阅读说明：本技术 一种飞艇 (Airship ) 是由 李凯 苏翔 陈增付 余勇 赵俊 徐沛保 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及无人机领域,为了解决解决飞艇的重量较重、体积较大的问题,提供了一种飞艇,包括：飞艇本体、推进装置以及电源。飞艇本体形成为介电弹性材料件,电源对飞艇本体进行充电与否可以控制飞艇本体的体积大小,并且飞艇本体的体内具有充满惰性气体的浮动腔,因此,通过控制飞艇本体的体积大小,便可以对飞艇本体的悬浮高度进行调节,并且在飞艇本体上还设有推进拨片状的推进装置,以改变飞艇本体的位置,从而保证飞艇可以灵活地在空中进行移动,并且通过电源对飞艇本体以及推进装置进行工作,代替其他驱动设备,例如电机等,从而可以保证飞艇的重量较小,体积较小,进而可以将飞艇构造为微型飞艇,保证飞艇可以应用在更多领域中。(The invention relates to the field of unmanned aerial vehicles, and provides an airship for solving the problems of heavier weight and larger volume of the airship, which comprises: airship body, advancing device and power. The airship body forms into dielectric elastic material spare, the power is charged the airship body whether can control the volume size of airship body, and the internal chamber that floats that is full of inert gas that has of airship body, therefore, through the volume size of control airship body, alright with adjust the suspension height to airship body, and still be equipped with on airship body and impel the advancing device who dials the slice, with the position that changes airship body, thereby guarantee that airship can move in the air in a flexible way, and work airship body and advancing device through the power, replace other drive arrangement, for example, motor etc., thereby can guarantee that airship's weight is less, the volume is less, and then can construct miniature airship, guarantee that airship can use in more fields.)

一种飞艇

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种飞艇。

背景技术

飞艇是一种轻于空气的无人飞行机，它与热气球最大的区别在于可自主地控制飞行状态。一般飞艇由飞艇本体以及起稳定控制作用的推进装置组成。但是，目前飞艇的推进装置一般使用电机提供动力，对飞艇的上升和下降进行控制，但是由于电机的重量较重，从而增加了飞艇的负担，因此，飞艇必须具有较大的上升浮力才能负担电机的载荷，从而导致飞艇的体积较大，导致飞艇的应用领域受限。

发明内容

本发明为了解决飞艇的重量较重、体积较大的问题，提供了一种飞艇。

根据本发明实施例的飞艇，包括：飞艇本体、推进装置以及电源，所述飞艇本体形成为介电弹性材料件，所述飞艇本体内限定有膨胀状态和收缩状态之间可伸缩的浮动腔，所述浮动腔内充填有密度小于空气的惰性气体，以使所述飞艇本体漂浮在空中，所述推进装置构造为推进拨片，所述推进装置可摆动地设在所述飞艇本体上，以对所述飞艇本体进行推进，所述电源位于所述飞艇本体上，所述电源与所述飞艇本体以及所述推进装置电连接，以对所述飞艇本体的所述浮动腔在所述膨胀状态或所述收缩状态下进行切换，以及对所述推进装置提供摆动动力。

根据本发明的一个实施例，所述飞艇本体上设有本体电极，所述本体电极与所述电源电连接。

根据本发明的一个实施例，所述推进装置包括：第一拨片、第二拨片，所述第一拨片位于所述飞艇本体的左右两侧，且朝向远离所述飞艇本体的方向延伸，所述第一拨片可进行上下方向的摆动，所述第二拨片位于所述飞艇本体的后侧，且朝向远离所述飞艇本体的方向延伸，所述第二拨片可进行前后方向的摆动。

根据本发明的一个实施例，所述第一拨片形成为压电材料件，所述第一拨片的厚度方向上的上、下两端面以及中间位置处设有涂抹电极，所述涂抹电极与所述电源电连接；

所述第二拨片形成为压电材料件，所述第二拨片的厚度方向上的上、下两端面以及中间位置处设有涂抹电极，所述涂抹电极与所述电源电连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一拨片形成为PVDF材料件，所述第二拨片形成为PVDF材料件。

根据本发明的一个实施例，所述涂抹电极为点涂式涂抹电极，所述涂抹电极的数量为多个，且多个所述涂抹电极分散在所述第一拨片与所述第二拨片上。

根据本发明的一个实施例，所述飞艇还包括：电源控制器，所述电源控制器位于所述飞艇本体上，且所述电源控制器与所述电源电连接，所述电源控制器控制所述电源对所述本体电极以及涂抹电极的通电电压以及通电频率。

