1.本实用新型涉及飞行器起降研究领域，特别是一种垂直起降飞行器起降装置。


背景技术：

2.uam(urban air mobility，即城市空中交通)，是指“在城市中用于客运或货运的、安全高效的有人驾驶/无人驾驶(空中)交通工具系统”。就目前正在研制和演示验证的飞行器来看，uam专注于城市区域内或城际中短途运输(3-100公里)，在高度100米以下的超低空或100-1000米低空空域飞行，有人驾驶飞行器的驾乘人员在1-2人或5人以下(以目前的技术水平)，城市内飞行基本采用电池(锂电或氢燃料电池)供电的纯电推进，城际飞行则可能选取混合电推进。安全、便捷、智能、环保(包括低噪音)、多样性和个性化服务是人们对uam预期的主要特征。
3.在可以预计的未来，由于城市拥堵，地面空间限制，uam将逐渐成为城市核心区的一种主流交通出行方式，但是由于传统的起降方式需要uam使用建筑物天面的直升机起降平台或建设独立的地面/水面起降设施，由于城市中心区受用地条件限制、建筑物天面设备繁多且空间局促，因此如果需要同时为大规模的evtol(electric vertical takeoff and landing，即电动垂直起降)飞行器提供起降条件，则会受到场地空间条件的多种限制。
4.另一方面，由于垂直起降飞行器在垂直起降时会产生较大的气流和噪音，会对周边环境造成影响，降低使用体验，并且气流与地面之间的相互作用还可能反过来干扰垂直起降飞行器的起降过程，因此现有的起降方式仍需要进一步改进。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种垂直起降飞行器起降装置，垂直起降飞行器起降装置能够减小起降时的气流和噪音对环境的影响。
6.根据本实用新型提供的垂直起降飞行器起降装置，包括起降立杆、系留转移基座和套筒对接器，所述起降立杆的顶部设有接触头，所述接触头具有弹性，所述系留转移基座设置在所述起降立杆上，所述系留转移基座能够沿所述起降立杆移动，所述系留转移基座用于承接垂直起降飞行器，所述套筒对接器用于设置在垂直起降飞行器上，所述套筒对接器开设有与所述起降立杆相适配的对接孔。
7.根据本实用新型提供的垂直起降飞行器起降装置，至少具有如下技术效果：降落时系留转移基座首先沿起降立杆上升承接垂直起降飞行器，承接完成后垂直起降飞行器即可停机，由系留转移基座带动垂直起降飞行器下降，起飞时垂直起降飞行器通过系留转移基座转移至高处，再开机起飞，通过设置起降立杆和系留转移基座，使起降时垂直起降飞行器可以在远离地面的位置停机或开机，从而减小起降时的气流和噪音对环境的影响。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述系留转移基座和所述套筒对接器上设有相适配的锁定机构。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述系留转移基座设有基座驱动器，所述基座驱动器驱动所述系留转移基座沿所述起降立杆移动。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述起降立杆设置有基座导轨，所述系留转移基座设有摩擦轮，所述基座驱动器传动连接所述摩擦轮，所述基座导轨与所述摩擦轮相适配。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述对接孔包括引导部，所述引导部的孔径大于所述起降立杆的直径，所述引导部的孔径逐渐减小。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述接触头的材料采用橡胶材料。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述接触头采用缓冲气囊。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述起降立杆的材料采用复合纤维材料。
15.根据本实用新型的一些实施例，垂直起降飞行器起降装置包括主平台和至少一个支撑臂，所述支撑臂设置在所述主平台上，所述起降立杆设置在所述支撑臂上，所述支撑臂能够相对所述主平台运动以使所述起降立杆靠近或远离所述主平台。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述主平台设置有支撑臂驱动器，所述支撑臂驱动器连接所述支撑臂。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是本实用新型提供的垂直起降飞行器起降装置的轴测示意图；
