分布式推进设备的制作方法

本实用新型涉及飞行器技术领域，特别涉及一种分布式推进设备。

背景技术：

飞行器是能飞离地面、在空间飞行并由人来控制的飞行物，随着科学的发展，逐渐出现了各种各样的飞行器，如为了缓解路面交通压力而出现的一种涵道旋翼载人飞行车，即不仅可以像直升机一样实现垂直起降和悬停飞行，又能够在普通公路道路行驶，是一种方便出行，用途广泛的立体化交通工具。

传统的飞行器的动力部分包括有多个固定连接的飞行器构成，其中相邻飞行器固定连接，飞行过程中提供动力。

然而，由于飞行器形状、尺寸固定，在复杂的低空或狭窄的巷道中飞行时，容易与周围环境可能产生干涉和磕碰，导致推进设备的通用性较低。

因此，如何提高分布式推进设备的通用性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种分布式推进设备，该分布式推进设备的通用性提高。

为实现上述目的，本实用新型提供一种分布式推进设备，包括由多个飞行器构成的飞行组件，至少两个相邻所述飞行器之间柔性连接以使所述分布式推进设备的投影发生变化。

优选地，所述飞行组件的所述飞行器呈阵列分布，至少相邻两个所述飞行器之间通过第一转动装置柔性连接。

优选地，所述飞行器呈矩阵分布，至少纵向相邻的两排所述飞行器之间柔性连接，柔性连接的两排所述飞行器之间一对一通过第一转动装置可转动连接。

优选地，横向每列相邻两个所述飞行器固定连接。

优选地，至少横向相邻的两列所述飞行器之间通过第二转动装置可转动连接。

优选地，多个所述飞行器环形阵列设置，相邻两圈所述飞行器连接，相邻两圈所述飞行器中，至少外圈所述飞行器与相邻内圈所述飞行器通过第一转动装置可转动连接，同一圈可转动的所述飞行器通过所述第二转动装置可转动连接。

优选地，所述第一转动装置和/或所述第二转动装置为连杆驱动装置，所述连杆驱动装置包括相互铰接的连杆组件及驱动所述连杆组件转动的连杆控制装置，所述连杆组件的相对两端与相邻两个所述飞行器固定连接。

优选地，所述连杆控制装置包括伸缩杆及控制所述伸缩杆伸缩的控制装置；所述连杆组件包括铰接杆及与所述铰接杆一端铰接的铰接座，所述铰接座和所述铰接杆的另一端分别与相邻两个所述飞行器固定连接，所述伸缩杆的一端与所述铰接杆的杆体铰接，另一端与所述铰接座安装的所述飞行器铰接。

优选地，所述连杆组件包括第一连杆及与所述第一连杆铰接的第二连杆，所述第一连杆与和所述第二连杆分别与相邻两个所述飞行器固定连接；所述连杆控制装置包括拉索及控制所述拉索收放的拉索收放装置，当所述拉索收放时，所述第一连杆和所述第二连杆绕铰接点转动。

优选地，边缘所述飞行器共用一个所述连杆控制装置，位于边缘的所述飞行器与相邻内圈所述飞行器软连接。

优选地，所述连杆组件包括分别与相邻两个所述飞行器固定连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部上设有转轴，所述第二连接部上设有套设在所述转轴上，且能够相对于所述转轴转动的套筒，所述第一连接部上设有锁紧块，所述锁紧块和所述套筒端部均设有能够相互卡接的卡齿；

所述连杆控制装置包括弹性复位件、拉索及控制所述拉索收放的拉索收放装置，所述拉索自由端与所述套筒连接，所述弹性复位件一端与套筒固定连接，另一端与所述第二连接部连接，所述拉索收放装置安装在所述第二连接部上，当所述拉索收紧时，所述套筒克服所述弹性复位件阻力，与所述锁紧块的卡齿脱离，当所述拉索放开时，所述套筒在所述弹性复位件弹力作用力下，所述转轴的卡齿与所述锁紧块的卡齿卡接。

