本實(shí)用新型涉及一種飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置，尤其涉及一種升浮一體貨運(yùn)飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

以飛艇為代表的浮空器具有留空時(shí)間長(zhǎng)、安全性能好、燃料消耗率低等特點(diǎn)，在空中運(yùn)輸、廣告宣傳等民用領(lǐng)域以及空中預(yù)警等軍用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)浮空器主要依靠?jī)?nèi)部充滿比空氣輕的氣體產(chǎn)生浮力升空，其升力與飛行器大小成正比，為了增加載荷，就必須增大飛行器的尺寸，而過(guò)大的體積會(huì)增大飛行阻力，降低運(yùn)行速度。

升浮一體貨運(yùn)飛艇則是依靠浮力氣體產(chǎn)生的升浮力與氣動(dòng)外形產(chǎn)生的動(dòng)升力相結(jié)合來(lái)共同為飛艇提供飛行所需動(dòng)力，因此升浮一體貨運(yùn)飛艇具有體積小、載荷能力強(qiáng)、速度快、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。但是由于升浮一體飛艇的體積小，因此其重心的位置很容易受到貨物重量的影響而發(fā)生偏移，又由于升浮一體飛艇的重心在設(shè)計(jì)的時(shí)候是按照可攜帶最大載荷進(jìn)行計(jì)算的，因此當(dāng)飛艇所攜帶的貨物重量達(dá)不到最大載荷的時(shí)候，會(huì)使飛艇的重心位置發(fā)生變化，而不能保證飛艇的平衡。

現(xiàn)有的解決辦法是，當(dāng)貨物重量與飛艇最大載荷比較接近的情況下，可以通過(guò)合理安排貨物在飛艇上的位置，來(lái)降低貨物重量變化對(duì)飛艇重心的影響。當(dāng)貨物重量與飛艇最大載荷的相差較大的情況下，為了保證飛行安全，需要使用額外的壓艙物來(lái)幫助飛艇攜帶的貨物重量達(dá)到其最大載荷，使得飛艇的重心不發(fā)生偏移、進(jìn)而保證飛艇平衡。但是這種方法成本高，不僅需要購(gòu)買壓艙物，而且飛艇一直處于最大載荷使飛艇的燃料消耗也一直處于最大值，導(dǎo)致飛艇貨運(yùn)成本升高。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置，將為飛艇提供備用能源的儲(chǔ)能電池組作為配重來(lái)調(diào)節(jié)飛艇的重心平衡，不需要額外的壓倉(cāng)物就能夠調(diào)節(jié)飛艇的重心平衡，節(jié)約飛艇的燃料消耗。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置，飛艇包括飛艇囊體、以及與飛艇囊體連接的飛艇艇艙；飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置包括：導(dǎo)軌，導(dǎo)軌設(shè)置于飛艇艇艙底部且沿飛艇艇艙底部的水平方向的中心軸線延伸；儲(chǔ)能電池組，儲(chǔ)能電池組設(shè)置于導(dǎo)軌上且能夠在導(dǎo)軌上移動(dòng)；以及控制儲(chǔ)能電池組進(jìn)行移動(dòng)的控制模塊。

在一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊包括：根據(jù)飛艇的貨運(yùn)載荷計(jì)算得到儲(chǔ)能電池組使得飛艇平衡的平衡位置的伺服系統(tǒng)；以及控制儲(chǔ)能電池組移動(dòng)至平衡位置的伺服電動(dòng)機(jī)，伺服電動(dòng)機(jī)連接于伺服系統(tǒng)和儲(chǔ)能電池組。

在一個(gè)實(shí)施例中，其中，貨運(yùn)載荷小于滿載載荷；以及伺服系統(tǒng)根據(jù)貨運(yùn)載荷和滿載載荷計(jì)算得到平衡位置。

