一种多旋翼载人飞行器的制作方法

1.本实用新型涉及载人飞行器技术领域，具体为一种多旋翼载人飞行器。


背景技术：

2.目前，多旋翼飞行器因其具有良好的机动性和操纵性，应用越来越广泛。但是大部分多旋翼飞行器采用轻质框架机体结构，其承载力小且强度低，只能停留在无人机领域。
3.因此，如何优化多旋翼飞行器的机体结构，充分利用当前蓄电池蓄电容量的提升以及电机功率的增大的有利条件，用以满足载人飞行的承载力要求，及提高其结构稳定性，便成为本领域人员亟待解决的技术问题。
4.经检索，发现以下公开专利：
5.cn104773290a公开了一种双涵道共轴多旋翼飞行摩托，属于特种飞行器领域。包括机体、两个主旋翼、四个副旋翼和设置在机体内的控制系统，所述两个主旋翼分别设置在机体的前方和后方，每个主旋翼下方分别安装两个副旋翼，所述副旋翼可绕其与主旋翼的连接点转动；所述四个副旋翼位于同一水平面上，四个副旋翼沿机体前后中轴线对称设置；所述主旋翼包括涵道和安装在涵道内的一对共轴反转螺旋桨，各螺旋桨由独立的燃油发动机驱动。通过采用燃油发动机提供动力，提高了其承载和续航能力，可广泛应用于载人交通，提高交通的实时性和机动性；四个副旋翼均可以绕其旋转装置转轴进行转动可节省存放空间，并可在狭小的空间飞行。
6.经分析，上述公开专利在原理上与本技术均采用六旋翼，但是在主旋翼护板支架龙骨与副旋翼护板支架龙骨的三点支撑等加强结构上不同于本技术，
7.并且上述专利中的主要动力采用2个燃油发动机，燃油发动机受限于使用范围内需要有加油设施，且其自身机体附带装满燃油的箱体也得较大，另外若要利用形成空气涵道效应其自身也需要有形成为涵道的足够大的气流通道，这样势必造成大的油料箱、大的涵道都会显著增加飞行器自身的重量所以并非此类载人飞行器的有效合理解决方案。故其在实现此类载人飞行器有效降低载具自身重力荷载方面明显不合理。
8.综上所述，上述专利不影响本技术的新颖性。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种多旋翼载人飞行器，该载人飞行器通过优化结构，可有效提高载人飞行过程中龙骨的承载力及抗变形能力，有效提高载人飞行时的安全性能。
10.一种多旋翼载人飞行器，包括：
11.龙骨层，龙骨层包括机身边部主龙骨、主旋翼护板支架龙骨、副旋翼横向支腿及副旋翼护板支架龙骨；机身边部主龙骨对称设置在载人飞行器的中部两侧；主旋翼护板支架龙骨对称设置在载人飞行器的前后两端并与机身边部主龙骨的端部固接；主旋翼护板支架龙骨上固设有多组副旋翼横向支腿，每组副旋翼固定连接副旋翼护板支架龙骨；
12.机身边部主龙骨与主旋翼护板支架龙骨位于同一水平面；副旋翼横向支腿及副旋翼护板支架龙骨位于同一水平面；
13.机腹层，机腹层包括电池、机腹外壳及电机挑架外壳，其中机腹外壳套装固定在机身边部主龙骨上，机腹外壳内部固设电池，机腹外壳的前后两端固接电机挑架外壳；电机挑架外壳的一端延伸至主旋翼护板支架龙骨的轴线上方；
14.电机挑架外壳与机身边部主龙骨配合三点固定主旋翼护板支架龙骨；
15.旋翼、护板层，旋翼、护板层包括主旋翼护板、副旋翼护板及副旋翼挑架，其中主旋翼护板固接在主旋翼护板支架龙骨外部，且主旋翼护板外部固接副旋翼挑架；副旋翼护板固接在副旋翼护板支架龙骨外部；副旋翼挑架的另一端延伸至副旋翼护板支架龙骨的轴线上方；
16.副旋翼挑架与副旋翼横向支腿配合三点固定副旋翼护板支架龙骨。