根据本发明的一个实施例，所述飞艇还包括：无线控制器，所述无线控制器与所述电源控制器无线电连接，所述无线控制器控制所述电源控制器对所述电源下达指令。

根据本发明的一个实施例，所述飞艇还包括：摄像机，所述摄像机位于所述飞艇本体的下方，所述摄像机与显示器无线电连接。

根据本发明的一个实施例，所述飞艇本体上设有充气孔，所述充气孔连通所述浮动腔。

本发明的技术效果：

根据本发明实施例的，飞艇本体形成为介电弹性材料件，电源对飞艇本体进行充电与否可以控制飞艇本体的体积大小，并且飞艇本体的体内具有充满惰性气体的浮动腔，因此，通过控制飞艇本体的体积大小，便可以对飞艇本体的悬浮高度进行调节，并且在飞艇本体上还设有推进拨片状的推进装置，以改变飞艇本体的位置，从而保证飞艇可以灵活地在空中进行移动，并且通过电源对飞艇本体以及推进装置进行工作，代替设置其他驱动设备，例如电机等，从而可以保证飞艇的重量较小，体积较小，进而可以将飞艇构造为微型飞艇，保证飞艇可以应用在更多领域中。

附图说明

图1为本发明实施例的飞艇的侧视示意图；

图2为本发明实施例的飞艇的俯视示意图；

图3为本发明实施例的第一拨片处于第一状态时的结构示意图；

图4为本发明实施例的第一拨片处于第二状态时的结构示意图；

图5为本发明实施例的第一拨片处于第三状态时的结构示意图。

图中：

10：飞艇；1：飞艇本体；11浮动腔；2：推进装置；21：第一拨片；22：第二拨片；3：电源控制器；4：摄像机；5：充气孔；6：电源。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-5所示，根据本发明实施例的飞艇10，包括：飞艇本体1、推进装置2以及电源6，飞艇本体1可以在空中进行漂浮，推进装置2可以对飞艇本体1进行推进，从而使飞艇本体1可以在空中进行移动和转向，从而保证飞艇10可以灵活在空中进行移动，电源6适于对飞艇本体1的悬浮以及推进装置2的驱动提供动力。

具体地，飞艇本体1形成为介电弹性材料件，也就是说，飞艇本体1由介电弹性材料制作而成，其中，介电弹性材料是一类能够对外部电场产生应变响应的电活性聚合物，在外界电场作用下，静电吸引力使得介电弹性材料在厚度方向上压缩，面积方向上扩大，并且当外界电场撤销后，介电弹性材料能够回复到初始的形状或体积，也就是说，飞艇本体1的体积可以在电场的改变下进行膨胀或收缩，从而为飞艇本体1可以进行悬浮以及可以自由控制升降提供了可能。

进一步地，如图1-图2所示，飞艇本体1内限定有膨胀状态和收缩状态之间可伸缩的浮动腔11，浮动腔11内充填有密度小于空气的惰性气体，以使飞艇本体1漂浮在空中，也就是说，在飞艇本体1为内部具有浮动腔11的腔体结构，且浮动腔11内充填有密度小于空气的惰性气体，从而可以带动飞艇本体1在空中进行悬浮，并且，由于飞艇本体1为介电弹性材料件，因此，当飞艇本体1的体积膨胀时，浮动腔11的容积增大，但由于浮动腔11中的惰性气体质量不变，因此，惰性气体的密度进一步降低，浮力增大，从而可以带动飞艇本体1上浮，同理，当飞艇本体1的体积收缩时，浮动腔11的容积变小，但由于浮动腔11中的惰性气体质量不变，因此，惰性气体的密度上升，浮力减小，从而可以带动飞艇本体1下沉。

具体地，浮动腔11中的惰性气体可以为氦气等。

在具体实施例中，对飞艇本体1进行填充惰性气体时，可以通过以下步骤进行填充：首先对正常状态(即不通电状态)下的飞艇本体1充入足量的惰性气体，再对飞艇10试验其悬浮性能，保证飞艇10的浮力略低于空气浮力，从高空中放下时，飞艇10能缓缓下落至地面，从而保证当对飞艇本体1进行通电后，飞艇本体1的体积发生膨胀后飞艇10可以进行上浮，并且当对飞艇本体1进行断电后，飞艇10可以缓慢下降至地面，从而保证飞艇10的正常工作。

