三棲飛車的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車輛和飛行器技術，特別是一種三棲飛車。
【背景技術】
[0002]研制飛車是人們一直追求的夢想，由來已久。迄今，現(xiàn)有的飛車大致有三類:①將固定翼飛機的機翼與車相組合的飛車，如美國Terrafugia公司研制的transit1n飛車；
②將類似于直升機的旋翼與車相組合的飛行車，如荷蘭PALV Europe公司研發(fā)的PAL-V飛車；③將多個可傾轉涵道螺旋槳與車相組合的飛車，如莫勒公司skyCarM400飛車，能垂直起降。①的飛車，陸行時，機翼需要折疊，或者要將機翼長方向后轉到順車身長；該類飛車起飛時仍需要滑跑不小的距離；該類飛車占空間尺度大。②的飛車，能垂直起降，但和傳統(tǒng)直升機一樣飛行速度慢。③的飛車，特別是可傾轉式涵道螺旋槳的飛車，能垂直起降，且能和①的飛車差不多一樣速度飛行。但是，上述三類飛車飛行時存在嚴重的缺陷，即車輪機構成為“死重”，而且風阻大；在陸地行駛時，機翼或旋翼機構成為“死重”，所以能量浪費嚴重，這太欠符合研制飛車的基本原則一代價要小且功效要佳。其次，現(xiàn)有的飛車，均無法在水上停留和航行，只能是陸空兩棲飛車。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服現(xiàn)有飛車的上述缺陷，本實用新型設計一種三棲飛車，它的機翼連帶涵道式風扇形車輪能象鳥翅一樣收展，可更根據(jù)面臨的處境，隨時在陸、水、空之間靈活轉換運動。
[0004]本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn)。
[0005]圖1是三棲飛車的構造示意圖，也是三棲飛車陸棲時的示意圖，圖2是圖1的左視圖。如圖1示，縱向軸5被聯(lián)系于車身2上部；在軸5前部向前下方聯(lián)接前機翼4，在前機翼4上設置前副翼4-1、前舵機4-1-1，前副翼4-1與前舵機4-1-1聯(lián)系；在軸5后部向后下方聯(lián)接后機翼9，在后機翼9上設置后副翼9-1、后舵機9-1-1，后副翼9-1與后舵機9_1_1聯(lián)系；在軸5中部安裝蝸輪6。如圖1圖2示，軸5、蝸輪6、前機翼4、后機翼9對稱于車身2左右設置。如圖1示，前機翼4的下部、后機翼9的下部分別靠在前擋塊19、后擋塊10。圖3是圖1的A-A剖視簡圖，圖4是圖1的B-B剖面簡圖。如圖1圖4示，一號電機8的定子固定于車身2內頂中部；蝸桿7與一號電機8的轉子軸向聯(lián)接，然后，蝸桿7的兩端插入車身2內頂部上的掛耳2-1并配成轉動配合；蝸桿7與蝸輪6配成傳動配合，而且蝸桿7的左部7-1傳動驅轉蝸輪6的方向與蝸桿7的右部7-2傳動驅轉蝸輪6的方向相反。如圖3示，在二號電機1-2的外轉子外圓均布聯(lián)接數(shù)個風扇葉片1-1，在風扇葉片1-1的頂端聯(lián)接輪輞1-3，在輪輞1-3上安裝輪胎1-4，車輪I如此構成。車輪I似涵道式風扇。在二號電機1-2的定子軸上安裝電磁剎車器21，電磁剎車器21的剎車頭與外二號電機1-2的外轉子的端面對應。二號電機1-2的定子軸的右端聯(lián)接于伺服電機20的外轉子的外圓。伺服電機20的外轉子的上端與減震器3的下端聯(lián)接。如圖1至圖3示，前機翼4、后機翼9的下端與減震器3的上端聯(lián)接。
[0006]如圖1示，在車身2上設置操縱器18、駕駛員座椅17、拉推器15、智能控制器13(含計算機、驅動器、無線電臺等)、蓄電池12、發(fā)電裝置11，環(huán)境感知傳感器(包括攝像頭、激光雷達、GPS定位接收器等。在圖中未畫)、速度傳感器(在圖中未畫)，蓄電池12與發(fā)電裝置11用導線連接。操縱器18中含啟動、運動(陸、水、空)模式切換、方向、油門、剎車、前舵機4-1-1、后舵機9-1-1、一號電機8及拉推器15操控裝置，操縱器18中有操控(人控、遙控、自主控制)方式切換開關。起落板16的垂直板穿過車身2的底板并配成滑動配合，起落板16的垂直板的上端聯(lián)結豎桿14，起落板16的水平板處于車身2的底板外。豎桿14與拉推器15配成傳動配合。一號電機8、二號電機1-2、伺服電機20、前舵機4-1-1、后舵機9-1-1、操縱器18、拉推器15、環(huán)境感知傳感器、速度傳感器均與智能控制器13電連接。
[0007]對所述三棲飛車進行操控的方式有三種方式:人控、遙控、自主控制。人控，即駕駛員乘車直接操控操縱器18向智能控制器13發(fā)司令信號，智能控制器13再根據(jù)需要給各電機、各舵機、拉推器15通電或斷電。遙控指人離開三棲飛車，用遙控器向智能控制器13發(fā)號司令。自主控制，是智能控制器13根據(jù)環(huán)境感知傳感器、速度傳感器和駕駛軟件進行控制。