优选地，所述套筒为两个，两个所述套筒对称设置在所述锁紧块相对两侧，所述弹性复位件与所述套筒一一对应；

所述拉索包括分拉索及与所述分拉索一端连接的主拉索，所述分拉索的另一端与所述第二连接部上远离卡齿一端连接，所有所述的分拉索均与所述主拉索连接。

优选地，所述弹性复位件套设在所述转轴上。

优选地，所述第一转动装置和/或所述第二转动装置为折叠杆驱动装置，所述折叠杆驱动装置包括折叠杆组件及驱动所述折叠杆组件转动的舵机；

所述折叠杆组件包括第一连接杆、第一转动杆，所述第一连接杆和所述第一转动杆与相邻两个所述飞行器连接，所述第一连接杆与所述第一转动杆铰接，所述折叠杆驱动装置驱动所述第一转动杆相对于所述第一连接杆转动，以实现第一连接杆与第一转动杆夹角变化；

所述舵机安装在所述第一转动杆所安装位置的所述飞行器上。

优选地，所述第一转动装置和/或所述第二转动装置为折叠杆驱动装置，所述折叠杆驱动装置包括折叠杆组件及驱动所述折叠杆组件转动的驱动装置；

所述折叠杆组件包括第三连接杆、第三转动杆、第二连接杆和第二转动杆，所述第三连接杆和所述第二连接杆与相邻两个所述飞行器连接，所述第三连接杆与所述第一转动杆铰接，所述折叠杆驱动装置驱动所述第三转动杆相对于所述第三连接杆转动，以实现第三连接杆与第三转动杆夹角变化，所述第三连接杆和所述第二连接杆固定在同一个所述飞行器上，所述第三转动杆和所述第二转动杆安装在另一个所述飞行器上，所述第二连接杆上设有供所述第二转动杆端部往复滑动的条形孔，所述第二转动杆上设有安装在所述条形孔内的滑块，所述折叠杆驱动装置驱动所述第三转动杆和所述第二转动杆转动。

优选地，位于边缘的所述飞行器通过伸缩装置依次连接。

优选地，所述飞行器包括涵道体、设置在所述涵道体内的风扇及驱动所述风扇工作的供能装置；

所述供能装置位于所述涵道体上；

或所述供能装置位于地面，且与所述风扇电连接。

优选地，所述涵道体的外径为10mm-190mm。

在上述技术方案中，本实用新型提供的分布式推进设备包括由多个飞行器构成的飞行组件，至少两个相邻飞行器之间柔性连接以使所述分布式推进设备的投影发生变化。分布式推进设备在飞行过程中，根据实际环境需要，柔性连接的飞行器可以变换相对位置，进而改变分布式推进设备结构。

通过上述描述可知，在本申请提供的分布式推进设备中，由于至少两个相邻飞行器之间柔性连接以使分布式推进设备的投影发生变化，即分布式推进设备可以根据环境改变形状，进而适应多种需要飞行通过的位置，因此，该分布式推进设备的通用性提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的分布式推进设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的分布式推进设备通过第一种连杆驱动装置转动的第一种形状的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的分布式推进设备通过第一种连杆驱动装置转动的第二种形状的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的分布式推进设备通过第一种连杆驱动装置转动的第三种形状的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所提供的第一种连杆驱动装置与飞行器的安装位置图；

