CN105775145B - 一种模块化无人机系统中的伺服模块装置 - Google Patents
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Abstract
一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，它是由：伺服模块‑上外壳(38)、伺服模块‑下外壳(39)、轴承(40)、舵机(41)和两根“碳纤杆锁紧螺栓(9)”组成；该“伺服模块‑上外壳(38)”和“伺服模块‑下外壳(39)”上均有接口；该“碳纤杆锁紧螺栓(9)”用于锁紧穿插在“碳纤杆固定孔(23)”中的“碳纤杆装置(0‑4)”；该“伺服模块‑上外壳(38)”通过“轴承(40)”与“伺服模块‑下外壳(39)”间接连接；该“舵机(41)”安装在“伺服模块‑下外壳(39)”内部，其主轴固定在“伺服模块‑上外壳(38)”上；该装置结构简单，组合方便，通用性好，制造成本低，维护容易。
Description
一，技术领域
本发明提供一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，属于“无人机系统”技术领域。
二，背景技术
目前无人机系统均不可重构，不同机型之间不能相互转化，零部件不能通用，定制程度高，通用程度低，非标准化，非模块化。从各个方面来看，都具有“一次设计，不可再改变”的性质。不能满足人们对无人机越来越多样的性能需求和用途需求，定制化的成本越来越高。每种机型结构和形态要求严格，硬件电路性能参数配套要求严格。
模块化无人机系统，包含：动力模块装置，连接模块装置，伺服模块装置，三大模块装置以及连接它们的碳纤杆装置。该伺服模块装置是该模块化无人机系统的基础模块装置之一，该伺服模块装置为无人机系统提供伺服运动。该伺服模块装置的稳定性要求高，控制较精确，扭矩较大；应当有与其它两个模块装置相同的碳纤杆装置连接接口；安装和拆卸方式应与其他两个模块装置相同；工作时处于强烈气流中，应当有良好的气动性能。
该伺服模块装置是模块化无人机系统中设计难度较大，技术要求较高，不可缺少的基础模块装置。
三，发明内容
1，发明目的：
本发明的目的是提供一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即“伺服模块装置(0-3)”。它的主要的作用是：在模块化无人机系统中，提供系统在运动上的需求的模块装置。具体来讲，即：
该“伺服模块装置(0-3)”与其他两个模块装置任意组合，形成不同功能，不同性能，不同配置的无人机系统，或者形成车、船等多样的无人驾驶设备。该“伺服模块装置(0-3)”为上述的各种无人机和无人驾驶设备，提供较精确的，便捷，标准，可控，可扩展的结构上的运动。
提供系统在运动上的需求的具体方式为：使两根“碳纤杆装置(0-4)”产生受控制的相对角度，即：通过对其外露的一根信号线的控制(另外包含一根地线，一根正极线)，对固定在它上面的两根“碳纤杆装置(0-4)”所成的角度进行控制，以实现系统在运动上的需求。
2，技术方案
本发明是一种模块化无人机系统中的伺服模块装置即“伺服模块装置(0-3)”，其特征在于：具有和其他两个模块装置(“动力模块装置(0-1)”和“连接模块装置(0-2)”)相同的结构接口，如图1所示。这种接口使得该“伺服模块装置(0-1)”可以和其他两个模块装置一样，能以任意角度固定在“碳纤杆装置(0-4)”上。
进而使得：三种模块装置通过统一的连接形式，和“碳纤杆装置(0-4)”任意组合(如图1所示)，产生各种结构布局，实现不同功能。
本发明一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即“伺服模块装置(0-3)”，如图2所示，它是由以下几部分组成：伺服模块-上外壳(38)、伺服模块-下外壳(39)、轴承(40)、舵机(41)和两根“碳纤杆锁紧螺栓(9)”(用于锁紧穿插在“碳纤杆固定孔(23)”中的碳纤杆装置)；
该“伺服模块装置(0-3)”各组成部分之间的关系是：
