CN103786880A

CN103786880A - 垂直起降无人飞行器

Info

Publication number: CN103786880A
Application number: CN201410022322.6A
Authority: CN
Inventors: 杨华东; 许剑; 吴奇才; 赵江
Original assignee: Ai Rui Tyke Jiangsu Unmanned Vehicle Science And Technology Ltd
Current assignee: Ai Rui Tyke Jiangsu Unmanned Vehicle Science And Technology Ltd
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2014-05-14

Abstract

本发明公开了一种无人飞行器，包括支架以及安装于所述支架上的驱动系统，所述的驱动系统包括：一电机；多个旋翼，所述每个旋翼与电机之间分别设有一同步传动机构，所述电机通过所述同步传动机构分别驱动所述多个旋翼同速进行转动。本发明的无人飞行器设置有一个电机，并通过该电机驱动所有的旋翼同步进行转动，由于仅设置一个电机，成本低，重量轻；而且相对于多个电机，一个电机所产生的高频振动对航拍清晰度的影响得到较大的削弱；另外，通过一个电机同时驱动所有旋翼进行转动，同步性容易控制。

Description

垂直起降无人飞行器

技术领域

本申请属于航拍领域，特别是涉及一种无人飞行器。

背景技术

无人飞行器具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活和安全性高的特点，可广泛应用于航拍、监测、搜救、资源勘查等领域。

现有技术中，无人飞行器一般包括多个旋翼，每个旋翼分别由一个电机进行驱动，其缺点在于：

1、由于设置有多个电机，使得无人飞行器整体比较重；

2、多个电机一起工作，其产生的高频振动易对航拍清晰度产生影响；

3、多个旋翼的同步性较难控制；

4、现有多轴飞行器采用多电机直接驱动各自螺旋桨，在飞行器飞行中为了保持平衡，飞控系统需要频繁地更改电机转速。这种频繁更改转速会导致电机加快电力消耗。而且每个电机都有工作效率，电机数量越多，整机工作效率会越低。

有鉴于此，有必要提供一种新型的无人飞行器。

发明内容

本发明的目的提供一种无人飞行器，解决现有技术中无人飞行器重量大、航拍不清晰、电力消耗快、以及旋翼同步性难控制的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种无人飞行器，包括支架以及安装于所述支架上的驱动系统，所述的驱动系统包括：

一电机；

多个旋翼，所述每个旋翼与电机之间分别设有一同步传动机构，所述电机通过所述同步传动机构分别驱动所述多个旋翼同步进行转动。

优选的，在上述的无人飞行器中，所述同步传动机构为同步传动皮带。

优选的，在上述的无人飞行器中，所述每个旋翼分别与一转子同步轮固定，所述同步传动皮带具有相对的第一端和第二端，所述第一端套设于所述转子同步轮的外侧并驱动其进行转动。

优选的，在上述的无人飞行器中，所述电机的输出端连接有与所述旋翼数量对应的多个侧驱动同步轮，所述电机驱动所述多个侧驱动同步轮同时进行转动，所述每个同步传动皮带的第二端分别套设于对应侧驱动同步轮的外侧并被侧驱动同步轮驱动。

优选的，在上述的无人飞行器中，所述同步传动皮带的内表面与所述侧驱动同步轮的外表面之间设有相啮合的齿槽，所述同步传动皮带的内表面与所述转子同步轮的外表面之间设有相啮合的齿槽。

优选的，在上述的无人飞行器中，所述支架包括平行设置的第一侧杆和第二侧杆，以及固定于所述第一侧杆和第二侧杆之间的主杆，所述主杆的两端分别固定于所述第一侧杆和第二侧杆的中部，所述驱动系统包括四个旋翼，该四个旋翼分别安装于所述第一侧杆和第二侧杆的四个端部。

优选的，在上述的无人飞行器中，所述主杆内设有一可转动主轴，所述电机的输出轴连接一马达同步轮，所述主轴上套设固定有一主驱动同步轮，所述马达同步轮通过一同步驱动皮带驱动所述主驱动同步轮转动，所述侧驱动同步轮套设固定于所述主轴上。

优选的，在上述的无人飞行器中，所述同步驱动皮带的内表面与马达同步轮的外表面之间设有相啮合的齿槽，所述主驱动同步轮的外表面设有与所述同步驱动皮带内表面相啮合的齿槽。

优选的，在上述的无人飞行器中，所述多个侧驱动同步轮套设固定于同一圆杆上，所述电机驱动所述圆杆进行转动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的无人飞行器设置有一个电机，并通过该电机驱动所有的旋翼同步进行转动，由于仅设置一个电机，成本低，重量轻；而且相对于多个电机，一个电机所产生的高频振动对航拍清晰度的影响得到较大的削弱；另外，通过一个电机同时驱动所有旋翼进行转动，各旋翼同步性几乎完全一致。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中无人飞行器的立体示意图；

图2所示为本发明具体实施例中无人飞行器另一角度的立体示意图；

图3所示为本发明具体实施例中无人飞行器的爆炸示意图；

图4所示为本发明具体实施例中双头主驱动同步轮的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参图1至图3所示，本发明实施例中，无人飞行器包括支架以及安装于支架上的驱动系统。

支架为一支撑平台，其下方可以固定有起落架、航拍云台等，其上方可以承载电源、电路板等部件。

支架包括平行设置的第一侧杆11和第二侧杆12，第一侧杆11和第二侧杆12是两根长度相同、直径相同的空心圆杆。第一侧杆11和第二侧杆12之间固定有主杆13，主杆13为一空心圆杆，其两端分别固定于第一侧杆11和第二侧杆12的中间位置，且主杆13优选垂直于第一侧杆11和第二侧杆12。

