CN106628202A - 一种无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人机，包括机架及设置在所述机架上的传动系统，所述传动系统包括电机、与所述电机传动连接的变速箱机构、连接在所述变速箱机构的第一输出轴上的主传动轴及连接在所述变速箱机构的第二输出轴上的尾旋翼传动机构，所述第一输出轴与所述主传动轴为锥度连接。本发明的有益效果：本申请的无人机的结构简单、紧凑，便于组装，且变速箱机构为齿轮变速箱结构，将齿轮变速箱结构安装在无人机上可以降低无人机在飞行时传动系统出现故障的概率。

Description

一种无人机
技术领域
本发明涉及航空技术领域，尤其涉及一种无人机。
背景技术
无人驾驶飞机简称无人机(英文：Unmanned Aerial Vehicle，简称：UAV)，是一种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。无人机广泛的应用于农业中，为农产品进行喷药(喷洒农药或者肥料)。目前，无人机的传动系统大多采用同步带进行传动，同步带传动时经常会发生跳齿和同步带被扯断的故障，导致无人机无法正常工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种无人机，包括机架及设置在所述机架上的传动系统，所述传动系统包括电机、与所述电机传动连接的变速箱机构、连接在所述变速箱机构的第一输出轴上的主传动轴及连接在所述变速箱机构的第二输出轴上的尾旋翼传动机构，所述第一输出轴与所述主传动轴为锥度连接。
在本发明所述的无人机中，所述变速箱机构还包括依次啮合的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮通过传动带与所述电机传动连接，所述第一输出轴连接在所述第二齿轮上，所述第二输出轴连接在所述第三齿轮上。
在本发明所述的无人机中，所述第一输出轴与所述主传动轴通过紧固件固定连接，所述紧固件外套设有密封盖。
在本发明所述的无人机中，所述机架的底部连接有起落架，所述起落架与所述机架之间连接有至少一个减震装置；所述减震装置包括弹簧及分设在所述弹簧两端的的弹簧上盖与弹簧下盖，所述弹簧上盖连接在所述机架上，所述弹簧下盖连接在所述起落架上。
在本发明所述的无人机中，所述尾旋翼传动机构包括联轴器、传动轴、连接器、尾变速箱和尾传动轴，所述联轴器连接在所述第二输出轴上，所述传动轴的两端分别与所述联轴器及连接器相连，所述尾变速箱与所述连接器传动连接，所述尾传动轴连接在所述尾变速箱上。
在本发明所述的无人机中，所述传动轴外套设有至少一个轴承固定座，所述传动轴通过所述轴承固定座固定在所述机架的尾管内；所述轴承固定座内安装有轴承，所述轴承与所述传动轴的连接处设置有传动轴套。
在本发明所述的无人机中，还包括至少一个长度可调节的正反牙锁紧机构，所述正反牙锁紧机构的一端连接在所述机架的机身上，所述正反牙锁紧机构的另一端连接在所述机架的尾管上；所述正反牙锁紧机构包括支撑杆及分别连接在所述支撑杆两端的正牙螺杆和反牙螺杆。
在本发明所述的无人机中，所述正反牙锁紧机构包括两个，两个所述正反牙锁紧机构对称的设置在所述机架的两侧。
在本发明所述的无人机中，所述机架包括相对间隔设置的第一机身板框与第二机身板框，及位于所述第一机身板框与第二机身板框之间、用于安装所述传动系统的固定座，所述第一机身板框与第二机身板框上开设有若干个用于连接所述固定座的连接孔。
在本发明所述的无人机中，所述固定座包括尾管固定座，所述尾管固定座上安装有尾管，所述尾管上设置有支撑杆固定座。
综上所述，实施本发明的一种无人机，具有以下有益效果：首先，本申请的无人机的结构简单、紧凑，便于组装，且变速箱机构为齿轮变速箱结构，将齿轮变速箱结构安装在无人机上可以降低无人机在飞行时传动系统出现故障的概率。其次，变速箱机构的第一输出轴与主传动轴通过锥度连接的方式，达到了锥度同轴连接，这样的连接大大减少了更换主轴的时间。同时，第一输出轴将传动输出到主传动轴上，第一输出轴在高速轴转时有效的保证了主传动轴的同心度。第三，将长度可调节的正反牙锁紧机构用来做飞机的尾部支撑，既可以调整飞机尾部的对称度，同时利用可调紧的功能，可以有效张紧飞机的尾部，有利于飞机的稳定性。第四，起落架与机架之间设置的减震装置可以全方位360度的起到减震作用，改变了单旋翼无人机减震器减震效果差的缺陷，保证了起飞方向的准确性，延长了飞机机架和起落架的使用寿命。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例提供的一种无人机的结构示意图；