1，该“伺服模块-上外壳(38)”和“伺服模块-下外壳(39)”上均有用于穿插“碳纤杆装置(0-4)”的接口(即“碳纤杆固定孔(23)”)。该“碳纤杆锁紧螺栓(9)”用于锁紧穿插在“碳纤杆固定孔(23)”中的“碳纤杆装置(0-4)”(图3)。
2，该“伺服模块-上外壳(38)”通过“轴承(40)”与“伺服模块-下外壳(39)”间接连接，使得“伺服模块-上外壳(38)”与“伺服模块-下外壳(39)”之间可以自由转动，且不能分离。
3，该“舵机(41)”安装在“伺服模块-下外壳(39)”内部，“舵机(41)”主体固定在“伺服模块-下外壳(39)”上，该“舵机(41)”的主轴固定在“伺服模块-上外壳(38)”上。这样，可以通过控制“舵机(41)”，控制“伺服模块-下外壳(39)”与“伺服模块-上外壳(38)”所成的角度，进而控制穿插在“伺服模块-上外壳(38)”中的“碳纤杆装置(0-4)”与穿插在“伺服模块-下外壳(39)”中的“碳纤杆装置(0-4)”，两个“碳纤杆装置(0-4)”所成的角度。
4，该“伺服模块(0-3)”整体为椭球形，有较好的空气动力性能。
该“伺服模块(0-3)”装配好后外观如图4。
该“伺服模块(0-3)”的作用是：通过对其外露的一根信号线的控制(另外包含一根地线，一根正极线)，对固定在它上面的两根“碳纤杆装置(0-4)”所成的角度进行控制，以实现系统在运动上的需求，如图3所示。
该“伺服模块(0-3)”各个组成部分的形状构造是：
1，舵机(41)：选用市面上已有的产品，如品牌：辉盛，型号：MG996。
2，轴承(40)：选用标准件，如型号：61805
3，伺服模块-上外壳(38)(附图8)：自主设计，3D打印成型，其组成、相互关系及形状构造如下:
该“伺服模块-上外壳(38)”的组成：它是由碳纤杆固定孔(23)、碳纤杆锁紧孔(24)、碳纤杆锁紧开口(25)、六棱柱形阶梯(26)、圆柱形阶梯(27)、圆柱壳(42)、轴承长方形缺口(43)、舵机长方形缺口(44)、伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)和伺服模块-上外壳-圆柱环(46)组成。
该“伺服模块-上外壳(38)”各组成部分之间的相互关系：
(1)如图9所示，该“伺服模块-上外壳(38)”的中间偏上部分，设有“碳纤杆固定孔(23)”，用于穿插“碳纤杆装置(0-4)”，内径与“碳纤杆装置(0-4)”外径相同，该“碳纤杆固定孔(23)”上部设有“碳纤杆固定开口(25)”，使得“碳纤杆固定孔(23)”有一定的弹性形变能力，进而使得“碳纤杆固定孔(23)”的内径可以产生一定的弹性变化，这样设计使得“碳纤杆装置(0-4)”可以在“锁紧”和“松开”两种状态间的切换。
(2)“碳纤杆锁紧孔(24)”用于穿入“碳纤杆锁紧螺栓(9)”(图7)。该“碳纤杆锁紧孔(24)”一侧为“圆柱形阶梯(27)”(图9)，用于容纳“碳纤杆锁紧螺栓(9)”的螺栓帽，使得“碳纤杆锁紧螺栓(9)”不会外露(附图6)，不影响整体的气动性能和工业美感。该“碳纤杆锁紧孔(24)”另一侧为“六棱柱形阶梯(26)”(图9)，用于容纳与“碳纤杆紧固螺栓(9)”旋合的螺母，使得螺母不会外露(附图7)，不影响整体的气动性能和工业美感，并且有固定螺母，不让其转动，方便旋紧“碳纤杆锁紧螺栓(9)”的作用。
(3)该上外壳(3)的下部分是“圆柱壳(42)”(图10)，该“圆柱壳(42)”四周有两对长方形缺口，分别为“轴承长方形缺口(43)”和“舵机长方形缺口(44)”。该“轴承长方形缺口(43)”的作用是：使“伺服模块-上外壳(38)”的下部分产生微小形变，有利于“伺服模块-上外壳(38)”与“轴承(40)”形成过盈配合；该“舵机长方形缺口(44)”是用来与固定在“伺服模块-下外壳(39)”的“舵机(41)”进行装配(图12)，使得“舵机(41)”在转动时带动“伺服模块-上外壳(38)”转动。
