專利名稱：陀螺式垂直升降飛行器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種飛行器，特別是一種體積小、重量輕、能垂 直起飛或降落的適合工薪階層作個人的交通工具使用的飛行器，屬于 飛機領域。
技術背景由于城市交通隨著車輛迅速增加而越來越擁堵，在上下班高峰期 間，車速還不如步行快，道路的通行能力嚴重滯后，人們迫切希望能 有新的代步工具問世。為了改善交通環(huán)境，國家最近已向民間開放低 空領域，為人們使用低空飛行器提供了有利條件。但目前還沒有適合 工薪階層個人使用的低空低速飛行器。因為現(xiàn)有的載人飛行器主要 有1、螺旋漿飛機和噴氣式飛機等壓力差式飛行器，主要是利用氣 流在機翼上方和下方產(chǎn)生的壓力差而產(chǎn)生的浮力進行飛行，具有飛行 速度快等優(yōu)點，但必須要有符合要求的起降跑道的機場與之配套，不 適合近距離飛行和進行空中停留作業(yè)。2、螺旋漿直升機和噴氣直升 機等主要靠壓縮空氣進行升降和飛行的壓氣式飛行器，能進行垂直升 降和空中停留作業(yè)，但必須要有較大的平臺或廣場才能升降。上述飛 機都存在體積大、價格昂貴、起降場地要求高等不足之處，都不適合 作個人的低空低速飛行器使用。 發(fā)明內容本實用新型的目的主要是為了減輕城市交通壓力，設計一種適合 工薪階層作交通工具使用的體積小、價格低廉、安全性能好、使用方 便的陀螺式垂直升降飛行器。本實用新型的陀螺式垂直升降飛行器包括起落架、垂直升降裝 置、推進裝置和控制裝置，所述起落架裝在垂直升降裝置的下方，推進裝置和控制裝置裝在垂直升降裝置的上方，其特征在于垂直升降裝 置包括升降發(fā)動機、換向驅動裝置、下旋翼片、上旋翼片和旋翼框架， 所述升降發(fā)動機的輸出軸穿過固定在旋翼框架下框中心的下軸承座 后與下旋翼片和換向驅動裝置下部的主動軸固定聯(lián)接，換向驅動裝置 上部的從動軸與上旋翼片固聯(lián)后安裝在固定于旋翼框架上框中心的 上軸承座上，換向驅動裝置上部的從動軸與換向驅動裝置下部的主動 軸的轉動速度相同但轉動方向相反。其中，換向驅動裝置主要由下錐 形齒輪、上錐形齒輪、中錐形齒輪和中心軸，中錐形齒輪裝在下錐形 齒輪與上錐形齒輪之間，所述上錐形齒輪的錐度、齒數(shù)、模數(shù)和形狀 大小均與下錐形齒輪相同，下錐形齒輪的轉動軸為換向驅動裝置下部 的主動軸與升降發(fā)動機的輸出軸固定連接，上錐形齒輪的轉動軸為換 向驅動裝置上部的從動軸，從動軸的中心設有中心孔，中心軸裝在中 心孔中，中錐形齒輪經(jīng)軸承和惰輪橫軸安裝在中心軸下部，中心軸上 端穿過從動軸的中心孔后固裝在旋翼框架的上框上，從動軸外緣與上 旋翼片固聯(lián)后安裝在固定于旋翼框架上框的上軸承座上，上旋翼片和 下旋翼片為機翼式葉片。所述旋翼框架正上方固裝有一根支撐桿，支撐桿下部固裝有一個 方向齒輪和一個可繞桿轉動的駕駛盤，駕駛盤與支撐桿之間裝有軸 承，控制裝置裝在駕駛盤的一側，推進裝置裝在駕駛盤的另一側，推 進裝置包括推進發(fā)動機和產(chǎn)生推力的旋翼片。