CN107600406A - 一种便携式无人机的机翼连接装置 - Google Patents
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Abstract
一种便携式无人机的机翼连接装置，其特征在于，包括Ｕ形夹（1）、桨叶组件（2）和驱动杆（3），其中，驱动杆的第一端沿轴向设置有用于嵌入电动机轴的盲孔，第二端为圆柱；Ｕ形夹（1）包括设置在横梁中央用于插入驱动杆的圆柱的贯通孔和两个在横梁两端设置并延同一方向延伸的两个侧部链接件，每个链接件自由端具有椭圆形管道的环形件；桨叶组件（2）包括一个圆柱形毂、两个连接轭和两个桨叶，其中圆柱形毂的两端沿轴向设置有两个连接柱，沿圆柱形毂的径向设置有用于插入驱动杆的圆柱的贯通孔；连接轭包括连接板，在连接板的第一面设置有用于固定桨叶固定夹，连接板的第二面设置有用于紧密嵌入到环形件的椭圆形管道的椭圆柱。本发明提供的携式无人机的机翼连接装置拆卸方便，组装容易。
Description
技术领域
本发明涉及一种便携式无人机的机翼连接装置，属于航空器技术领域。
背景技术
现有技术中，中国专利申请公开说明书CN1827474A提供了一种使桨叶片固定到旋翼飞行器轴毂上的结构锁定的设备，但是这设备结构复杂，拆卸不方便，组装不容易。
发明内容
为克服现有技术中存在的缺点，本发明的发明目的提供一种便携式无人机的机翼连接装置，其拆卸方便，组装容易。
为实现所述发明目的，本发明提供一种便携式无人机的机翼连接装置，其特征在于，包括Ｕ形夹1、桨叶组件2和驱动杆3，其中，驱动杆的第一端沿轴向设置有用于嵌入电动机轴的盲孔，第二端为圆柱；Ｕ形夹1包括设置在横梁中央用于插入驱动杆的圆柱的贯通孔和两个在横梁两端设置并延同一方向延伸的两个侧部链接件，每个链接件自由端具有椭圆形管道的环形件；桨叶组件2包括一个圆柱形毂、两个连接轭和两个桨叶，其中圆柱形毂的两端沿轴向设置有两个连接柱，沿圆柱形毂的径向设置有用于插入驱动杆的圆柱的贯通孔；连接轭包括连接板，在连接板的第一面设置有用于固定桨叶固定夹，连接板的第二面设置有用于紧密嵌入到环形件的椭圆形管道的椭圆柱。
优选地，便携式无人机的机翼连接装置还包括轴套4，所述轴套4用于将Ｕ形夹1紧固于驱动杆3上。
优选地，电动机包括外壳、置于外壳内的定子和转子，所述定子上设置驱动绕组线圈U1、V1和W1、控制绕组线圈U2、V2和W2和能量回收绕组线圈U3、V3和W3，驱动绕组线圈U1、V1和W1和控制绕组线圈U2、V2和W2为电动机绕组线圈，它们的每一项分别同槽设置，驱动绕组线圈U1、V1和W1和能量回收绕组线圈U3、V3和W3分别交错设置。
与现有技术相比，本发明提供的便携式无人机的机翼连接装置，其拆卸方便，组装容易。
附图说明
图1是本发明提供的便携式无人机的机翼连接装置的整体示意图
图2是本发明提供的便携式无人机的机翼连接装置的分解示意图；
图3是本发明提供的便携式无人机的电动机的组成示意图；
图4是本发明提供的便携式无人机的电动机控制系统示意图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，对图中相同或者相当的部分赋予相同符号，不再进行反复的说明。
图1是本发明提供的便携式无人机的机翼连接装置的分解示意图；图2是本发明提供的便携式无人机的机翼连接装置的整体示意图，如图1-2所示，本发明提供的便携式无人机的机翼连接装置包括Ｕ形夹1、桨叶组件2和驱动杆3，其中，驱动杆的第一端沿轴向设置有用于嵌入电动机轴的盲孔，第二端为圆柱；Ｕ形夹1包括设置在横梁中央用于插入驱动杆的圆柱的贯通孔112和两个从横梁两端伸出的两个侧部链接件，如侧部链接件11，每个链接件11自由端具有椭圆形管道的环形件111；桨叶组件2包括一个圆柱形毂21、两个连接轭22和两个桨叶23，其中圆柱形毂21的两端沿轴向设置有两个连接柱，如连接柱211，沿圆柱形毂21的径向设置有用于插入驱动杆的圆柱的贯通孔212；连接轭22包括连接板221，在连接板的第一面设置有用于固定桨叶固定夹，连接板的第二面设置有用于紧密嵌入到环形件的椭圆形管道的椭圆柱和用于插入毂21的连接柱的通孔。优选地，便携式无人机的机翼连接装置还包括轴套4，所述轴套4用于将Ｕ形夹1固定于驱动杆3上。