在具体实施例中，飞艇本体1的形状可以利用仿生学，将飞艇本体1设置为锥形鱼状结构，从而保证飞艇本体1悬浮在空中时的稳定性较好。

进一步地，如图1-图2所示，推进装置2构造为推进拨片，推进装置2可摆动地设在飞艇本体1上，以对飞艇本体1进行推进，也就是说，在飞艇本体1上设有可摆动地推进装置2，以改变飞艇本体1的悬浮位置，从而保证飞艇10在灵活地在空中进行移动。

进一步地，电源6位于飞艇本体1上，电源6与飞艇本体1以及推进装置2电连接，以对飞艇本体1的浮动腔11在膨胀状态或收缩状态下进行切换，以及对推进装置2提供摆动动力，也就是说，通过电源6对飞艇本体1以及推进装置2提供电力便可以使飞艇10进行悬浮以及移动，无需设置其他驱动设备，例如电机等，从而可以保证飞艇10的重量较小，体积较小，进而可以将飞艇10构造为微型飞艇10，保证飞艇10可以应用在更多领域中。

根据本发明实施例的，飞艇本体1形成为介电弹性材料件，电源6对飞艇本体1进行充电与否可以控制飞艇本体1的体积大小，并且飞艇本体1的体内具有充满惰性气体的浮动腔11，因此，通过控制飞艇本体1的体积大小，便可以对飞艇本体1的悬浮高度进行调节，并且在飞艇本体1上还设有推进拨片状的推进装置2，以改变飞艇本体1的位置，从而保证飞艇10可以灵活地在空中进行移动，并且通过电源6对飞艇本体1以及推进装置2进行工作，设置其他驱动设备，例如电机等，从而可以保证飞艇10的重量较小，体积较小，进而可以将飞艇10构造为微型飞艇10，保证飞艇10可以应用在更多领域中。

根据本发明的一个实施例，飞艇本体1上设有本体电极，本体电极与电源6电连接，，从而通过本体电极实现飞艇本体1与电源6的电连接，具体地，本体电极可以分布在飞艇本体1的悬浮腔位置处，从而保证当电源6通电时，悬浮腔的容积可进行增大。

根据本发明的一个实施例，如图1-图2所示，推进装置2包括：第一拨片21、第二拨片22，第一拨片21位于飞艇本体1的左右两侧，且朝向远离飞艇本体1的方向延伸，第一拨片21可进行上下方向的摆动，因此，当第一拨片21进行摆动时，可以对飞艇本体1进行上下方向的推进力，且第一拨片21位于飞艇本体1的左右两侧，从而有利于稳定飞艇本体1，防止飞艇本体1发生侧翻等情况，进而保证飞艇10的工作稳定性较高，并且，由于第一拨片21可以进行上下方向的摆动，还可以通过第一拨片21的摆动对飞艇本体1的高度进行微量调节，从而保证飞艇10的高度控制精准。

进一步地第二拨片22位于飞艇本体1的后侧，且朝向远离飞艇本体1的方向延伸，第二拨片22可进行前后方向的摆动，因此，当第二拨片22进行摆动时，可以对飞艇本体1进行前后方向的推进力，从而使飞艇本体1可以进行前进或后退，并且，通过控制第二拨片22的摆动角度，还可以对飞艇本体1进行转向控制，从而保证飞艇10可以在空中灵活地进行移动。

在具体实施例中，推进装置2可以利用仿生学，将推进装置2设置为鱼鳍状结构，其中，第一拨片21可以设置为鱼胸鳍状，第二拨片22可以设置为鱼尾鳍状，从而保证飞艇10的移动较为可靠、灵活。

根据本发明的一个实施例，第一拨片21形成为压电材料件，第一拨片21的厚度方向上的上、下两端面以及中间位置处设有涂抹电极，涂抹电极与电源6电连接，第二拨片22形成为压电材料件，第二拨片22的厚度方向上的上、下两端面以及中间位置处设有涂抹电极，涂抹电极与电源6电连接。第一拨片21在第一状态、第二状态和第三状态之间切换，进而带动飞艇10移动。

也就是说，推进装置2为压电材料件，当压电材料的两端加上电压后，压电材料会产生收缩或膨胀，从而为推进装置2可以进行摆动提供了可能，由于第一拨片21与第二拨片22的摆动原理相同，下面以第一拨片21为例，对推进装置2的推进原理进行叙述。