所述控制裝置包括方向控制裝置、升降控制裝置、推進控制裝置 和操作臺椅，其中，方向控制裝置包括方向盤及轉動齒輪和傳動裝置， 固裝在方向盤下端的轉動齒輪經(jīng)傳動裝置與垂直桿上的方向齒輪嚙合；升降控制裝置包括控制升降發(fā)動機的起動線、停車線和油門線， 推進控制裝置包括控制推進發(fā)動機的起動線、停車線和油門線，所述 油門線的調節(jié)機構選用蝸輪蝸桿機構。為了減輕降落到地面時的沖擊力，裝在垂直升降裝置下方的起落架可選用選用彈簧式起落架或氣襄式起落架，還可在旋翼框架四周安 裝防撞氣襄。為了防止意外，可在垂直升降裝置上方的支撐桿上部設有傘箱和 能自動打開的降落傘。由于兩個反向旋轉的旋翼片為機翼式葉片，在升降發(fā)動機的驅動 下作反向高速旋轉，可以相互抵消反力矩，使旋翼框架和駕駛盤等能 夠不隨旋翼片轉動而保持所需方位，且能像陀螺似的在前進、后退、 上升、下降時，保持平穩(wěn)而不會發(fā)生傾斜，該旋翼片是采用機翼式葉 片而非風扇式葉片，其橫截面上表面的長度大于下表面的長度，在高 速旋轉時，上方氣流速度大于下方氣流速度，因流速與氣壓成反比， 使上方氣壓比下方氣壓低而產(chǎn)生升力，是依靠氣壓差產(chǎn)生升力，而不 是依靠壓縮空氣產(chǎn)生升力，人站在下方可感覺不出有向下的風力，調 節(jié)升降發(fā)動機的油門即可調節(jié)轉速進而調節(jié)升降速度，當升力與重力 相等時即可使該飛行器停在空中，再啟動推進發(fā)動機使單只機翼式葉 片轉動，即可使飛行器前進，如需改變前進方向，只需轉動方向盤， 使駕駛盤沿方向齒輪轉動到所需方向，此時的推力旋翼片又轉到后方 而使該飛行器沿著轉向后的方向繼續(xù)前進，當起落架選用氣襄式起落 架且氣襄的浮力大于飛行器的重力時還可同時在水面地降落，還可在 旋翼框架四周安裝防撞氣襄和在垂直升降裝置上方的支撐桿上部設 有傘箱和能自動打開的降落傘等防護措施，所以具有設計簡單合理、 體積小、價格低廉、安全性能好等優(yōu)點，是一種適合城市交通中個人 使用的垂直升降飛行器。

附圖1是本實用新型結構示意圖；附圖2是等腰三角形機翼式葉片的橫截面結構示意圖； 附圖3是頂角為圓弧形的等腰三角形機翼式葉片的橫截面結構 示意圖。具體實旋方式附圖非限制性公開了本實用新型的一個具體實施例，下面結合附 圖對本實用新型作進一步的描述。參見附圖1，本實用新型的陀螺式垂直升降飛行器包括起落架1、 垂直升降裝置、推進裝置和控制裝置，所述起落架裝在垂直升降裝置 的下方，推進裝置和控制裝置裝在垂直升降裝置的上方，其特征在于垂直升降裝置包括升降發(fā)動機2、換向驅動裝置、下旋翼片6、上旋 翼片7和旋翼框架8，所述升降發(fā)動機2的輸出軸3穿過固定在旋翼 框架下框4中心的下軸承座5后與下旋翼片6和換向驅動裝置下部的 主動軸固定聯(lián)接，換向驅動裝置上部的從動軸9與上旋翼片7固聯(lián)后 安裝在固定于旋翼框架上框10中心的上軸承座11上，換向驅動裝置 上部的從動軸與換向驅動裝置下部的主動軸的轉動速度相同但轉動 方向相反。