安装时将，将一片桨叶23的根部插入连接轭22上的固定夹的槽中，而后通过紧固螺钉固定；将固定了一片桨叶的一个连接轭22的椭圆柱插入到一个环形件111的椭圆形管道，并将毂21的一端的一个连接柱插入到一个连接板的通孔中；同样，将固定了一片桨叶的另一个连接轭22的椭圆柱插入到另一个环形件111的椭圆形管道，并将毂21的另一端的连接柱插入到另一个连接板的通孔中，如此，将两个桨叶固定于Ｕ形夹1；而后将驱动杆3的的圆柱依次插入轴套、Ｕ形夹1的贯通孔112和毂21的贯通孔212，并将轴套紧固于Ｕ形夹1的贯通孔112下方的连接筒上，而后再将驱动植紧固于电动机的输出轴上，如此，电动机工作时，桨叶就可旋转。
图3是本发明提供的便携式无人机的电动机的组成示意图，如图3所示，本发明提供的电动机包括外壳、置于外壳内的定子和转子，所述定子上设置驱动绕组线圈U1、V1和W1、控制绕组线圈U2、V2和W2和能量回收绕组线圈U3、V3和W3，驱动绕组线圈U1、V1和W1和控制绕组线圈U2、V2和W2为电动机绕组线圈，它们的每一项分别同槽设置，驱动绕组线圈U1、V1和W1和能量回收绕组线圈U3、V3和W3分别交错设置。
根据本发明一个实施例，电机的定子还包括多个彼此叠置的环形硅片、多个部分能量回收绕组槽、多个驱动绕组（电动机绕组）槽、多个磁通分割槽、多个抵消消除槽、缠绕在相应能量回收绕组槽周围的多个能量回收绕组、以及缠绕在相应驱动绕绕组槽周围的多个驱动绕组和控制绕组。
电动机绕组用作通过接收来电动机电路的电力而使转子旋转的线圈。部分能量回收绕组用作利用由转子旋转感应出的电流而产生电力。 在该实施例中，绕组槽和绕组的总数是9，被分在6个区域中。沿定子周向按如下方式布置线圈U1/U2、U3、V1/V2、V3、W1/W2、W3。驱动绕组被连接到电机驱动器DR1，控制绕组被连接到电机驱动器DR2。能量回收绕组被连接到相应的直流整流器CH1。 当各个相的绕组并联缠绕时，这些绕组通过相位和极性进行分布和缠绕并连接到相应的导线上，彼此之间没有任何连接。
此外，由于在电动机绕组槽与能量回收绕组槽之间设有宽度均等相对较窄的磁通分割槽，因此磁通被分割，从而阻断了可供电动机绕组的磁通流向部分能量回收绕组的路径，从而使电动机能更有效地驱动。此外，磁通分割槽使电动机绕组槽周围的励磁宽度保持不变，从而使电动机绕组槽可以在驱动期间不影响相邻绕组槽或不受相邻绕组槽影响地进行操作。
在能量回收绕组槽与相邻能量回收绕组槽之间设有宽度均等且相对较窄的抵消消除槽，以消除磁通相抵，从而提高了发电效率。
转子包括多个彼此叠置的硅片以及多个平坦的永磁体，这些永磁体沿径向埋设在叠置的硅片中。就此而言，永磁体被设计成具有强磁力，以致于可形成相对较宽的磁场表面，因此可使磁通聚集在该磁场表面上，增大磁场表面的磁通密度。转子的极数根据定子的极数而定。
下面详细介绍转子，多个永磁体等距离地彼此间隔开并埋设在叠置的圆形硅片中，且极性呈N极性和S极交错布置的。在叠置的圆形硅片的中心上设有非磁芯，以支撑永磁体和硅片，并且穿过非磁芯的中心设有轴。永磁体形成为平坦形状，并且在永磁体之间形成有空置空间。
使用永磁体的电动机被设计成具有通过转子的被动能量和定子的主动能量相结合而形成的旋转力。为了实现电动机中的超效率，增强转子的被动能量是非常重要的。因此，在本实施例中使用“钕(钕、铁、硼)”磁体。这些磁体增大了磁场表面并使磁通能聚集到转子的磁场上，从而增大了磁场的磁通密度。