在其他实施例中，主杆13也可以不垂直于第一侧杆11和第二侧杆12。第一侧杆11、第二侧杆12以及主杆的材质优选为碳纤维，易于想到的是，在满足支撑强度的前提下，第一侧杆11、第二侧杆12以及主杆13可以采用其他材质，越轻越好。

上述的支架，由于仅仅采用三根圆杆进行固定，结构简单，而且最大化的降低了重量。

驱动系统包括四个旋翼21，该四个旋翼21分别转动设于第一侧杆11和第二侧杆12的四个端部。

驱动系统还包括一电机22、一马达同步轮23、一主驱动同步轮24、一同步驱动皮带25和一主轴26。马达同步轮23安装于电机22的输出轴上，主轴26转动设于主杆13内，主驱动同步轮24套设于主轴26上并与主轴26固定，马达同步轮23位于主驱动同步轮24的正上方，马达同步轮23和主驱动同步轮24之间通过同步驱动皮带25实现联动。为了防止同步驱动皮带25与马达同步轮23以及主驱动同步轮24之间打滑，同步驱动皮带25的内表面与马达同步轮23的外表面之间设有相啮合的齿槽，主驱动同步轮24的外表面也设有与同步驱动皮带25内表面相啮合的齿槽。

每个旋翼21的下方连接一沿竖直方向的驱动轴28，驱动轴28的底端套设并固定一转子同步轮29。主轴26的两端分别套设固定有一双头主驱动同步轮27(一体成型的两个侧驱动同步轮)，参图4所示，每个双头主驱动同步轮27并排设有两个驱动部，两个驱动部分别与两个同步传动皮带30的一端连接，同步传动皮带30的另一端套设于一转子同步轮29的外侧并可驱动转子同步轮29进行转动。

同步传动皮带30与双头主驱动同步轮27以及转子同步轮29的接触面之间设有相啮合的齿槽，以防止打滑。

需要说明的是，双头主驱动同步轮27也可以是两个独立的同步轮，每个同步轮分别与一同步传动皮带连接。

上述的驱动系统的作动原理如下：电机22由电源供电，直接带动马达同步轮23进行转动；马达同步轮23通过同步驱动皮带25进一步带动主驱动同步轮24进行转动，通过调整马达同步轮23和主驱动同步轮24的直径比，可以控制转速比；由于主驱动同步轮24与主轴26固定，因此可进一步带动主轴26进行转动；主轴26带动固定于主轴上两个双头主驱动同步轮27进行同步转动，每个双头主驱动同步轮27又分别通过两个同步传动皮带30带动相应的转子同步轮29进行转动，转子同步轮29进而带动相应的旋翼21转动。

本发明通过一个电机将驱动力输出至主轴，并控制主轴的转动，主轴通过四个同步传动皮带进一步将动力输出至四个旋翼。由此可以想到，本发明的技术方案同样可以适用于具有其他数量旋翼的飞行器，主轴上可以依据旋翼的数量，对应设有相同数目的同步轮，例如：可以在主轴的中部增加一个双头主驱动同步轮，同时，主杆的中部位置可以垂直固定一圆杆，该圆杆的两端分别转动设置一旋翼，如此，主轴可以同时驱动六个旋翼进行同步转动。

综上所述，本发明的无人飞行器设置有一个电机，并通过该电机驱动所有的旋翼同步进行转动，由于仅设置一个电机，成本低，重量轻；而且相对于多个电机，一个电机所产生的高频振动对航拍清晰度的影响得到较大的削弱；另外，通过一个电机同时驱动所有旋翼进行转动，同步性容易控制。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者川页序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种无人飞行器，其特征在于，包括支架以及安装于所述支架上的驱动系统，所述的驱动系统包括：

一电机；

2.根据权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述同步传动机构为同步传动皮带。

3.根据权利要求2所述的无人飞行器，其特征在于：所述每个旋翼分别与一转子同步轮固定，所述同步传动皮带具有相对的第一端和第二端，所述第一端套设于所述转子同步轮的外侧并驱动其进行转动。

4.根据权利要求3所述的无人飞行器，其特征在于：所述电机的输出端连接有与所述旋翼数量对应的多个侧驱动同步轮，所述电机驱动所述多个侧驱动同步轮同时进行转动，所述每个同步传动皮带的第二端分别套设于对应侧驱动同步轮的外侧并被侧驱动同步轮驱动。

5.根据权利要求4所述的无人飞行器，其特征在于：所述同步传动皮带的内表面与所述侧驱动同步轮的外表面之间设有相啮合的齿槽，所述同步传动皮带的内表面与所述转子同步轮的外表面之间设有相啮合的齿槽。

6.根据权利要求4所述的无人飞行器，其特征在于：所述支架包括平行设置的第一侧杆和第二侧杆，以及固定于所述第一侧杆和第二侧杆之间的主杆，所述主杆的两端分别固定于所述第一侧杆和第二侧杆的中部，所述驱动系统包括四个旋翼，该四个旋翼分别安装于所述第一侧杆和第二侧杆的四个端部。

7.根据权利要求6所述的无人飞行器，其特征在于：所述主杆内设有一可转动主轴，所述电机的输出轴连接一马达同步轮，所述主轴上套设固定有一主驱动同步轮，所述马达同步轮通过一同步驱动皮带驱动所述主驱动同步轮转动，所述侧驱动同步轮套设固定于所述主轴上。

8.根据权利要求7所述的无人飞行器，其特征在于：所述同步驱动皮带的内表面与马达同步轮的外表面之间设有相啮合的齿槽，所述主驱动同步轮的外表面设有与所述同步驱动皮带内表面相啮合的齿槽。

9.根据权利要求4所述的无人飞行器，其特征在于：所述多个侧驱动同步轮套设固定于同一圆杆上，所述电机驱动所述圆杆进行转动。