其中，換向驅動裝置主要由下錐形齒輪12、上錐形齒輪 15、中錐形齒輪13和中心軸16，中錐形齒輪13裝在下錐形齒輪12 與上錐形齒輪15之間，所述上錐形齒輪15的錐度、齒數(shù)、模數(shù)和形 狀大小均與下錐形齒輪12相同，下錐形齒輪12的轉動軸為換向驅動 裝置下部的主動軸與升降發(fā)動機2的輸出軸3固定連接，上錐形齒輪 15的轉動軸為換向驅動裝置上部的從動軸9，從動軸9的中心設有中 心孔，中心軸16裝在中心孔中，中錐形齒輪13經(jīng)軸承和惰輪橫軸 14安裝在中心軸16下部，中心軸16上端穿過從動軸的中心孔后固 裝在旋翼框架的上框10上，從動軸9外緣與上旋翼片7固聯(lián)后安裝 在固定于旋翼框架上框10的上軸承座11上，上旋翼片7和下旋翼片 6為機翼式葉片，為了使發(fā)動機正轉和反轉均能正常飛行和便于加工， 旋翼片橫截面可選用等腰三角形或頂角為圓弧形的等腰三角形(如圖 2和圖3所示)。所述旋翼框架正上方固裝有一根支撐桿17，支撐桿17下部固裝 有一個方向齒輪18和一個可繞桿轉動的駕駛盤19，駕駛盤19與支撐桿之間裝有軸承20，控制裝置裝在駕駛盤19的一側，推進裝置裝 在駕駛盤19的另一側，推進裝置包括推進發(fā)動機21和產(chǎn)生推力的旋 翼片22。飛行員可座在座椅26上控制該飛行器。所述控制裝置包括方向控制裝置、升降控制裝置、推進控制裝置 和操作臺椅16，其中，方向控制裝置包括方向盤25及轉動齒輪23 和傳動裝置24，固裝在方向盤25下端的轉動齒輪23經(jīng)傳動裝置24 與垂直桿17上的方向齒輪18嚙合；升降控制裝置包括控制升降發(fā)動 機的起動線、停車線和油門線，推進控制裝置包括控制推進發(fā)動機的 起動線、停車線和油門線，所述油門線的調節(jié)機構選用蝸輪蝸桿機構。為了減輕降落到地面時的沖擊力，裝在垂直升降裝置下方的起落架1可選用選用彈簧式起落架或氣襄式起落架，還可在旋翼框架四周 安裝防撞氣襄。為了防止意外，可在垂直升降裝置上方的支撐桿上部設有傘箱 27和能自動打開的降落傘。對于單人飛行器，其外徑約為3米，在直徑5米的空地上即可升 降。起飛時，啟動升降發(fā)動機2，下旋翼片6和上旋翼片7作高速反 向轉動，即可既能獲得升力又能使旋翼框架和駕駛盤等靜止不轉，當 升力大于重力后，飛行器就開始上升，上升到所需高度后就不再轉動 升降發(fā)動機油門線的蝸桿而使蝸輪定位在適當位置即可；需要前進 時，啟動推進發(fā)動機21使旋翼片22產(chǎn)生向后的推力，飛行器即可向 前飛行；如需轉彎，可轉動方向盤25，用轉動齒輪23經(jīng)傳動裝置24 圍繞方向齒輪18轉動，即可使駕駛盤19繞支撐桿17轉動而改變前 進方向。降落時，轉動升降發(fā)動機油門線的蝸桿，逐步關小升降發(fā)動 機的油門即可逐步下降到預停地面或平臺，當起落架選用有足夠浮力 的氣襄式起落架時，還可停到水面上。駕駛盤前上方還可增設駕駛室 以提高舒適性。具有設計簡單合理、體積小、價格低廉、安全性能好、 使用方便靈活，可以成為一種新的交通工具。
權利要求1. 一種陀螺式垂直升降飛行器包括起落架、垂直升降裝置、推進裝置和控制裝置，所述起落架裝在垂直升降裝置的下方，推進裝置和控制裝置裝在垂直升降裝置的上方，其特征在于垂直升降裝置包括升降發(fā)動機、換向驅動裝置、下旋翼片、上旋翼片和旋翼框架，所述升降發(fā)動機的輸出軸穿過固定在旋翼框架下框中心的下軸承座后與下旋翼片和換向驅動裝置下部的主動軸固定聯(lián)接，換向驅動裝置上部的從動軸與上旋翼片固聯(lián)后安裝在固定于旋翼框架上框中心的上軸承座上，換向驅動裝置上部的從動軸與換向驅動裝置下部的主動軸的轉動速度相同但轉動方向相反。