图4是本发明提供的便携式无人机的电动机控制系统示意图，如图4所示，根据本发明一个实施例，电动机控制系统包括与叶电动机转子的轴一同旋转的速度编码器VS1、整流编码器CD1、电机驱动器DR1和极性控制单元PC1、速度控制单元VC1以及脉宽调制控制单元PWM1，电机驱动器DR1为响应于飞空器的控制信号而进行开关控制的半导体装置，以将电力传输到驱动绕组。在这里，电机驱动单元DR1将直流电能E1转换成向定子的驱动绕组提供交流电能的电路，其结构可以根据电动机的类型(定子绕组的相数)而改变。
极性控制单元PC1接收来自整流编码器CD1的光传感器信号，并向电机驱动单元DR1发送用于控制驱动绕组线圈的控制信号，从而使转子旋转。速度控制单元VC1接收来自电机的速度编码器的编码器VS1信号，并向脉宽调制控制单元PWM1发送速度控制信号。电动机控制系统还包括直流整流器H1，该直流整流器对从电机的能量回收绕组（发电机线圈）产生的交流电进行整流并产生脉动直流电，所述直流电经滤波器C1 滤波产生直流电。电动机控制系统还包括极性控制单元PC2、速度控制单元VC2以及脉宽调制控制单元PWM2，极性控制单元PC2接收来自电动机的整流编码器CD1的光传感器信号，并向电机驱动单元DR2发送用于驱动控制线圈的控制信号，从而控制转子的旋转。速度控制单元VC2接收来自电机的速度编码器的编码器VS2信号，并向脉宽调制控制单元PWM2发送速度控制信号。飞行控制器根据发送的指令向脉宽调制控制单元PWM1和脉宽调制控制单元PWM2发送转速的控制信号。脉宽调制控制单元PWM1和脉宽调制控制单元PWM2分别向电机驱动器DR1和电机驱动器DR2发送用于根据控制信号对电机的转速进行控制的PWM信号。
与此同时，设置整流编码器和速度编码器来控制电机的旋转。整流编码器CD1和速度编码器VS1被安装在电动机主体外壳的外侧凹部上，以与转子的旋转轴一同旋转。
本发明提供的电动机，由于在定子上设置了能量回收绕组，在桨叶旋转的过程中收集了部分能量，该收集的能量施加到控制绕组，以改变施加于驱动绕组中的电力，从而节省了能量。
以上结合附图描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域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同物界定。
Claims (3)
1.一种便携式无人机的机翼连接装置，其特征在于，包括Ｕ形夹（1）、桨叶组件（2）和驱动杆（3），其中，驱动杆的第一端沿轴向设置有用于嵌入电动机轴的盲孔，第二端为圆柱；Ｕ形夹（1）包括设置在横梁中央用于插入驱动杆的圆柱的贯通孔和两个在横梁两端设置并延同一方向延伸的两个侧部链接件，每个链接件自由端具有椭圆形管道的环形件；桨叶组件（2）包括一个圆柱形毂、两个连接轭和两个桨叶，其中圆柱形毂的两端沿轴向设置有两个连接柱，沿圆柱形毂的径向设置有用于插入驱动杆的圆柱的贯通孔；连接轭包括连接板，在连接板的第一面设置有用于固定桨叶固定夹，连接板的第二面设置有用于紧密嵌入到环形件的椭圆形管道的椭圆柱。
2.根据权利要求1所述的便携式无人机的机翼连接装置，其特征在于，还包括轴套（4），所述轴套（4）用于将Ｕ形夹（1）紧固于驱动杆（3）上。
3.根据权利要求2所述的便携式无人机的机翼连接装置，其特征在于，电动机包括外壳、置于外壳内的定子和转子，所述定子上设置驱动绕组线圈（U1、V1和W1）、控制绕组线圈（U2、V2和W2）和能量回收绕组线圈（U3、V3和W3），驱动绕组线圈（U1、V1和W1）和控制绕组线圈（U2、V2和W2）为电动机绕组线圈，它们的每一项分别同槽设置，驱动绕组线圈（U1、V1和W1）和能量回收绕组线圈（U3、V3和W3）分别交错设置。
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