17.而且，龙骨层还包括电池边部定位片、副旋翼竖向支腿、机身中部主龙骨、机身斜向主龙骨及机身弯弧主龙骨；
18.电池边部定位片固接在机身边部主龙骨上并水平向限位电池；
19.副旋翼竖向支腿固定连接副旋翼横向支腿及主旋翼护板支架龙骨；
20.机身中部主龙骨的中部向下凹陷，机身中部主龙骨的中部顶面上固设有电池定位片支腿、电池中部定位片及脚蹬支托架，机身中部主龙骨的两端一体制出有向上倾斜的主龙骨斜撑，该主龙骨斜撑的自由端分别沿水平方向固接有与主旋翼护板支架龙骨及电机挑架外壳固接的电机挑架龙骨；
21.机身斜向主龙骨的底端与载人飞行器前进方向一端的主龙骨斜撑固定连接，该机身斜向主龙骨的顶部固接机身弯弧主龙骨；
22.机身弯弧主龙骨朝向载人飞行器前进方向一端的两侧固装有把手支架，该机身弯弧主龙骨背向载人飞行器前进方向的一端固接有坐垫支撑龙骨，该坐垫支撑龙骨的末端两侧固接坐垫支架。
23.而且，机身中部主龙骨以及机身边部主龙骨的下部配合挂接有电池底部固定架，该电池底部固定架上垂向限位电池。
24.而且，机腹层还包括脚踏板、支架及电池盖板；
25.脚踏板设置在机腹外壳的顶面上；
26.支架固定连接在机身边部主龙骨，由支架于两侧对称支撑静置姿态的载人飞行器；
27.电池盖板固接在电池底部固定架底面上。
28.而且，载人飞行器还包括有机身层，该机身层包括机身外壳、集成电路芯片主板、机身顶盖、把手、摄像机及底部卡座、车座外壳、车座；
29.机身外壳的底部固接在机腹外壳顶面上，机身外壳的中部抱接固定在机身斜向主龙骨的外部，且机身外壳的顶部抱接固定在机身弯弧主龙骨的外部；
30.机身顶盖固定封堵在机身外壳的顶部开口处，该机身顶盖上设置摄像机及底部卡座
31.机身弯弧主龙骨的把手支架上转动安装把手，机身弯弧主龙骨的中部固设集成电路芯片主板，机身弯弧主龙骨的坐垫支撑龙骨上固定支撑车座外壳，该车座外壳内固定嵌
装车座。
32.而且，旋翼、护板层还包括有副旋翼横向支腿外壳、主旋翼电机、主旋翼翼片、副旋翼电机、副旋翼翼片、主旋翼护片及副旋翼护片；
33.副旋翼横向支腿外壳固定包覆在副旋翼横向支腿的外部；
34.主旋翼电机固设在主旋翼护板支架龙骨的轴线上方并与电机挑架外壳的端部固定连接，该主旋翼电机的输出端外周固装主旋翼翼片；
35.主旋翼护片固设在主旋翼护板及电机挑架外壳上，该主旋翼护片沿载人飞行器的行驶方向延伸并对主旋翼翼片的上方进行遮蔽保护；
36.副旋翼电机固设在副旋翼护板支架龙骨的轴线上方并与副旋翼挑架的端部固定连接，该副旋翼电机的输出端外周固装副旋翼翼片；
37.副旋翼护片固设在副旋翼护板上，该副旋翼护片对副旋翼翼片的上方进行遮蔽保护。
38.本实用新型的优点和技术效果是：
39.本实用新型的一种多旋翼载人飞行器，其支撑主旋翼的主旋翼护板支架龙骨通过机身中部主龙骨及机身边部主龙骨三点支撑，并且支撑副旋翼的副旋翼护板支架龙骨通过副旋翼横向支腿跨中支撑；并且支撑副旋翼电机副旋翼挑架与副旋翼护板支架龙骨呈三点支撑整体副旋翼；相比于现有技术中的单杆支撑或带有折叠自由度的活动支撑，上述三点支撑方式结构更为紧凑且承载力和抗变形能力更强。
40.本实用新型的一种多旋翼载人飞行器，采用2个主电机4个副电机这种全电机提供动力的形式，并且采用了最优化的结构方式，简单轻便即可实现让提供动力的电机满足安全运转，这样设计使得载具得到有效合理的减重，整机合理减重是实现有限能源消耗前提下增加飞行器航程的一种有效必要措施，一方面现有技术中的电机功率以及电池蓄电能力可满足续航里程及载人飞行要求，另一方面电力驱动相比燃油驱动来说，无需悬挂额外的油箱，进一步降低了载人飞行器的整体自重。
