CN104859852B - 一种空陆两用四旋翼飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空陆两用四旋翼飞行器，包括四组执行机构和驱动变形机构，驱动变形机构包括驱动电机、两个主动轴和两个从动轴，主动轴和从动轴设置在支撑座上，驱动电机设有两个电机输出轴，每个电机输出轴均通过联轴器与一个主动轴连接，每个主动轴均通过齿轮副与一个从动轴连接，其中两组执行机构的旋翼支架分别与两个主动轴连接，另外两组执行机构的旋翼支架分别与两个从动轴连接。本发明能方便快捷的实现四旋翼飞行器空陆两种用途，当道路平坦时可作为机器人小车进行行走，当遇到障碍时可变形为四旋翼飞行器进行飞越，两种方式切换进行行走可节省能源的消耗，提高飞行器的续航能力。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种四旋翼飞行器，具体是一种能够使四旋翼飞行器的旋翼作为轮子空陆两用四旋翼飞行器。
背景技术
在1907年,Bréguet Richet让世界上第一架四旋翼飞行器“GyroplaneNo.1”升上了天空。四旋翼飞行器是一种较为常见和经典的小型飞行器,广泛用于军事侦察、资源勘测、民用航拍等技术领域。该飞行器结构紧凑,运动灵活，适宜在狭小空间或复杂环境中使用。
20世纪80年代，美国研制出了使用涵道风扇为小型飞行器提供升力，用于空中侦察和监视的小型飞行器，奠定了涵道风扇在飞行器上使用的基础。
而配合四旋翼飞行器的良好飞行性能实现四旋翼飞行器的陆地运行能力。但现有技术中的空陆两用飞行器的结构多为为四旋翼飞行器直接加四个轮子，或者依然是依靠旋翼的旋转推动空气前行，这些飞行器存在控制和机械结构复杂、地面行走效率低等缺陷问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有空陆两用四旋翼飞行器所存在缺陷，提供一种结构简单、具备较大升力、能灵便执行空中任务且可实现空陆两用的四旋翼飞行器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种空陆两用四旋翼飞行器，包括四组执行机构，每组执行机构包括旋翼支架、旋翼电机和轮式旋翼，旋翼电机设置在旋翼支架上，轮式旋翼设置在旋翼电机的电机轴上；还包括驱动变形机构；
驱动变形机构包括驱动电机、两个主动轴和两个从动轴，主动轴和从动轴设置在支撑座上，驱动电机设有两个电机输出轴，每个电机输出轴均通过联轴器与一个主动轴连接，每个主动轴均通过齿轮副与一个从动轴连接，其中两组执行机构的旋翼支架分别与两个主动轴连接，另外两组执行机构的旋翼支架分别与两个从动轴连接。
本发明中，优选的，还包括限制旋翼支架转动角度的保护壳，保护壳包括连接底板和壳体，连接底板和壳体侧壁开设有L型槽，所述驱动变形机构设置在保护壳内，所述旋翼支架穿过L型槽与主动轴和从动轴连接。
本发明中，优选的，所述连接底板、壳体、支撑座和旋翼支架材质均采用ABS。
本发明中，优选的，所述驱动电机采用蜗轮蜗杆减速电机。
有益效果：本发明能方便快捷的实现四旋翼飞行器的空陆两种用途，当道路平坦时可作为机器人小车进行行走，当遇到无法越过的障碍时可变形为四旋翼飞行器进行飞越，两种方式切换进行行走可节省能源的消耗，提高飞行器的续航能力；采用蜗轮蜗杆减速电机，扭矩较大，支撑臂收放自如，同时电机速度较低，减少了因惯性对系统造成的破坏；保护壳可对内部结构进行保护，同时为支架的变形提供了轨道，并限制其最大位移；因此本发明结构简单，集成度高，能执行空中任务，同时能实现空陆两用，稳定可靠。
附图说明
图1所示为本发明飞行状态时的主视图；
图2所示为本发明飞行状态时的俯视图；
图3所示为本发明陆地行走状态时的主视图；
图4所示为本发明陆地行走状态时的俯视图。