图2是图1所示一种无人机的传动系统的结构示意图；
图3是图2所示传动系统的变速箱机构的爆炸图；
图4是图1所示一种无人机的正反牙锁紧机构的结构示意图；
图5是图1所示一种无人机的立体图；
图6是图5所示一种无人机的A部放大图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明较佳实施例提供的一种无人机，主要包括机架1及设置在机架1上的传动系统2。结合图2所示，传动系统2主要包括电机21、传动带22、变速箱机构23、主传动轴24及尾旋翼传动机构25。其中，传动带22连接在电机21的输出轴上，传动带22与变速箱机构23的输入轴(未标号)相连，变速箱机构23的第一输出轴234与主传动轴24传动连接，主传动轴24与螺旋桨连接(未标号)，变速箱机构23的第二输出轴235与尾旋翼传动机构25传动连接。
本实施例中，变速箱机构23为齿轮变速箱，其主要包括三个依次啮合的第一齿轮231、第二齿轮232和第三齿轮233，传动带22与第一齿轮231传动连接，并依次带动第二齿轮232与第三齿轮233转动，第一输出轴234连接在第二齿轮232上，第二输出轴235连接在第三齿轮233上。可以理解的是，本申请齿轮变速箱中的齿轮可以为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮或其它任意形式的齿轮结构。
结合图3所示，变速箱机构23还包括紧固件236和密封盖237，紧固件236穿过第一输出轴234连接在主传动轴24上，使第一输出轴234与主转动轴24固定连接。密封盖237盖设在紧固件236上，避免灰尘进入变速箱机构23内，而影响第一输出轴234与主传动轴24的传动。本实施例中，紧固件236可以为螺杆或螺栓等螺纹连接件。
优选的，第一输出轴234与主传动轴24之间为锥度连接，即第一输出轴234为带锥度的输出轴，主传动轴24用于与第一输出轴234相连的一端为带锥度的传动轴。第一输出轴234与主传动轴24通过锥度连接的方式，达到了锥度同轴连接，这样的连接大大减少了更换主传动轴24的时间。同时，第一输出轴234将传动输出到主传动轴24上，第一输出轴234在高速轴转时有效的保证了主传动轴24的同心度。
如图2所示，尾旋翼传动机构25主要包括联轴器251、传动轴252、轴承固定座253、尾变速箱254、尾传动轴255、传动轴套256和连接器257。其中，联轴器251连接在变速箱机构23的第二输出轴235上，传动轴252的两端分别与联轴器251与连接器257连接，连接器257与尾变速箱254传动连接，尾传动轴255连接在尾变速箱254上。通过上述连接，齿轮变速箱机构24的转动依次通过联轴器251、传动轴252、连接器257和尾变速箱254传递至尾传动轴255上。
至少一个轴承固定座253套设在传动轴252外，传动轴252通过轴承固定座253固定在无人机的尾管17(结合图1所示)内。轴承固定座253内安装有轴承(未示出)，传动轴套256套设在该轴承与传动轴252之间。在传动轴252与轴承的连接处设置传动轴套256，可以通过传动轴套256增加传动轴252与轴承的接触面积，从而减小传动轴252的直径，降低整机的制造成本及减轻重量。本实施例中，轴承固定座253包括三个，三个轴承固定座253均匀分布在传动轴252上，传动轴套256也包括三个，三个传动轴套256分别位于每一轴承固定座253与传动轴252之间。
进一步的，本实施例的连接器257为球型连接万向节，传动轴252与尾变速箱254分别连接在球型连接万向节的两端。传动轴252与尾变速箱254通过连接器257进行连接，可以避免因传动轴252的晃动而影响尾变速箱254的转动，从而增加传动精度。本实施例的尾变速箱254为锥齿轮传动系统，其包括第一锥齿轮和第二锥齿轮(未标号)，第一锥齿轮连接在连接器257上，第二锥齿轮与尾传动轴255传动连接，尾传动轴255上连接有尾螺旋桨(未标号)。可以理解的是，本实施例并不限定尾变速箱254的具体结构，即尾变速箱254可以不是锥齿轮传动系统，而是其它传动系统，如直齿轮传动系统等。本申请的无人机从飞机的机身到机尾采用了传动轴的传动方式，消除了用同步带传动时发生跳齿和扯断同步带的缺陷，增加了传动精度。
