本發(fā)明涉及飛行器浮空器領(lǐng)域，特別涉及一種自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)的飛艇及其姿態(tài)調(diào)整方法。

背景技術(shù)：

飛艇屬于浮空器的一種，它由巨大的流線型艇體、位于艇體下面的吊艙、起穩(wěn)定控制作用的尾面和推進(jìn)裝置等組成。艇體氣囊內(nèi)充以密度比空氣小的氣體，如氦氣以產(chǎn)生浮力使飛艇升空，吊艙用于搭載人員和裝載貨物，尾面用來控制和保持航向、俯仰的穩(wěn)定。

在理想情況下，飛艇在某一高度巡航時(shí)，囊體和吊艙應(yīng)保持水平狀態(tài)，其姿態(tài)不會(huì)發(fā)生傾斜。這就要求必須合理布置吊艙的位置，保證整個(gè)飛艇的重心位于飛艇升力中心的正下方。但是，在實(shí)際情況下，由于各種誤差的存在，吊艙的位置與其理想狀態(tài)下的位置存在一定差距，導(dǎo)致飛艇囊體和吊艙發(fā)生傾斜。

對(duì)于在某一高度巡航的飛艇，其囊體體積是固定的，因此飛艇囊體內(nèi)氣體產(chǎn)生的浮力保持不變。這就意味著飛艇所攜帶的有效載荷受到一定限制。為了增加飛艇的有效載荷，有必要對(duì)飛艇的結(jié)構(gòu)做出改進(jìn)。

目前，用于調(diào)節(jié)飛艇姿態(tài)的裝置大多是安裝于囊體尾部或兩側(cè)的螺旋槳，導(dǎo)致囊體尾部或兩側(cè)的推進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，重量也大大增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有正常載荷的自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)的飛艇及其姿態(tài)調(diào)整方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)的飛艇，包括艇體氣囊，該艇體氣囊內(nèi)部設(shè)置配平機(jī)器人、配平機(jī)器人保持裝置和傳感器，配平機(jī)器人位于飛艇的理論重心位置附近，配平機(jī)器人與傳感器連接并能夠接收傳感器的信號(hào)；傳感器用于監(jiān)測(cè)飛艇的飛行姿態(tài)，配平機(jī)器人保持裝置用于維持配平機(jī)器人沿固定路線向理論重心位置一側(cè)運(yùn)行，配平機(jī)器人在氣囊內(nèi)部自主沿配平機(jī)器人保持裝置移動(dòng)，通過自身重量實(shí)現(xiàn)對(duì)飛艇的重新配平。

優(yōu)選，配平機(jī)器人保持裝置為纜繩，纜繩經(jīng)過理論重心設(shè)計(jì)位置，且兩端分別與飛艇前緣和飛艇后緣連接，纜繩的長(zhǎng)度與艇體氣囊的長(zhǎng)度相等，配平機(jī)器人能夠在纜繩上沿纜繩的延伸方向移動(dòng)。

優(yōu)選，配平機(jī)器人上設(shè)有一通孔，纜繩穿過通孔使配平機(jī)器人能夠在纜繩上自由移動(dòng)。

優(yōu)選，傳感器位于配平機(jī)器人上。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種該飛艇的姿態(tài)調(diào)整方法，包括如下步驟：

s1：在飛艇的理論重心位置附近設(shè)置連接有傳感器的機(jī)器人和配平機(jī)器人保持裝置，保證機(jī)器人能夠沿配平機(jī)器人保持裝置向理論重心位置的一側(cè)自由移動(dòng)。

s2：當(dāng)飛艇處于巡航高度時(shí)，判斷飛艇姿態(tài)是否水平。

s3：當(dāng)飛艇姿態(tài)處于水平時(shí)，保持當(dāng)前狀態(tài)；當(dāng)飛艇姿態(tài)偏離水平位置時(shí)，傳感器生成信號(hào)，并將信號(hào)傳遞給機(jī)器人，指示機(jī)器人沿保持裝置的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛艇的重新配平，使飛艇重新處于水平飛行姿態(tài)。

s4：傳感器再次發(fā)出信號(hào)，機(jī)器人停止移動(dòng)。

優(yōu)選，配平機(jī)器人保持裝置為纜繩，纜繩兩端分別與飛艇前緣和飛艇后緣連接，并且纜繩的長(zhǎng)度與氣囊的長(zhǎng)度相等，配平機(jī)器能夠在纜繩上前后自由移動(dòng)從而調(diào)整飛艇的飛行姿態(tài)。