41.本实用新型的一种多旋翼载人飞行器，具有广阔的应用前景，不受应用场地限制，不受耗能补出方式限制，如：游乐场人群聚集之处铺设充电桩是可行的(本实用新型的飞行器采用蓄电池可随时充电或者更换备用电池)，而在人流密集场所增设燃油加油设施(燃油管道或者燃油车)则连安全都达不到，一旦发生意外后果严重；另外采用本实用新型方案在消防救援时可以携带备用电池，随时可更换，但在消防施救现场携带燃油补给设备，则使已燃火灾区域更增加了爆燃的危险，仅举此两例说明便足可体现本实用新型的合理性，和原实用新型使用的不便和局限性，科技之所以更迭正因为新的技术在生活中实用方便的广度和深度得以提高。
42.本实用新型的一种多旋翼载人飞行器的适用领域包括：消防救援、警用等突发事件、应急处理、游乐场地娱乐设备、便捷出行工具等；除了消防施救、突发事件应急处理外本实用新型，做其它应用时可植入自动避让系统、障碍物报警系统；
附图说明
43.图1为本实用新型的立体图；
44.图2为本实用新型的侧视图；
45.图3为本实用新型的俯视图；
46.图4为本实用新型中龙骨层的爆炸结构示意图；
47.图5为本实用新型中龙骨层的连接结构示意图；
48.图6为本实用新型中机腹层的爆炸结构示意图；
49.图7为本实用新型中机腹层的连接结构示意图；
50.图8为本实用新型中机身层的爆炸结构示意图；
51.图9为本实用新型中机身层的连接结构示意图；
52.图10为本实用新型中旋翼、护板层的爆炸结构示意图；
53.图11为本实用新型中旋翼、护板层的连接结构示意图；
54.图12为本实用新型中副旋翼的连接结构及受力分析示意图；
55.图13为现有技术中第一种副旋翼的连接结构及受力分析示意图；
56.图14为现有技术中第二种副旋翼的连接结构及受力分析示意图；
57.图15为本实用新型中多旋翼载人飞行器的电路系统连接示意图；
58.图中：
59.1.01、机身边部主龙骨；1.02、电池边部定位片；1.03、主旋翼护板支架龙骨；1.04、副旋翼竖向支腿；1.05、副旋翼横向支腿；1.06、副旋翼护板支架龙骨；1.07、机身中部主龙骨；1.08、主龙骨斜撑；1.09、电机挑架龙骨；1.10、机身斜向主龙骨；1.11、电池定位片支腿；1.12、电池中部定位片；1.13、脚蹬支托架；1.14、机身弯弧主龙骨；1.15、坐垫支撑龙骨；1.16、坐垫支架；1.17、把手支架；1.18、电池底部固定架；
60.2.01、电池；2.02、机腹外壳；2.03、电机挑架外壳；2.04、脚踏板；2.05、支架；2.06、电池盖板；
61.3.01、机身外壳；3.02、集成电路芯片主板；3.03、机身顶盖；3.04、把手；3.05、摄像机及底部卡座；3.06、车座外壳；3.07、车座；
62.4.01、主旋翼护板；4.02、副旋翼护板；4.03、副旋翼横向支腿外壳；4.04、主旋翼电机；4.05、主旋翼翼片；4.06、副旋翼电机；4.07、副旋翼翼片；4.08、副旋翼挑架；4.09、主旋翼护片；4.10、副旋翼护片。
具体实施方式
63.为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。
64.一种多旋翼载人飞行器，包括：