图6为图5所示第一种连杆驱动装置的放大图；

图7为本实用新型实施例所提供的分布式推进设备通过第二种连杆驱动装置转动的结构示意图；

图8为图7所示第二种连杆驱动装置的放大图；

图9为本实用新型实施例所提供的分布式推进设备通过第三种连杆驱动装置转动的结构示意图；

图10为本实用新型实施例所提供的分布式推进设备通过折叠杆驱动装置转动的结构示意图；

图11为本实用新型实施例所提供的折叠杆驱动装置转动的安装位置图；

图12为本实用新型实施例所提供的分布式推进设备通过折叠杆驱动装置转动的整体布局图；

图13为本实用新型实施例所提供的分布式推进设备通过第四种连杆驱动装置转动的结构示意图；

图14为图13所示的第四种连杆驱动装置的放大安装位置图。

其中图1至图14中：

1-飞行器、2-第一转动装置、3-第二转动装置；

4-连杆驱动装置、41-铰接杆、42-伸缩杆、43-铰接座；

5-折叠杆组件、51-第一转动杆、52-第一连接杆、53-第二转动杆、54-滑块、55-第二连接杆、56-条形孔、57-第一安装座、58-第二安装座；

6-折叠杆驱动装置、61-舵机、62-第一连接杆、63-第一转动杆；

7-连杆驱动装置、71-主拉索、72-分拉索、73-第一连接部、74-锁紧块、75-第二连接部、76-弹性复位件、77-转轴。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种分布式推进设备，该分布式推进设备的通用性提高。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图14。

在一种具体实施方式中，本实用新型具体实施例提供的分布式推进设备包括由多个飞行器1构成的飞行组件，至少两个相邻飞行器1之间柔性连接以使分布式推进设备的投影发生变化，投影可以以某一参照点为基准，结构上任一位置点的相对位置能产生变化(包括空间角度、距离)。具体的投影可以为分布式推进设备具体在某个平面上的投影，具体可以为水平面、竖直平面等平面上的投影。分布式推进设备在飞行过程中，根据实际环境需要，柔性连接的飞行器1可以变换相对位置，进而改变分布式推进设备投影结构。如图1为分布式推进设备的外形图，图2为分布式推进设备呈向一侧弯曲时的外形图。图3为分布式推进设备呈波浪状态的外形图。图4为分布式推进设备呈另一种波浪状态的外形图。图12为分布式推进设备呈平铺状态时的外形图。

具体的，飞行器1包括涵道体、设置在涵道体内的风扇及驱动风扇工作的供能装置；当采用无叶飞行器1时，则不必设置风扇。由于涵道体的直径较小，使分布式推进设备的整体结构的柔性较大，能够实现较大程度的变形。

其中供能装置用于驱动风扇转动以提供升力，供能装置为设置在涵道体上的电池，随飞行器1一起飞行，可以在各涵道体上分别设置电池，也可以仅在部分涵道体上设置电池。或者驱动机构设置在地面上，由系留电缆传输电能给风扇，以驱动风扇工作。

具体的，涵道体的外径为10mm-190mm，涵道体外径可以为95mm-105mm左右，本申请将涵道体的直径设计得较小，使整个分布式推进设备的动力源离散化。

通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的分布式推进设备中，由于至少两个相邻飞行器1之间柔性连接以使分布式推进设备的投影发生变化，即分布式推进设备可以根据环境改变形状，进而适应多种需要飞行通过的位置，因此，该分布式推进设备的通用性提高。

具体的，飞行组件的飞行器1呈阵列分布，至少相邻两个飞行器1之间通过第一转动装置2柔性连接。涵道体的直径较小，使升力源离散分布在整个分布式推进设备上，且矩阵排列使升力源在整个设备上均匀分布。分布式推进设备包括矩形阵列或环形阵列的飞行器1，整体外廓为圆形或长方形，形成一个大平面，位于边缘的各飞行器1之间可以相互靠拢。

在一种具体实施方式中，飞行器1呈矩阵分布，至少纵向相邻的两排飞行器1之间柔性连接，柔性连接的两排飞行器1之间一对一通过第一转动装置2可转动连接。分布式推进设备包括并排设置的多行飞行器1形成矩阵，每行飞行器1朝向同一方向卷曲、折叠或相互靠拢。

具体的，横向每列相邻两个飞行器1固定连接。分布式推进设备包括多行飞行器1，形成一个大平面，相邻的各行飞行器1之间可固定连接，在至少一行飞行器1上设置第一转动装置2。

