CN107856853A - 一种螺旋桨的偏航装置及其无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺旋桨的偏航装置及其无人机，包括连动轴承，传动机械臂组和偏航控制单元，所述传动机械臂组设置于所述连动轴承的上连接部，并与桨叶连接臂连接，通过在连动轴承的下端设置一个偏航控制单元，该控制单元只是由底座、偏向盘和传动组件组成，通过传动组件控制连动轴承上下运动，实现对设置于连动轴承上端的传动机械臂组控制，实现对每个桨叶连接臂的控制，对于控制的精度则通过与传动组件连接的舵机实现，从而实现航空器的简单和平稳的动作控制，解决了现有的无人机偏航控制装置的机械结构过于复杂，使得偏航控制较为困难，导致控制偏航的精度不高的问题。

Description

一种螺旋桨的偏航装置及其无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种螺旋桨的偏航装置及其无人机。

背景技术

随着航空技术的逐步发展，尤其是对于无人机偏航控制技术由为重要，一架无人机的在飞行的过程中在需要改变飞行方向时，需要到达非常的精准和快速的控制，则需要无人机配备有非常完善的偏航控制系统，而在目前的偏航控制技术中，大多数都是采用了双螺旋桨实现，通过控制上下螺旋桨的旋转速率控制无人机的上升与下降，控制单螺旋桨的左右摆动来控制左右偏航，但是该种控制方式会导致无人机的螺旋桨结构非常复杂，需要多个控制器分别对每个螺旋桨进行控制，并且其螺旋桨的机械结构硬度要求也非常高。

甚至还有一些无人机，会单独设置一个偏航螺旋桨，设置在无人机的机尾上，这样会影响无人机的外观审美，同时也提供了无人机动力提供结构的设置难度，因此，亟需一种结构既简单、要求有不高，同时控制精度又高的偏航装置来解决上述的问题。

发明内容

针对于上述技术问题，本发明提出了一种螺旋桨的偏航装置及其无人机，以解决现有的无人机偏航控制装置的机械结构过于复杂，使得偏航控制较为困难，导致控制偏航的精度不高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种螺旋桨的偏航装置，包括：连动轴承，传动机械臂组和偏航控制单元；

所述传动机械臂组设置于所述连动轴承的上连接部，所述偏航控制单元设置于所述连动轴承的下连接部，所述传动机械臂组在所述偏航控制单元控制所述连动轴承向下或者向上运动的迫使下，同时向下或者向上拍动。

在本发明的另一实施例中，所述传动机械臂组包括：至少两个机械臂、连动杆和与所述连动轴承连接的托架，在所述托架座上设置有与所述至少两个机械臂相配合的连接部，所述机械臂的一端通过螺钉固定在所述连接部上，所述机械臂的另一端与所述连接杆的一端可旋转连接，所述连接杆的另一端与所述螺旋桨的桨叶连接臂连接。

在本发明的另一实施例中，在所述连动轴承的上连接部和下连接部上还设置有第一螺纹条，在所述托架的内侧设置有第二螺纹条，在组装时，通过所述第一螺纹条与所述第二螺纹条的相互配合将所述传动机械臂组固定在所述连动轴承上。

在本发明的另一实施例中，所述连接杆包括两个设有内螺纹部的螺纹连接件，以及在两端部设有外螺纹部的调整柱，所述调整柱通过其两端的外螺纹部分别与所述螺纹连接件的内螺纹部相结合。

在本发明的另一实施例中，所述传动机械臂组还包括设置于所述托架下方的缓冲单元。

在本发明的另一实施例中，所述偏航控制单元包括底座、偏向盘和传动组件，所述底座通过花键套固定在所述连动轴承的下连接部上，所述传动组件分别与所述偏向盘和底座连接，并将所述偏向盘悬浮于所述底座上方。