在一個(gè)實(shí)施例中，其中，貨運(yùn)載荷與飛艇的滿載載荷相等；以及平衡位置為飛艇的滿載設(shè)計(jì)重心的位置。

在一個(gè)實(shí)施例中，飛艇艇艙包括位于飛艇前端的駕駛艙、和位于飛艇后端的貨艙；其中，導(dǎo)軌設(shè)置于貨艙的底部。

在一個(gè)實(shí)施例中，飛艇艇艙包括在中心軸線方向上依次連接的駕駛艙、設(shè)備艙、以及貨艙；其中，導(dǎo)軌設(shè)置于駕駛艙和設(shè)備艙的底部。

在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)軌由飛艇艇艙的前端延伸至飛艇艇艙的尾端。

在一個(gè)實(shí)施例中，其中，導(dǎo)軌的第一端靠近飛艇的前端，導(dǎo)軌的第二端靠近飛艇的尾端；在飛艇的起飛階段，儲(chǔ)能電池組移動(dòng)至導(dǎo)軌的第二端。

優(yōu)選地，儲(chǔ)能電池組包括：封裝外殼，封裝外殼的材料包括鋁合金和碳纖維。

優(yōu)選地，導(dǎo)軌的材料包括高碳合金。

優(yōu)選地，伺服電動(dòng)機(jī)為交流伺服電動(dòng)機(jī)。

優(yōu)選地，儲(chǔ)能電池組包括多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池。

本實(shí)用新型通過(guò)在飛艇上使用可在導(dǎo)軌上移動(dòng)的儲(chǔ)能電池組作為飛艇的配重裝置，當(dāng)飛艇的重心因?yàn)樨浳镏亓孔兓l(fā)生偏移時(shí)，可通過(guò)控制模塊移動(dòng)儲(chǔ)能電池組在飛艇中的位置來(lái)抵消貨物重量變化對(duì)于飛艇重心位置的影響，從而使得飛艇的重心位置不受到貨物重量變化的影響，保證了飛艇平衡和飛行安全。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置與飛艇的示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置的原理框圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置的重心調(diào)節(jié)的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置。

結(jié)合圖1和圖2所示，飛艇包括飛艇囊體(未示出)以及與飛艇囊體連接的飛艇艇艙40，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置包括：導(dǎo)軌30、為飛艇提供備用能源的儲(chǔ)能電池組20、以及控制模塊10，其中導(dǎo)軌30設(shè)置于飛艇艇艙40的底部且沿飛艇艇艙40底部的水平方向的中心軸線延伸，儲(chǔ)能電池組20設(shè)置于導(dǎo)軌30上且能夠在導(dǎo)軌30上移動(dòng)，通過(guò)移動(dòng)改變儲(chǔ)能電池組20在中心軸線上的位置進(jìn)而調(diào)節(jié)飛艇的重心位置；控制模塊10控制儲(chǔ)能電池組20進(jìn)行移動(dòng)以調(diào)節(jié)飛艇重心位置。

在現(xiàn)有的升浮一體貨運(yùn)飛艇上，用于儲(chǔ)能的儲(chǔ)能電池組是必不可少的一個(gè)組成部分，通常采用能夠保證安全性的固定方式安裝在飛艇艇艙內(nèi)部。上述技術(shù)方案，通過(guò)在飛艇上使用可在導(dǎo)軌30上移動(dòng)的儲(chǔ)能電池組20作為飛艇的配重裝置，當(dāng)飛艇的重心因?yàn)樨浳镏亓孔兓l(fā)生偏移時(shí)，可通過(guò)控制模塊10移動(dòng)儲(chǔ)能電池組20在飛艇中的位置來(lái)抵消貨物重量變化對(duì)于飛艇重心位置的影響，從而使得飛艇的重心位置不受到貨物重量變化的影響，保證了飛艇平衡和飛行安全。

優(yōu)選地，儲(chǔ)能電池組20包括多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池。在升浮一體貨運(yùn)飛艇當(dāng)中，儲(chǔ)能電池組20通常作為飛艇電氣系統(tǒng)中重要的組成部分，儲(chǔ)能電池組20的主要作用是為飛艇上的電氣負(fù)載提供電力。在緊急情況下，儲(chǔ)能電池組20也會(huì)作為備用的能源裝置，當(dāng)飛艇主能源出現(xiàn)異常情況時(shí)，能夠?yàn)轱w艇提供短時(shí)間的應(yīng)急動(dòng)力，保證飛艇安全。

