用于滑翔伞动力背包的推力矢量控制装置及滑翔伞动力背包的制作方法

本实用新型涉及滑翔伞技术领域，尤其是涉及一种用于滑翔伞动力背包的推力矢量控制装置及其应用。

背景技术：

动力滑翔伞，也称动力伞，是飞行伞的一种，是个人休闲飞行器的一种，是风靡世界的极限运动之一，70年代起源于欧洲，80年代末传入中国。如专利cn205076047u，动力滑翔伞主要由滑翔伞体与动力背包两大部分组成，其中滑翔伞体提供飞行所需的升力，而动力背包提供前进所需的推进动力。飞行人员将动力背包背在背上，或乘坐在动力背包形成的框架内。动力背包连同飞行人员通过伞绳与滑翔伞体连接，并垂吊在滑翔伞体的下方。

动力背包主要依靠位于其后部的螺旋桨旋转时对空气产生的作用力而产生推力，由于传统的螺旋桨是固定在动力背包框架的后部，螺旋桨的旋转轴的方向与框架是固定死的，即螺旋桨的推力方向是与框架固定死的，不能变化。但是对于一些情况下，例如特技飞行，或遇到极端气流的情况下，动力滑翔伞需要螺旋桨的推力方向根据需要而变化，这样才能使得动力滑翔伞具备更高的机动性。现有的动力滑翔伞难以满足上述需求，或是需要通过飞行人员的复杂操作才可实现，所以有必要对现有动力滑翔伞进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种机动性高、结构简单的用于滑翔伞动力背包的推力矢量控制装置及其应用。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于滑翔伞动力背包的推力矢量控制装置，所述滑翔伞包括通过伞绳连接的滑翔伞体和动力背包，所述动力背包包括背包框架、发动机和螺旋桨，所述发动机安装于背包框架上，并与螺旋桨连接，其特征在于，所述推力矢量控制装置安装于背包框架与发动机之间。

进一步地，所述推力矢量控制装置包括矢量控制框架和与所述矢量控制框架连接的、实现螺旋桨矢量运动的至少一个矢量驱动单元，所述矢量控制框架分别连接背包框架和发动机。

进一步地，所述矢量驱动单元设有两个，两个矢量驱动单元正交设置。

进一步地，两个所述矢量驱动单元定为第一矢量驱动单元和第二矢量驱动单元，所述第一矢量驱动单元设置于矢量控制框架和背包框架之间，所述第二矢量驱动单元设置于矢量控制框架和发动机之间。

进一步地，所述第一矢量驱动单元包括相连接的第一驱动器和第一驱动轴，所述第一驱动轴固定于矢量控制框架上，并通过支撑柱与背包框架连接。

进一步地，所述第二矢量驱动单元包括相连接的第二驱动器和第二驱动轴，所述第二驱动轴固定于发动机上，并通过支撑柱与矢量控制框架连接。

进一步地，所述矢量驱动单元的偏转角度在±10°之间。

进一步地，所述矢量驱动单元与控制手柄连接。

进一步地，所述螺旋桨通过螺旋桨转轴与发动机连接，所述推力矢量控制装置替换为与螺旋桨转轴连接。

本实用新型还提供一种滑翔伞动力背包，包括所述的推力矢量控制装置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、传统动力背包的螺旋桨其推力方向是与背包框架固定死的，在使用过程中无法根据需要而改变推力方向。本实用新型推力矢量控制装置可以使得螺旋桨产生的推力按照需要在特定的角度内而改变，为滑翔伞提供了超出传统操控方式的更高机动性。这对于例如特技飞行，或遇到极端气流的情况下是非常有用的功能。