当电源6对第一拨片21的上端面的涂抹电极和中间位置处的涂抹电极进行通电时，第一拨片21的上端会伸长，而第一拨片21的下端由于没有通电，使得中间位置和下端面之间材料保持原状，这就导致第一拨片21的上端伸长不受约束，中间位置处伸长由于受到中间位置和下端面之间材料保持原状的原因，伸长量远小于上端面，从而第一拨片21向下弯曲，如图4所示；当电源6停止对涂抹电极施加电压后，第一拨片21恢复至初始形状，如图3；所示当电源6对第一拨片21的下端面的涂抹电极和中间位置处的涂抹电极进行通电时，第一拨片21的下端会伸长，而第一拨片21的上端由于没有通电，使得中间位置和上端面之间材料保持原状，这就导致第一拨片21的下端伸长不受约束，中间位置处伸长由于受到中间位置和上端面之间材料保持原状的原因，伸长量远小于下端面，从而第一拨片21向上弯曲，如图5所示；因此，当电源6周而复始地对涂抹电极进行循环通电时，便可以使第一拨片21产生上下方向的摆动，从而对飞艇本体1的身形进行稳定。

第二拨片22与上述第一拨片21的摆动原理相同，这里便不再赘述，保证了飞艇10可以进行灵活地移动。

在具体实施例中，第一拨片21可以由多个间隔排列的第一拨片本体组成，并且多个第一拨片本体之间的摆动相位可以错开，电源6通过对第一拨片本体进行间隔通电，以使多个第一拨片21可以进行有规律的摆动，从而使第一拨片21产生波浪状的摆动，进而可以有利于提高飞艇10的稳定性。

与第一拨片21同理，第二拨片22也可以由多个间隔排列的第二拨片本体组成，并且多个第二拨片本体之间的摆动相位可以错开，电源6通过对第二拨片本体进行间隔通电，以使多个第二拨片本体可以进行有规律的摆动，从而使第二拨片22产生波浪状的摆动，进而可以有利于提高飞艇10移动的灵活性。

根据本发明的一个实施例，第一拨片21形成为PVDF(聚偏氟乙烯)材料件，第二拨片22形成为PVDF材料件，PVDF具有良好的压电性能，还具具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能，因此，第一拨片21与第二拨片22为PVDF材料件，既可以保证第一拨片21与第二拨片22的工作可靠，又可以保证第一拨片21与第二拨片22的使用寿命较长。

根据本发明的一个实施例，涂抹电极为点涂式涂抹电极，涂抹电极的数量为多个，且多个涂抹电极分散在第一拨片21与第二拨片22上，也就是说，涂抹电极为多个点状涂抹电极，并且多个涂抹电极分布在第一拨片21与第二拨片22的上端面、中间位置以及下端面上，因此，当通过对涂抹电极的灵活布置，可以控制第一拨片21与第二拨片22的摆动样式，从而保证飞艇10可以按照预先的路径进行移动。

根据本发明的一个实施例，飞艇10还包括：电源控制器3，电源控制器3位于飞艇本体1上，且电源控制器3与电源6电连接，电源控制器3控制电源6对本体电极以及涂抹电极的通电电压以及通电频率，因此，通过电源控制器3对电源6进行控制，可以控制飞艇10的悬浮高度以及移动位置。

根据本发明的一个实施例，飞艇10还包括：无线控制器，无线控制器与电源控制器3无线电连接，无线控制器控制电源控制器3对电源6下达指令，也就是说，通过无线控制器便可以对电源控制器3进行控制，从而对电源6进行控制对本体电极以及涂抹电极的通电电压以及通电频率，在具体实施例中，无线控制器可以为无线遥控器或雷达控制器，当使用飞艇10时，人们仅需要控制无线控制器，便可以对飞艇10进行控制。

在具体实施例中，在飞艇10飞行的过程中，需要对飞艇10的悬浮高度和飞行方向进行改变时，可以通过无线控制器对电源控制器3发出电压调节指令信号，电源控制器3接收信号后，控制电源6对本体电极的通电电压，以使飞艇本体1进行收缩或膨胀，从而控制飞艇10上升和下降；控制电源6对涂抹电极的通电电压以及通电频率，从而控制和调整飞艇10移动的方向。

在飞艇10完成任务后，通过无线控制器对电源控制器3发出关闭电源6指令信号，电源6关闭，飞艇本体1的体积下降至原始状态，从而可以缓缓下落至地面，即可回收飞艇10。

根据本发明的一个实施例，如图1-图2所示，飞艇10还包括：摄像机4，摄像机4位于飞艇本体1的下方，摄像机4与显示器无线电连接，从而将摄像机4所摄取的影像可以实时地显示在显示器上，进而可以对飞艇10的周围环境进行观察。

根据本发明的一个实施例，飞艇本体1上设有充气孔5，充气孔5连通浮动腔11，从而保证惰性气体可以从充气孔5进入到浮动腔11中，保证飞艇10可以进行悬浮。

以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。