涵道式垂直升降飞行器及其液体容器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种涵道式垂直升降飞行器，其包括：驱动装置；能够在驱动装置的驱动下旋转的旋翼；内壁呈光滑环形结构且同轴地环绕旋翼的涵道；同轴地环绕旋翼的液体容器装置，所述液体容器装置由多个直接或间接连接的液体容器单元组合而成，其中，每个所述液体容器单元具有进液口、出液口、进气口、分别用于联通相邻液体容器单元的联通口、以及为所述进气口及联通口分别配设的控制阀门；液体重量分布控制装置，该液体重量分布控制装置被设计为适于根据传感数据确定该涵道式垂直升降飞行器的实时液体重量分布并由此产生用于使各所述控制阀门动作从而让液体在所述液体容器单元间流动的控制信号，从而实时调整该涵道式垂直升降飞行器的液体重量分布。

【技术实现步骤摘要】
涵道式垂直升降飞行器及其液体容器装置
本专利技术涉及一种涵道式垂直升降飞行器，特别是涉及一种具有液体容器装置的涵道式垂直升降飞行器。本专利技术还涉及一种用于所述涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置。
技术介绍
现有技术下，涵道式垂直升降飞行器面世多年，它通过环绕螺旋桨布置的圆环形屏障能够达到比开放桨更高的推力输出效率。尤其是，由于内燃机动力并不适于驱动多桨飞行器，因而单桨动力也是采用内燃机动力时的较优选的飞行器形式，因为多桨飞行器的各个旋翼的快速起动、停止和反向旋转能够在电机的控制下进行，但在内燃机动力的情况下却无法实现。虽然理论上和实践中业已证明，单桨涵道式飞行器较同样尺寸的开放桨动力飞行器有较高的悬停效率，但由于其设计的局限，单桨涵道式飞行器在装载物品时通常会产生重量分布不均匀并且影响飞行姿态的问题。随着无人机植保市场的发展，市场对无人机喷洒有了新的应用需求。因此，需要一种能够实现装载液体时保持重量平均分布的单桨涵道式垂直升降飞行器。在采用单桨涵道式飞行器装载液体的情况下，飞行器在飞行时整体会向一侧倾斜，这使得飞行器中的液体容器所携带液体的重量分布从飞行器处于水平姿态时的平均分布变为集中于倾斜方向。图7A和图7B以简化图示出了液体容器所携带液体的重量分布在飞行器倾斜前后的对比。因此，液体的流动性会使飞行器重量分布发生变化从而可能影响飞行器的飞行稳定性。在飞行过程中，这种液体重量分布向倾斜方向的集中会导致飞行器的整体重量分布不对称，并且飞行器的倾斜角度改变和转向也会随即引起液体的振荡，这些问题会导致飞行器的操控和机动性能受到影响。因此，希望在飞行器飞行过程中也能限制或调整液体容器内的液面，尽可能地保持液体的重量分布相对于飞行器水平姿态下保持不变。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题包括提供一种具有液体容器装置的涵道式垂直升降飞行器，其液体容器装置能够在飞行过程中保持重量平均分布。这一技术问题通过一种根据本专利技术的涵道式垂直升降飞行器加以解决，该涵道式垂直升降飞行器包括：驱动装置，该驱动装置为内燃机驱动装置或电机驱动装置；旋翼，所述旋翼能够在所述驱动装置的驱动下旋转；涵道，该涵道的涵道内壁呈光滑环形结构且同轴地环绕所述旋翼；其中，该涵道式垂直升降飞行器还包括：液体容器装置，该液体容器装置布置为同轴地环绕所述旋翼，所述液体容器装置由多个直接或间接连接的液体容器单元组合而成，其中，每个所述液体容器单元具有进液口、出液口、进气口、分别用于联通相邻液体容器单元的第一联通口和第二联通口、以及为所述进气口及第一联通口和第二联通口分别配设的进气口控制阀门、第一联通口控制阀门和第二联通口控制阀门，其中，各液体容器单元的进液口通过入口管路汇合到所述液体容器装置的单一的进液口，各液体容器单元的出液口通过出口管路汇合到所述液体容器装置的单一的出液口；液体重量分布控制装置，该液体重量分布控制装置被设计为适于根据传感数据确定该涵道式垂直升降飞行器的实时液体重量分布并由此产生用于操纵各所述控制阀门的控制信号，各所述控制阀门根据所述控制信号动作，使液体在所述液体容器单元间流动，从而实时调整该涵道式垂直升降飞行器的液体重量分布。