电磁陀螺稳定推进系统方法及设备技术方案

电磁陀螺稳定推进系统方法及设备是产生用于使其飞轮旋转的磁场的电动陀螺仪。其飞轮的旋转利用翼型辐条产生陀螺效应和推力。本发明专利技术通过铰接接头附接至机身，该铰接接头使陀螺仪的轴沿竖向取向进动，而不管机身的运动/角度如何。陀螺仪的推力使其自身与陀螺仪的轴对准。净效果是本发明专利技术具有巨大的效率、因其也是马达而没有外部驱动、来自飞轮的磁杠杆作用的巨大动力、以及因陀螺效应而具有稳定性。以及因陀螺效应而具有稳定性。以及因陀螺效应而具有稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电磁陀螺稳定推进系统方法及设备
[0001]专利技术人
[0002]J
·
A
·
马塞尔
[0003]J
·
S
·
奇门蒂
[0004]优先权要求
[0005]本申请要求于2018年8月26日提交的美国临时专利申请No.62/722,968的优先权的权益，该申请的全部内容通过参引并入本文。


[0006]本专利技术涉及电力推进系统领域，该电力推进系统用于推进竖向起降(vertical takeoff and landing，VTOL)航空器或极短起降(very short takeoff and landing，VSTOL)航空器。更具体地，本专利技术包括安装有推力产生陀螺仪的电动万向节，其在为VTOL/VSTOL飞行器提供动力时固有地稳定且有效。

技术介绍

[0007]有几种已知的电动飞行器推进系统。这些电动飞行器推进系统中的大多数将多个电动马达连接至刚性地安装至其机身的旋翼/螺旋桨。VTOL/VSTOL电动飞行器平衡是通过改变其马达/旋翼之间的推力增强的。马达的速度通过包括3轴加速度计、磁力计和速率陀螺仪的航空电子设备控制。
[0008]先前，在具有VTOL/VSTOL能力的机身中使用的电动推进系统主要用于更通常地称为四旋翼直升机或多旋翼无人机的无人驾驶飞行器中。由于允许更大能量密度的电池技术的进步，具有更大旋翼/螺旋桨的更大电动马达可以用于产生足够的推力以提升飞行员。较高推力的推进系统的马达以极高的速率消耗能量，其中推进系统的总推力通常仅略超过飞行器和飞行员的总重量。推力对重量的裕度低，需要暴露的螺旋桨/旋翼。如果防护件安置在螺旋桨/旋翼的上方或下方，则总推力将减小，使得飞行器不能维持合理的飞行时间，并且可能不能产生足够的升力以用于起飞变化的大气条件(包括风、空气温度和高度)，这可能极大地影响飞行器维持稳定性的能力，这进一步减少了飞行时间，原因在于飞行器必须努力维持控制。
[0009]虽然电池和航空电子设备的进步为电动个人航空器(electric personal air vehicle，PAV)创造了机会，但是马达和旋翼/螺旋桨在技术上落后于这些进步。本专利技术涉及用于PAV的新颖的自驱动推进系统，该新颖的自驱动推进系统是强大的、紧凑的、高效的和自稳定的，并且其极大地减少或消除了现有技术中的不可靠性。