2、本实用新型矢量驱动单元可设置多个，对螺旋桨产生不同方向的推力，进一步提高了灵活性。

3、本实用新型矢量驱动单元由驱动器和驱动轴组成，结构简单，方便控制。

附图说明

图1为动力滑翔伞的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的主视图；

图4为本实用新型的侧视图；

图5为本实用新型的另一侧视图；

图6为本实用新型推力矢量控制装置使螺旋桨推力向左偏转示意图；

图7为本实用新型推力矢量控制装置使螺旋桨推力向右偏转示意图；

图8为本实用新型推力矢量控制装置使螺旋桨推力向上偏转示意图；

图9为本实用新型推力矢量控制装置使螺旋桨推力向下偏转示意图；

其中，1、滑翔伞体，2、动力背包，3、伞绳，21、背包框架，22、发动机，23、螺旋桨，41、矢量控制框架，42、第一驱动器，43、第二驱动器，44、第一驱动轴，45、第二驱动轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

传统的动力滑翔伞的动力背包如图1所示，包括通过伞绳3连接的滑翔伞体1和动力背包2，动力背包2包括背包框架21、发动机22和螺旋桨23，发动机21安装于背包框架22上，并与螺旋桨23连接。其中，背包框架21是整个动力背包2的基础结构，起到固定各主要部件，连接伞绳3，以及让飞行人员背负或乘坐的作用。发动机22是提供动力的部件。螺旋桨23受到发动机22的驱动而旋转，从而产生向前的推力。

本实施例提供的用于滑翔伞动力背包的推力矢量控制装置如图2-图5所示，安装于背包框架21与发动机22之间，可实现螺旋桨的推力可转动，提高滑翔伞的机动性能。

推力矢量控制装置包括矢量控制框架41和与矢量控制框架41连接的、实现螺旋桨23矢量运动的至少一个矢量驱动单元，矢量控制框架41分别连接背包框架21和发动机22。

本实施例中，矢量驱动单元设有两个，两个矢量驱动单元正交设置。两个矢量驱动单元定为第一矢量驱动单元和第二矢量驱动单元，第一矢量驱动单元设置于矢量控制框架41和背包框架21之间，第二矢量驱动单元设置于矢量控制框架41和发动机22之间。

第一矢量驱动单元包括相连接的第一驱动器42和第一驱动轴44，第一驱动轴44固定于矢量控制框架41上，并通过支撑柱与背包框架21连接。第二矢量驱动单元包括相连接的第二驱动器43和第二驱动轴45，第二驱动轴45固定于发动机22上，并通过支撑柱与矢量控制框架41连接。螺旋桨需要在一定空间内运动，本实施例中，支撑柱长度恰好能使得相关矢量驱动单元偏转角度在±10°之间，保证螺旋桨能在一定角度内偏转。

在其他实施例中，矢量驱动单元可设置三个或四个等，在以螺旋桨转轴为轴心的一个圆周内均匀分布，实现多个方向的矢量控制。

矢量驱动单元与控制手柄连接，控制手柄由驾驶员操纵。控制手柄可通过遥控或无线与外部控制器连接，方便实现控制。外部控制器可以是基站控制器，也可以是移动终端。

实施例2

本实施例中，螺旋桨23通过螺旋桨转轴与发动机22连接，推力矢量控制装置替换为与螺旋桨转轴连接。

实施例3

本实施例提供一种滑翔伞动力背包，包括如实施例1的推力矢量控制装置，可应用于现有滑翔伞。

传统动力背包的螺旋桨其推力方向是与背包框架固定死的，在使用过程中无法根据需要而改变推力方向。而带有推力矢量控制装置的动力背包，则在背包框架和螺旋桨之间增加了一套偏转装置，使得螺旋桨在工作时可以改变其方向，从而实现推力方向的相应改变。

本实施例中，由于两个矢量驱动单元正交设置，所以可实现螺旋桨的推力在两个维度(即左右和上下方向)、在一定角度内偏转，如图6-图9所示。当需要螺旋桨向左偏转时只需要控制第一驱动器42，使之驱动矢量控制框架绕第一转轴44向左偏转，从而发动机和螺旋桨也随之向左偏转。当需要螺旋桨向右偏转时，原理是类似的。当需要螺旋桨向上偏转时只需要控制第二驱动器43，使之驱动矢量控制框架绕第二转轴45向上偏转，从而发动机和螺旋桨也随之向上偏转。当需要螺旋桨向右偏转时，原理是类似的。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。