CN105292453A - 多旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多旋翼飞行器，包括：飞行控制组件、机架、多个电机、多个螺旋桨、多个电机座和多个连接件，机架包括机体和多个支架，飞行控制组件设置在机体上，各支架一端与机体连接，各支架的另一端设置有电机座安装部，电机座上设置有连接轴，连接轴与电机座安装部连接，连接件分别与连接轴和电机座安装部连接，电机与电机座连接，螺旋桨与电机连接。本发明具有结构简单、角度调节操作灵活方便、抗干扰能力强、飞行稳定性高且适用范围广泛的优点。

Description

多旋翼飞行器

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体地，涉及一种多旋翼飞行器。

背景技术

近年来，多旋翼飞行器成为新兴微小型无人机研究领域的热点之一。多旋翼飞行器具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活和安全性高的优点，可广泛应用于航拍、检测、搜救、勘查等领域。

多旋翼飞行器采用多个独立电机驱动，电机与机架连接，螺旋桨与电机连接。现有多旋翼飞行器的螺旋桨水平设置，螺旋桨与机身平行，该种结构在飞行器水平旋转时只有一个电机运行驱动螺旋桨转动，当水平旋转过程中出现外部干扰时(如刮风等)，无人飞行器为达到平衡而会产生较大的偏角无法进行水平旋转，并且，由于需要产生较大的偏角，使得调整平衡的时间较长，调整过程中无人飞行器运行极不稳定，存在水平旋转运行的抗干扰性能差、稳定性差、调整平衡时间长的技术问题。

为克服上述缺陷，中国专利申请号201210102991.5的发明专利申请公开了一种多旋翼飞行器，该多旋翼飞行器通过将正旋翼及反旋翼的转轴垂直于一与所述第二参考平面呈一夹角的第三参考平面(即正旋翼及反旋翼分别向机体侧面倾斜一定角度)，获得正旋翼及反旋翼的升力在反扭力方向上的分力，以增强反扭力，提高旋转过程中的响应速度。但是，该该多旋翼行器的正旋翼及反旋翼与机体之间的倾斜角度为固定角度，正旋翼及反旋翼与机体之间的倾斜角度无法根据具体的飞行环境进行调节，使得该多旋翼飞行器只能在与其倾斜角度适应的环境下才能达到最佳飞行效果，而一旦飞行环境发生变化，该多旋翼飞行器则无法达到最佳的水平旋转飞行效果，飞行不稳定。因此，该多旋翼飞行器只能适应单一的飞行环境，存在环境适应性差、水平旋转稳定性差的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多旋翼飞行器，以解决现有多旋翼飞行器存在的环境适应性差、水平旋转稳定性差技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种多旋翼飞行器，包括：飞行控制组件、机架、多个电机、多个螺旋桨、多个电机座和多个连接件，机架包括机体和多个支架，飞行控制组件设置在机体上，各支架一端与机体连接，各支架的另一端设置有电机座安装部，电机座上设置有连接轴，连接轴与电机座安装部连接，连接件分别与连接轴和电机座安装部连接，电机与电机座连接，螺旋桨与电机连接。

优选地，连接件包括主动小齿轮、从动半齿轮和锁紧螺钉，主动小齿轮与电机座安装部连接，从动半齿轮与连接轴连接，且从动半齿轮与主动小齿轮啮合连接；从动半齿轮上设置有第一连接槽，电机座安装部上设置有螺纹孔，锁紧螺钉穿过第一连接槽与螺纹孔螺纹连接。

优选地，连接件包括蜗轮、蜗杆、蜗杆安装座和锁紧螺钉，蜗杆安装座与支架连接，蜗杆与涡杆安装座连接，蜗轮与连接轴连接，且蜗轮与蜗杆啮合连接，蜗轮上设置有第二连接槽，电机座安装部上设置有螺纹孔，锁紧螺钉穿过第二连接槽与螺纹孔螺纹连接。