19.图2是本实用新型提供的垂直起降飞行器起降装置的一种多支撑臂布局示意图；
20.图3是本实用新型提供的垂直起降飞行器起降装置的使用场景示意图。
21.附图标记：
22.套筒对接器1、接触头2、起降立杆3、系留转移基座4、支撑臂5、垂直起降飞行器6、主平台7、支撑臂驱动器8。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
26.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理
解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
27.根据本实用新型提供的垂直起降飞行器起降装置，包括起降立杆3、系留转移基座4和套筒对接器1，起降立杆3的顶部设有接触头2，接触头2具有弹性，系留转移基座4设置在起降立杆3上，系留转移基座4能够沿起降立杆3移动，系留转移基座4用于承接垂直起降飞行器6，套筒对接器1用于设置在垂直起降飞行器6上，套筒对接器1开设有与起降立杆3相适配的对接孔。
28.可以理解的是，本实用新型所指的垂直起降飞行器6，既可以是大型的载人飞行器或货运飞行器，也可以是小型的旋翼无人机。垂直起降飞行器6运行时会产生较大的气流，同时垂直起降飞行器6的运行也会产生噪音，当垂直起降飞行器6靠近地面时，气流与地面相互作用，有可能扬起沙尘、产生扰流，不仅降低垂直起降飞行器6的使用体验，还有可能对垂直起降飞行器6的运行产生干扰，同时随着垂直起降飞行器6的接近，附近人员听到的噪音的分贝数也在逐渐增大。
29.根据本实用新型提供的垂直起降飞行器起降装置，降落时系留转移基座4首先沿起降立杆上升承接垂直起降飞行器6，承接完成后垂直起降飞行器6即可停机，由系留转移基座4带动垂直起降飞行器6下降，起飞时垂直起降飞行器6通过系留转移基座4转移至高处，再开机起飞，通过设置起降立杆3和系留转移基座4，使起降时垂直起降飞行器6可以在远离地面的位置停机或开机，从而减小起降时的气流和噪音对环境的影响。
30.垂直起降飞行器6大致按以下步骤进行降落，首先控制垂直起降飞行器6使起降立杆3与套筒对接器1对准，然后垂直起降飞行器6下降，套筒对接器1与起降立杆3对接完成垂直起降飞行器6的初步定位，系留转移基座4沿起降立杆上升承接并托住垂直起降飞行器6，垂直起降飞行器6停机，最后待垂直起降飞行器6停机完成后系留转移基座4再下降。接触头2的弹性能够起到缓冲作用，避免对接时套筒对接器1与起降立杆3之间产生刚性碰撞，保证对接的顺利进行，同时延长垂直起降飞行器起降装置的寿命。
31.接触头2可以采用不同的设计方案，例如在一些实施例中，接触头2的材料采用橡胶材料，通过采用合适的材料使接触头2具有弹性。或者在一些实施例中，接触头2采用缓冲气囊，通过气囊充气使接触头2具有弹性。
32.在一些实施例中，系留转移基座4和套筒对接器1上设有相适配的锁定机构。垂直起降飞行器6停泊系留转移基座4上时，锁定机构将垂直起降飞行器6锁紧，避免起降过程中由于大风或者其它因素导致意外事故。
33.在一些实施例中，系留转移基座4设有基座驱动器，基座驱动器驱动系留转移基座4沿起降立杆3移动。基座驱动器可以采用多种具体的执行机构驱动系留转移基座4升降，例如在一些实施例中，起降立杆3设置有基座导轨，系留转移基座4设有摩擦轮，基座驱动器传动连接摩擦轮，基座导轨与摩擦轮相适配。基座驱动器驱动摩擦轮转动，从而带动系留转移基座4升降。
34.根据本实用新型的一些实施例，对接孔包括引导部，引导部的孔径大于起降立杆3的直径，引导部的孔径逐渐减小。设置引导部能够便于对接时起降立杆3与套筒对接器1的对位，降低降落时的操作复杂度，提高用户使用体验。例如如图1所示，引导部可以成型为渐缩的喇叭口形状。
35.根据本实用新型的一些实施例，起降立杆3的材料采用复合纤维材料。复合纤维材料能够提高起降立杆3的强度同时减轻重量，从而提高起降立杆3的结构稳定性。
36.根据本实用新型的一些实施例，垂直起降飞行器起降装置包括主平台7和至少一个支撑臂5，支撑臂5设置在主平台7上，起降立杆3设置在支撑臂5上，支撑臂5能够相对主平台7运动以使起降立杆3靠近或远离主平台7。可以理解的是，由于城市中心区受用地条件限制、建筑物天面设备繁多且空间局促，因此需要设计合适的结构，为大型的垂直起降飞行器6提供起降条件。如图3所示，通过使起降立杆3能够靠近或远离主平台7，垂直起降飞行器起降装置能够设置在建筑物的侧面，主平台7位于室内，起降时放出起降立杆3，起降完成后再将起降立杆3收回，从而能够充分利用建筑物的侧面空间。通过使多个支撑臂5共用一个主平台7，能够从多个不同位置起落垂直起降飞行器6，并且能够提高垂直起降飞行器起降装置的空间利用效率。具体来说，主平台7的垂直起降飞行器6停泊能力可以小于主平台7设有的支撑臂5的数量，多个垂直起降飞行器6同时降落到支撑臂5上，再分批次转移至主平台7，依次在主平台7进行人员和货物的交换，完成交换的垂直起降飞行器6再次转移起飞，为后续的垂直起降飞行器6腾出空间。