为了实现分布式推进设备角度变换，优选，至少横向相邻的两列飞行器1之间通过第二转动装置3可转动连接。

在另一种具体实施方式中，多个飞行器1可以呈环形阵列设置，相邻两圈飞行器1连接，相邻两圈飞行器1中，至少外圈飞行器1与相邻内圈飞行器1通过第一转动装置2可转动连接，同一圈可转动的飞行器1通过第二转动装置3可转动连接。优选，飞行器1呈多圈同心设置，至少最外缘的飞行器1能朝同一方向卷曲、折叠或相互靠拢。

当然，分布式推进设备中飞行器1还可以呈条形或环形，具体的包括排成一列或一圈的飞行器1，各飞行器1能通过卷曲、折叠或收缩靠拢的方式集中，体积变小。

具体的，第一转动装置2和/或第二转动装置3为连杆驱动装置4，连杆驱动装置4包括相互铰接的连杆组件及驱动连杆组件转动的连杆控制装置，连杆组件的相对两端与相邻两个飞行器1固定连接。

如图5和图6所示，连杆控制装置包括伸缩杆42及控制伸缩杆42伸缩的控制装置；连杆组件包括铰接杆41及与铰接杆41一端铰接的铰接座43，铰接座43和铰接杆41的另一端分别与相邻两个飞行器1固定连接，伸缩杆42的一端与铰接杆41的杆体铰接，另一端与铰接座43安装的飞行器1铰接。其中伸缩杆42可以为传统的电动推杆。

具体的，铰接杆41的两端分别为固定端和铰接端，铰接杆41的固定端固定在任意飞行器1的外壁上，铰接端能转动地连接在铰接座43上，铰接座43固定连接在相邻的飞行器1的外壁上。伸缩杆42的一端能转动地连接在铰接杆41的中部，伸缩杆42的另一端能转动地连接在铰接座43安装的飞行器1的外壁上。

如图5中，左边的伸缩杆42处于压缩状态，左边的飞行器1相对于中间的飞行器1向下转动。右边的伸缩杆42处于伸长状态，中间的飞行器1相对于右边的飞行器1向上转动。通过不同位置的伸缩杆42的不同动作，实现分布式推进设备的不同变形。

在另一种变形状态中，如图2所示，各伸缩杆42均伸长，整个分布式推进设备朝上弯曲，最终会卷成筒状。又如图3和图4所示，从左往右数，两个伸缩杆42压缩，再两个伸缩杆42伸长，再往后两个伸缩杆42压缩(图中仅示出其中一个)，按此规律依次循环，整个分布式推进设备变形成波浪状。在图5中通过相邻的伸缩杆42分别压缩和伸长，整体呈现为波浪形。图3与图5相比，相邻的两个伸缩杆42为同一状态，依次相邻的两个伸缩杆42为另一状态，波浪的间距较宽。

图1至图5展示的是横向排成行的飞行器1之间的伸缩杆42动作，导致分布式推进设备在某一方向的卷曲，此时各列中纵向连接的伸缩杆42动作是完全一样的，各列中纵向连接的伸缩杆42不动作，也就是说，纵向排成列的飞行器1的上表面处于同一平面上，不发生变形。

也可以在横向排成行的伸缩杆42完成动作之后，使纵向排成列的伸缩杆42开始动作，整个分布式推进设备的外形可进一步地变形，此时，第一转动装置2和第二转动装置3均为连杆驱动装置4，在排成列的伸缩杆42动作时，排成行的伸缩杆42可能会做一些适应性的微调。

作为另一种可实施的方式，位于边缘的飞行器1之间直接通过伸缩装置连接，具体的伸缩装置可以为伸缩杆或伸缩缸，伸缩装置缩短使位于边缘的各飞行器1相互靠拢，使大平面的外缘收缩，变形成外廓较小的圆形或长方形，便于通过狭窄的巷道。

