用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于游樂(lè)器具領(lǐng)域，具體為用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器。其包括：氦氣球、多旋翼飛行器、載人倉(cāng)、連接裝置、緩沖軟體；氦氣球設(shè)置在多旋翼飛行器中心位置，載人倉(cāng)在氦氣球的正下方，緩沖軟體粘貼在氦氣球上部的頂端位置，連接裝置按上述位置將氦氣球、多旋翼飛行器、載人倉(cāng)連接在一起。氦氣球?yàn)槎嘈盹w行器克服了一部分重力，使本發(fā)明載人載物后，其電機(jī)的速度無(wú)需太高，有效地解決了氦氣球的機(jī)動(dòng)靈活性問(wèn)題，也有效地解決了多旋翼飛行器載人載重物的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于游樂(lè)器具領(lǐng)域，具體為用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器。【背景技術(shù)】
[0002]氦氣球可以載人升空，但靈活性、控制性能不好，多旋翼飛行器在空中的靈活性、 控制性良好，但載重量太小，如果增加載重量，其生產(chǎn)成本和技術(shù)難度飛速增加。
[0003]譬如:直徑為5米的氦氣球，具有600多牛頓的提升力，氣球單層受到地球的引力是 50牛頓，雙層受到地球的引力是250牛頓，直徑為50米的氦氣球的提升力，減去自身的氦氣球材料的地球引力，600牛頓減去50牛頓，或者減去200,就是500多牛頓，或者是400多牛頓， 也就是說(shuō)直徑為5米的氦氣球可以提起大約50多公斤，或者40多公斤的重物，這個(gè)重量比一個(gè)人的重量略輕一些，相當(dāng)于一個(gè)人的重量。雖然氦氣球能將一個(gè)人提升到空中，但人們卻無(wú)法控制氦氣球的升降和飛行，尤其是載人飛上去后，無(wú)法降到地面，目前的技術(shù)采用繩子拉下來(lái)的方式，失去了很多樂(lè)趣。
[0004]多旋翼飛行器，相鄰的電機(jī)正反旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到一定的速度時(shí)，可以升空，在多旋翼飛行器平衡飛行時(shí)，陀螺效應(yīng)和空氣動(dòng)力扭矩效應(yīng)均被抵消。通過(guò)姿態(tài)控制，多旋翼飛行器分別沿3個(gè)坐標(biāo)軸作旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)，在空中做全方位的飛行。為了保持飛行器的穩(wěn)定飛行， 在多旋翼飛行器上裝有陀螺儀和軸加速度傳感器組成慣性導(dǎo)航模塊，可以計(jì)算出飛行器此時(shí)相對(duì)地面的姿態(tài)以及加速度、角速度。飛行控制器通過(guò)算法計(jì)算保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)所需的旋轉(zhuǎn)力和升力，通過(guò)電子調(diào)控器來(lái)保證電機(jī)輸出合適的力。
[0005]多旋翼飛行器的機(jī)械結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比直升機(jī)簡(jiǎn)單，維修和更換的開(kāi)銷也非常小，這讓多旋翼飛行器有了比直升機(jī)更大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，尤其是近年來(lái)一些重量相對(duì)于金屬材料又能替代金屬材料的新材料的出現(xiàn)，以及電池技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使多旋翼飛行器開(kāi)始涉足航拍領(lǐng)域、物流領(lǐng)域、電影制做領(lǐng)域、農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥領(lǐng)域、工程作業(yè)、軍工領(lǐng)域，隨著電池技術(shù)的進(jìn)一步突破，我們預(yù)測(cè)多旋翼飛行器將會(huì)廣泛應(yīng)用于更多的領(lǐng)域。