优选的是，所述第一联通口或第二联通口被设计为，打开/关闭该液体容器单元的第一联通口或第二联通口能够使液体通过第一联通口或第二联通口流入/流出该液体容器单元，所述液体重量分布控制装置被设计为适于产生操纵特定液体容器单元的第一联通口控制阀门或第二联通口控制阀门的控制信号。优选的是，所述进气口被设计为，打开/关闭该液体容器单元的进气口能够使液体流入/流出该液体容器单元，所述液体重量分布控制装置被设计为适于产生操纵特定液体容器单元的进气口控制阀门的控制信号。优选的是，所述液体容器单元中的一个或多个配设有用于从一个所述液体容器单元中抽吸液体到另一个所述液体容器单元的液体抽吸装置，所述液体重量分布控制装置被设计为适于产生用于操纵所述液体抽吸装置的控制信号。优选的是，所述传感数据包括飞行器水平仪、加速度传感器提供的飞行姿态数据和/或液面传感器提供的液面位置数据。优选的是，所述液体容器单元的数目为三至四个。这样每个液体容器单元的弧度和尺度不至于过大，有利于加工。本专利技术所要解决的技术问题还包括提供一种用于涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置，其液体容器装置能够在飞行过程中保持重量平均分布。这一技术问题通过一种用于涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置，该液体容器装置由能够直接或间接地连接成环形结构的多个液体容器单元组合而成，其特征在于，各所述液体容器单元上设有进液口、出液口、进气口、用于联通相邻液体容器单元的联通口、以及为所述进液口、出液口、进气口、或联通口分别配设的控制阀门，其中，各所述控制阀门由所述涵道式垂直升降飞行器的液体重量分布控制装置根据传感数据统一地控制。优选的是，为所述进气口配设的控制阀门与为联通口配设的控制阀门能够分别被单独地控制。换言之，可以单独只操纵为进气口配设的控制阀门打开/关闭相应的液体容器单元的进气口，从而改变该液体容器单元与相邻液体容器单元之间的压力差。这样，在液体容器单元的联通口打开的情况下，液体就能够通过该联通口从相邻液体容器单元流入或者流出到相邻液体容器单元。亦可以只操纵为联通口配设的控制阀，控制阀的打开/关闭决定了相邻液体容器单元是否通过该联通口连通，而涵道式垂直升降飞行器的倾斜飞行姿态造成的相邻各液体容器单元之间压力差则决定了液体通过打开的联通口的流动方向。优选的是，所述液体容器装置的结构被设计为适于固定在所述涵道式垂直升降飞行器的涵道外周。但是，亦可将所述液体容器装置的内壁本身设计为光滑环形结构，以直接形成所述涵道式垂直升降飞行器的涵道。优选的是，所述液体容器装置的外轮廓不限于圆形，亦可为环形、多边形、或者不规则形状。应当理解，对液体重量分布的控制既包括通过以上述液体重量分布控制装置控制不同液体容器单元之间的液体流动来主动地调整液体重量在空间上的分布，亦包括通过分割液体容器装置或每个液体容器单元内的空间来被动地限制液体重量分布在空间上的改变。而且，在一个涵道式垂直升降飞行器中可以同时采用对液体流动的上述主动调整和被动限制。附图说明本专利技术的上述属性、特征和优点及其实现方式将在下面对实施例的示意性描述中变得更清楚和更容易理解，并且在下面参考附图更详细地解释。