CN105966605B - 一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器，包括机架、delta并联机构、电池盒、减震起落架、旋转电机、螺旋桨和锁紧帽，机架沿其圆周方向分别对称设置有条形支架，机架下端面上开设有安装卡槽，delta并联机构位于机架正下方的中心位置处，电池盒位于delta并联机构中部，减震起落架位于delta并联机构正下方，且减震起落架与delta并联机构固连，旋转电机固定在机架的条形支架上，螺旋桨与旋转电机主轴相连接，且螺旋桨上端通过锁紧帽进行锁紧固定。本发明具有双重减震的效果，减震效果明显有效，降低了本发明降落时与地面之间产生的振动，减小了本发明降落时对机身的损伤，保证了承载物体或者人员的安全。

Description

一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体的说一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器。

背景技术

飞行器是由人类制造、能飞离地面、在空间飞行并由人来控制的在大气层内或大气层外空间(太空)飞行的器械飞行物，飞行器分为航空器、航天器、火箭、导弹和制导武器；无人机也是飞行器的一种，无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，从技术角度定义可以分为无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇和无人伞翼机等；按应用领域可分为军用与民用，军用方面无人机分为侦察机和靶机；目前，无人机可广泛应用于国家生态环境保护、航空摄影、测绘、矿产资源勘探、灾情监视、交通巡逻、电力巡线、治安监控、应急减灾、应急指挥、人工降雨、国防安全、国土资源勘探、城镇规划、地震调查、环境监测、森林防火、农作物估产、保护区野生动物监测、大气取样、海事侦察、边境巡视、禁毒侦察、消防侦察、生态环境保护、海洋环境监测、土地利用调查、水资源开发、农作物长势监测与估产、农业作业、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、森林病虫害防护与监测、数字城市等领域。

多旋翼无人机属于无人机中的一种，多旋翼无人机具有结构紧凑、体型偏小、大众化较强、运动灵活和飞行稳定等优点被广泛在民用和军用中，而且颇受大众欢迎；但是目前多旋翼飞行器也面临着减震和续航这两大问题，续航决定着飞行器飞行的时间和稳定性，而减震则直接决着多旋翼飞行器降落着陆时的平稳性和安全性，间接的影响着多旋翼飞行器本身质量和承载物体或者人员的安全。也有一些技术对飞行器的减震问题提出了解决方案，比如：专利号为201510270375.4的中国专利公布了一种飞行器减震脚架，通过套筒与内轴穿过油封形成内部密封结构，内部所装弹簧在阻力油脂的作用下，使内轴的伸缩起到缓冲减震的效果；专利号为201410012150.4的中国专利公布了一种无人飞行器的减震装置，通过设置减震球达到减震效果；但是以上技术均存在减震效果不明显等问题。鉴于此，本发明提供了一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器。

本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。

一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器，包括机架、delta并联机构、电池盒、减震起落架、旋转电机、螺旋桨和锁紧帽；所述的机架呈伞状结构，机架沿其圆周方向分别均匀对称设置有条形支架，机架下端面上开设有安装卡槽；所述的delta并联机构位于机架正下方的中心位置处，且delta并联机构与机架下端面上的安装卡槽之间采用螺钉进行连接；所述的电池盒位于delta并联机构中部，减震起落架位于delta并联机构正下方，且减震起落架与delta并联机构固连；所述的旋转电机、螺旋桨和锁紧帽的数量均为六，旋转电机固定在机架的条形支架上，螺旋桨与旋转电机主轴相连接，且螺旋桨上端通过锁紧帽进行锁紧固定。

作为本发明的进一步改进，所述的delta并联机构包括定平台、动平台、下耳座、下连杆、转动轴、上连杆、上耳座、转动销和限位弹簧；所述的定平台呈圆盘状结构，定平台上均匀开设有正六边形排气孔，动平台位于定平台正上方，动平台中部开设有方形固定口，动平台外侧壁上沿其周向方向分别均匀对称设置有安装耳座，下耳座固定在定平台的上端面上，下耳座呈工字型结构，下耳座两端分别设置有轴承，下连杆一端安装在下耳座的轴承上，下连杆另一端与上连杆下端之间通过转动轴相连接，上连杆上端与上耳座之间通过转动销进行连接，且上耳座固定在动平台底端面上，上连杆中部位置处和下连杆中部位置处均分别设置有上弹簧座和下弹簧座，限位弹簧两端分别固定在上弹簧座和下弹簧座上；delta并联机构在空间内可实现三平移三转动共六个自由度方向的运动，结构紧凑灵活，运动稳定性高，具有良好的减震性能，将delta并联机构应用到无人机上，当无人机着陆时，无人机会与地面产生强烈震动同时也产生一定的反冲力，致使无人机在平面内产生位移错位，从而造成无人机摔倒，同时震动剧烈也会造成无人机上的元器件损坏，此时，delta并联机构一方面降低了本发明着陆时与地面产生的震动，有效的保护了因震动对本发明造成的损伤，另一方面，delta并联机构可以弥补本发明接触地面时因反冲力产生的位移，使得本发明安全稳定降落，防治了本发明摔倒的情况。