優(yōu)選，配平機(jī)器人上設(shè)置一通孔，并通過通孔將配平機(jī)器人穿設(shè)于纜繩上實(shí)現(xiàn)前后自由移動(dòng)。

優(yōu)選，步驟s3包括：當(dāng)飛艇飛行姿態(tài)偏離水平位置時(shí)，其重心偏離理論重心位置并位于理論重心位置一側(cè)，傳感器生成信號(hào)并將信號(hào)傳遞給配平機(jī)器人，指示配平機(jī)器人向設(shè)計(jì)位的另一側(cè)反向爬行，直至飛艇的重心重歸理論重心位置。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)的飛艇簡(jiǎn)化了飛艇的尾部或兩側(cè)的推進(jìn)裝置，對(duì)減輕飛艇結(jié)構(gòu)重量，增加飛艇的有效載荷具有重要意義。

2.由于在實(shí)際操作中，飛艇重心偏離設(shè)計(jì)位的距離比較小，而纜繩的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，因此本發(fā)明的調(diào)節(jié)姿態(tài)用方法的調(diào)節(jié)范圍很寬，調(diào)節(jié)的靈敏度高。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)的飛艇及其姿態(tài)調(diào)整方法的飛艇的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)的飛艇及其姿態(tài)調(diào)整方法的姿態(tài)調(diào)整方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)的飛艇，包括艇體氣囊1，該艇體氣囊1內(nèi)部設(shè)置配平機(jī)器人3、配平機(jī)器人保持裝置2和傳感器，配平機(jī)器人3與傳感器連接并能夠接收傳感器的信號(hào)；傳感器用于監(jiān)測(cè)飛艇的飛行姿態(tài)，配平機(jī)器人保持裝置2用于維持配平機(jī)器人3沿固定路線向理論重心位置一側(cè)運(yùn)行，配平機(jī)器人3在艇體氣囊1內(nèi)部自主沿配平機(jī)器人保持裝置2移動(dòng)，通過自身重量實(shí)現(xiàn)對(duì)飛艇的重新配平，使飛艇的飛行重心重回理論重心位置，保持水平姿態(tài)飛行。

配平機(jī)器人保持裝置2為纜繩，在本實(shí)施方式的一個(gè)具體的實(shí)施例中，纜繩兩端分別與飛艇前緣和飛艇后緣連接，纜繩的長(zhǎng)度與艇體氣囊1的長(zhǎng)度相等，配平機(jī)器人3能夠在纜繩上前后自由移動(dòng)從而調(diào)整飛艇的飛行姿態(tài)。在本實(shí)施方式的另一個(gè)實(shí)施例中，纜繩的兩端分別與飛艇內(nèi)部的左側(cè)和右側(cè)剛性片連接，纜繩的長(zhǎng)度與艇體氣囊1的寬度相等，配平機(jī)器人3能夠再纜繩上左右自由移動(dòng)從而調(diào)整姿態(tài)。也就是說，本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍不僅限于纜繩連接在飛艇的前緣和后緣，且纜繩的長(zhǎng)度與飛艇的長(zhǎng)度相等，方案中，為糾正飛艇在任一方向上的角度傾斜而對(duì)應(yīng)設(shè)置的纜繩方向以纜繩長(zhǎng)度均在本權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