图中：1-连接底板，2-驱动电机，3-联轴器，4-支撑座，5-主动齿轮，6-主动轴，7-旋翼支架，8-旋翼电机，9-轮式旋翼，10-壳体，11-从动齿轮，12-从动轴，13-L型槽。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1至4所示，本发明的空陆两用四旋翼飞行器包括四组执行机构、一组驱动变形机构和保护壳。
每组执行机构包括旋翼支架7、旋翼电机8和轮式旋翼9，旋翼电机8通过螺栓安装在旋翼支架7尾端，轮式旋翼9安装在旋翼电机8的电机轴上。
驱动变形机构包括驱动电机2、两个主动轴6和两个从动轴12，主动轴6和从动轴12设置在支撑座4上，驱动电机2采用蜗轮蜗杆减速电机，并设有两个电机输出轴，每个电机输出轴均通过联轴器3与一个主动轴6连接，每个主动轴6均通过齿轮副与一个从动轴12连接，齿轮副包括设置在主动轴6上的主动齿轮5，以及设置在从动轴12上的与主动齿轮5相啮合的从动齿轮11，其中两组执行机构的旋翼支架7分别与两个主动轴6连接，另外两组执行机构的旋翼支架7分别与两个从动轴12连接。其中，主动轴6与主动齿轮5、从动轴12与从动齿轮11以及旋翼支架7与主动轴6和从动轴12均采用键连接。
为了限制旋翼支架7转动角度，为飞行器设计了保护壳，保护壳包括连接底板1和壳体10，连接底板1和壳体10通过螺栓连接，驱动电机2和支撑座4均通过螺栓连接固定在连接底板1上，同时连接底板1和壳体10侧壁开设有L型槽13，驱动变形机构设置在保护壳内，旋翼支架7穿过L型槽13与主动轴6和从动轴12连接。L型槽13为旋翼支架7运动提供轨道，同时起到限制旋翼支架7运动位置的作用，保证飞行器的稳定性和可靠性。
本实施例中，四旋翼飞行器的连接底板1、壳体10、支撑座4和旋翼支架7均采用ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)材料制作，保证由于旋翼支架7较长转动时扭矩较大不会产生变形，同时还能减轻重量、增加强度。
本发明有两种工作形态，如图1和2所示，当驱动电机2驱动主动轴6转动时，主动轴6通过相互啮合的主动齿轮5和从动齿轮11带动从动轴12转动，与从动轴12固定连接的旋翼支架7会转动至展开状态，此时本发明处于四旋翼飞行器状态可进行空中动作。如图3和4所示，当驱动电机2反转并驱动主动轴6转动时，旋翼支架7会转动陆地行走时的状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种空陆两用四旋翼飞行器，包括四组执行机构，每组执行机构包括旋翼支架(7)、旋翼电机(8)和轮式旋翼(9)，旋翼电机(8)设置在旋翼支架(7)上，轮式旋翼(9)设置在旋翼电机(8)的电机轴上；其特征在于：还包括驱动变形机构；
驱动变形机构包括驱动电机(2)、两个主动轴(6)和两个从动轴(12)，主动轴(6)和从动轴(12)设置在支撑座(4)上，驱动电机(2)设有两个电机输出轴，每个电机输出轴均通过联轴器(3)与一个主动轴(6)连接，每个主动轴(6)均通过齿轮副与一个从动轴(12)连接，其中两组执行机构的旋翼支架(7)分别与两个主动轴(6)连接，另外两组执行机构的旋翼支架(7)分别与两个从动轴(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种空陆两用四旋翼飞行器，其特征在于：还包括限制旋翼支架(7)转动角度的保护壳，保护壳包括连接底板(1)和壳体(10)，连接底板(1)和壳体(10)侧壁开设有L型槽(13)，所述驱动变形机构设置在保护壳内，所述旋翼支架(7)穿过L型槽(13)与主动轴(6)和从动轴(12)连接。
3.根据权利要求2所述的一种空陆两用四旋翼飞行器，其特征在于：所述连接底板(1)、壳体(10)、支撑座(4)和旋翼支架(7)材质均采用ABS。
4.根据权利要求1所述的一种空陆两用四旋翼飞行器，其特征在于：所述驱动电机(2)采用蜗轮蜗杆减速电机。
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