作为本发明的进一步改进，所述的减震起落架包括固定环、伸缩气筒、底盘座、安装柱和减震弹簧；所述的固定环和底盘座上均分别开设有通孔，伸缩气筒上端与固定环相连接，伸缩气筒下端与底盘座相连接，减震弹簧均匀布置在伸缩气筒外侧，且减震弹簧上端通过安装柱与固定环下端面相连接，减震弹簧下端通过安装柱与底盘座上端面相连接；当本发明降落时，减震起落架在重力和反冲力的作用下进行收缩，有效的降低了传递到机架上的震动力，保护了本发明。

作为本发明的进一步改进，所述的电池盒呈上端开口下端封闭的方形壳体结构，电池盒下端面上均匀开设有排热孔，电池盒上端四侧设置有方形卡座，电池盒主要用于储放锂电池，通过在电池盒上开设排热孔降低了锂电池工作环境的温度，将锂电池工作时产生的热量及时排到室外，防治了锂电池因温度过高造成的爆炸或者损坏的问题。

作为本发明的进一步改进，所述的伸缩气筒为螺纹状空心壳体结构，伸缩气筒由一级气筒、二级气筒和三级气筒组成，且一级气筒直径、二级气筒直径和三级气筒直径依次增大。

工作时，通过旋转电机的转动带动螺旋桨的旋转，从而实现了本发明的起飞，当飞行结束降落着陆时，减震起落架最先与地面接触，在重力和反冲力的作用下，减震起落架从三级气筒、二级气筒和一级气筒依次往上收缩，有效的降低了传递到机架上的震动力，减震起落架对本发明起到了一次减震的效果；同时，delta并联机构在空间内可实现三平移三转动共六个自由度方向的运动，结构紧凑灵活，运动稳定性高，具有良好的减震性能，delta并联机构一方面降低了本发明着陆时与地面产生的震动，有效的保护了因震动对本发明造成的损伤，另一方面，delta并联机构可以弥补本发明接触地面时因反冲力产生的位移，使得本发明安全稳定降落，防治了本发明摔倒的情况，delta并联机构对本发明起到了二次减震的效果。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明具有双重减震的效果，减震效果明显有效，降低了本发明降落时与地面之间产生的振动，减小了本发明降落时对机身的损伤，保证了承载物体或者人员的安全。

(2)本发明采用delta并联机构，利用其结构紧凑灵活，运动稳定性高，具有良好的减震性能的优点，不仅降低了本发明着陆时与地面产生的震动，而且可以弥补本发明接触地面时因反冲力产生的位移，提高了本发明降落时的安全性和稳定性。

(3)本发明减震起落架当受到重力和反冲力的作用时进行收缩，有效的降低了传递到机架上的震动力，且同时将气动减震和弹簧减震应用到减震起落架上，结构简单且减震效果好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明delta并联机构和减震起落架配合时的立体结构示意图；

图3是本发明delta并联机构的立体结构示意图；

图4是本发明减震起落架的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器，包括机架1、delta并联机构2、电池盒3、减震起落架4、旋转电机5、螺旋桨6和锁紧帽7；所述的机架1呈伞状结构，机架1沿其圆周方向分别均匀对称设置有条形支架，机架1下端面上开设有安装卡槽；所述的delta并联机构2位于机架1正下方的中心位置处，且delta并联机构2与机架1下端面上的安装卡槽之间采用螺钉进行连接；所述的电池盒3位于delta并联机构2中部，减震起落架4位于delta并联机构2正下方，且减震起落架4与delta并联机构2固连；所述的旋转电机5、螺旋桨6和锁紧帽7的数量均为六，旋转电机5固定在机架1的条形支架上，螺旋桨6与旋转电机5主轴相连接，且螺旋桨6上端通过锁紧帽7进行锁紧固定。

如图2和图3所示，所述的delta并联机构2包括定平台21、动平台22、下耳座23、下连杆24、转动轴25、上连杆26、上耳座27、转动销28和限位弹簧29；所述的定平台21呈圆盘状结构，定平台21上均匀开设有正六边形排气孔，动平台22位于定平台21正上方，动平台22中部开设有方形固定口，动平台22外侧壁上沿其周向方向分别均匀对称设置有安装耳座，下耳座23固定在定平台21的上端面上，下耳座23呈工字型结构，下耳座23两端分别设置有轴承，下连杆24一端安装在下耳座23的轴承上，下连杆24另一端与上连杆26下端之间通过转动轴25相连接，上连杆26上端与上耳座27之间通过转动销28进行连接，且上耳座27固定在动平台22底端面上，上连杆26中部位置处和下连杆24中部位置处均分别设置有上弹簧座和下弹簧座，限位弹簧29两端分别固定在上弹簧座和下弹簧座上；delta并联机构2在空间内可实现三平移三转动共六个自由度方向的运动，结构紧凑灵活，运动稳定性高，具有良好的减震性能，将delta并联机构2应用到无人机上，当无人机着陆时，无人机会与地面产生强烈震动同时也产生一定的反冲力，致使无人机在平面内产生位移错位，从而造成无人机摔倒，同时震动剧烈也会造成无人机上的元器件损坏，此时，delta并联机构2一方面降低了本发明着陆时与地面产生的震动，有效的保护了因震动对本发明造成的损伤，另一方面，delta并联机构2可以弥补本发明接触地面时因反冲力产生的位移，使得本发明安全稳定降落，防治了本发明摔倒的情况。