技术实现思路

[0010]本专利技术包括用于推进具有VTOL和VSTOL能力的电动PAV、安装有陀螺系统的推力产生万向节。本专利技术构造成在通常由马达/螺旋桨占据的位置中连接至机身。本专利技术包括由飞轮构成的旋转组件，该飞轮在旋转时产生推力，这是因为飞轮的辐条具有正入射的翼型件
横截面。飞轮由永磁体包围，从而为空转飞轮增加了电枢功能。附加地，磁体增加了潜在的角动量强度，这是因为磁体增加了陀螺仪飞轮的周边的重量。
[0011]在优选实施方式中，万向节安装件允许飞轮由于飞轮的陀螺进动而保持相对于水平线的竖向取向。结合到万向节中的是具有励磁线圈的定子，该励磁线圈作用在围绕飞轮的磁体上，从而产生驱动。
[0012]在一个实施方式中，护罩用于使飞轮在万向节中居中，并且防止飞行员和周围环境意外地与旋转组件相接触。
[0013]在一个实施方式中，控制万向节内部的定子上的励磁线圈是单独的微处理器，即，每个线圈对应一个微处理器，从而允许不受限制地切换马达的相位。
附图说明
[0014]在结合附图考虑时，通过参照以下详细描述将更好地理解本专利技术，同时将容易地理解本专利技术的这些及其他特征和优点，在附图中：
[0015]图1是示出了本专利技术的俯视图。
[0016]图2图示了本专利技术的仰视图。
[0017]图3呈现了本专利技术的侧视图。
[0018]图4呈现了本专利技术的侧视截面图。
[0019]图5呈现了示出本专利技术的飞轮的俯视图，该飞轮具有附接的磁体。
[0020]图6图示了万向节的立体图。
[0021]图7呈现了万向节的横截面。
[0022]图8是万向节中的上防护件的俯视图。
[0023]图9是万向节中的下防护件的俯视图。
[0024]图10描绘了轴的分解图。
[0025]图11描绘了轴的旋转器安装部分的分解细节图。
[0026]图12是定子组件的俯视图。
[0027]图13是定子组件的截面图。
[0028]图14图示了飞轮/电枢和定子的俯视图。
[0029]图15呈现了万向节组件中的缓冲止动件的立体图。
[0030]图16描绘了万向节组件中的缓冲止动件的俯视图。
[0031]图17图示了万向节组件中的缓冲止动件的仰视图。
[0032]图18是万向节组件中的缓冲止动件的截面图。
[0033]图19是悬架臂的俯视图。
[0034]图20是万向节支架的截面图。
具体实施方式
[0035]这里使用的术语仅用于描述特定实施方式，而并非意在对本专利技术的限制。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个项目的任意和所有组合。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式以及单数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定
所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组。
[0036]除非另有定义，本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关领域和本公开的一个上下文中的含义相一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义解释，除非在本文中明确地如此定义。
[0037]在描述本专利技术时，应当理解的是，公开了几种技术和步骤。这些技术和步骤中的每个技术和步骤具有单独的益处，并且每个技术和步骤还可以与其他公开的技术中的一种或多种技术(或在一些情况下全部技术)结合使用。因此，为了清楚起见，该描述将避免以不必要的方式重复各个步骤的每个可能的组合。然而，应当在理解这样的组合完全在本专利技术和权利要求的范围之内的情况下，阅读说明书和权利要求。
[0038]这里讨论了用于产生自调平、稳定和有效的推进系统的新的航空器陀螺推进系统方法及设备。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，对于本领域技术人员明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。
[0039]本公开被认为是本专利技术的示例，并非旨在将本专利技术限于下面的附图或描述所示的具体实施方式。
[0040]现在将通过参照表示优选实施方式的附图，对本专利技术进行描述。图4描绘了可以包括根据本专利技术的各种实施方式的自驱动航空器陀螺仪推进系统装置(“装置”)的元件的侧视截面图。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种飞轮陀螺仪万向节，包括：周边部分，具有内表面和外表面，其中，多个磁体沿着所述外表面定位；毂部分，具有内表面和外表面，包括：轴；多个滚柱轴承，构造成允许所述毂部分围绕所述轴旋转；以及多个辐条，从所述毂部分的外表面向外延伸以连接至所述周边部分的内表面，其中，所述辐条构造成在旋转时产生推力；以及定子，具有沿着所述定子的内径的多个励磁线圈，其中，内部的多个励磁线圈定位成作用在所述周边部分的磁体上，以产生多个所述辐条的旋转，进而产生推力。2.根据权利要求1所述的飞轮陀螺仪组件，其中，多个所述磁体定位成均等地分割所述周边部分的表面区域。3.根据权利要求1所述的飞轮陀螺仪组件，还包括构造成在所述毂部分处，使所述飞轮居中并支承所述飞轮的上防护件和下防护件。4.根据权利要求1所述的飞轮陀螺仪组件，其中，多个所述励磁线圈由单独的微处理器单独地控制。5.一种飞轮陀螺仪万向节，包括：周边部分，具有内表面和外表面，其中，多个磁体沿着所述外表面定位；毂部分，具有内表面和外表面，包括：轴；多个滚柱轴承，造成允许所述毂部分围绕所述轴旋转；以及多个辐条，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：航空电机工程有限公司，
类型：发明
国别省市：