在一种具体实施方式中，连杆组件包括第一连杆及与第一连杆铰接的第二连杆，第一连杆与和第二连杆分别与相邻两个飞行器1固定连接；连杆控制装置包括拉索及控制拉索收放的拉索收放装置，当拉索收放时，第一连杆和第二连杆绕铰接点转动。第一连接部和第二连接部均设置在各个涵道体的外壁上，位于两端的推进模块仅设置第一连接部或第二连接部，位于中间的推进模块的两侧设置第一连接部和第二连接部。各飞行器1的第一连接部能与一侧相邻的飞行器1的第二连接部能转动地连接，各飞行器1的第二连接部能与另一侧相邻的飞行器1的第一连接部能转动地连接。

分布式推进设备还包括将各飞行器1依次串联的拉索，在飞行器1的上侧和/或下侧设置拉索，驱动某一侧的拉索动作，各飞行器1转动，从而使推进模块朝向同一方向卷曲，变形成长条状，便于通过狭窄的巷道。

在一种具体实施方式中，位于边缘的飞行器1与位于中间的飞行器1之间通过柔性绳、织物或铰链软连接，外圈的飞行器1与内圈的飞行器1之间不传递动力。当然，位于边缘的飞行器1与位于中间的飞行器1之间还可以通过液压挺杆伸缩地连接。

分布式推进设备还包括将位于边缘的各飞行器1串联的拉索，在飞行器1大平面的上侧和/或下侧设置拉索，驱动某一侧拉索动作，各飞行器1转动，从而使分布式推进设备的大平面朝向同一方向卷曲(向上卷曲或者向下卷曲)，变形成长条状，便于通过狭窄的巷道。

具体的，可以使位于边缘的各飞行器1通过柔性绳、织物或铰链软连接，在大平面的上侧和下侧分别设置拉索，两侧拉索同时拉动，使位于边缘的各飞行器1相互靠拢，整个分布式推进设备缩紧，大平面向内挤压，甚至成为球状。

优选的，同一排飞行器1或同一列飞行器1共用一个连杆控制装置。

具体的，边缘飞行器1共用一个连杆控制装置，位于边缘的飞行器1与相邻内圈飞行器1软连接。

如图13和图14所示，连杆组件包括分别与相邻两个飞行器1固定连接的第一连接部73和第二连接部75，第一连接部73上设有转轴77，第二连接部75上设有套设在转轴77上，且能够相对于转轴77转动的套筒，第一连接部73上设有锁紧块74，锁紧块74和套筒端部均设有能够相互卡接的卡齿。

连杆控制装置包括弹性复位件76、拉索及控制拉索收放的拉索收放装置，拉索自由端与套筒连接，弹性复位件76一端与套筒固定连接，另一端与第二连接部75连接，拉索收放装置安装在第二连接部75上，当拉索收紧时，套筒克服弹性复位件76阻力，与锁紧块74的卡齿脱离，当拉索放开时，套筒在弹性复位件76弹力作用力下，转轴77的卡齿与锁紧块74的卡齿卡接。转轴77相对于涵道体中心轴垂直设置，当拉索拉动各飞行器1卷曲变形时，各飞行器1通过转轴77和套筒的配合实现相对转动。当不需要变形时，将相互配合的转轴与套筒卡紧，防止相对运动。

在一种具体实施方式中，套筒为两个，两个套筒对称设置在锁紧块74相对两侧，弹性复位件76与套筒一一对应。

拉索包括分拉索72及与分拉索72一端连接的主拉索71，分拉索72的另一端与第二连接部75上远离卡齿一端连接，所有的分拉索72均与主拉索71连接。

为了对弹性复位件76运动进行导向，优选，弹性复位件76套设在转轴77上。具体的，弹性复位件76优选为弹簧。

如图10和图11所示，在一种具体实施方式中，第一转动装置2和/或第二转动装置3为折叠杆驱动装置6，折叠杆驱动装置6包括折叠杆组件及驱动折叠杆组件转动的舵机61。

如图3所示，折叠杆组件包括第一连接杆62、第一转动杆63，第一连接杆62和第一转动杆63与相邻两个飞行器1连接，第一连接杆62与第一转动杆63铰接，折叠杆驱动装置6驱动第一转动杆63相对于第一连接杆62转动，以实现第一连接杆62与第一转动杆63夹角变化。