2、 如權利要求1所述的陀螺式垂直升降飛行器，其特征在于所述 換向驅動裝置包括下錐形齒輪、上錐形齒輪、中錐形齒輪和中心軸， 中錐形齒輪裝在下錐形齒輪與上錐形齒輪之間，所述上錐形齒輪的錐 度、齒數(shù)、模數(shù)和形狀大小均與下錐形齒輪相同，下錐形齒輪的轉動 軸為換向驅動裝置下部的主動軸與升降發(fā)動機的輸出軸固定連接，上 錐形齒輪的轉動軸為換向驅動裝置上部的從動軸，從動軸的中心設有 中心孔，中心軸裝在中心孔中，中錐形齒輪經(jīng)軸承和惰輪橫軸安裝在 中心軸下部，中心軸上端穿過從動軸的中心孔后固裝在旋翼框架的上 框中心，從動軸外緣與上旋翼片固聯(lián)后安裝在固定于旋翼框架上框的 上軸承座上，上旋翼片和下旋翼片為機翼式葉片。
3、 如權利要求2所述的陀螺式垂直升降飛行器，其特征在于所 述旋翼框架正上方固裝有一根支撐桿，支撐桿下部固裝有一個方向齒 輪和一個可繞桿轉動的駕駛盤，駕駛盤與支撐桿之間裝有軸承，控制 裝置裝在駕駛盤的一側，推進裝置裝在駕駛盤的另一側，推進裝置包 括推進發(fā)動機和產(chǎn)生推力的旋翼片。
4、 如權利要求3所述的陀螺式垂直升降飛行器，其特征在于所述控制裝置包括方向控制裝置、升降控制裝置、推進控制裝置和操作 臺椅，其中，方向控制裝置包括方向盤及轉動齒輪和傳動裝置，固裝 在方向盤下端的轉動齒輪經(jīng)傳動裝置與垂直桿上的方向齒輪嚙合；升 降控制裝置包括控制升降發(fā)動機的起動線、停車線和油門線，推進控 制裝置包括控制推進發(fā)動機的起動線、停車線和油門線，油門線的調 節(jié)機構選用蝸輪蝸桿機構。
5、 如權利要求1或2或3或4所述的陀螺式垂直升降飛行器， 其特征在于垂直升降裝置下方的起落架選用彈簧式起落架或氣襄式 起落架，。
6、 如權利要求5所述的陀螺式垂直升降飛行器，其特征在于垂 直升降裝置上方的支撐桿上部設有傘箱和能自動打開的降落傘。
專利摘要本實用新型的陀螺式垂直升降飛行器包括起落架、垂直升降裝置、推進裝置和控制裝置，所述垂直升降裝置包括升降發(fā)動機、換向驅動裝置、下旋翼片、上旋翼片和旋翼框架，經(jīng)換向驅動裝置使下旋翼片、上旋翼片的轉動速度相同但轉動方向相反，兩個反向旋轉的旋翼片為機翼式葉片，在升降發(fā)動機的驅動下相互作反向高速旋轉，可以相互抵消反力矩，使旋翼框架和駕駛盤等能夠不隨旋翼片轉動而保持所需方位，且能像陀螺似的在前進、后退、上升、下降時，保持平穩(wěn)而不會發(fā)生傾斜，具有設計簡單合理、體積小、價格低廉、安全性能好等優(yōu)點，是一種適合城市交通中個人使用的垂直升降飛行器。
文檔編號B64C27/10GK201089520SQ200720038650
公開日2008年7月23日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權日2007年7月19日
發(fā)明者樊文炎 申請人:樊文炎