在本发明的另一实施例中，所述传动组件包括：第一传动杆组、U型连接杆和第一连接杆，其中所述第一传动杆组和第一连接杆分别固定于所述底座的连接部上；所述U型连接杆的底部两侧位置上设置有连接孔，并通过所述连接孔将所述U型连接杆可旋转连接于所述第一传动杆组和第一连接杆之间，所述U型连接杆的顶部与所述偏向盘的连接部连接；当所述第一传动杆组受到外力的作用产生形变时，所述形变迫使所述U型连接杆带着所述底座向上运动，从而实现对所述传动机械臂组的控制。

在本发明的另一实施例中，所述第一传动杆组包括两个调整杆、第二连接杆，以及与所述底座的连接部连接的T型连接杆，所述第二连接杆的两端部分别与两个调整杆的一端连接，两个调整杆的另一端与所述T型连接杆连接。

在本发明的另一实施例中，所述偏航控制单元还包括舵机，所述舵机的机芯与所述第二连接杆连接，用于控制所述第一传动杆组的形变方向。

为了解决上技术问题，本发明还提供一种无人机，包括：如上任一项所述的螺旋桨的偏航装置。

本发明的有益效果是：

根据本发明提供的螺旋桨的偏航装置及其无人机，包括连动轴承，传动机械臂组和偏航控制单元，所述传动机械臂组设置于所述连动轴承的上连接部，并与桨叶连接臂连接，所述偏航控制单元设置于所述连动轴承的下连接部，所述传动机械臂组在所述偏航控制单元控制所述连动轴承向下或者向上运动的迫使下，同时向上或者向下摆动；通过在连动轴承的下端设置一个偏航控制单元，该控制单元只是由底座、偏向盘和传动组件组成，通过传动组件控制连动轴承上下运动，实现对设置于连动轴承上端的传动机械臂组控制，实现对每个桨叶连接臂的控制，对于控制的精度则通过与传动组件连接的舵机实现，从而实现航空器的简单和平稳的动作控制，解决了现有的无人机偏航控制装置的机械结构过于复杂，使得偏航控制较为困难，导致控制偏航的精度不高的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的螺旋桨的偏航装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的螺旋桨的偏航装置与桨叶连接臂连接的示意图；

图3为本发明实施例提供的传动机械臂组的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的偏航控制单元的结构爆炸图；

图5为本发明实施例提供的偏航控制单元装配后的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明中一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现通过具体实施方式结合附图的方式对本发明做出进一步的诠释说明。

图1为本发明实施例提供的螺旋桨的偏航装置的结构示意图，由图1可知，本实施例提供的螺旋桨的偏航装置包括：连动轴承11、传动机械臂组12和偏航控制单元13，其中，在所述；连动轴承11的两端部上的连接部，即是上连接部和下链接部2上设置有螺纹条，所述传动机械臂组12设置于所述上连接部上，所述偏航控制单元13设置于所述下连接部上，所述偏航控制单元13用于控制所述传动机械臂组12的上下摆动，即是在偏航控制单元13带动所述连动轴承11上下运动的同时带动了所述传动机械臂组12中的机械臂121上下摆动。

在实际应用中，在所述连动轴承11的上连接部和下连接部上还设置有第一螺纹条，在所述托架123的内侧设置有第二螺纹条，在组装时，通过所述第一螺纹条与所述第二螺纹条相互配合将所述传动机械臂组12固定在所述连动轴承11上。

在本实施例中，如图3所示，所述传动机械臂组12包括至少两个机械臂121、连接杆122和托架123，在所述托架123的边缘上设置有至少两个连接部123a，优选的所述连接部123a为与所述机械臂121相配合的凹槽，在所述机械臂121的一端上设置有与所述连接部123a配合的连接的配合部，具体的机械臂121固定在所述托架123上是通过螺钉穿过所述连接部123a和配合部是按固定。

所述机械臂121的另一端与所述连接杆122的一端可旋转连接，优选的在所述机械臂121的另一端以及连接杆122的两端上分别设置有穿孔，所述机械臂121上的穿孔与所述连接杆122的一端的穿孔相互配合由螺栓实现可旋转连接。