65.龙骨层，龙骨层包括机身边部主龙骨1.01、主旋翼护板4.01支架龙骨1.03、副旋翼横向支腿1.05及副旋翼护板支架龙骨1.06；机身边部主龙骨对称设置在载人飞行器的中部两侧；主旋翼护板支架龙骨对称设置在载人飞行器的前后两端并与机身边部主龙骨的端部固接；主旋翼护板支架龙骨上固设有多组副旋翼横向支腿，每组副旋翼固定连接副旋翼护板支架龙骨；
66.机身边部主龙骨与主旋翼护板支架龙骨位于同一水平面；副旋翼横向支腿及副旋翼护板支架龙骨位于同一水平面；
67.机腹层，机腹层包括电池2.01、机腹外壳2.02及电机挑架外壳2.03，其中机腹外壳套装固定在机身边部主龙骨上，机腹外壳内部固设电池，机腹外壳的前后两端固接电机挑架外壳；电机挑架外壳的一端延伸至主旋翼护板支架龙骨的轴线上方；
68.电机挑架外壳与机身边部主龙骨配合三点固定主旋翼护板支架龙骨；
69.旋翼、护板层，旋翼、护板层包括主旋翼护板、副旋翼护板4.02及副旋翼挑架4.08，其中主旋翼护板固接在主旋翼护板支架龙骨外部，且主旋翼护板外部固接副旋翼挑架；副旋翼护板固接在副旋翼护板支架龙骨外部；副旋翼挑架的另一端延伸至副旋翼护板支架龙骨的轴线上方；
70.副旋翼挑架与副旋翼横向支腿配合三点固定副旋翼护板支架龙骨。
71.而且，龙骨层还包括电池边部定位片1.02、副旋翼竖向支腿1.04、机身中部主龙骨1.07、机身斜向主龙骨1.10及机身弯弧主龙骨1.14；
72.电池边部定位片固接在机身边部主龙骨上并水平向限位电池；
73.副旋翼竖向支腿固定连接副旋翼横向支腿及主旋翼护板支架龙骨；
74.机身中部主龙骨的中部向下凹陷，机身中部主龙骨的中部顶面上固设有电池定位片支腿1.11、电池中部定位片1.12及脚蹬支托架1.13，机身中部主龙骨的两端一体制出有向上倾斜的主龙骨斜撑1.08，该主龙骨斜撑的自由端分别沿水平方向固接有与主旋翼护板支架龙骨及电机挑架外壳固接的电机挑架龙骨1.09；
75.机身斜向主龙骨的底端与载人飞行器前进方向一端的主龙骨斜撑固定连接，该机身斜向主龙骨的顶部固接机身弯弧主龙骨；
76.机身弯弧主龙骨朝向载人飞行器前进方向一端的两侧固装有把手支架1.17，该机身弯弧主龙骨背向载人飞行器前进方向的一端固接有坐垫支撑龙骨1.15，该坐垫支撑龙骨的末端两侧固接坐垫支架1.16。
77.而且，机身中部主龙骨以及机身边部主龙骨的下部配合挂接有电池底部固定架1.18，该电池底部固定架上垂向限位电池。
78.而且，机腹层还包括脚踏板2.04、支架2.05及电池盖板2.06；
79.脚踏板设置在机腹外壳的顶面上；
80.支架固定连接在机身边部主龙骨，由支架于两侧对称支撑静置姿态的载人飞行器；
81.电池盖板固接在电池底部固定架底面上。
82.而且，载人飞行器还包括有机身层，该机身层包括机身外壳3.01、集成电路芯片主板3.02、机身顶盖3.03、把手3.04、摄像机及底部卡座3.05、车座外壳3.06、车座3.07；
83.机身外壳的底部固接在机腹外壳顶面上，机身外壳的中部抱接固定在机身斜向主龙骨的外部，且机身外壳的顶部抱接固定在机身弯弧主龙骨的外部；
84.机身顶盖固定封堵在机身外壳的顶部开口处，该机身顶盖上设置摄像机及底部卡座
85.机身弯弧主龙骨的把手支架上转动安装把手，机身弯弧主龙骨的中部固设集成电路芯片主板，机身弯弧主龙骨的坐垫支撑龙骨上固定支撑车座外壳，该车座外壳内固定嵌装车座。