[0006]但是多旋翼飛行器存在著一個(gè)最大的缺陷:載重太少?，F(xiàn)在市面上的多旋翼飛行器，沒(méi)有載重量的多旋翼飛行器幾十元幾百元一個(gè)，載重1公斤以上的多旋翼飛行器幾千元一個(gè)，載重5公斤以上的多旋翼飛行器幾萬(wàn)元一個(gè)，載重20公斤以上的多旋翼飛行器幾十萬(wàn)元一個(gè)，目前市場(chǎng)上所見(jiàn)的載重量最大的也就是35公斤一個(gè)，為什么會(huì)這樣呢？因?yàn)楫?dāng)載重量越大時(shí)，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就要求非常高，相應(yīng)地對(duì)其它另部件的要求也增加了難度，所以技術(shù)難度和生產(chǎn)成本都會(huì)隨著載重量的增加而迅速增加。
[0007]現(xiàn)有的技術(shù)，要想讓氦氣球載人靈活飛行，是不可能的，要想讓多旋翼飛行器載人飛行，難度大成本高，而且成本和安全性問(wèn)題無(wú)法有效解決。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，提供一種用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，將氦氣球設(shè)置在多旋翼飛行器中心位置，多旋翼飛行器使氦氣球靈活機(jī)動(dòng)，氦氣球?yàn)槎嘈盹w行器克服了一部分重力，使本發(fā)明載人后，其電機(jī)的速度無(wú)需太高，有效地解決了氦氣球的機(jī)動(dòng)靈活性問(wèn)題，也有效地解決了多旋翼飛行器載人載重物的問(wèn)題。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0010]用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其包括，氦氣球1，多旋翼飛行器 2，載人倉(cāng)3，連接裝置4，緩沖軟體5;所述氦氣球1設(shè)置在多旋翼飛行器2中心位置，載人倉(cāng)3 在氦氣球1的正下方;所述緩沖軟體5粘貼在氦氣球1上部的頂端位置，所述連接裝置4按上述位置將氦氣球1、多旋翼飛行器2、載人倉(cāng)3連接在一起。[〇〇11]所述連接裝置4中的每個(gè)連接器的中間部位與多旋翼飛行器2的機(jī)架固定連接，上端與其它連接器連接4,下端與載人倉(cāng)3連接。
[0012]所述氦氣球1分為兩層，一層為內(nèi)層，其功能以密封氦氣為主，進(jìn)氣口為一根軟管， 充氣后軟管口用密封膠封死，再次充氣時(shí)，割斷軟管的密封頭，再充氣后再用密封膠將充氣口封死，另一層為外層，其功能以增加強(qiáng)度、克服張力、克服磨擦為主。
[0013]所述載人倉(cāng)3內(nèi)設(shè)置有坐椅和操作手柄，所述坐椅上設(shè)置有安全帶，安全帶可以將人的胸部、腹部固定在坐椅靠背上，安全帶還可以將人的兩條腿固定在坐椅前腿上，所述坐椅的前腿為電池，后腿為備用電池，電池通過(guò)電線與多旋翼載人飛行器、操作手柄連通。所述操作手柄與多旋翼飛行器2有線連接，或者無(wú)線搖控。[〇〇14]所述連接裝置4中的連接器為輕質(zhì)硬體連接桿，或軟體繩。
[0015]所述載人倉(cāng)3底部安裝一塊與載人倉(cāng)3底部大小形狀一樣的大氣泡緩沖軟體。
[0016]本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明采用多旋翼飛行器技術(shù)，靈活機(jī)動(dòng)，可在空中自由升降、飛行。
[0017]2、本發(fā)明因氦氣球克服了大部分重量，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電池的電量等要求降低，從而大大降低了生產(chǎn)成本和技術(shù)難度，并且可以載50公斤以上的貨物和人員，成為載人飛行器。
[0018]3、本發(fā)明因采用了緩沖軟體，使氦氣球與飛行器之間接觸部分平和，使氦氣球不易損壞。