优选地，连接件包括摆杆、卡槽块、锁紧螺钉和螺母，摆杆一端与连接轴连接，另一端设置有通孔；卡槽块设置在摆杆与电机座安装部之间，且卡槽块与电机座安装部连接，卡槽块上设置有第三连接槽，第三连接槽靠近摆杆一侧设置有卡接部，卡接部内侧设置有用以容置螺母的凹槽，锁紧螺钉穿过通孔和第三连接槽与螺母螺纹连接。

优选地，垫片设置在摆杆与锁紧螺钉之间，且垫片与锁紧螺钉套接连接。

本发明多旋翼飞行器的电机座在连接件的带动下可相对支架向侧面转动，进而带动电机和螺旋桨转动，实现螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度的调节。在起飞前，可以现根据具体的飞行环境调节电机座的倾斜角度，设置合适的螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度，使倾斜角度与飞行环境适应，从而增强飞行器水平旋转的稳定性，达到最佳的飞行效果。当风力较大时，增大螺旋桨与支架之间的侧面倾角角度；当风力较小时，减小螺旋桨与支架之间的侧面倾角角度，能够有效适应各种不同的飞行环境。并且，本发明的多旋翼飞行器在设置好一个螺旋桨的倾斜角度后，调节与该螺旋桨对称的螺旋桨向相反的方向倾斜相同的角度即可实现正旋翼、反旋翼的设置，正、反旋翼设置灵活，操作方便。正、反旋翼的侧面倾斜角度调节好后，飞行器水平旋转时正旋翼、反旋翼的电机同时运行，驱动正旋翼、反旋翼的螺旋桨转动，能够获得正旋翼、反旋翼的升力在反扭力方向上的分力，增强反扭力，从而提高多旋翼飞行器水平旋转运行时的响应速度，提高抗干扰能力。

本发明通过调节连接件即可带动电机座转动，以实现螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度的调节，倾斜角度调节操作方便，且结构简单。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该多旋翼飞行器的螺旋桨与支架之间的侧向倾斜角度可以调节，可以根据具体飞行环境调整螺旋桨与支架之间的侧向倾斜角度，能够适应各种不同的飞行环境，在各种飞行环境中都能够有效保持水平旋转的稳定性，大大提高了旋转过程中对外界干扰的响应速度，具有结构简单、角度调节操作灵活方便、抗干扰能力强、飞行稳定性高且适用范围广泛的优点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明多旋翼飞行器的结构示意图；

图2为本发明实施例一的连接件的安装结构示意图；

图3为本发明实施例一的连接件的安装结构剖视图；

图4为本发明实施例二的连接件的安装结构示意图；

图5为本发明实施例二的连接件的安装结构剖视图；

图6为本发明实施例三的连接件的安装结构示意图；

图7为本发明实施例三的连接件的安装结构剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

请参阅图1，一种多旋翼飞行器，包括：飞行控制组件1、机架、四个电机2、四个螺旋桨3、四个电机座4和四个连接件5，机架包括机体6和四个支架7，飞行控制组件1设置在机体6上，各支架7的一端与机体6连接，另一端设置有电机座安装部71，电机座4上设置有连接轴41，连接轴41与电机座安装部71活动连接，连接件5分别与连接轴41和电机座安装部71连接，电机2与电机座4连接，螺旋桨3与电机2连接。

在本发明的较佳实施例中，支架7的数量为偶数个，相应地，电机2、螺旋桨3、电机座4、连接件5的数量均为偶数个。本实施例中以四旋翼为例对本发明的多旋翼无人飞行器进行说明，因此，电机2、螺旋桨3、电机座4、连接件5和支架7的数量均为四个。但是，需要说明的是，本发明并不限定电机2、螺旋桨3、电机座4、连接件5和支架7的具体数量，具体电机2、螺旋桨3、电机座4、连接件5和支架7的数量根据旋翼类型进行设置。

本发明通过设置电机座4与支架7活动连接，并在电机座4和支架7之间设置连接件5实现螺旋桨3与支架7之间的侧向倾斜角度可以调节，以适应不同的飞行环境，提高抗干扰能力。在本发明的一个较佳实施例中，螺旋桨3与支架7之间的侧向倾斜角度调节范围为(-45～+45)°。