(4)如图10所示，该“圆柱壳(42)”的中间部分设有“伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)”，同时该“圆柱壳(42)”的最上部分是“伺服模块-上外壳-圆柱环(46)”。“伺服模块-上外壳-圆柱环(46)”和“伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)”一起来限制“轴承(40)”的位置(图11)，同时将“伺服模块-上外壳(38)”与“伺服模块-下外壳(39)”的相对位置进行了固定(图13)。
该“伺服模块-上外壳(38)”的形状构造：
(1)该“伺服模块-上外壳(38)”整体外形为：暴露于空气中的部分为半个椭球体，产生良好的气动性能和较好的工业美感(如图8所示)；
(2)该“碳纤杆锁紧孔(24)”(图9)，其孔径按预定要求设置，如选直径为3mm；
(3)该“圆柱壳(42)”(图10)，其外径及壁厚按预定要求设置，如选外径为25mm，壁厚为2.5mm；
(4)该“舵机-上外壳-锥形凸起(45)”(图10)与“舵机-上外壳-圆柱环(46)”(图10)的间距按预定要求设置。
(5)该“轴承长方形缺口(43)”和“舵机长方形缺口(44)”(图10)均为长方体。
4，该伺服模块-下外壳(39)(附图14)：自主设计，3D打印成型，其组成、相互关系及形状构造如下:
该“伺服模块-下外壳(39)”的组成：它是由碳纤杆固定孔(23)、碳纤杆锁紧孔(24)、碳纤杆锁紧开口(25)、六棱柱形阶梯(26)、圆柱形阶梯(27)、伺服模块-下外壳-空腔(47)、舵机固定孔(48)、轴承装配缺口(49)、舵机装配缺口(50)、舵机信号线引出缺口(51)、伺服模块-下外壳-锥形凸起(52)和伺服模块-下外壳-圆柱环(53)组成；
该“伺服模块-下外壳(39)”各组成部分之间的相互关系：
(1)如图19所示，该“伺服模块-下外壳(39)”的中间偏上部分，设有“碳纤杆固定孔(23)”，用于穿插“碳纤杆装置(0-4)”，其内径与“碳纤杆装置(0-4)”外径相同，该“碳纤杆固定孔(23)”上部有“碳纤杆锁紧开口(25)”(如图19)，使得“碳纤杆固定孔(23)”有一定的弹性形变能力，进而使得“碳纤杆固定孔(23)”的内径可以产生一定的弹性变化，以此达到对碳纤杆装置“锁紧”、“松开”两种状态的切换。
(2)如图19所示，该“碳纤杆锁紧孔(24)”用于穿入“碳纤杆锁紧螺栓(9)”。如图19所示，该“碳纤杆锁紧孔(24)”一侧为“圆柱形阶梯(27)”，用于容纳“碳纤杆锁紧螺栓(9)”的螺栓帽，使得“碳纤杆锁紧螺栓(9)”不会外露(附图6)，不影响整体的气动性能和工业美感。如图19所示，该“碳纤杆锁紧孔(24)”的另一侧，为“六棱柱形阶梯(26)”，用于容纳与“碳纤杆紧固螺栓(9)”旋合的螺母，使得螺母不会外露(附图7)，不影响整体的气动性能和工业美感，并且有固定螺母，不让其转动，方便旋紧“碳纤杆锁紧螺栓(9)”的作用。
(3)该“伺服模块-下外壳(39)”的内部为“伺服模块-下外壳-空腔(47)”(图15)。该“伺服模块-下外壳-空腔(47)”的上部分，用来容纳“轴承(40)”和“圆柱壳(42)”(图13)。该“伺服模块-下外壳-空腔(47)”下部分，用来容纳“舵机(41)”，同时可以限制“舵机(41)”水平方向的转动(附图18)。“伺服模块-下外壳-空腔(47)”中间有一个凸台，上面有两个“舵机固定孔(48)”(图15)，用来固定“舵机(41)”，限制“舵机(41)”在上下方向的移动(图18)。
(4)该“伺服模块-下外壳(39)”的最上部分有两个“轴承装配缺口(49)”(图15)，用来在“伺服模块-上外壳(38)”与“轴承(40)”配合时能清楚的看到，同时方便将“轴承(40)”卸下。
(5)如图15所示，该“伺服模块-下外壳(39)”的侧面有“舵机装配缺口(50)”，舵机(41)可由此处装配进“伺服模块-下外壳(39)”，为了将整体的体积减小，并且利于“舵机(41)”散热，便让“舵机(41)”的一部分露在外面(图17)。该“伺服模块-下外壳(39)”的另一侧面，偏下部分有“舵机信号线引出缺口(51)”(图19)，用来引出“舵机(41)”信号线(图19)。
