一种飞行汽车制造技术

本发明专利技术公开了一种飞行汽车。本发明专利技术包括车体结构、动力组及综合控制系统，车体结构包括车身、底盘、被动驱动车轮，动力组包括电源以及四个独立的动力装置、四个电子调速器和四个舵机；每个动力装置包含一个涵道螺旋桨和一个驱动其运转的电动机；四个电子调速器的输入端均与所述综合控制系统连接，每个电子调速器的输出端与一个电动机连接以控制该电动机的转速；所述四个舵机的输入端均与所述综合控制系统连接，每个舵机通过与一个涵道螺旋桨的涵道固定连接的转轴控制该涵道螺旋桨的角度。本发明专利技术还可包括图像识别自动越障控制系统。相比现有技术，本发明专利技术具有空陆两用，不用车轮驱动发动机，自动识别从空中越障，不增加面积起飞和着陆等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交通工具，尤其涉及一种飞行汽车。
技术介绍
目前的地面汽车都是由发动机通过传动机构带动汽车轮子，在地面上行驶。飞机和直升机可以在空中飞行，但成本昂贵，耗油量大，高碳消耗，驾驶技术复杂，其中飞机还需要机场跑道，其作为普通交通工具尚不合适。汽车是成熟的技术，但是作为必须沿公路行驶的“一维”交通工具，在现代交通汽车日益增多情况下，交通堵塞已是公路交通最头痛的问题，现有汽车技术难以解决这个问题。为此，近年来国内外均有人提出结合现有的汽车技术和航空技术，研制能够空陆两用的 “飞行汽车”，目前提出的这些飞行汽车大都采用在现有汽车基础上加装机翼，以提供汽车升空所需的升力。例如美国Terrafugia公司最近推出计划明年上市的一种“飞行轿车”，其结构为常规轿车的两侧装有机翼，在后部装有两个垂尾和一个升降舵，与常规飞机形状相近。这种飞行轿车虽然机翼可折叠以减小在公路上所占的宽度和面积，但是在公路上滑跑起飞(最小滑行距离为450米)和滑跑着陆时，机翼展开长度约是汽车的5-7倍宽度，因此在较繁忙的公路上起落几乎不可能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有飞行汽车无法在繁忙公路上起落的缺陷，提供一种能够在不增加汽车面积的情况下在公路上起飞和降落，且能够在空中像直升机一样飞行的飞行汽车。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题一种飞行汽车，包括车体结构、动力组及综合控制系统，所述车体结构包括车身、底盘、 被动驱动车轮，其特征在于，所述动力组包括电源以及四个独立的动力装置、四个电子调速器和四个舵机；四个独立的动力装置分别安装于车身前后两侧，每个动力装置包含一个涵道螺旋桨和一个驱动其运转的电动机；所述四个电子调速器的输入端均与所述综合控制系统连接，每个电子调速器的输出端与一个电动机连接以控制该电动机的转速；所述四个舵机的输入端均与所述综合控制系统连接，每个舵机通过与一个涵道螺旋桨的涵道固定连接的转轴控制该涵道螺旋桨的角度。涵道螺旋桨又称为涵道风扇螺旋桨，是指在自由螺旋桨的外围设置涵道的一种推进装置。其原理同飞机机翼类似，螺旋桨的运动分解为水平运动和旋转运动，螺旋桨运动时主要存在的阻力有空气摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力等，桨叶因高速圆周运动使叶尖处速度最高，诱导阻力较大，对外界气流产生冲击造成极大的噪声，这是自由螺旋桨动力效率低的主要原因。而加装了涵道后，由于叶尖处受涵道限制，冲击噪声较小，诱导阻力减小，效率大幅提高。在同样功率消耗下，涵道螺旋桨较同样直径的自由螺旋桨，能够产生更大的推力；同时由于涵道的环括作用，使其具有结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好的优点，已越来越多地被用于飞行器设计中。进一步地，本专利技术的飞行汽车还包括图像识别自动越障控制系统，所述图像识别自动越障控制系统包括安装在汽车头部的前视摄像机、下视摄像机、激光扫描雷达和图像识别模块；所述图像识别模块包括视频解码单元和微处理器，所述视频解码单元将视频图像模拟信号解码为数字信号并传输给所述微处理器，微处理器对视频图像数字信号和激光测距信息进行分析，并将分析得到的路况信息向综合控制系统发送。通过上述图像识别自动越障控制系统，本专利技术的飞行汽车可以精确识别路面环境、障碍物特征、障碍物距离等路况信息，从而在道路特殊受阻或中断情况(如车辆堵塞，塌方阻路，洪水阻路；桥梁断裂等) 下，控制飞行汽车自动飞越障碍物。更进一步地，所述综合控制系统包括人工驾驶机构和自动控制机构；所述人工驾驶机构包括人工驾驶盘及与人工驾驶盘连接的车轮转向机构、人工指令键盘及显示屏；所述自动控制机构包括微处理器以及分别与该微处理器信号连接的三轴陀螺、三轴加速度计、三轴磁力计、气压高度计、GPS/北斗卫星接收机；自动控制机构输入端与所述图像识别模块及激光扫描雷达连接，接收图像识别数据和激光测距数据；自动控制机构输出端与所述动力组中四个电子调速器和四个舵机连接，向动力组发出控制指令。