图1是根据本专利技术的涵道式垂直升降飞行器的立体视图；图2是根据本专利技术的涵道式垂直升降飞行器的分解透视图；图3是根据本专利技术的涵道式垂直升降飞行器的俯视图；图4A是根据本专利技术的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元的俯视图；图4B是根据本专利技术的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元沿图4A的A-A线的剖视图；图4C是根据本专利技术的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元的侧视图；图5是根据本专利技术的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元的示意图，其中示出进气口、第一和第二连通口上布置有控制阀门；图6是根据本专利技术的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的控制原理图；图7A以简化图示意表示了液体容器装置所携带液体的重量分布在飞行器倾斜前的状态；图7B以简化图示意表示了液体容器装置所携带液体的重量分布在飞行器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涵道式垂直升降飞行器，其包括：驱动装置，该驱动装置为内燃机驱动装置或电机驱动装置；旋翼，所述旋翼能够在所述驱动装置的驱动下旋转；涵道，该涵道的涵道内壁呈光滑环形结构且同轴地环绕所述旋翼；其特征在于，该涵道式垂直升降飞行器还包括：液体容器装置，该液体容器装置布置为同轴地环绕所述旋翼，所述液体容器装置由多个直接或间接连接的液体容器单元组合而成，其中，每个所述液体容器单元具有进液口、出液口、进气口、分别用于联通相邻液体容器单元的第一联通口和第二联通口、以及为所述进气口及第一联通口和第二联通口分别配设的进气口控制阀门、第一联通口控制阀门和第二联通口控制阀门，其中，各液体容器单元的进液口通过入口管路汇合到所述液体容器装置的单一的进液口，各液体容器单元的出液口通过出口管路汇合到所述液体容器装置的单一的出液口；液体重量分布控制装置，该液体重量分布控制装置被设计为适于根据传感数据确定该涵道式垂直升降飞行器的实时液体重量分布并由此产生用于操纵各所述控制阀门的控制信号，各所述控制阀门根据所述控制信号动作，使液体在所述液体容器单元间流动，从而实时调整该涵道式垂直升降飞行器的液体重量分布。

【技术特征摘要】
1.一种涵道式垂直升降飞行器，其包括：驱动装置，该驱动装置为内燃机驱动装置或电机驱动装置；旋翼，所述旋翼能够在所述驱动装置的驱动下旋转；涵道，该涵道的涵道内壁呈光滑环形结构且同轴地环绕所述旋翼；其特征在于，该涵道式垂直升降飞行器还包括：液体容器装置，该液体容器装置布置为同轴地环绕所述旋翼，所述液体容器装置由多个直接或间接连接的液体容器单元组合而成，其中，每个所述液体容器单元具有进液口、出液口、进气口、分别用于联通相邻液体容器单元的第一联通口和第二联通口、以及为所述进气口及第一联通口和第二联通口分别配设的进气口控制阀门、第一联通口控制阀门和第二联通口控制阀门，其中，各液体容器单元的进液口通过入口管路汇合到所述液体容器装置的单一的进液口，各液体容器单元的出液口通过出口管路汇合到所述液体容器装置的单一的出液口；液体重量分布控制装置，该液体重量分布控制装置被设计为适于根据传感数据确定该涵道式垂直升降飞行器的实时液体重量分布并由此产生用于操纵各所述控制阀门的控制信号，各所述控制阀门根据所述控制信号动作，使液体在所述液体容器单元间流动，从而实时调整该涵道式垂直升降飞行器的液体重量分布。2.根据权利要求1所述的涵道式垂直升降飞行器，其特征在于，所述第一联通口或第二联通口被设计为，打开/关闭该液体容器单元的第一联通口或第二联通口能够使液体通过第一联通口或第二联通口流入/流出该液体容器单元，所述液体重量分布控制装置被设计为适于产生操纵特定液体容器单元的第一联通口控制阀门或第二联通口控制阀门的控制信号。3.根据权利要求1或2所述的涵道式垂直升降飞行器，其特征在于，所述进气口被设计为，打开/关闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯帆，
申请(专利权)人：千叶智能科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44