(6)如图16所示，该“伺服模块-下外壳(39)”的“伺服模块-下外壳-空腔(47)”的最上部有“伺服模块-下外壳-锥形凸起(52)”，靠下的部分有“伺服模块-下外壳-圆柱环(53)”，和“伺服模块-下外壳-锥形凸起(52)”一起来限制“轴承(40)”的位置(图13)，同时将“伺服模块-上外壳(38)”与“伺服模块-下外壳(39)”的相对位置进行了固定(图13)。该“伺服模块-下外壳(39)”的形状构造：
(1)该“伺服模块-下外壳(39)”整体外形为大半个椭球体，产生良好的气动性能和较好的工业美感(如图14所示)。
(2)该“伺服模块-下外壳-空腔(47)”的上部分是椭圆球的一部分，下部分是长方体。
(3)该“伺服模块-下外壳-空腔(47)”中的凸台平整。
(4)该“舵机固定孔(48)”为螺栓孔，其孔径按预定要求设置。
3，优点及功效
该“伺服模块装置(0-3)”的接口设计与模块化无人机系统中的其他几个模块装置及部件相匹配，结构简单，组合方便，通用性好，制造成本低，维护容易。
四，附图说明
图1：三大模块通过统一的接口连接到碳纤杆装置上。
图2：伺服模块装置的爆炸图。
图3：伺服模块对两根碳纤杆装置所成的角度进行控制示意图。
图4：伺服模块装置的整体形状。
图5：两个伺服模块加上图传组装的二轴云台。
图6：圆柱形阶梯容纳螺栓帽示意图。
图7：六棱柱形阶梯容纳螺母示意图。
图8：伺服模块上外壳整体示意图。
图9：伺服模块上外壳锁紧碳纤杆装置结构细节图。
图10：伺服模块上外壳中圆柱壳，轴承长方形缺口，舵机长方形缺口，舵机-上外壳-锥形凸起，舵机-上外壳-圆柱环细节示意图。
图11：伺服模块上外壳与轴承装配示意图。
图12：伺服模块上外壳与舵机装配示意图。
图13：伺服模块上外壳与伺服模块(0-3)下外壳通过轴承装配一起示意图。
图14：伺服模块下外壳整体示意图。
图15：伺服模块下外壳中“舵机-下外壳-空腔”，“舵机固定孔”，轴承装配缺口，“舵机-下外壳-圆柱环”细节示意图。
图16：伺服模块下外壳中舵机-下外壳-锥形凸起，舵机装配缺口细节示意图。
图17：舵机散热示意图。
图18：舵机与伺服模块下外壳装配示意图。
图19：伺服模块下外壳锁紧碳纤杆装置细节以及舵机信号线引出缺口示意图。
图中序号，符号，代号所代表的意义如下：
0-1:动力模块
0-2：连接模块
0-3：伺服模块
0-4：碳纤杆装置
9：碳纤杆锁紧螺栓
23：碳纤杆固定孔
24：碳纤杆锁紧孔
25：碳纤杆锁紧开口
26：六棱柱形阶梯
27：圆柱形阶梯
38：伺服模块-上外壳
39：伺服模块-下外壳
40：轴承
41：舵机
42：圆柱壳
43：轴承长方形缺口
44：舵机长方形缺口
45：伺服模块-上外壳-锥形凸起
46：伺服模块-上外壳-圆柱环
47：伺服模块-下外壳-空腔
48：舵机固定孔
49：轴承装配缺口
50：舵机装配缺口
51：舵机信号线引出缺口
52：舵机-下外壳-锥形凸起
53：舵机-下外壳-圆柱环
五，具体实施方式
如图2所示，它是由以下几部分组成：伺服模块-上外壳(38)、伺服模块-下外壳(39)、轴承(40)、舵机(41)和两根“碳纤杆锁紧螺栓(9)”(用于锁紧穿插在“碳纤杆固定孔(23)”中的碳纤杆装置(0-4))；
该“伺服模块装置(0-3)”各组成部分之间的关系是：
1，该“伺服模块-上外壳(38)”和“伺服模块-下外壳(39)”上均有用于穿插“碳纤杆装置(0-4)”的接口(即“碳纤杆固定孔(23)”)。该“碳纤杆锁紧螺栓(9)”用于锁紧穿插在“碳纤杆固定孔(23)”中的“碳纤杆装置(0-4)”(图3)。
2，该“伺服模块-上外壳(38)”通过“轴承(40)”与“伺服模块-下外壳(39)”间接连接，使得“伺服模块-上外壳(38)”与“伺服模块-下外壳(39)”之间可以自由转动，且不能分离。
3，该“舵机(41)”安装在“伺服模块-下外壳(39)”内部，“舵机(41)”主体固定在“伺服模块-下外壳(39)”上，该“舵机(41)”的主轴固定在“伺服模块-上外壳(38)”上。这样，可以通过控制“舵机(41)”，控制“伺服模块-下外壳(39)”与“伺服模块-上外壳(38)”所成的角度，进而控制穿插在“伺服模块-上外壳(38)”中的“碳纤杆装置(0-4)”与穿插在“伺服模块-下外壳(39)”中的“碳纤杆装置(0-4)”，两个“碳纤杆装置(0-4)”所成的角度。