[0019]4、本發(fā)明因體積龐大，但重量很輕，如果發(fā)生機(jī)械或電路故障，不會(huì)直接摔落下來(lái)，而是飄落下來(lái)，所以非常安全。
[0020]5、本發(fā)明用電量小，載重量大，可以多攜帶電池，在空中長(zhǎng)時(shí)間兜留、飛行。[0021 ]6、本發(fā)明的重量集中在最底部，所以本發(fā)明在空中還是在地面，可最大限度保持不傾斜，下落到接觸地面時(shí)，可保證底部的大氣泡緩沖軟體與地面近平行接觸，沒(méi)有震動(dòng)， 彈性較小，使乘坐人員舒適度大大增加，從而使老弱病殘人員也可乘坐。
[0022]7、本發(fā)明采有有線手柄操作和無(wú)線搖控操作兩種方式，這樣在電磁擾大的場(chǎng)合也可以正常使用?！靖綀D說(shuō)明】[0〇23]圖1為本發(fā)明不意圖；圖2為本發(fā)明例一機(jī)架示意圖；圖3為本發(fā)明例一機(jī)架的桿與安裝桿連接示意圖；圖4為本發(fā)明例二機(jī)架的俯視示意圖；圖5為本發(fā)明例二機(jī)架的主視示意圖；圖6為本發(fā)明例三機(jī)架示意圖。
[0024]其圖中，丨一氦氣球，2一多旋翼飛行器，21一桿，22一桿孔，23一安裝桿，24一電機(jī)延長(zhǎng)桿，25—連接桿，211—螺栓孔，3—載人倉(cāng)，4一連接裝置，5—緩沖軟體?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其包括，氦氣球1，多旋翼飛行器 2，載人倉(cāng)3，連接裝置4，緩沖軟體5;所述氦氣球1設(shè)置在多旋翼飛行器2中心位置，載人倉(cāng)3 在氦氣球1的正下方;所述緩沖軟體5粘貼在氦氣球1上部的頂端位置，所述連接裝置4按上述位置將氦氣球1、多旋翼飛行器2、載人倉(cāng)3連接在一起。
[0026]所述連接裝置4中的每個(gè)連接器的中間部位與多旋翼飛行器2的機(jī)架固定連接，上端與其它連接器連接4,下端與載人倉(cāng)3連接所述氦氣球1分為兩層，一層為內(nèi)層，其功能以密封氦氣為主，進(jìn)氣口為一根軟管，充氣后軟管口用密封膠封死，再次充氣時(shí)，割斷軟管的密封頭，再充氣后再用密封膠將充氣口封死，另一層為外層，其功能以增加強(qiáng)度、克服張力、克服磨擦為主。[〇〇27]所述載人倉(cāng)3內(nèi)設(shè)置有坐椅和操作手柄，所述坐椅上設(shè)置有安全帶，安全帶可以將人的胸部、腹部固定在坐椅靠背上，安全帶還可以將人的兩條腿固定在坐椅前腿上，所述坐椅的前腿為電池，后腿為備用電池，電池通過(guò)電線與多旋翼載人飛行器、操作手柄連通。所述操作手柄與多旋翼飛行器2有線連接，或者無(wú)線搖控。
[0028]所述連接裝置4中的連接器為輕質(zhì)硬體連接桿，或軟體繩。
[0029]所述載人倉(cāng)3底部安裝一塊與載人倉(cāng)3底部大小形狀一樣的大氣泡緩沖軟體。
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:如圖1所示的例一實(shí)施例:用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其包括，氦氣球1，多旋翼飛行器2,載人倉(cāng)3,連接裝置4,緩沖軟體5;所述氦氣球1設(shè)置在多旋翼飛行器 2中心位置，載人倉(cāng)3在氦氣球1的正下方;所述緩沖軟體5粘貼在氦氣球1，所述連接裝置4按上述位置將氦氣球1、多旋翼飛行器2、載人倉(cāng)3連接在一起。[0031 ]實(shí)施例一的氦氣球1直徑為5.5米，分為兩層，外層優(yōu)選為T(mén)PU復(fù)合材料，內(nèi)層優(yōu)選為T(mén)PU材料，TPU的中文名稱是熱塑性聚氨酯彈性體，TPU材料具有很強(qiáng)的高張力、高拉力、強(qiáng)韌性和耐老化的特性，同是還具有高防水性透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。氦氣球1的內(nèi)層，其功能以密封氦氣為主，外層，其功能以增加強(qiáng)度、克服張力、克服磨擦為主。氦氣球1充氣口為一根硅膠管，氦氣通過(guò)硅膠管充入氦氣球1后，封口膠封其口，防止氣體泄漏，如果需要再充氦氣，將硅膠管頭割掉，再次充入氦氣，再次用封口膠封其口，防止氣體泄漏。
