一种三维飞行器制造技术

本实用新型专利技术涉及飞行器设计领域，具体地说是一种可在任意角度悬停的三维飞行器，包括机架(1)、三维环、驱动电机(9)、旋翼(7)及飞行控制组件，机架(1)上固定连接有沿周向分布的力臂(2)，力臂(2)之间安装有三维环，三维环底部安装有驱动电机(9)，驱动电机(9)的输出端连接电机丝杆(8)，电机丝杆(8)安装在三维环内，电机丝杆(8)上安装有旋翼(7)，旋翼(7)安装在三维环中心点处，机架(1)中心位置处安装有用于控制飞行的飞行控制组件；本实用新型专利技术同现有技术相比，结构新颖，设计合理，使飞行器无论处于哪种飞行状态都能稳定悬停，实现了现今所有旋翼飞行器都不能实现的任意角度悬停状态。

【技术实现步骤摘要】
[
]本技术涉及飞行器设计领域，具体地说是一种可在任意角度悬停的三维飞行器。[
技术介绍
]如今飞行器都只是类似结构，只是在水平面内增减电机。三轴飞行器是能够稳定自身飞行且运用电机最少的可悬停飞行器，没有更多的冗余，可稳定的实行3个方向各相隔120度夹角的水平方向控制，对于竖直方向能够快速地达到位置，相比其他旋翼飞行器其飞行的稳定性较弱。四轴飞行器的四个螺旋桨都是电机直连的简单机构，十字形的布局允许飞行器通过改变电机转速获得旋转机身的力，从而调整自身姿态。四轴飞行器如今是最受大众所关注的多旋翼飞行器，取决于本身的稳定性，结构稳定性，飞行灵活性。能够完成垂直、前后、俯仰、滚转、偏航运动。六轴飞行器，八轴飞行器相比于四轴飞行器多了更多的冗余电机，增强了其稳定性以至于航拍功能能够更好地实现，相对地失去了灵活翻转等功能。目前，可悬停飞行器都是在同一水平面上通过多个旋翼共同合作实现，只是添加或者减少冗余电机，没有任何一种旋翼飞行器能够保持一个固定角度而稳定下来，全机身侧向稳定，甚至于翻转过来以后还能够正常且稳定地飞行。[
技术实现思路
]本技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种三维飞行器，结构新颖，设计合理，使飞行器无论处于哪种飞行状态都能稳定悬停，实现了现今所有旋翼飞行器都不能实现的任意角度悬停状态。为实现上述目的设计一种三维飞行器，包括机架1、三维环、驱动电机9、旋翼7及飞行控制组件，所述机架1上固定连接有沿周向分布的力臂2，所述力臂2之间安装有三维环，所述三维环底部安装有驱动电机9，所述驱动电机9的输出端连接电机丝杆8，所述电机丝杆8安装在三维环内，所述电机丝杆8上安装有旋翼7，所述旋翼7安装在三维环中心点处，所述机架1中心位置处安装有用于控制飞行的飞行控制组件。所述三维环设置有至少三个，至少三个所述三维环沿机架1周向均匀分布。所述三维环包括三维环外环5及三维环内环6，所述三维环内环6的任意一条直径上一端固定驱动电机9，另一端打孔固定微型轴承13，所述电机丝杆8伸入到顶端微型轴承13内部，设三维环内环6中心点为原点建立三维坐标系，以0°水平方向为x轴，90°水平方向为y轴，垂直方向为z轴，所述旋翼7固定在三维环内环6原点上，所述旋翼7沿x轴伸展，所述三维环内环6外壁的y轴方向上设有外孔一，所述三维环外环5内壁的x轴方向设有内孔一，所述三维环内环6外孔一与三维环外环5内孔一通过内环外环连接杆12可旋转式连接，所述三维环外环5外壁的y轴方向设有外孔二，所述力臂2端部设有力臂孔，所述外孔二与力臂孔通过力臂外环连接杆4连接。所述三维环内环6内壁上设有内孔二，所述内孔二与电机丝杆8通过连接杆连接，所述驱动电机9通过电机固定架10安装在三维环内环6上。所述外孔一、内孔一、外孔二、内孔二、力臂孔均为不贯穿孔。所述外孔一深入三维环内环6环壁一半，所述内孔一深入三维环外环5环壁一半，所述外孔二深入三维环外环5环壁一半，所述内孔二深入三维环内环6环壁一半，所述力臂孔深入力臂2一半。所述旋翼7通过限位环固定连接在电机丝杆8上，所述三维环内环6重心位于驱动电机9处。所述机架1底端设置有凹孔，所述机架1底端的凹孔内安装有摄像头。所述力臂2下端设有凹槽，所述力臂2下端凹槽处安装有电调。所述机架1底部安装有弧形起落架装置。本技术同现有技术相比，结构新颖，设计合理，通过设置有机架、三维环、驱动电机、旋翼、飞行控制组件等，其中三维环是由双环加上外连杆组成，环与连杆配合达成的特殊性使环能够自由旋转，并在三维环底部加装驱动电机，中间固定旋翼，由于整个三维环的重心位于驱动电机上，所以在飞行过程中旋翼永远平行于地面，三维环的配合使飞行器无论处于哪一种飞行状态都能稳定悬停，实现了现今所有旋翼飞行器都不能实现的任意角度悬停状态，值得推广应用。[附图说明]图1是本技术中三维环的结构示意图；图2是本技术中三维环的立体结构示意图；图3是本技术的结构示意图一；图4是本技术的结构示意图二；图5是本技术的俯视结构示意图；图6是本技术的飞行原理示意图；图中：1、机架2、力臂3、飞行控制组件放置处4、力臂外环连接杆5、三维环外环6、三维环内环7、旋翼8、电机丝杆9、驱动电机10、电机固定架11、摄像头安放位置处12、内环外环连接杆13、微型轴承。[具体实施方式]下面结合附图对本技术作以下进一步说明：本技术提供了一种飞行器，能实现任意角度悬停状态，由于旋翼始终平行于地面，所以无论飞行器相对于地面处于什么角度，只要升力与飞行器重力平衡即可悬停。如附图所示，其结构主要包括：机架1、三维环、驱动电机9、旋翼7及飞行控制组件，机架1上固定连接有沿周向分布的力臂2，力臂2之间安装有三维环，以达到机架1自由旋转，三维环底部安装有驱动电机9，驱动电机9的输出端连接电机丝杆8，电机丝杆8安装在三维环内，电机丝杆8上安装有旋翼7，驱动电机9用以驱动电机丝杆8上的旋翼7，旋翼7安装在三维环中心点上，机架1中间空缺位置处安装有飞行控制组件，以控制整个飞行，飞行控制组件包括电池、主控、传感器、无线供电模块。本技术中，三维环设置有至少三个，至少三个三维环沿机架周向均匀分布，三维环由至少两个环体构成，三维环为环体加上连杆组成。在此以其中四轴，三维环为双环组成为例。其中，三维环为双环(三维环外环5及三维环内环6)加上内环外环连接杆12组成，三维环内环6的任意一条直径上一端固定驱动电机9，另一端打孔固定高速微型轴承13，电机丝杆8伸入到顶端微型轴承13内部，设三维环内环6中心点为原点建立三维坐标系，以0°水平方向为x轴，90°水平方向为y轴，垂直方向为z轴，旋翼7固定在三维环内环6原点上，旋翼7沿x轴伸展，整个三维环的重心位于整个三维环下端，三维环内环6外壁的y轴方向上设有外孔一，三维环外环5内壁的x轴方向设有与外孔一相同大小的内孔一，三维环内环6外孔一与三维环外环5内孔一通过内环外环连接杆12可旋转式连接，三维环外环5外壁的y轴方向设有外孔二，力臂2端部设有力臂孔，外孔二与力臂孔通过力臂外环连接杆4连接，力臂以十字型分布，每一个三维环位于两力臂之间，三维环内环6内壁上设有内孔二，内孔二与电机丝杆8通过连接杆连接，驱动电机9通过电机固定架10安装在三维环内环6上；电调、电池、主控等位于机架中心，重心位于飞行器中心。其中，外孔一、内孔一、外孔二、内孔二、力臂孔均为不贯穿孔，外孔一深入三维环内环6环壁一半，内孔一深入三维环外环5环壁一半，外孔二深入三维环外环5环壁一半，内孔二深入三维环内环6环壁一半，力臂孔深入力臂2一半，内环外环连接杆、力臂外环连接杆均足够光滑。三维环内环6无电机侧附加高速微型轴承减小摩擦，旋翼7通过限位环固定连接在电机丝杆8上，三维环内环6重心位于驱动电机9处；电机丝杆8与驱动电机9同位一体；机架1底端设置有凹孔，机架1底端的凹孔内安装有摄像头；力臂2下端设有凹槽，力臂2下端凹槽处安装有电调，供电以无线供电为主；机架1底部安装有弧形起落架装置。如附图1所示，三维环内环中似正方形为驱动电机，大长方形为旋翼，小长方形为微型轴承，三维环内环与三维环外环之间为光滑的内环外环连接杆，通过内环外环连接杆使整体能够随意转动。如附图3至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维飞行器，其特征在于：包括机架(1)、三维环、驱动电机(9)、旋翼(7)及飞行控制组件，所述机架(1)上固定连接有沿周向分布的力臂(2)，所述力臂(2)之间安装有三维环，所述三维环底部安装有驱动电机(9)，所述驱动电机(9)的输出端连接电机丝杆(8)，所述电机丝杆(8)安装在三维环内，所述电机丝杆(8)上安装有旋翼(7)，所述旋翼(7)安装在三维环中心点处，所述机架(1)中心位置处安装有用于控制飞行的飞行控制组件。