在一個(gè)實(shí)施例中，儲(chǔ)能電池組20包括：封裝外殼，封裝外殼的材料包括鋁合金和碳纖維。通過(guò)封裝外殼將儲(chǔ)能電池組20封裝成為一個(gè)整體以作為一個(gè)配重裝置。封裝外殼的材料通常可以選擇高強(qiáng)度輕量化材料，例如鋁合金和碳纖維，當(dāng)然封裝外殼的材料也可以是其他高強(qiáng)度輕量化的材料。

優(yōu)選地，導(dǎo)軌30的材料包括高碳合金?？蛇x地，導(dǎo)軌30的材料也可以是其他高強(qiáng)度輕量化的金屬。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，飛艇艇艙40包括在中心軸線方向上依次連接的駕駛艙41、設(shè)備艙42、以及貨艙43組成；其中，導(dǎo)軌30被設(shè)置于駕駛艙41和設(shè)備艙42的底部，導(dǎo)軌30由駕駛艙41的前端延伸至設(shè)備艙42靠近其與貨艙43連接的位置。導(dǎo)軌30的長(zhǎng)度及導(dǎo)軌30兩端的具體位置也可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，飛艇艇艙由位于飛艇前端的駕駛艙、和位于飛艇后端且連接于駕駛艙的貨艙組成；其中，導(dǎo)軌設(shè)置于貨艙的底部。因?yàn)閷?duì)于升浮一體貨運(yùn)飛艇來(lái)說(shuō)，重心在設(shè)計(jì)的時(shí)候是按照可攜帶最大載荷進(jìn)行計(jì)算的，另外升浮一體貨運(yùn)飛艇通常將貨艙設(shè)置在飛艇的尾端，因此當(dāng)貨運(yùn)載荷遠(yuǎn)小于最大載荷時(shí)能夠?qū)?chǔ)能電池組盡量向艇艙的后端移動(dòng)以平衡重心位置。

在又一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)軌30由飛艇艇艙40的前端延伸至飛艇艇艙40的尾端。

在一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊10包括：根據(jù)飛艇的貨運(yùn)載荷計(jì)算得到儲(chǔ)能電池組20使得飛艇平衡的平衡位置的伺服系統(tǒng)11；以及連接于伺服系統(tǒng)11和儲(chǔ)能電池組20的伺服電動(dòng)機(jī)12，伺服電動(dòng)機(jī)12能夠控制儲(chǔ)能電池組20移動(dòng)至平衡位置。經(jīng)過(guò)封裝的儲(chǔ)能電池組20將被安放在導(dǎo)軌30上，并與控制模塊10中的伺服電動(dòng)機(jī)12連接，伺服電動(dòng)機(jī)12控制儲(chǔ)能電池組20在導(dǎo)軌30上進(jìn)行移動(dòng)。

優(yōu)選地，伺服電動(dòng)機(jī)12為交流伺服電動(dòng)機(jī)12。交流伺服電動(dòng)機(jī)12具有大功率、大慣量、最高轉(zhuǎn)速低、和維護(hù)方便的特點(diǎn)，更適合進(jìn)行需要低速平穩(wěn)運(yùn)行的工作。