[0032]實(shí)施例一的緩沖軟體5粘貼在氦氣球1頂端。其材料優(yōu)選為大泡沫的EPP材料(聚丙烯發(fā)泡樹(shù)脂)，它是一種高技能環(huán)保泡沫材料，具有高強(qiáng)度，高回彈性，耐沖擊、耐腐蝕，不易破損等優(yōu)異性能。[〇〇33]本實(shí)施例所述的氦氣球1除去本身的重力，具有500多牛頓的提升力，本實(shí)施例所述的載人倉(cāng)3、多旋翼飛行器2、一個(gè)人體三者的重量具有向下600多牛頓的提升力，提升力和地球引力，這兩者的力相反，兩者的著力點(diǎn)集中在氦氣球1頂部，那么這個(gè)部位是最容易磨損的地方，所以在此粘貼一張直徑為3米的緩沖軟體5,以保證氦氣球1的完好。
[0034]實(shí)施例一的多旋翼飛行器2為8軸旋翼飛行器，機(jī)架由碳纖維材料制成，如圖1、圖 2、圖3所示，機(jī)架為正八邊形，其機(jī)架包括:桿21、安裝桿23,在桿21的正中心位置設(shè)置有桿孔22。相鄰兩根桿21與安裝桿23通過(guò)螺栓孔211由螺栓固定，螺栓將八根桿21固定成為正八邊形，每個(gè)安裝桿23通過(guò)螺栓孔211由螺栓固定一個(gè)電機(jī)，相鄰的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反。所述螺栓是用碳纖維材料制做的螺栓，碳纖維螺栓和碳纖維螺帽的絲紋組成的平面，與螺帽擰緊與退出的方向形成20度與50度的角度，這樣本發(fā)明運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的震動(dòng)就不易使螺帽松動(dòng)。[〇〇35]所述載人倉(cāng)3內(nèi)設(shè)置有坐椅、操作手柄、搖控器，所述坐椅上設(shè)置有安全帶，安全帶可以將人的胸部、腹部固定在坐椅靠背上，安全帶還可以將人的兩條腿固定在坐椅前腿上。 坐椅前腿內(nèi)安裝有抗震鋰電池。載人倉(cāng)3的底部安裝一層大泡沫的EPP材料。
[0036]所述連接裝置4中的連接器為尼龍繩，尼龍繩穿過(guò)多旋翼飛行器2的機(jī)架孔22,并與桿21捆綁牢靠，上端與其它7根尼龍繩固定連接在一起，下端與載人倉(cāng)3捆綁牢靠。
[0037]如圖4、圖5所示，實(shí)施例二的多旋翼飛行器為6軸旋翼飛行器，機(jī)架由碳纖維材料制成，機(jī)架為圓形，其機(jī)架包括:桿21、安裝桿23、電機(jī)延長(zhǎng)桿24，在安裝桿23與安裝桿23之間桿21的中間位置設(shè)置有桿孔22。桿21與安裝桿23通過(guò)螺栓孔由螺栓固定在一起，每個(gè)安裝桿23安裝一個(gè)電機(jī)，電機(jī)與通過(guò)電機(jī)延長(zhǎng)桿24與安裝桿23固定連接，電機(jī)延長(zhǎng)桿24的作用是防止電機(jī)上的螺旋槳與氦氣球相接觸，相鄰的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0038]實(shí)施例二的氦氣球，安裝在6軸旋翼飛行器中心位置，其直徑為6米，分為兩層，夕卜層優(yōu)選為碳纖維布，內(nèi)層優(yōu)選為T(mén)HJ材料。
[0039]實(shí)施例二的連接裝置中的連接器為纖維繩，纖維繩穿過(guò)多旋翼飛行器的機(jī)架孔， 并與桿捆綁牢靠，上端與其它5根尼龍繩固定連接在一起，下端與載人倉(cāng)捆綁牢靠。
[0040]如圖6所示，實(shí)施例三的多旋翼飛行器為4軸旋翼飛行器，機(jī)架由鈦合金管材料制成，機(jī)架包括:桿21、安裝桿23、連接桿25,連接桿25將桿21和安裝桿23連接起來(lái)，起到加固的作用，桿21為四根，每根桿21為四分之一圓的弧形結(jié)構(gòu)，在最頂端相連接，每根桿21的另一端與安裝桿23的一端固定連接，安裝桿23為直角三角形的兩個(gè)直角邊，另一端安裝電機(jī)和螺旋槳，因螺旋槳向上垂直延伸，所以螺旋槳不會(huì)接觸氦氣球。