本发明的多旋翼飞行器在调节螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度时，先调节连接件带动电机座转动，进而带动电机和螺旋桨转动，当转动到需要的倾斜角度后，再锁紧连接件，固定倾斜位置即可。设置好一个螺旋桨的倾斜角度后，再重复上述操作，调节与该螺旋桨对称的螺旋桨向相反的方向倾斜相同的角度即可实现正旋翼、反旋翼的设置，倾斜角度调节操作方便，正、反旋翼设置灵活。

以下结合具体实施例详细说明连接件5的具体结构及螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度具体调节过程。

实施例一

如图2、图3所示，连接件5包括主动小齿轮8、从动半齿轮9和锁紧螺钉10，主动小齿轮8与电机座安装部71连接，从动半齿轮9与连接轴41连接，且从动半齿轮9与主动小齿轮8啮合连接；从动半齿轮9上设置有第一连接槽91，电机座安装部71上设置有螺纹孔，锁紧螺钉10穿过第一连接槽91与螺纹孔螺纹连接。

采用本实施例的连接件5进行螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度调节的过程如下：

首先，将锁紧螺钉10拧松，之后旋转主动小齿轮8，主动小齿轮8带动从动半齿轮9转动，进而带动电机座4转动，电机座4转动带动电机2和螺旋桨3向支架7侧面倾斜，当达到需要的倾斜角度后，停止旋转主动小齿轮8，最后将锁紧螺钉10拧紧，锁紧从动半齿轮9完成倾斜角度调节操作。

对称的两个螺旋桨需设置为正、反旋翼，两个螺旋桨相对支架的侧面倾斜角度相反。当设置好一个螺旋桨后，再设置与该螺旋桨对称的螺旋桨的倾斜角度，具体重复上述操作，向与该螺旋浆倾斜方向相反的方向转动调节至相同的倾斜角度，即完成正、反旋翼的倾斜角度设置。

实施例二

如图4、图5所示，连接件5包括蜗轮11、蜗杆12、蜗杆安装座13和锁紧螺钉10，蜗杆安装座13与支架7连接，蜗杆12与涡杆安装座13连接，蜗轮11与连接轴41连接，且蜗轮11与蜗杆12啮合连接，蜗轮11上设置有第二连接槽111，电机座安装部71上设置有螺纹孔，锁紧螺钉10穿过第二连接槽111与螺纹孔螺纹连接。

采用本实施例的连接件5进行螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度调节的过程如下：

首先，将锁紧螺钉10拧松，之后转动蜗杆12，蜗杆12带动蜗轮11转动，进而带动电机座4转动，电机座4转动带动电机2和螺旋桨3向支架7侧面倾斜，当达到需要的倾斜角度后，停止转动蜗杆12，最后将锁紧螺钉10拧紧，锁紧蜗轮11完成倾斜角度调节操作。

对称的两个螺旋桨需设置为正、反旋翼，两个螺旋桨相对支架的侧面倾斜角度相反。当设置好一个螺旋桨后，再设置与该螺旋桨对称的螺旋桨的倾斜角度，具体重复上述操作，向与该螺旋浆倾斜方向相反的方向转动调节至相同的倾斜角度，即完成正、反旋翼的倾斜角度设置。

实施例三

如图6、图7所示，连接件5包括摆杆14、卡槽块15、锁紧螺钉10和螺母16，摆杆14一端与连接轴41连接，另一端设置有通孔；卡槽块15设置在摆杆14与电机座安装部71之间，且卡槽块15与电机座安装部71固定连接，卡槽块15上设置有第三连接槽151，第三连接槽151靠近摆杆14一侧设置有卡接部152，卡接部152内侧设置有用以容置螺母16的凹槽153，锁紧螺钉10穿过通孔和第三连接槽151与螺母16螺纹连接，将摆杆与卡接部锁紧。

进一步地，本实施例的连接件5还包括垫片17，垫片17设置在摆杆14与锁紧螺钉10之间，且垫片17与锁紧螺钉10套接连接。

采用本实施例的连接件5进行螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度调节的过程如下：

首先，将锁紧螺钉10和螺母16拧松，之后转动摆杆14，摆杆14带动电机座4转动，电机座3转动带动电机2和螺旋桨3向支架侧面倾斜，当达到需要的倾斜角度后，停止转动摆杆14，最后将锁紧螺钉10和螺母16拧紧，锁紧螺钉10和螺母16将摆杆14与卡接部152锁紧，固定住摆杆14，完成倾斜角度调节操作。