如图1所示，本申请的无人机还包括至少一个长度可调节的正反牙锁紧机构3，用于支撑无人机的尾部。结合图4所示，每一正反牙锁紧机构3主要包括支撑杆31，及分别连接在支撑杆31两端的正牙螺杆32和反牙螺杆33，正牙螺杆32(或反牙螺杆33)固定在机身上，反牙螺杆33(或正牙螺杆32)固定在支撑杆固定座34上，支撑杆固定座34安装在尾管17上。
具体的，正牙螺杆32包括用于与机身(或尾管)连接的固定部，及用于与支撑杆31连接的连接部，正牙螺杆32的连接部上设置有正牙螺纹。同样，反牙螺杆33也包括用于与尾管(或机身)连接的固定部，及用于与支撑杆31连接的连接部，反牙螺杆33的连接部上设置有反牙螺纹。支撑杆31的一端设置有与正牙螺杆32相适配的正牙螺孔(未示出)，支撑杆31的另一端设置有与反牙螺杆33相适配的反牙螺孔(未示出)。
由于支撑杆31的两端连接有正牙螺杆32和反牙螺杆33，通过旋转支撑杆31可以调节正反牙锁紧机构3的整体长度，将长度可调节的正反牙锁紧机构3用来做飞机的尾部支撑，既可以调整飞机尾部的对称度，同时利用可调紧的功能，可以有效张紧飞机的尾部，有利于飞机的稳定性。本实施例中，正反牙锁紧机构3包括两个，两个正反牙锁紧机构3对称的连接在机架1的两侧，以调整飞机尾部的对称度。
如图5所示，机架1主要包括第一机身板框11、第二机身板框12、机身柱13、主轴固定座14、电机固定座15、尾管固定座16、尾管17和电池挡板18。其中，第一机身板框11与第二机身板框12均为板状结构，且第一机身板框11与第二机身板框12相对间隔设置，机身柱13、主轴固定座14、电机固定座15、尾管固定座16和电池挡板18均安装在第一机身板框11与第二机身板框12之间。第一机身板框11与第二机身板框12上分别开设有若干个连接孔(未标号)，利用与该连接孔相适配的螺丝或螺栓等连接件将第一机身板框11与第二机身板框12之间的各个部件锁紧，形成左右板框式结构，故本申请无人机的机架的结构简单，便于组装。主轴固定座14位于第一机身板框11与第二机身板框12的顶部，主传动轴24从主轴固定座14中穿设，并与螺旋桨连接，电机21安装在电机固定座15上，尾管17安装在尾管固定座16上，支撑杆固定座34安装在尾管17上。此外，本实施例的两个正反牙锁紧机构3的一端分别连接在第一机身板框11与第二机身板框12上，另一端则连接在支撑杆固定座34的两侧。
结合图1、图5和图6所示，无人机的起落架4与机架1之间设置有至少一个减震装置5。单旋翼农用无人机在准备起飞旋转加速的时候，由于螺旋桨的旋转挥舞和摆震作用，机身受到不同频率的震动，将会产生共震，使得飞机沿袭螺旋桨的旋转方向产生高频率的小幅移动，起飞方向受到严重影响。但是目前我们习惯使用的避震器基本趋于上下减震的范畴，而飞机真正的震动方向是来自左右的震动，而本申请的减震装置5为全浮动弹性减震装置，可以全方位360度的起到减震作用，改变了单旋翼无人机减震器减震效果差的缺陷，从而保证了起飞方向的准确性，延长了飞机机架1和起落架4的使用寿命。
如图6所示，减震装置5包括弹簧51，及分别连接在弹簧51两端的弹簧上盖52和弹簧下盖53，弹簧上盖52固定在机架1的底部，弹簧下盖53固定在起落架4上，这种结构使得减震装置5可以全方位360度的起到减震作用。本实施例中，减震装置5包括四个，四个减震装置5分成两组，两组减震装置5分别连接在第一机身板框11与第二机身板框12上。
综上所述，实施本发明的一种无人机，具有以下有益效果：
首先，本申请的变速箱机构23为齿轮变速箱结构，将齿轮变速箱结构安装在无人机上可以降低无人机在飞行时传动系统出现故障的概率。
其次，变速箱机构23的第一输出轴234与主传动轴24通过锥度连接的方式，达到了锥度同轴连接，这样的连接大大减少了更换主轴的时间。同时，第一输出轴234将传动输出到主传动轴24上，第一输出轴234在高速轴转时有效的保证了主传动轴24的同心度。
第三，尾旋翼传动机构25采用传动轴的传动方式，消除了用同步带传动时发生跳齿和扯断同步带的缺陷。
第四，将长度可调节的正反牙锁紧机构3用来做飞机的尾部支撑，既可以调整飞机尾部的对称度，同时利用可调紧的功能，可以有效张紧飞机的尾部，有利于飞机的稳定性。
第五，机架1采用左右板框式结构，将各个部件锁紧在左右板框之间，使得机架的结构简单、紧凑，便于组装。