[0041]氦氣球的上半部分在機(jī)架內(nèi)，下半部分由尼龍繩纜住。
[0042]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明的使用過(guò)程和方法描述如下:以實(shí)施例一為例進(jìn)行描述。[〇〇43]在室內(nèi)，或者在室外風(fēng)級(jí)在三級(jí)以下的氣候條件下，實(shí)施例一由尼龍繩固定在地面固定粧上，這時(shí)實(shí)施例一具有400多牛頓的提升力，一個(gè)60公斤重的人，具有大約600牛頓的地球引力，當(dāng)這個(gè)人坐進(jìn)載人倉(cāng)后，地球?qū)?shí)施例一的引力加上實(shí)施例一氦氣的提升力， 大約在100牛頓至200牛頓之間，也就是說(shuō)實(shí)施例一加上人體的總重量大約在10公斤至20公斤之間。
[0044]這個(gè)人坐進(jìn)載人倉(cāng)后，系好胸、腹、腿安全帶，解開(kāi)用于固定在地面上的尼龍繩，打開(kāi)坐椅前腿上的電池電源開(kāi)關(guān)，用雙手操作操作手柄，本發(fā)明即可升空、飛行、降落。
[0045]降落后由地面工作人員將本實(shí)施例栓好在地面固定粧上，這個(gè)人打開(kāi)載人倉(cāng)，走出載人倉(cāng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其特征在于，其包括，氦氣球，多旋 翼飛行器，載人倉(cāng)，連接裝置，緩沖軟體;所述氦氣球設(shè)置在多旋翼飛行器中心位置，載人倉(cāng) 在氦氣球的正下方;所述緩沖軟體粘貼在氦氣球上部的頂端位置，所述連接裝置按上述位 置將氦氣球、多旋翼飛行器、載人倉(cāng)連接在一起，所述連接裝置中的每個(gè)連接器的中間部位 與多旋翼飛行器的機(jī)架固定連接，上端與其它連接器連接，下端與載人倉(cāng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其特征在于， 所述氦氣球1分為兩層，一層為內(nèi)層，其功能以密封氦氣為主，進(jìn)氣口為一根軟管，充氣后軟 管口用密封膠封死，再次充氣時(shí)，割斷軟管的密封頭，再充氣后再用密封膠將軟管封死，另 一層為外層，其功能以增加強(qiáng)度、克服張力、克服磨擦為主。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其特征在于， 所述載人倉(cāng)內(nèi)設(shè)置有坐椅、操作手柄，所述坐椅上設(shè)置有安全帶，安全帶可以將人的胸部、 腹部固定在坐椅靠背上，安全帶還可以將人的兩條腿固定在坐椅前腿上，所述坐椅的前腿 為電池，后腿為備用電池，電池通過(guò)電線與多旋翼載人飛行器、操作手柄連通，所述操作手 柄與多旋翼飛行器為有線連接，或者無(wú)線搖控。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其特征在于， 機(jī)架上所采用的螺栓為碳纖維螺栓螺帽，碳纖維螺栓和碳纖維螺帽的絲紋組成的平面，與 螺帽擰緊與退出的方向形成一個(gè)20度至50度的角度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其特征在于， 所述連接裝置中的連接器為輕質(zhì)硬體連接桿，或軟體繩。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其特征在于， 緩沖軟體的材料為大氣泡泡沫材料，形狀為圓弧體，大小適合于粘貼在氦氣球頂端。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用氦氣球克服一部分重力的多旋翼載人飛行器，其特征在于， 載人倉(cāng)的底部安裝一層軟體材料。
【文檔編號(hào)】B64C27/08GK105947168SQ201610387041
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月4日
【發(fā)明人】楊京廣, 鄭柏林, 鄭國(guó)榮
【申請(qǐng)人】鄭州中德美游樂(lè)設(shè)備有限公司