舵机61安装在第一转动杆63所安装位置的飞行器1上。具体的，两个折叠杆组件为相对于飞行器1位于同一高度。舵机61设置在飞行器1中第一转动杆63所在的飞行器1内，舵机61驱动第一转动杆63相对第一连接杆62转动。

在一种具体实施方式中，第一转动装置2和/或第二转动装置3为折叠杆驱动装置，折叠杆驱动装置包括折叠杆组件5及驱动折叠杆组件5转动的驱动装置。

如图7和图8，折叠杆组件5包括第三连接杆52、第三转动杆51、第二连接杆55和第二转动杆53，第三连接杆52和第二连接杆55与相邻两个飞行器1连接，第三连接杆52与第三转动杆51铰接，且两者在同一个平面内转动。折叠杆驱动装置驱动第三转动杆51相对于第三连接杆52转动，以实现第三连接杆52与第三转动杆51夹角变化，第三连接杆52和第二连接杆55固定在同一个飞行器1上，第三转动杆51和第二转动杆53安装在另一个飞行器1上，第二连接杆55上设有供第二转动杆53端部往复滑动的条形孔56，第二转动杆53上设有安装在条形孔56内的滑块54，折叠杆驱动装置驱动第三转动杆51和第二转动杆53转动。具体的，条形孔56可以为矩形孔或腰形孔等。

当图9中右侧的飞行器1相对于中间的飞行器1向下转动时，两者之间的第二转动杆53在条形孔56内滑移到左侧；当左侧的飞行器1相对于中间的飞行器1向上转动时，两者之间的第二转动杆53在条形孔56内滑移到右侧。

较优地，如图7所示，第三连接杆52、第三转动杆51、第二连接杆55和第二转动杆53均为两个，两个第三连接杆52和第二连接杆55相对于飞行器1位于同一高度，在第三连接杆52、第三转动杆51的下方分别垂直对应第二连接杆55和第二转动杆53。

进一步地，纵向排成列的相邻飞行器1和横向排成行的飞行器1均采用结构相同的折叠杆组件5连接。

作为另一种可实施的方式，纵向排成列的相邻飞行器1之间可固定连接，在位于最外侧的其中一行或两行的各飞行器1上连接折叠杆驱动装置。作为另一种可实施的方式，还可以使纵向排成列的相邻飞行器1之间柔性连接，各行飞行器1分别对应各自的折叠杆组。

为了提高飞行器1飞行过程中稳定性，优选，折叠杆组至少为两个，当飞行器1轴线与水平面垂直时，两个折叠杆组沿水平方向并列排布。

当飞行器1呈环形阵列分布时，优选，同一圈飞行器1共用一个连杆控制装置。

具体的，呈环形阵列分布的飞行器1，边缘飞行器1共用一个连杆控制装置，位于边缘的飞行器1与相邻内圈飞行器1软连接。

本申请通过卷曲、折叠或相互靠拢等方式，使分布式推进设备的整体实现变形，改变其外形大小，提高了灵活性和通过性。在野外复杂环境或巷道内飞行作业时，不仅能通过众多的风扇保持足够升力，还能通过涵道体之间的相对运动实现其变形。

本申请将涵道体的直径设计得较小，使整个分布式推进设备的升力源离散化，均匀分布，保持了飞行时的稳定性，也能提高整体结构在卷曲或折叠时的柔韧度，使其能卷曲或折叠为较小的尺寸，便于广泛推广和使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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