【技术特征摘要】
1.一种三维飞行器，其特征在于：包括机架(1)、三维环、驱动电机(9)、旋翼(7)及飞行控制组件，所述机架(1)上固定连接有沿周向分布的力臂(2)，所述力臂(2)之间安装有三维环，所述三维环底部安装有驱动电机(9)，所述驱动电机(9)的输出端连接电机丝杆(8)，所述电机丝杆(8)安装在三维环内，所述电机丝杆(8)上安装有旋翼(7)，所述旋翼(7)安装在三维环中心点处，所述机架(1)中心位置处安装有用于控制飞行的飞行控制组件。2.如权利要求1所述的三维飞行器，其特征在于：所述三维环设置有至少三个，至少三个所述三维环沿机架(1)周向均匀分布。3.如权利要求1或2所述的三维飞行器，其特征在于：所述三维环包括三维环外环(5)及三维环内环(6)，所述三维环内环(6)的任意一条直径上一端固定驱动电机(9)，另一端打孔固定微型轴承(13)，所述电机丝杆(8)伸入到顶端微型轴承(13)内部，设三维环内环(6)中心点为原点建立三维坐标系，以0°水平方向为x轴，90°水平方向为y轴，垂直方向为z轴，所述旋翼(7)固定在三维环内环(6)原点上，所述旋翼(7)沿x轴伸展，所述三维环内环(6)外壁的y轴方向上设有外孔一，所述三维环外环(5)内壁的x轴方向设有内孔一，所述三维环内环(6)外孔一与三维环外环(5)内孔一通过内环外环连接杆(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：章皓轩，
申请(专利权)人：上海交通大学附属中学闵行分校，章皓轩，
类型：新型
国别省市：上海;31