4，该“伺服模块(0-3)”整体为椭球形，有较好的空气动力性能。
该“伺服模块(0-3)”装配好后外观如图4。
该“伺服模块(0-3)”的作用是：通过对其外露的一根信号线的控制(另外包含一根地线，一根正极线)，对固定在它上面的两根“碳纤杆装置(0-4)”所成的角度进行控制，以实现系统在运动上的需求，如图3所示。
该“伺服模块(0-3)”各个组成部分的形状构造是：
1，舵机(41)：使用市面上已有的产品，品牌：辉盛，型号：MG996。
2，轴承(40)：使用标准件，型号：61805
3，伺服模块-上外壳(38)(附图8)：自主设计，3D打印成型，其组成、相互关系及形状构造如下:
该“伺服模块-上外壳(38)”的组成：它是由碳纤杆固定孔(23)、碳纤杆锁紧孔(24)、碳纤杆锁紧开口(25)、六棱柱形阶梯(26)、圆柱形阶梯(27)、圆柱壳(42)、轴承长方形缺口(43)、舵机长方形缺口(44)、伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)和伺服模块-上外壳-圆柱环(46)组成。
该“伺服模块-上外壳(38)”各部分之间的相互关系：
(1)如图9所示，该“伺服模块-上外壳(38)”的中间偏上部分，设有“碳纤杆固定孔(23)”，用于穿插“碳纤杆装置(0-4)”，内径与“碳纤杆装置(0-4)”外径相同，该“碳纤杆固定孔(23)”上部设有“碳纤杆固定开口(25)”，使得“碳纤杆固定孔(23)”有一定的弹性形变能力，进而使得“碳纤杆固定孔(23)”的内径可以产生一定的弹性变化，这样设计使得“碳纤杆装置(0-4)”可以在“锁紧”和“松开”两种状态间的切换。
(2)“碳纤杆锁紧孔(24)”用于穿入“碳纤杆锁紧螺栓(9)”(图7)。该“碳纤杆锁紧孔(24)”一侧为“圆柱形阶梯(27)”(图9)，用于容纳“碳纤杆锁紧螺栓(9)”的螺栓帽，使得“碳纤杆锁紧螺栓(9)”不会外露(附图6)，不影响整体的气动性能和工业美感。该“碳纤杆锁紧孔(24)”另一侧为“六棱柱形阶梯(26)”(图9)，用于容纳与“碳纤杆紧固螺栓(9)”旋合的螺母，使得螺母不会外露(附图7)，不影响整体的气动性能和工业美感，并且有固定螺母，不让其转动，方便旋紧“碳纤杆锁紧螺栓(9)”的作用。
(3)该上外壳(3)的下部分是“圆柱壳(42)”(图10)，该“圆柱壳(42)”四周有两对长方形缺口，分别为“轴承长方形缺口(43)”和“舵机长方形缺口(44)”。该“轴承长方形缺口(43)”的作用是：使“伺服模块-上外壳(38)”的下部分产生微小形变，有利于“伺服模块-上外壳(38)”与“轴承(40)”形成过盈配合；该“舵机长方形缺口(44)”是用来与固定在“伺服模块-下外壳(39)”的“舵机(41)”进行装配(图12)，使得“舵机(41)”在转动时带动“伺服模块-上外壳(38)”转动。
(4)如图10所示，该“圆柱壳(42)”的中间部分设有“伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)”，同时该“圆柱壳(42)”的最上部分是“伺服模块-上外壳-圆柱环(46)”。“伺服模块-上外壳-圆柱环(46)”和“伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)”一起来限制“轴承(40)”的位置(图11)，同时将“伺服模块-上外壳(38)”与“伺服模块-下外壳(39)”的相对位置进行了固定(图13)。
该“伺服模块-上外壳(38)”的形状构造：
(1)该“伺服模块-上外壳(38)”整体外形为：暴露于空气中的部分为半个椭球体，产生良好的气动性能和较好的工业美感(如图8所示)；
(2)该“碳纤杆锁紧孔(24)”(图9)，其孔径按预定要求设置，如选直径为3mm；
(3)该“圆柱壳(42)”(图10)，其外径及壁厚按预定要求设置，如选外径为25mm，壁厚为2.5mm；
(4)该“舵机-上外壳-锥形凸起(45)”(图10)与“舵机-上外壳-圆柱环(46)”(图10)的间距按预定要求设置。