配平機(jī)器人3上設(shè)有一通孔，纜繩穿過通孔使配平機(jī)器人3能夠在纜繩上前后自由移動(dòng)。通常情況下為使傳感器感覺更為靈敏，將傳感器設(shè)置于艇身的理論重心位置，本實(shí)施方式中，傳感器設(shè)置于配平機(jī)器人3上。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括該飛艇自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)的方法。方案包括：

s1：在飛艇的理論重心位置附近設(shè)置連接有傳感器的配平機(jī)器人3和配平機(jī)器人保持裝置2，保證配平機(jī)器人3能夠沿配平機(jī)器人保持裝置2的延伸方向自由移動(dòng)。

s2：當(dāng)飛艇處于巡航高度時(shí)，判斷飛艇姿態(tài)是否水平。

s3：當(dāng)飛艇姿態(tài)處于水平時(shí)，保持當(dāng)前狀態(tài)；當(dāng)飛艇姿態(tài)偏離水平位置時(shí)，傳感器生成信號(hào)，并將信號(hào)傳遞給機(jī)器人，指示機(jī)器人沿保持裝置的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛艇的重新配平，使飛艇重新處于水平飛行姿態(tài)。

s4：傳感器再次發(fā)出信號(hào)，機(jī)器人停止移動(dòng)。

具體包括：

s1：在飛艇囊體1內(nèi)部的理論重心位置附近設(shè)置連接有傳感器的配平機(jī)器人3和纜繩，在配平機(jī)器人3身上開孔，使纜繩穿過配平機(jī)器人3身上的小孔，將纜繩兩端分別和飛艇囊體1的前緣、后緣的剛性片連接，且保證纜繩的長(zhǎng)度與飛艇長(zhǎng)度相等，使得當(dāng)飛艇囊體1充入氦氣升空，在固定高度巡航時(shí)，飛艇囊體1在內(nèi)外壓差的作用下完全撐開，此時(shí)纜繩恰好被拉直，并經(jīng)過飛艇的理論重心位置，配平機(jī)器人3恰好位于纜繩上飛艇的理論重心位置，且配平機(jī)器人3能夠沿纜繩自由移動(dòng)。

s2：當(dāng)飛艇經(jīng)過囊體充氣、釋放升空過程后，處于在固定高度的巡航狀態(tài)時(shí)，判斷飛艇姿態(tài)是否水平。在巡航過程中，當(dāng)飛艇的實(shí)際重心位置在理論重心位置之前，飛艇前傾，當(dāng)飛艇的實(shí)際重心位置在理論重心位置之后，飛艇后傾，當(dāng)飛艇的實(shí)際重心位置與理論重心位置重合，飛艇保持水平姿態(tài)飛行。

s3：當(dāng)飛艇姿態(tài)處于水平時(shí)，保持當(dāng)前狀態(tài)；當(dāng)飛艇姿態(tài)偏離水平位置時(shí)，當(dāng)飛艇飛行姿態(tài)偏離水平位置時(shí)，其重心偏離理論重心位置并位于理論重心位置一側(cè)，傳感器生成信號(hào)并將信號(hào)傳遞給配平機(jī)器人3，指示配平機(jī)器人3向設(shè)計(jì)位的另一側(cè)反向爬行，直至飛艇的重心重歸理論重心位置。

s4：傳感器再次發(fā)出信號(hào)，配平機(jī)器人3收到信號(hào)后停止移動(dòng)。

由以上可知，辦發(fā)明的方案及保護(hù)范圍包括但不限于調(diào)整飛艇的前俯、后仰、左傾、右傾姿態(tài)，飛艇在平明方向的任一方位的傾斜，都可以通過設(shè)置對(duì)應(yīng)位置的纜繩來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

另外，在實(shí)際操作中，傳感器可以設(shè)為角度傳感器、位移傳感器等多種傳感器，機(jī)器人3身上的傳感器可以和飛艇的控制中心信號(hào)連接，通過控制中心將信號(hào)轉(zhuǎn)化為指令，控制機(jī)器人的行走。

綜上所述，本發(fā)明的使用機(jī)器人調(diào)節(jié)飛艇姿態(tài)的方法，能夠在不改進(jìn)飛艇囊體尾部或兩側(cè)的推進(jìn)裝置的前提下，利用簡(jiǎn)單的設(shè)備，容易地進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并且本方法對(duì)比一般方法，調(diào)節(jié)靈敏度更高，調(diào)節(jié)的范圍更寬。

以上，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。