第六，起落架4与机架1之间设置有至少一个减震装置5，可以全方位360度的起到减震作用，改变了单旋翼无人机减震器减震效果差的缺陷，保证了起飞方向的准确性，延长了飞机机架1和起落架4的使用寿命。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种无人机，包括机架(1)及设置在所述机架(1)上的传动系统(2)，其特征在于，所述传动系统(2)包括电机(21)、与所述电机(21)传动连接的变速箱机构(23)、连接在所述变速箱机构(23)的第一输出轴(234)上的主传动轴(24)及连接在所述变速箱机构(23)的第二输出轴(235)上的尾旋翼传动机构(25)，所述第一输出轴(234)与所述主传动轴(24)为锥度连接。
2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述变速箱机构(23)还包括依次啮合的第一齿轮(231)、第二齿轮(232)和第三齿轮(233)，所述第一齿轮(231)通过传动带(22)与所述电机(21)传动连接，所述第一输出轴(234)连接在所述第二齿轮(232)上，所述第二输出轴(235)连接在所述第三齿轮(233)上。
3.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述第一输出轴(234)与所述主传动轴(24)通过紧固件(236)固定连接，所述紧固件(236)外套设有密封盖(237)。
4.根据权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述机架(1)的底部连接有起落架(4)，所述起落架(4)与所述机架(1)之间连接有至少一个减震装置(5)；所述减震装置(5)包括弹簧(51)及分设在所述弹簧(51)两端的的弹簧上盖(52)与弹簧下盖(53)，所述弹簧上盖(52)连接在所述机架(1)上，所述弹簧下盖(53)连接在所述起落架(4)上。
5.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述尾旋翼传动机构(25)包括联轴器(251)、传动轴(252)、连接器(257)、尾变速箱(254)和尾传动轴(255)，所述联轴器(251)连接在所述第二输出轴(235)上，所述传动轴(252)的两端分别与所述联轴器(251)及连接器(257)相连，所述尾变速箱(254)与所述连接器(257)传动连接，所述尾传动轴(255)连接在所述尾变速箱(254)上。
6.根据权利要求5所述的无人机，其特征在于，所述传动轴(252)外套设有至少一个轴承固定座(253)，所述传动轴(252)通过所述轴承固定座(253)固定在所述机架(1)的尾管(17)内；所述轴承固定座内安装有轴承，所述轴承与所述传动轴(252)的连接处设置有传动轴套(256)。
7.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，还包括至少一个长度可调节的正反牙锁紧机构(3)，所述正反牙锁紧机构(3)的一端连接在所述机架(1)的机身上，所述正反牙锁紧机构(3)的另一端连接在所述机架(1)的尾管(17)上；所述正反牙锁紧机构(3)包括支撑杆(31)及分别连接在所述支撑杆(31)两端的正牙螺杆(32)和反牙螺杆(33)。
8.根据权利要求7所述的无人机，其特征在于，所述正反牙锁紧机构(3)包括两个，两个所述正反牙锁紧机构(3)对称的设置在所述机架(1)的两侧。
9.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述机架(1)包括相对间隔设置的第一机身板框(11)与第二机身板框(12)，及位于所述第一机身板框(11)与第二机身板框(12)之间、用于安装所述传动系统(2)的固定座，所述第一机身板框(11)与第二机身板框(12)上开设有若干个用于连接所述固定座的连接孔。
10.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述固定座包括尾管固定座(16)，所述尾管固定座(16)上安装有尾管(17)，所述尾管(17)上设置有支撑杆固定座(34)。
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