(5)该“轴承长方形缺口(43)”和“舵机长方形缺口(44)”(图10)均为长方体。
4，该伺服模块-下外壳(39)(附图14)：自主设计，3D打印成型，其组成、相互关系及形状构造如下:
该“伺服模块-下外壳(39)”的组成：它是由碳纤杆固定孔(23)、碳纤杆锁紧孔(24)、碳纤杆锁紧开口(25)、六棱柱形阶梯(26)、圆柱形阶梯(27)、伺服模块-下外壳-空腔(47)、舵机固定孔(48)、轴承装配缺口(49)、舵机装配缺口(50)、舵机信号线引出缺口(51)、伺服模块-下外壳-锥形凸起(52)和伺服模块-下外壳-圆柱环(53)组成。
该“伺服模块-下外壳(39)”各部分之间的相互关系：
(1)如图19所示，该“伺服模块-下外壳(39)”的中间偏上部分，设有“碳纤杆固定孔(23)”，用于穿插碳纤杆装置(0-4)，其内径与碳纤杆装置(0-4)外径相同，该“碳纤杆固定孔(23)”上部有“碳纤杆锁紧开口(25)”(如图19)，使得“碳纤杆固定孔(23)”有一定的弹性形变能力，进而使得“碳纤杆固定孔(23)”的内径可以产生一定的弹性变化，以此达到对碳纤杆装置(0-4)“锁紧”、“松开”两种状态的切换。
(2)如图19所示，该“碳纤杆锁紧孔(24)”用于穿入“碳纤杆锁紧螺栓(9)”。如图19所示，该“碳纤杆锁紧孔(24)”一侧为“圆柱形阶梯(27)”，用于容纳“碳纤杆锁紧螺栓(9)”的螺栓帽，使得“碳纤杆锁紧螺栓(9)”不会外露(附图6)，不影响整体的气动性能和工业美感。如图19所示，该“碳纤杆锁紧孔(24)”的另一侧，为“六棱柱形阶梯(26)”，用于容纳与“碳纤杆紧固螺栓(9)”旋合的螺母，使得螺母不会外露(附图7)，不影响整体的气动性能和工业美感，并且有固定螺母，不让其转动，方便旋紧“碳纤杆锁紧螺栓(9)”的作用。
(3)该“伺服模块-下外壳(39)”的内部为“伺服模块-下外壳-空腔(47)”(图15)。该“伺服模块-下外壳-空腔(47)”的上部分，用来容纳“轴承(40)”和“圆柱壳(42)”(图13)。该“伺服模块-下外壳-空腔(47)”下部分，用来容纳“舵机(41)”，同时可以限制“舵机(41)”水平方向的转动(附图18)。“伺服模块-下外壳-空腔(47)”中间有一个凸台，上面有两个“舵机固定孔(48)”(图15)，用来固定“舵机(41)”，限制“舵机(41)”在上下方向的移动(图18)。
(4)该“伺服模块-下外壳(39)”的最上部分有两个“轴承装配缺口(49)”(图15)，用来在“伺服模块-上外壳(38)”与“轴承(40)”配合时能清楚的看到，同时方便将“轴承(40)”卸下。
(5)如图15所示，该“伺服模块-下外壳(39)”的侧面有“舵机装配缺口(50)”，舵机(41)可由此处装配进“伺服模块-下外壳(39)”，为了将整体的体积减小，并且利于“舵机(41)”散热，便让“舵机(41)”的一部分露在外面(图17)。该“伺服模块-下外壳(39)”的另一侧面，偏下部分有“舵机信号线引出缺口(51)”(图19)，用来引出“舵机(41)”信号线(图19)。
(6)如图16所示，该“伺服模块-下外壳(39)”的“伺服模块-下外壳-空腔(47)”的最上部有“伺服模块-下外壳-锥形凸起(52)”，靠下的部分有“伺服模块-下外壳-圆柱环(53)”，和“伺服模块-下外壳-锥形凸起(52)”一起来限制“轴承(40)”的位置(图13)，同时将“伺服模块-上外壳(38)”与“伺服模块-下外壳(39)”的相对位置进行了固定(图13)。
该“伺服模块-下外壳(39)”的形状构造：
(1)该“伺服模块-下外壳(39)”整体外形为大半个椭球体，产生良好的气动性能和较好的工业美感(如图14所示)。
(2)该“伺服模块-下外壳-空腔(47)”的上部分是椭圆球的一部分，下部分是长方体。
(3)该“伺服模块-下外壳-空腔(47)”中的凸台平整。
(4)该“舵机固定孔(48)”为螺栓孔，其孔径按预定要求设置。
Claims (10)