对称的两个螺旋桨需设置为正、反旋翼，两个螺旋桨相对支架的侧面倾斜角度相反。当设置好一个螺旋桨后，再设置与该螺旋桨对称的螺旋桨的倾斜角度，具体重复上述操作，向与该螺旋浆倾斜方向相反的方向转动调节至相同的倾斜角度，即完成正、反旋翼的倾斜角度设置。

本发明多旋翼飞行器的电机座在连接件的带动下可相对支架向侧面转动，进而带动电机和螺旋桨转动，实现螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度的调节。在起飞前，可以现根据具体的飞行环境调节电机座的倾斜角度，设置合适的螺旋桨与支架之间的侧面倾斜角度，使倾斜角度与飞行环境适应，从而增强飞行器水平旋转的稳定性，达到最佳的飞行效果。当风力较大时，增大螺旋桨与支架之间的侧面倾角角度；当风力较小时，减小螺旋桨与支架之间的侧面倾角角度，能够有效适应各种不同的飞行环境。并且，本发明的多旋翼飞行器在设置好一个螺旋桨的倾斜角度后，调节与该螺旋桨对称的螺旋桨向相反的方向倾斜相同的角度即可实现正旋翼、反旋翼的设置，正、反旋翼设置灵活，操作方便。正、反旋翼的侧面倾斜角度调节好后，飞行器水平旋转时正旋翼、反旋翼的电机同时运行，驱动正旋翼、反旋翼的螺旋桨转动，能够获得正旋翼、反旋翼的升力在反扭力方向上的分力，增强反扭力，从而提高多旋翼飞行器水平旋转运行时的响应速度，提高抗干扰能力。

本发明具有结构简单、角度调节操作灵活方便、抗干扰能力强、飞行稳定性高且适用范围广泛的优点。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种多旋翼飞行器，其特征在于，包括：飞行控制组件、机架、多个电机、多个螺旋桨、多个电机座和多个连接件，所述机架包括机体和多个支架，所述飞行控制组件设置在所述机体上，各所述支架一端与所述机体连接，各支架的另一端设置有电机座安装部，所述电机座上设置有连接轴，所述连接轴与所述电机座安装部连接，所述连接件分别与所述连接轴和电机座安装部连接，所述电机与所述电机座连接，所述螺旋桨与所述电机连接。

2.根据权利要求1所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述连接件包括主动小齿轮、从动半齿轮和锁紧螺钉，所述主动小齿轮与所述电机座安装部连接，所述从动半齿轮与所述连接轴连接，且所述从动半齿轮与所述主动小齿轮啮合连接；所述从动半齿轮上设置有第一连接槽，所述电机座安装部上设置有螺纹孔，所述锁紧螺钉穿过所述第一连接槽与所述螺纹孔螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述连接件包括蜗轮、蜗杆、蜗杆安装座和锁紧螺钉，所述蜗杆安装座与所述支架连接，所述蜗杆与所述涡杆安装座连接，所述蜗轮与所述连接轴连接，且所述蜗轮与蜗杆啮合连接，所述蜗轮上设置有第二连接槽，所述电机座安装部上设置有螺纹孔，所述锁紧螺钉穿过所述第二连接槽与所述螺纹孔螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述连接件包括摆杆、卡槽块、锁紧螺钉和螺母，所述摆杆一端与所述连接轴连接，另一端设置有通孔；所述卡槽块设置在所述摆杆与电机座安装部之间，且所述卡槽块与所述电机座安装部连接，所述卡槽块上设置有第三连接槽，所述第三连接槽靠近所述摆杆一侧设置有卡接部，所述卡接部内侧设置有用以容置螺母的凹槽，所述锁紧螺钉穿过所述通孔和第三连接槽与所述螺母螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述连接件还包括垫片，所述垫片设置在所述摆杆与所述锁紧螺钉之间，且所述垫片与所述锁紧螺钉套接连接。