CN105923166B - 一种无人机吊舱折叠收放机构 - Google Patents
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Abstract
一种无人机吊舱折叠收放机构，涉及无人机的吊舱收放技术领域，解决无人机吊舱收放的技术问题，保证无人机吊舱在工作时出舱，不工作时入舱，并力争收放机构简单可靠，不过多增加无人机的载荷，包括减振器、隔振板、由固定支架、滚轮、滚轮轴组成的导向机构和由电机、丝杆、丝杆支脚、导向杆、直线轴承组成的伸缩机构；吊舱通过减振器与隔振板固定，隔振板一侧与导向机构中的固定支架铰接构成转动副，隔振板的另一侧与伸缩机构中的电机通过螺钉固定；伸缩机构中的丝杆支脚与导向机构中的滚轮通过滚轮轴铰接；伸缩机构伸缩，迫使隔振板相对于导向机构的固定支架转动，同时驱动伸缩机构的丝杆支脚沿固定支架的导轨运动，本发明安装方便，通用性好。
Description
技术领域
本发明涉及无人机的吊舱收放技术领域，具体涉及一种无人机吊舱折叠收放机构。
背景技术
目前，无人机在军事领域和民用领域都有广泛的应用要求，无人机在执行任务时需要携带先进的数据采集装备，为了保护这些装备，无人机对机载吊舱提出了很高的要求。中国专利201220279561.6提出了一种机载光电吊舱的安装装置，该装置很好的处理了吊舱振动的问题，完成了吊舱工作时的保护，但是没有考虑吊舱的收起保护；中国专利201420563246.5提出了一种无人机吊舱，该吊舱主要依靠可以开启的吊舱保护罩实现对吊舱的保护，该方法简单易行，但是没有彻底地解决吊舱保护与正常工作之间的矛盾。
发明内容
本发明为了解决无人机吊舱收放的技术问题，保证无人机吊舱在工作时出舱，不工作时入舱，并力争收放机构简单可靠，不过多增加无人机的载荷，提出了一种无人吊舱折叠收放机构。
一种无人机吊舱折叠收放机构，包括减振器、隔振板、由固定支架、滚轮、滚轮轴组成的导向机构和由电机、丝杆、丝杆支脚、导向杆、直线轴承组成的伸缩机构；吊舱通过减振器与隔振板固定，隔振板一侧与导向机构中的固定支架铰接构成转动副，所述隔振板的另一侧与伸缩机构中的电机通过螺钉固定；所述伸缩机构中的丝杆支脚与导向机构中的滚轮通过滚轮轴铰接；伸缩机构伸缩，迫使隔振板相对于导向机构的固定支架转动，同时驱动伸缩机构的丝杆支脚沿固定支架的导轨运动，完成吊舱的折叠收起动作。
本发明的有益效果：本发明设计的一种无人机吊舱折叠收放机构，使用渐开线形的导轨辅助丝杆电机完成吊舱90度折叠收起与放下的动作。具体优点体现为以下几点：
1、本发明可以独立完成折叠收放动作，实现了无人机吊舱支撑保护机构的模块化；
2、本发明使用了渐开线形导轨，保持丝杆始终处于力臂最大的位姿，极大程度地减少了无用功。
3、本发明使用丝杆螺母副作为一级传动，利用高减速比减小了对电机转矩的要求，使驱动机构小型化。
4、本发明结构简单紧凑，安装方便，通用性好。
附图说明
图1为本发明所述的无人机吊舱折叠收放机构的轴测图；
图2为本发明所述的无人机吊舱折叠收放机构的原理图；
图3为本发明所述的无人机吊舱折叠收放机构放下状态的正视图；
图4为本发明收起过程中无人机吊舱折叠收放机构的正视图；
图5为本发明收起状态下无人机吊舱折叠收放机构的正视图；
图6为本发明所述的无人机吊舱折叠收放机构中伸缩机构的局部视图；
图7为本发明所述的无人机吊舱折叠收放机构中导向机构的局部视图；
图8为导向机构中固定支架的轴测图。
图中：1、吊舱；2、减振器、3、隔振板；4、丝杆；5、导向杆；6、固定支架；7、电机；8、丝杆支脚；9、滚轮轴；10、滚轮；11、直线轴承；12、隔振板位置标识线；13、电机几何中心；14、丝杆轴线；15、电机轨迹圆弧；16、渐开线导轨中心线；17、滚轮轴中心；18、导轨；19、销轴孔。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1至图8说明本实施方式，无人机吊舱折叠收放机构，包括吊舱1、减振器2、隔振板3、导向机构和伸缩机构组成；所述伸缩机构由电机7、丝杆4、丝杆支脚8、导向杆5、直线轴承11组成，所述的电机7是贯通式电机，丝杆4从电机7中穿过，导向杆5一端固定在丝杆支脚8上，另一端通过直线轴承11安装在隔振板3上，电机7转动时，导向杆5限制丝杆4的轴向转动自由度，丝杆4与电机7只发生轴向相对移动。导向机构由固定支架6、滚轮10、滚轮轴9组成，滚轮10与固定支架6的导轨构成间隙配合，滚轮轴9将滚轮10与丝杆支脚8铰接，丝杆支脚8通过滚轮轴9将滚轮10压紧在导轨上时，滚轮10可以与固定支架6发生相对滚动从而引导滚轮轴9沿着固定支架6的导轨运动。