1.一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：它是由伺服模块-上外壳(38)、伺服模块-下外壳(39)、轴承(40)、舵机(41)和两根碳纤杆锁紧螺栓(9)组成；该伺服模块装置(0-3)的整体形状为椭球形，有较好的空气动力性能；
该伺服模块-上外壳(38)和伺服模块-下外壳(39)上均有用于穿插碳纤杆装置(0-4)的接口，即碳纤杆固定孔(23)；该碳纤杆锁紧螺栓(9)用于锁紧穿插在碳纤杆固定孔(23)中的碳纤杆装置(0-4)；
该伺服模块-上外壳(38)通过轴承(40)与伺服模块-下外壳(39)间接连接，使得伺服模块-上外壳(38)与伺服模块-下外壳(39)之间能自由转动，且不能分离；
该舵机(41)安装在伺服模块-下外壳(39)内部，舵机(41)主体固定在伺服模块-下外壳(39)上，该舵机(41)的主轴固定在伺服模块-上外壳(38)上；这样，通过控制舵机(41)，控制伺服模块-下外壳(39)与伺服模块-上外壳(38)所成的角度，进而控制穿插在伺服模块-上外壳(38)中的碳纤杆装置(0-4)与穿插在伺服模块-下外壳(39)中的碳纤杆装置(0-4)，两个碳纤杆装置(0-4)所成的角度。
2.根据权利要求1所述的一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：该伺服模块-上外壳(38)是由碳纤杆固定孔(23)、碳纤杆锁紧孔(24)、碳纤杆锁紧开口(25)、六棱柱形阶梯(26)、圆柱形阶梯(27)、圆柱壳(42)、轴承长方形缺口(43)、舵机长方形缺口(44)、伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)和伺服模块-上外壳-圆柱环(46)组成；该伺服模块-上外壳(38)整体外形为：暴露于空气中的部分为半个椭球体，产生良好的气动性能和较好的工业美感；
该伺服模块-上外壳(38)的中间偏上部分设有碳纤杆固定孔(23)，用于穿插碳纤杆装置(0-4)，内径与碳纤杆装置(0-4)外径相同，该碳纤杆固定孔(23)上部设有碳纤杆固定开口(25)，使得碳纤杆固定孔(23)有弹性形变能力，进而使得碳纤杆固定孔(23)的内径产生弹性变化，这样设计使得碳纤杆装置(0-4)能在锁紧和松开两种状态间的切换；
该碳纤杆锁紧孔(24)用于穿入碳纤杆锁紧螺栓(9)；该碳纤杆锁紧孔(24)的一侧为圆柱形阶梯(27)，用于容纳碳纤杆锁紧螺栓(9)的螺栓帽，使得碳纤杆锁紧螺栓(9)不会外露，不影响整体的气动性能和工业美感；该碳纤杆锁紧孔(24)的另一侧为六棱柱形阶梯(26)，用于容纳与碳纤杆紧固螺栓(9)旋合的螺母，使得螺母不会外露，不影响整体的气动性能和工业美感，并且有固定螺母，不让其转动，方便旋紧碳纤杆锁紧螺栓(9)的作用；
该上外壳(3)的下部分是圆柱壳(42)，该圆柱壳(42)四周有两对长方形缺口，分别为轴承长方形缺口(43)和舵机长方形缺口(44)；该轴承长方形缺口(43)的作用是：使伺服模块-上外壳(38)的下部分产生微小形变，有利于伺服模块-上外壳(38)与轴承(40)形成过盈配合；该舵机长方形缺口(44)是用来与固定在伺服模块-下外壳(39)的舵机(41)进行装配，使得舵机(41)在转动时带动伺服模块-上外壳(38)转动；
该圆柱壳(42)的中间部分设有伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)，同时该圆柱壳(42)的最上部分是伺服模块-上外壳-圆柱环(46)；伺服模块-上外壳-圆柱环(46)和伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)一起来限制轴承(40)的位置，同时将伺服模块-上外壳(38)与伺服模块-下外壳(39)的相对位置进行了固定。
3.根据权利要求2所述的一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：该伺服模块-下外壳(39)是由碳纤杆固定孔(23)、碳纤杆锁紧孔(24)、碳纤杆锁紧开口(25)、六棱柱形阶梯(26)、圆柱形阶梯(27)、伺服模块-下外壳-空腔(47)、舵机固定孔(48)、轴承装配缺口(49)、舵机装配缺口(50)、舵机信号线引出缺口(51)、伺服模块-下外壳-锥形凸起(52)和伺服模块-下外壳-圆柱环(53)组成；该伺服模块-下外壳(39)整体外形为大半个椭球体，产生良好的气动性能和较好的工业美感；