86.而且，旋翼、护板层还包括有副旋翼横向支腿外壳4.03、主旋翼电机4.04、主旋翼
翼片4.05、副旋翼电机4.06、副旋翼翼片4.07、主旋翼护片4.09及副旋翼护片4.10；
87.副旋翼横向支腿外壳固定包覆在副旋翼横向支腿的外部；
88.主旋翼电机固设在主旋翼护板支架龙骨的轴线上方并与电机挑架外壳的端部固定连接，该主旋翼电机的输出端外周固装主旋翼翼片；
89.主旋翼护片固设在主旋翼护板及电机挑架外壳上，该主旋翼护片沿载人飞行器的行驶方向延伸并对主旋翼翼片的上方进行遮蔽保护；
90.副旋翼电机固设在副旋翼护板支架龙骨的轴线上方并与副旋翼挑架的端部固定连接，该副旋翼电机的输出端外周固装副旋翼翼片；
91.副旋翼护片固设在副旋翼护板上，该副旋翼护片对副旋翼翼片的上方进行遮蔽保护。
92.另外，本实用新型优选的，设置于载人飞行器前端及后端的两组主旋翼翼片反向设置，其目的是使前后两个电机带动主旋翼以相反方向旋转，同时可保证两组主旋翼翼片同时为载人飞行器提供升力，且避免载人飞行器跑偏；同理相邻的两个副旋翼翼片亦呈反向设置，使相邻的两个副旋翼电机带动翼片反向旋转，保证升力的同时避免电机旋转方向相同而使载人飞行器跑偏。飞行器前进飞行时通过减慢前端主旋翼转速，并同时加速后端主旋翼转速，形成前倾角度，从而实现飞行器向前飞行，同理飞行器前端主旋翼增速而后端主旋翼减速，则形成后倾角度，从而实现飞行器向后倒退飞行；另外，飞行器左转向飞行时，需减慢左前端副旋翼转速，并同时加速右前、右后副旋翼转速形成左前倾角度来带动飞行器向左转弯并飞行，同理右前端副旋翼减速，而左前、左后副旋翼加速，使飞行器形成右倾倾角，实现飞行器右转向飞行；
93.另外，本实用新型优选的，采用双电池供电，并通过现有技术中的集成电路芯片模组控制系统来分控六个电机。
94.为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式，下面提供一种实施例：
95.本实用新型的一种多旋翼载人飞行器，其各部位安装方法如下：
96.如图4及图5所示，龙骨层在安装时需遵循以下步骤：
97.step:1将前主旋翼护板支架龙骨与机身边部主龙骨固定在一起；
98.step:2将后主旋翼护板支架龙骨与机身边部主龙骨固定在一起；
99.step:3将右前端副旋翼护板支架龙骨与主旋翼护板支架龙骨固定在一起；
100.step:4将左前端副旋翼护板支架龙骨与主旋翼护板支架龙骨固定在一起；
101.step:5将左后端副旋翼护板支架龙骨与主旋翼护板支架龙骨固定在一起；
102.step:6将右后端副旋翼护板支架龙骨与主旋翼护板支架龙骨固定在一起；
103.step:7将组合好的机身中部主龙骨等与前后主旋翼护板支架龙骨固定在一起；
104.step:8将机身弯弧主龙骨、坐垫支撑龙骨、坐垫支架、把手支架固定在一起(待第三部分第step:1步骤之后，即机身壳安装完后再进行此步骤的安装)。
105.如图6及图7所示，机腹层在安装时需遵循以下步骤：
106.step:1采用电池底部固定架将电池安装在主体龙骨上；
107.step:2将机腹外壳固定在主体龙骨上；
108.step:3将后端电机挑架外壳固定在主体龙骨上；
109.step:4将前端电机挑架外壳固定在主体龙骨上；
110.step:5将脚踏板固定在主体龙骨上；
111.step:6将左侧支架固定在主体龙骨上；
112.step:7将右侧支架固定在主体龙骨上；
