[发明专利]一种具有自动平衡功能的空中运输飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞行器，特别是一种具有自动平衡功能的空中运输飞行器，属于物流运输领域。

背景技术

目前，多旋翼无人机发展非常迅速，为了保证飞行安全，大都采用各种避障技术， 也就是不让飞行器与障碍物接触的方式。

在保护飞行器的防撞中，最常见的一种是在桨叶周围增加一个防护圈，这种方式 仅能对桨叶有一定的保护作用，而不能保护飞行器的其他部分，更不能有效的保障碰撞后 的飞行器的有效飞行。

另一种比较好的防撞结构如申请号为201480024468 .2的中国专利申请，其公开一种垂直起降飞行器，包括内框架，平衡环系统和外框架，内框架包括推进系统和控制系统， 推进系统产生升力，控制系统控制所述内框架的方位，平衡环系统用至少两个旋转轴将内 框架连接到外框架，使得外框架具有独立于内框架旋转的自由度，内框架具有一个与各旋 转轴均大致重合的质心。从而实现减少通过与外部物体接触所引起的干扰的系统，允许飞 行器与障碍物碰撞，同时大部分时间保持在稳定方位中。这种结构由于“内框架具有一个与 各旋转轴均大致重合的质心”，使得飞行器处于一种随遇平衡状态(即飞行器不能始终保持 水平状态 )，而不是稳定平衡状态，这种飞行器的机动性与灵活性比较好，但稳定性相对就 比较差，碰撞时会由于外框架内的飞行器发生偏转而导致飞行的稳定性能受到很大影响， 不太适合狭窄空间的搜索飞行。

如申请号为201210340892.0 的发明，一个以外层旋转获取动力的飞行器，控制、操作、载荷等等均在内层，所以内层的平稳关乎成败，为解决这个问题，该发明专门设置了一套动量平衡装置：外层上部边缘设置轮齿，周边依附4个导向轮，导向轮衔接外部、内部旋转体；内部旋转体成筒状，上边是伞状体骨架，下边与飞行器内层用轴承衔接；这种设置，外层如顺时针方向旋转，导向轮亦顺时针方向旋转，而导向轮却驱动内部旋转体逆时针方向旋转，其转动惯量大小取决于内部旋转体外伸伞状骨架的大小；整个装置最终达到的结果是：动量守恒：外层转动惯量kg-自重kg-荷载kg-内部旋转体转动惯量kg<0，飞行器运行平稳，内部操控安全。

又如申请号为201210340864.9的发明，一种新型飞行器，其原理为：磁重力发电机产生的电流，经可调变压器调整后，导入内层边缘线圈产生旋转磁场，旋转磁场作用外层磁性涂层产生旋转动能推动外层旋转，外层旋转扰动大气产生浮力，浮力的大小取决于转数的高低即电压的大小和线圈的匝数，同时决定飞行器的升降；前后左右可操纵陀螺仪选取。整体设计满足以下条件：能量守恒：浮力kg-荷载kg-自重kg>0，满足起飞条件。飞行器的设置分内层和外层整体飞行，为防止外层的转动惯量太大，扰动内层，影响操作人员在内层操作，该发明特设置了转动惯量平衡装置，整体设计满足以下条件：动量守恒：外层转动惯量kg-荷载kg-自重kg-平衡装置产生的转动惯量<0，平稳运行，方便驾驶。

又如申请号为201620297783.9实用新型，公开一种自平衡防撞飞行器，包括内飞行器、防护罩以及多轴平衡装置，所述内飞行器通过所述多轴平衡装置设置在所述防护罩内；所述多轴平衡装置包括一平衡轴以及一平衡环，所述平衡轴的两端分别通过第一铰接组件铰接到所述平衡环上使所述平衡环可以相对于所述平衡轴在第一旋转轴旋转，所述平衡环通过第二铰接组件铰接到所述防护罩上使所述平衡环可以相对于所述防护罩在第二旋转轴旋转，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴正交；所述内飞行器设置在所述平衡轴的中心位置，所述内飞行器的重心设置于所述平衡轴的中心点下方并与垂直旋转轴重合，所述垂直旋转轴与所述第一旋转轴、第二旋转轴正交。该自平衡防撞飞行器稳定性好。

以上三份相关技术中并没有有效解决飞行器在带有货物时或紧急下落时所应当具有平衡作用，而一般的平衡装置也会很容易受到外界环境因素的干扰。不能完全实现其功能。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种具有自动平衡功能的空中运输飞行器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：