该伺服模块-下外壳(39)的中间偏上部分设有碳纤杆固定孔(23)，用于穿插碳纤杆装置(0-4)，其内径与碳纤杆装置(0-4)外径相同，该碳纤杆固定孔(23)上部有碳纤杆锁紧开口(25)，使得碳纤杆固定孔(23)有弹性形变能力，进而使得碳纤杆固定孔(23)的内径产生弹性变化，以此达到对碳纤杆装置锁紧、松开两种状态的切换；
该碳纤杆锁紧孔(24)用于穿入碳纤杆锁紧螺栓(9)；该碳纤杆锁紧孔(24)的一侧为圆柱形阶梯(27)，用于容纳碳纤杆锁紧螺栓(9)的螺栓帽，使得碳纤杆锁紧螺栓(9)不会外露，不影响整体的气动性能和工业美感；该碳纤杆锁紧孔(24)的另一侧，为六棱柱形阶梯(26)，用于容纳与碳纤杆紧固螺栓(9)旋合的螺母，使得螺母不会外露，不影响整体的气动性能和工业美感，并且有固定螺母，不让其转动，方便旋紧碳纤杆锁紧螺栓(9)的作用；
该伺服模块-下外壳(39)的内部为伺服模块-下外壳-空腔(47)；该伺服模块-下外壳-空腔(47)的上部分用来容纳轴承(40)和圆柱壳(42)；该伺服模块-下外壳-空腔(47)的下部分用来容纳舵机(41)，同时限制舵机(41)水平方向的转动；该伺服模块-下外壳-空腔(47)中间有一个凸台，上面有两个舵机固定孔(48)，用来固定舵机(41)，限制舵机(41)在上下方向的移动；
该伺服模块-下外壳(39)的最上部分有两个轴承装配缺口(49)，用来在伺服模块-上外壳(38)与轴承(40)配合时能清楚的看到，同时方便将轴承(40)卸下；
该伺服模块-下外壳(39)的侧面有舵机装配缺口(50)，舵机(41)由此处装配进伺服模块-下外壳(39)，为了将整体的体积减小，并且利于舵机(41)散热，便让舵机(41)的一部分露在外面；该伺服模块-下外壳(39)的另一侧面，偏下部分有舵机信号线引出缺口(51)，用来引出舵机(41)信号线；
该伺服模块-下外壳(39)的伺服模块-下外壳-空腔(47)的最上部有伺服模块-下外壳-锥形凸起(52)，靠下的部分有伺服模块-下外壳-圆柱环(53)，和伺服模块-下外壳-锥形凸起(52)一起来限制轴承(40)的位置，同时将伺服模块-上外壳(38)与伺服模块-下外壳(39)的相对位置进行了固定。
4.根据权利要求2所述的一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：所述的碳纤杆锁紧孔(24)，其孔径为3mm。
5.根据权利要求2所述的一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：所述的圆柱壳(42)，其外径为25mm，壁厚为2.5mm。
6.根据权利要求2所述的一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：该伺服模块-上外壳-锥形凸起(45)和伺服模块-上外壳-圆柱环(46)的间距按预定要求设置。
7.根据权利要求2所述的一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：该轴承长方形缺口(43)和舵机长方形缺口(44)均为长方体。
8.根据权利要求3所述的一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：该伺服模块-下外壳-空腔(47)的上部分是椭圆球的一部分，下部分是长方体。
9.根据权利要求3所述的一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：该伺服模块-下外壳-空腔(47)中的凸台平整。
10.根据权利要求3所述的一种模块化无人机系统中的伺服模块装置，即伺服模块装置(0-3)，其特征在于：该舵机固定孔(48)为螺栓孔，其孔径按预定要求设置。
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