采用上述技术方案， 地面行驶可以人工驾驶为主，动力组中的后两个涵道螺旋桨轴向转为水平方向，产生向前推力；人工驾驶盘可控制车轮转向机构改变方向；为节约用电，地面行驶时，前两个涵道螺旋桨可以不工作。空中飞行以自动控制为主、人工驾驶为辅；自动控制机构由三轴陀螺、三轴加速度计、三轴磁力计、气压高度计、微计算机处理器及其电路所组成，自动控制机构通过多种传感器信号和动力组来控制轿车飞行时的姿态、位置、速度和航向。本专利技术的飞行汽车，利用包括涵道螺旋桨和电动机的动力装置提供汽车路面行驶及升空飞行所需的动力，在实现空陆两用的同时，解决了现有技术存在的无法在繁忙公路上起落的缺陷；本专利技术进一步通过包括人工驾驶机构、自动控制机构以及图像识别自动越障控制系统的综合控制系统实现了自动控制驾驶及人工控制驾驶结合的控制方式，并能够自动识别和判断路况，从而实现自动越过障碍物。相比现有技术，本专利技术具有以下优点一、可以像常规汽车一样在公路地面上行驶；二、在不增加汽车面积情况下可以从地面起飞和着陆；三、能够像直升机一样在空中飞行；四、能够自动识别车前障碍升空前飞越过障碍，再着陆行驶。附图说明图1为本专利技术的飞行汽车的总体组成框图2为本专利技术的飞行汽车的总体布局示意图，其中图(a)为主视图，图(b)为俯视透视图3为本专利技术的飞行汽车行驶受力示意图，其中图(a)为陆地行驶时的受力示意图， 图(b)为飞行时的受力示意图4为本专利技术的飞行汽车的动力装置结构示意图，其中图(a)为主视图，图(b)为右视图，图(c)为右视透视图5为本专利技术的飞行汽车的动力组的控制框4图6为本专利技术的飞行汽车的综合控制系统组成框图； 图7为本专利技术的飞行汽车的图像识别自动越障控制系统组成框图； 图8为本专利技术的图像识别自动越障控制系统中图像识别障碍原理与透视计算示意图， 其中图(a)为透视图，图(b)为透视原理几何关系图； 图9为本专利技术的飞行汽车自动越障的控制原理图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明本专利技术的飞行汽车的总体组成如附图1所示，包括车体构架、动力组、综合控制系统和图像识别自动越障控制系统。其中车体构架包括车身、底盘和被动驱动车轮；动力组包括电源以及四个独立的动力装置、四个电子调速器和四个舵机；四个独立的动力装置分别安装于车身前后两侧，每个动力装置包含一个涵道螺旋桨和一个驱动其运转的电动机，其结构如附图4所示。四个电子调速器的输入端均与综合控制系统连接，每个电子调速器的输出端与一个电动机连接以控制该电动机的转速；四个舵机的输入端均与综合控制系统连接， 每个舵机通过与一个涵道螺旋桨的涵道固定连接的转轴控制该涵道螺旋桨的角度。动力组的控制框图如附图5所示。本专利技术的飞行汽车的动力装置中的电动机优选无刷电动机，可提高功率输出的效率并减小噪声，相应地电子调速器采用无刷电子调速器。电源采用目前较成熟的锂电池，在保证较大的储能的同时，可降低整车成本，并提高设备的通用性。如图6所示，本专利技术的综合控制系统由人工驾驶机构和自动控制机构所组成，其输出分两路，一路与4个舵机连接以控制各涵道螺旋桨角度，一路分别与4个电调连接以控制电动机转速来控制涵道螺旋桨拉力，输入端与图像识别模块连接，接收图像识别指令(见图5、图6)；自动控制机构包括微处理器以及分别与该微处理器信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种飞行汽车，包括车体结构、动力组及综合控制系统，所述车体结构包括车身、底盘、被动驱动车轮，其特征在于，所述动力组包括电源以及四个独立的动力装置、四个电子调速器和四个舵机；四个独立的动力装置分别安装于车身前后两侧，每个动力装置包含一个涵道螺旋桨和一个驱动其运转的电动机；所述四个电子调速器的输入端均与所述综合控制系统连接，每个电子调速器的输出端与一个电动机连接以控制该电动机的转速；所述四个舵机的输入端均与所述综合控制系统连接，每个舵机通过与一个涵道螺旋桨的涵道固定连接的转轴控制该涵道螺旋桨的角度。

【技术特征摘要】
1.一种飞行汽车，包括车体结构、动力组及综合控制系统，所述车体结构包括车身、底盘、被动驱动车轮，其特征在于，所述动力组包括电源以及四个独立的动力装置、四个电子调速器和四个舵机；四个独立的动力装置分别安装于车身前后两侧，每个动力装置包含一个涵道螺旋桨和一个驱动其运转的电动机；所述四个电子调速器的输入端均与所述综合控制系统连接，每个电子调速器的输出端与一个电动机连接以控制该电动机的转速；所述四个舵机的输入端均与所述综合控制系统连接，每个舵机通过与一个涵道螺旋桨的涵道固定连接的转轴控制该涵道螺旋桨的角度。2.如权利要求1所述飞行汽车，其特征在于，还包括图像识别自动越障控制系统，所述图像识别自动越障控制系统包括安装在汽车头部的前视摄像机、下视摄像机、激光扫描雷达和图像识别模块；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：昂海松，洪磊，郭力，高月山，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84