具體地，在沒(méi)有配重任務(wù)的時(shí)候可以將儲(chǔ)能電池組20移動(dòng)到飛艇艇艙40的前端。參考圖3所示，在確定了飛艇的貨運(yùn)載荷且配重任務(wù)開(kāi)始后，伺服系統(tǒng)11根據(jù)獲取的貨運(yùn)載荷的數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型對(duì)貨運(yùn)載荷對(duì)飛艇重心的影響進(jìn)行計(jì)算以得到儲(chǔ)能電池組20需要到達(dá)的平衡位置；隨后伺服系統(tǒng)11啟動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)12，通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)12控制儲(chǔ)能電池組20移動(dòng)到該平衡位置以抵消貨運(yùn)載荷對(duì)飛艇平衡的影響；當(dāng)儲(chǔ)能電池組20移動(dòng)至指定的平衡位置之后，伺服電動(dòng)機(jī)12停止工作，此時(shí)儲(chǔ)能電池組20將停留在指定的平衡位置；配重任務(wù)結(jié)束。儲(chǔ)能電池組20將停留在指定的平衡位置直到飛艇完成貨運(yùn)任務(wù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，貨運(yùn)載荷小于滿載載荷；以及伺服系統(tǒng)11根據(jù)貨運(yùn)載荷和滿載載荷計(jì)算得到平衡位置。即當(dāng)升浮一體貨運(yùn)飛艇進(jìn)行小載荷貨運(yùn)任務(wù)時(shí)，由于飛艇重心的設(shè)計(jì)是考慮飛艇滿載時(shí)的情況，所以此時(shí)飛艇的重心會(huì)發(fā)生偏移。伺服系統(tǒng)11會(huì)根據(jù)貨運(yùn)載荷和滿載載荷的差值計(jì)算儲(chǔ)能電池組20需要到達(dá)的平衡位置，并控制伺服電動(dòng)機(jī)12將儲(chǔ)能電池組20移動(dòng)至該平衡位置，保證了飛艇平衡。

在一個(gè)實(shí)施例中，貨運(yùn)載荷與飛艇的滿載載荷相等；以及平衡位置為飛艇的滿載設(shè)計(jì)重心的位置。即當(dāng)升浮一體貨運(yùn)飛艇進(jìn)行滿載荷的貨運(yùn)任務(wù)時(shí)，由于飛艇重心在設(shè)計(jì)的時(shí)候就是考慮飛艇滿載時(shí)的情況，因此伺服系統(tǒng)11只需要控制伺服電動(dòng)機(jī)12將儲(chǔ)能電池組20移動(dòng)到飛艇設(shè)計(jì)時(shí)的滿載設(shè)計(jì)重心的位置，就可以保證飛艇平衡。

在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)軌的第一端靠近飛艇的前端，導(dǎo)軌的第二端靠近飛艇的尾端；在飛艇的起飛階段，儲(chǔ)能電池組移動(dòng)至導(dǎo)軌的第二端，即在飛艇的起飛階段將儲(chǔ)能電池組移動(dòng)至靠近飛艇尾端的位置。具體地，在升浮一體貨運(yùn)飛艇的飛行過(guò)程中，起飛階段飛艇需要加速到足夠的速度以便獲得足夠的動(dòng)升力，因此起飛階段是飛行過(guò)程中消耗燃料最多的一個(gè)階段。在起飛階段，使飛艇的前端離開(kāi)地面以便獲得足夠的俯仰角是起飛階段的重要步驟之一。通過(guò)本實(shí)用新型的飛艇的重心調(diào)節(jié)裝置，如圖1所示，可以將儲(chǔ)能電池組20移動(dòng)到設(shè)備艙42靠近貨艙43的位置，以使飛艇的重心從向飛艇的尾端移動(dòng)，能夠有助于飛艇的前端離開(kāi)地面，從而降低了飛艇在起飛階段的燃料消耗，并降低了飛艇在飛行過(guò)程中的安全隱患。

綜上所述，借助于本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，通過(guò)將儲(chǔ)能電池組放置在靠近飛艇底部、且位于飛艇重心軸線上的導(dǎo)軌以使儲(chǔ)能電池組可以移動(dòng)，并通過(guò)將儲(chǔ)能電池組與控制模塊相連以調(diào)節(jié)其在飛艇中的位置，從而將儲(chǔ)能電池組作為了一個(gè)可調(diào)節(jié)的配重裝置，使飛艇的重心可以根據(jù)貨運(yùn)載荷的變化情況來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證了飛艇平衡和飛行安全。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。