37.支撑臂5相对主平台7的运动可以是移动也可以是摆动。在一些实施例中，主平台7设置有支撑臂驱动器8，支撑臂驱动器8连接支撑臂5。支撑臂驱动器8驱动支撑臂5移动。
38.下面参考图1、图2、图3以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型提供的垂直起降飞行器起降装置。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对实用新型的具体限制。
39.垂直起降飞行器起降装置包括主平台7、支撑臂5、起降立杆3、系留转移基座4和套筒对接器1。
40.起降立杆3设置在支撑臂5上，支撑臂5设置在主平台7上，主平台7设置有支撑臂驱动器8，支撑臂驱动器8连接支撑臂5，支撑臂驱动器8驱动支撑臂5移动以使起降立杆3靠近或远离主平台7。主平台7设置多个支撑臂5。
41.起降立杆3的顶部设有接触头2，起降立杆3设置有基座导轨，系留转移基座4设置在起降立杆3上，系留转移基座4设有基座驱动器和摩擦轮，基座驱动器传动连接摩擦轮。基座导轨与摩擦轮相适配，基座驱动器能够驱动摩擦轮转动，从而带动系留转移基座4沿起降立杆3升降。系留转移基座4用于承接垂直起降飞行器6。
42.套筒对接器1用于设置在垂直起降飞行器6上，套筒对接器1开设有与起降立杆3相适配的对接孔，对接孔包括引导部，引导部可以成型为渐缩的喇叭口形状。系留转移基座4和套筒对接器1上设有相适配的锁定机构。
43.接触头2的材料采用橡胶材料，起降立杆3的材料采用复合纤维材料。
44.起飞和降落分别包括以下步骤：
45.起飞步骤一、乘客或载荷通过主平台7进入垂直起降飞行器6，相关舱室锁定，垂直起降飞行器6各系统完成静态自检后发出检查完成信号a；
46.起飞步骤二、接收到垂直起降飞行器6发出的检查完成信号a后，将支撑臂5伸出，支撑臂5将垂直起降飞行器6推出到起飞位置；
47.起飞步骤三、垂直起降飞行器6旋翼开车自检，自检成功后发出开车检查完成信号b；
48.起飞步骤四、接收到垂直起降飞行器6发出的检查完成信号b后，将系留转移基座4从起降立杆3底部缓缓上升，顶托垂直起降飞行器6至起降立杆3顶部；
49.起飞步骤五、垂直起降飞行器6到达起降立杆3顶部后，发出等待起飞信号c，接收到信号c之后，根据空中管制信息适时解除系留转移基座4对垂直起降飞行器6的锁定并发出允许起飞信号d；
50.起飞步骤六、垂直起降飞行器6接收到信号d之后，开始起飞程序，迅速提高旋翼升力，待升力足以起飞后，从系留转移基座4垂直上升并脱离起降立杆3，完成起飞程序。
51.降落步骤一、垂直起降飞行器6发出请求降落信号，将支撑臂5从主平台7伸出，引导垂直起降飞行器6执行降落近进程序；
52.降落步骤二、垂直起降飞行器6悬停在垂直起降飞行器起降装置上方，垂直起降飞行器6通过毫米波雷达、激光或光学识别方式将机载的套筒对接器1定位于起降立杆3的正上方；
53.降落步骤三、垂直起降飞行器6开始缓速下降，并在下降过程中不断修正套筒对接器1与起降立杆3的相对位置，以确保套筒对接器1中心点与起降立杆3的中心点误差小于套筒对接器1喇叭口底端的半径r与起降立杆3半径r的差；
54.降落步骤四、垂直起降飞行器6的套筒对接器1的喇叭口底端与起降立杆3顶端接触后，垂直起降飞行器6在缓慢下降的同时将被动修正所在位置直至起降立杆3完全套入套筒对接器1中；
55.降落步骤五、垂直起降飞行器6进一步降落至起降立杆3完全贯穿套筒对接器1后，垂直起降飞行器6发出对接成功信号，升起系留转移基座4与垂直起降飞行器6的套筒对接器1锁定，锁定成功后发出锁定成功信号；
56.降落步骤六、垂直起降飞行器6收到锁定成功信号后，发动机执行关机，随后由系留转移基座4托举垂直起降飞行器6继续下降至起降立杆3底部完成降落；
57.降落步骤七、支撑臂5缩回，通过支撑臂5将垂直起降飞行器6推入到主平台7的驻泊位置，乘客或载荷从驻泊位置完成出舱。
58.根据本实用新型实施例的垂直起降飞行器起降装置，通过采用以上的设计，至少可以实现这样一些功能：通过设置起降立杆3和系留转移基座4，使起降时垂直起降飞行器6可以在远离地面的位置停机或开机，从而减小起降时的气流和噪音对环境的影响。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。