113.step:8将电池盖板安装在机腹外壳上。
114.如图8及图9所示，机身层在安装时需遵循以下步骤：
115.step:1将机身外壳安装在主体龙骨上；
116.step:2将机身弯弧主龙骨固定在主龙骨上；
117.step:3将集成电路芯片主板固定在弯弧龙骨上部的托盘上；
118.step:4将机身顶盖固定在机身外壳上；
119.step:5将右把手固定在右侧的把手支架上；
120.step:6将左把手固定在左侧的把手支架上；
121.step:7将摄像机底部卡座固定在顶盖上；
122.step:8将车座外壳固定在坐垫支架上；
123.step:9将车座固定在坐垫支架上。
124.如图10及图11所示，旋翼、护板层在安装时需遵循以下步骤：
125.step:1将前端主旋翼护板固定在支架上；
126.step:2将后端主旋翼护板固定在支架上；
127.step:3将左前端副旋翼护板固定在支架上；
128.step:4将左后端副旋翼护板固定在支架上；
129.step:5将右后端副旋翼护板固定在支架上；
130.step:6将右前端副旋翼护板固定在支架上；
131.step:7将前端主旋翼电机、翼片固定在挑架龙骨上；
132.step:8将后端主旋翼电机、翼片固定在挑架龙骨上；
133.step:9将左前端副旋翼电机、翼片固定在副旋翼挑架上；
134.step:10将左后端副旋翼电机、翼片固定在副旋翼挑架上；
135.step:11将右后端副旋翼电机、翼片固定在副旋翼挑架上；
136.step:12将右前端副旋翼电机、翼片固定在副旋翼挑架上；
137.step:13将左前端副旋翼横向支腿外壳固定在支腿上；
138.step:14将左后端副旋翼横向支腿外壳固定在支腿上；
139.step:15将右后端副旋翼横向支腿外壳固定在支腿上；
140.step:16将右前端副旋翼横向支腿外壳固定在支腿上；
141.step:17将前端主旋翼护片固定在主旋翼护板上；
142.step:18将后端主旋翼护片固定在主旋翼护板上；
143.step:19将左前端副旋翼护片固定在副旋翼护板上；
144.step:20将左后端副旋翼护片固定在副旋翼护板上；
145.step:21将右后端副旋翼护片固定在副旋翼护板上；
146.step:22将右前端副旋翼护片固定在副旋翼护板上。
147.另外，如图12所示，本实用新型的副旋翼连接结构及受力；图13为现有技术中第一种副旋翼的连接结构及受力分析示意图，即为竖向轴可转向的对比方案的模拟计算线性模
型；而图14为现有技术中第二种副旋翼的连接结构及受力分析示意图；即为竖向轴和横向杆皆可转向的方案的模拟计算线性模型；
148.通过采用有限元对受力模型的模拟计算分析可得，在满足相同的fv(重力荷载)和相同的fs(提升升力荷载)的前提条件下，本实用新型的副旋翼连接结构可满足构件结构强度和挠度的要求，是安全的；而在相同强度利用率前提下同规格的杆件在另外两种对比方案中分别产生了不同的扰度变形，是不安全的，如图13及图14所示。
149.另外对比方案中还未考虑实际使用频次中的磨损，长期使用磨损会导致副旋翼系统的整体安全性不稳定。
150.最后，本实用新型的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。
151.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。