吊舱1通过减振器2与隔振板3固定，隔振板3两侧与导向机构中的固定支架6铰接构成转动副，伸缩机构中的电机7通过螺钉固定在隔振板3上；伸缩机构中的丝杆支脚8与导向机构中的滚轮10通过滚轮轴9铰接；伸缩机构伸缩，迫使隔振板3相对于导向机构的固定支架6转动，同时驱动伸缩机构的丝杆支脚8沿固定支架6运动，完成吊舱1的折叠收起动作。
本实施方式所述的固定支架6的两侧有销轴孔用于与隔振板3铰接，固定支架6上的导轨18用于引导滚轮轴9运动；固定支架6的导轨为渐开线形导轨，渐开线的基圆为电机几何中心13随隔振板位置标识线12转动过程中产生的电机轨迹圆弧15；丝杆轴线14始终与电机轨迹圆弧15相切于电机几何中心13，并沿电机轨迹圆弧15做纯滚动，此过程中，滚轮轴中心17的运动轨迹即为渐开线导轨中心线16；丝杆轴线14与渐开线导轨中心线16时刻保持垂直，因此，在每一时刻，电机7与丝杆4之间的相互作用力都垂直于隔振板位置标识线12和渐开线导轨中心线16并作用在隔振板3和固定支架6上，该作用力推动隔振板3绕固定支架6的销轴孔向上摆动，并带动电机7和丝杆4随之向上摆动，在隔振板3、电机7和丝杆4摆动过程中，电机7与丝杆4之间的相互作用力持续存在并维持隔振板3、电机7和丝杆4绕固定支架6的销轴孔向上摆动。
具体实施方式二、本实施方式为具体实施方式一所述的无人机吊舱折叠收放机构的装配过程：由以下步骤实现：
步骤一、将丝杆4穿过电机7装配好，并将丝杆4的末端通过螺纹与丝杆支脚8连接。
步骤二、将电机7通过四个安装螺钉向下固定在隔振板3上。
步骤三、将导向杆5穿过直线轴承11，并将直线轴承11压入隔振板3上对应的轴承安装孔处，将导向杆5的底端与丝杆支脚8通过螺纹固定。
步骤四、将滚轮轴9穿过滚轮10，并将滚轮10放入固定支架的导轨中，用滚轮轴9将滚轮10连接在丝杆支脚8上，松紧度保持在允许滚轮10灵活转动的状态。
步骤五、将隔振板3与固定支架6通过固定支架6上的销轴孔铰接，完成整体装配。
步骤六、接好电机7的控制线与电源线，供电使丝杆支脚8运动到固定支架6导轨的最下方完成姿态初始化。
步骤七、控制电机7转动使电机7推动隔振板3转动90度，完成收起吊舱1的动作。
本实施方式中，当无人机吊舱1处于工作状态时，丝杆支脚8处于固定支架6导轨的最下端，隔振板3相对于机身处于水平状态，吊舱1相对于机身处于垂直状态；供电驱动电机7工作时，电机7推动丝杆4压迫固定支架6的导轨，电机7在反作用力推动下带动隔振板3绕固定支架6的销轴孔向上摆动，并使得丝杆4向上摆动，带动滚轮10在固定支架6的导轨中滚动向上直到固定支架6导轨的最上端，此时，隔振板3相对于机身处于垂直状态，吊舱1相对于机身处于水平状态，完成吊舱1的收起动作。
Claims (5)
1.无人机吊舱折叠收放机构，包括减振器(2)和隔振板(3)，其特征是，还包括由电机(7)、丝杆(4)、丝杆支脚(8)、导向杆(5)和直线轴承(11)组成的伸缩机构以及由固定支架(6)、滚轮(10)和滚轮轴(9)组成的导向机构；
吊舱通过减振器(2)与隔振板(3)固定，隔振板(3)的两侧与固定支架铰接构成转动副，所述电机(7)固定在隔振板(3)上；所述丝杆(4)的穿过电机(7)与丝杆支脚(8)螺纹连接，所述导向杆(5)的一端固定在丝杆支脚(8)上，另一端通过直线轴承(11)安装在隔振板(3)上，电机(7)转动时，导向杆(5)限制丝杆(4)的轴向转动的自由度，丝杆(4)与电机(7)发生轴向相对移动；
所述滚轮(10)与固定支架(6)的导轨构成间隙配合，丝杆支脚(8)通过滚轮轴(9)将滚轮(10)压紧在导轨上时，滚轮(10)与固定支架(6)发生相对滚动而带动滚轮轴(9)沿着固定支架(6)的导轨运动，实现吊舱的折叠收起。
2.根据权利要求1所述的无人机吊舱折叠收放机构，其特征在于，通过固定支架(6)两侧的销轴孔与隔振板(3)铰接。
3.根据权利要求1或2所述的无人机吊舱折叠收放机构，其特征在于，所述固定支架(6)的导轨为渐开线形导轨。
4.根据权利要求3所述的无人机吊舱折叠收放机构，其特征在于，所述渐开线形导轨的基圆为电机几何中心(13)随隔振板位置标识线(12)转动过程中产生的电机轨迹圆弧(15)；丝杆轴线(14)始终与电机轨迹圆弧(15)相切于电机几何中心(13)，并沿电机轨迹圆弧(15)做滚动运动，滚轮轴中心(17)的运动轨迹即为渐开线导轨中心线(16)。
5.根据权利要求4所述的无人机吊舱折叠收放机构，其特征在于，所述丝杆轴线(14)与渐开线导轨中心线(16)时刻保持垂直，电机(7)与丝杆(4)之间的相互作用力推动隔振板(3)绕固定支架(6)的销轴孔向上摆动，并带动电机(7)和丝杆(4)随之向上摆动，在隔振板(3)、电机(7)和丝杆(4)摆动过程中，电机(7)与丝杆(4)之间的相互作用力持续存在并维持隔振板(3)、电机(7)和丝杆(4)绕固定支架(6)的销轴孔向上摆动。
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