置和控制裝置，所述起落架裝在垂直升降裝置的下方，推進(jìn)裝置和控制裝置裝在垂直升降裝置的上方，其特征在于垂直升降裝置包括升降發(fā)動(dòng)機(jī)、換向驅(qū)動(dòng)裝置、下旋翼片、上旋翼片和旋翼框架，所述升降發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸穿過(guò)固定在旋翼框架下框中心的下軸承座后與下旋翼片和換向驅(qū)動(dòng)裝置下部的主動(dòng)軸固定聯(lián)接，換向驅(qū)動(dòng)裝置上部的從動(dòng)軸與上旋翼片固聯(lián)后安裝在固定于旋翼框架上框中心的上軸承座上，換向驅(qū)動(dòng)裝置上部的從動(dòng)軸與換向驅(qū)動(dòng)裝置下部的主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同但轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
2、 如權(quán)利要求1所述的陀螺式垂直升降飛行器，其特征在于所述 換向驅(qū)動(dòng)裝置包括下錐形齒輪、上錐形齒輪、中錐形齒輪和中心軸， 中錐形齒輪裝在下錐形齒輪與上錐形齒輪之間，所述上錐形齒輪的錐 度、齒數(shù)、模數(shù)和形狀大小均與下錐形齒輪相同，下錐形齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng) 軸為換向驅(qū)動(dòng)裝置下部的主動(dòng)軸與升降發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸固定連接，上 錐形齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為換向驅(qū)動(dòng)裝置上部的從動(dòng)軸，從動(dòng)軸的中心設(shè)有 中心孔，中心軸裝在中心孔中，中錐形齒輪經(jīng)軸承和惰輪橫軸安裝在 中心軸下部，中心軸上端穿過(guò)從動(dòng)軸的中心孔后固裝在旋翼框架的上 框中心，從動(dòng)軸外緣與上旋翼片固聯(lián)后安裝在固定于旋翼框架上框的 上軸承座上，上旋翼片和下旋翼片為機(jī)翼式葉片。
3、 如權(quán)利要求2所述的陀螺式垂直升降飛行器，其特征在于所 述旋翼框架正上方固裝有一根支撐桿，支撐桿下部固裝有一個(gè)方向齒 輪和一個(gè)可繞桿轉(zhuǎn)動(dòng)的駕駛盤，駕駛盤與支撐桿之間裝有軸承，控制 裝置裝在駕駛盤的一側(cè)，推進(jìn)裝置裝在駕駛盤的另一側(cè)，推進(jìn)裝置包 括推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)和產(chǎn)生推力的旋翼片。
4、 如權(quán)利要求3所述的陀螺式垂直升降飛行器，其特征在于所述控制裝置包括方向控制裝置、升降控制裝置、推進(jìn)控制裝置和操作 臺(tái)椅，其中，方向控制裝置包括方向盤及轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪和傳動(dòng)裝置，固裝 在方向盤下端的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪經(jīng)傳動(dòng)裝置與垂直桿上的方向齒輪嚙合；升 降控制裝置包括控制升降發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)線、停車線和油門線，推進(jìn)控 制裝置包括控制推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)線、停車線和油門線，油門線的調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)選用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。
5、 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的陀螺式垂直升降飛行器， 其特征在于垂直升降裝置下方的起落架選用彈簧式起落架或氣襄式 起落架，。
6、 如權(quán)利要求5所述的陀螺式垂直升降飛行器，其特征在于垂 直升降裝置上方的支撐桿上部設(shè)有傘箱和能自動(dòng)打開的降落傘。
專利摘要本實(shí)用新型的陀螺式垂直升降飛行器包括起落架、垂直升降裝置、推進(jìn)裝置和控制裝置，所述垂直升降裝置包括升降發(fā)動(dòng)機(jī)、換向驅(qū)動(dòng)裝置、下旋翼片、上旋翼片和旋翼框架，經(jīng)換向驅(qū)動(dòng)裝置使下旋翼片、上旋翼片的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同但轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的旋翼片為機(jī)翼式葉片，在升降發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下相互作反向高速旋轉(zhuǎn)，可以相互抵消反力矩，使旋翼框架和駕駛盤等能夠不隨旋翼片轉(zhuǎn)動(dòng)而保持所需方位，且能像陀螺似的在前進(jìn)、后退、上升、下降時(shí)，保持平穩(wěn)而不會(huì)發(fā)生傾斜，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理、體積小、價(jià)格低廉、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，是一種適合城市交通中個(gè)人使用的垂直升降飛行器。
文檔編號(hào)B64C27/10GK201089520SQ200720038650
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者樊文炎 申請(qǐng)人:樊文炎