[0008]三棲飛車，如圖1示，在陸上，智能控制器13給各二號電機1-2通相同的電(包括電壓和電流大小或頻率、電流方向)、不同的電，可使車以不同的速度前進、后退、轉彎、繞垂直中心360°滾動旋轉。車靜止時，使拉推器15推出起落板16，車身2帶著車輪I離開地面適當高度。然后，操控一號電機8轉動驅轉蝸桿7，蝸桿7傳動蝸輪6，蝸輪6帶轉軸5，從而使前機翼4和后機翼9展開一些，以使車輪I遠離車身2，接著操控伺服電機20以使車輪I轉過不同角度，然后，可使車向任意方向平行移動。平行移動完后，通過反向操控使車輪1、起落板16歸原位。前擋塊19、后擋塊10的作用是，三棲飛車在陸上前行時，大大減小前機翼4、后機翼9的根部所受力矩。要剎車時，先使二號電機1-2斷電，接著，一方面利用二號電機1-2失電后的轉動慣量發(fā)電回收能量同時產(chǎn)生制動力；另一方面智能控制器13驅動電磁剎車器21的剎車頭抵觸電機1-2的外轉子的端面造成摩擦產(chǎn)生制動力。
[0009]三棲飛車若要從陸地升起并在空中飛行，智能控制器13先給拉推器15通正方向電，以向下推起落板16觸地，直到車升起且車輪I離地，然后智能控制器13給一號電機8通電，從而使前機翼4和后機翼9完全展開，其上的車輪I也隨著斜升至水平位(如圖5示。圖5是三棲飛車展開機翼后的俯視示意圖)，這時三棲飛車象四旋翼飛機。智能控制器13給二號電機1-2通電，車輪I旋轉，風扇葉片1-1旋動空氣向下，三棲飛車垂直升起，升到某高度，通過控制各個車輪I旋轉的轉速和轉向，可使三棲飛車象四旋翼飛機一樣靈活運動。到達某高度，智能控制器13給伺服電機20通電，使車輪I逐漸向前傾轉至車輪I的風扇葉片1-1掃略平面處于垂直方向(如圖6示。圖6是三棲飛車平飛時的俯視示意圖)，在此過程，三棲飛車向前上方運動，直到平飛。三棲飛車平飛時，前機翼4和后機翼9產(chǎn)生升力，旋轉的風扇葉片1-1提供推進力，而俯仰、方向及橫向的控制，是智能控制器13對前舵機4-1-1、后舵機9-1-1聯(lián)合操動以使對應的副翼適當偏轉而實現(xiàn)的。三棲飛車平飛時，起落板16 —直不上收，起到一定的平尾和垂尾的作用。要使三棲飛車從平飛轉為四旋翼飛機飛行模式，控制車輪I逐漸向上傾轉至風扇葉片1-1掃略平面處于水平方向。三棲飛車降落，應從四旋翼飛機狀降落。落地時，起落板16先著地，然后給一號電機8通電，使前機翼4和后機翼9收回至車身，最后收起落板16。
[0010]情況適合情況下，三棲飛車也能滑跑起飛以節(jié)省能耗。方法是，下推起落板16觸地，直到車輪I離地，再使機翼(前機翼4和后機翼9)展開合適角度停止，收起落板16使車輪I著地?；艿揭欢ㄋ俣?，利用機翼產(chǎn)生的足夠升力升起，這時車已獲得了前飛慣性，車剛一離地，應立即迅速扭轉車輪I使其端面朝前，以提供前飛動力，接著使機翼完全展開，進入正常飛行。
[0011]當三棲飛車進入較深水域時，靠浮力浮起后，先使前機翼4和后機翼9張開適當角度，接著控制車輪I使風扇葉片1-1掃略平面朝前(如圖7圖8示。圖7是三棲飛車在水上時的示意圖，圖8是圖7的左視圖)，然后使車輪I旋轉，起到類似劃水螺旋槳推進器的作用，三棲飛車將向前航行。三棲飛車航速、航向的控制、原地旋轉的控制、任意平移運動的控制，方法同在陸地行駛模式的。當三棲飛車處于動態(tài)水域時，根據(jù)水的運動速度和方向，調整各車輪I的風扇葉片1-1掃略平面方向和轉速，可使三棲飛車在水上定點，這對執(zhí)行水下探測、打撈等任務是難得的。
[0012]三棲飛車與在【背景技術】中所述的①飛車或②飛車相比:在陸上行駛時，①飛車空中推進螺旋槳機構或②飛車的旋翼機構、機翼或旋翼的折疊驅動機構、尾翼都是“死重”，共有三件“死重”，而且它們的機翼、尾翼都有不小的空氣阻力。而三棲飛車在陸上行駛時，一號電機8、蝸桿7、蝸輪6、軸5組成的機翼4和機翼9的收展機構是“死重”，四個伺服電機20、起落板16及拉推器15也是“死重”，共有七件“死重”，比①飛車或②飛車的多四件“死重”。然而，“死重”件數(shù)多并不能表示總的“死重”質量值就大。比如，按現(xiàn)有技術常識估計，①飛車的空中推進螺旋槳機構的質量或②飛車旋翼機構的質量，不會小于三棲飛車的四個伺服電機20的。似乎有一個問題，三棲飛車的機翼也是“死重”，可是，此“死重”差不多與現(xiàn)有飛車上固定車輪的構件的“死重”相當，兩者相比時，大可認為相抵消。所以，在陸上行駛時，三棲飛車總的“死重”質量和①飛車或②飛車的差不多一樣。而且三棲飛車在陸上行駛時，沒有機翼或旋翼、尾翼造成的空氣阻力，而且占空間比①飛車或②飛車占空間小許多。在空中飛行，①飛車或②飛車的四個車輪成為“死重”，機翼或旋翼的折疊驅動機構也是“死重”。而三棲飛車在空中飛行，一號電機8、蝸桿7、蝸輪6、軸5組成的機翼4和