如图2和图4所示，所述的减震起落架4包括固定环41、伸缩气筒42、底盘座43、安装柱44和减震弹簧45；所述的固定环41和底盘座43上均分别开设有通孔，伸缩气筒42上端与固定环4·相连接，伸缩气筒42下端与底盘座43相连接，减震弹簧45均匀布置在伸缩气筒42外侧，且减震弹簧45上端通过安装柱44与固定环41下端面相连接，减震弹簧45下端通过安装柱44与底盘座43上端面相连接；当本发明降落时，减震起落架4在重力和反冲力的作用下进行收缩，有效的降低了传递到机架1上的震动力，保护了本发明。

如图2所示，所述的电池盒3呈上端开口下端封闭的方形壳体结构，电池盒3下端面上均匀开设有排热孔，电池盒3上端四侧设置有方形卡座，电池盒3主要用于储放锂电池，通过在电池盒3上开设排热孔降低了锂电池工作环境的温度，将锂电池工作时产生的热量及时排到室外，防治了锂电池因温度过高造成的爆炸或者损坏的问题。

如图4所示，所述的伸缩气筒42为螺纹状空心壳体结构，伸缩气42筒由一级气筒421、二级气筒422和三级气筒423组成，且一级气筒421直径、二级气筒422直径和三级气筒423直径依次增大。

工作时，通过旋转电机5的转动带动螺旋桨6的旋转，从而实现了本发明的起飞，当飞行结束降落着陆时，减震起落架4最先与地面接触，在重力和反冲力的作用下，减震起落架4从三级气筒423、二级气筒422和一级气筒421依次往上收缩，有效的降低了传递到机架1上的震动力，减震起落架4对本发明起到了一次减震的效果；同时，delta并联机构2在空间内可实现三平移三转动共六个自由度方向的运动，结构紧凑灵活，运动稳定性高，具有良好的减震性能，delta并联机构2一方面降低了本发明着陆时与地面产生的震动，有效的保护了因震动对本发明造成的损伤，另一方面，delta并联机构2可以弥补本发明接触地面时因反冲力产生的位移，使得本发明安全稳定降落，防治了本发明摔倒的情况，delta并联机构2对本发明起到了二次减震的效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器，其特征在于：包括机架、delta并联机构、电池盒、减震起落架、旋转电机、螺旋桨和锁紧帽；所述的机架呈伞状结构，机架沿其圆周方向分别均匀对称设置有条形支架，机架下端面上开设有安装卡槽；所述的delta并联机构位于机架正下方的中心位置处，且delta并联机构与机架下端面上的安装卡槽之间采用螺钉进行连接；所述的电池盒位于delta并联机构中部，减震起落架位于delta并联机构正下方，且减震起落架与delta并联机构固连；所述的旋转电机、螺旋桨和锁紧帽的数量均为六，旋转电机固定在机架的条形支架上，螺旋桨与旋转电机主轴相连接，且螺旋桨上端通过锁紧帽进行锁紧固定；其中：

所述的delta并联机构包括定平台、动平台、下耳座、下连杆、转动轴、上连杆、上耳座、转动销和限位弹簧；所述的定平台呈圆盘状结构，定平台上均匀开设有正六边形排气孔，动平台位于定平台正上方，动平台中部开设有方形固定口，动平台外侧壁上沿其周向方向分别均匀对称设置有安装耳座，下耳座固定在定平台的上端面上，下耳座呈工字型结构，下耳座两端分别设置有轴承，下连杆一端安装在下耳座的轴承上，下连杆另一端与上连杆下端之间通过转动轴相连接，上连杆上端与上耳座之间通过转动销进行连接，且上耳座固定在动平台底端面上，上连杆中部位置处和下连杆中部位置处均分别设置有上弹簧座和下弹簧座，限位弹簧两端分别固定在上弹簧座和下弹簧座上。

2.根据权利要求1所述的一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器，其特征在于：所述的减震起落架包括固定环、伸缩气筒、底盘座、安装柱和减震弹簧；所述的固定环和底盘座上均分别开设有通孔，伸缩气筒上端与固定环相连接，伸缩气筒下端与底盘座相连接，减震弹簧均匀布置在伸缩气筒外侧，且减震弹簧上端通过安装柱与固定环下端面相连接，减震弹簧下端通过安装柱与底盘座上端面相连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器，其特征在于：所述的电池盒呈上端开口下端封闭的方形壳体结构，电池盒下端面上均匀开设有排热孔，电池盒上端四侧设置有方形卡座。

4.根据权利要求2所述的一种基于delta并联机构的六旋翼飞行器，其特征在于：所述的伸缩气筒为螺纹状空心壳体结构，伸缩气筒由一级气筒、二级气筒和三级气筒组成，且一级气筒直径、二级气筒直径和三级气筒直径依次增大。