在本实施例中，所述偏航装置主要是用于控制所述螺旋桨上的桨叶连接臂的偏转角度，从而实现偏航的控制，因此本实施例中提供的传动机械臂组12还需要与桨叶连接臂连接，如图2所示，所述传动机械臂组12与桨叶连接臂连接具体是通过传动机械臂组12中的连接杆122实现，如图所示，在组装时，所述连接杆122分别与所述桨叶连接臂20中的每个连接臂连接。在飞行的过程中，当所述连接轴承11向下运动时，所述机械臂12中与所述托架123连接的一端会随着连接轴承11也向下运动，而机械臂12的另一端则会向上运动，并带着连接杆122将所述桨叶连接臂20上的桨叶也向上带动，在所述桨叶连接臂20上的桨叶向上运动的同时会改变了无人机的飞行方向。

在实际应用中，所述连接杆122包括两个设有内螺纹部的螺纹连接件，以及在两端部设有外螺纹部的调整柱，所述调整柱通过其两端的外螺纹部分别与所述螺纹连接件的内螺纹部相结合。在组装时，所述螺旋桨的每个桨叶连接臂通过该可调整的连接杆122将每个桨叶连接臂上的桨叶调整为在同一平面上，同时偏转角也相同。

在本实施例中，所述传动机械组12还包括缓冲单元124，所述缓冲单元124设置与所述托架123的下方，用于将所述传动机械组12恢复至运动之前的位置，所述运动之前的位置指的是组装好偏航装置时机械臂的初始位置，由于在所述机械臂121在被连动轴承11下拉或者上升后，其位置会发生变化，当撤销了对连接轴承的控制力度后，所述机械臂121在缓冲单元124的弹力作用下自动恢复原始位置，优选的所述缓冲单元124为弹簧，或者在、具有弹性恢复作用的弹性器件都可以。

如图4、5所示，在本实施例中，所偏航控制单元13包括底座131、偏向盘132和传动组件133，所述底座131通过花键套固定在所述连接轴承11的下连接部上，所述传动组件133分别与所述偏向盘132和底座131连接，并将所述偏向盘132悬浮于所述底座131的上方。

在实际应用中，所述底座131固定在所述连接轴承11的下连接部上还可以通过一个螺母134和圆柱配件135配合通过加紧的方式固定。

在本实施例中，在所述传动组件133上还设置有用于安装舵机的连接机构，所述传动组件133的转向动力，具体是通过舵机来输出实现，由舵机输出的偏转角来控制所述传动组件133的形变，在所述传动组件133发生形变的同时会带动偏向盘132的向左或者向右摆动，从而实现对底座131的上下运动控制，也即是说，所述传动组件133是通过横向左右摆动转纵向上下运动的原理控制连动轴承的上下运动。

如图4所示，所述传动组件133包括：第一传动杆组1331、U型连接杆1332和第一连接杆1333，其中所述第一传动杆组1331和第一连接杆1333分别固定于所述底座131的连接部上；所述U型连接杆1332的底部两侧位置上设置有连接孔，并通过所述连接孔将所述U型连接杆1332可旋转连接于所述第一传动杆组1331和第一连接杆1333之间，所述U型连接杆1332的顶部与所述偏向盘132的连接部连接；当所述第一传动杆组1331受到外力的作用产生形变时，所述形变迫使所述U型连接杆1332带着所述底座131向上运动，从而实现对所述传动机械臂组12的控制。

所述第一传动杆组1331包括两个调整杆1331a、第二连接杆1331b，以及与所述底座131的连接部连接的T型连接杆1331c，所述第二连接杆1331b的两端部分别与两个调整杆1331a的一端连接，两个调整杆1331a的另一端与所述T型连接杆1331c连接。

为了更加方便偏航的精度，本实施例提供的偏航控制单元13还包括舵机，所述舵机的机芯与所述第二连接杆1331b连接，用于控制所述第一传动杆组1331的形变方向。

在无人机飞行过程中，若需要调整无人机的飞行方向时，通过所述偏航装置实现控制，其具体控制过程为：首先通过偏航控制单元13中连接在所述第二连接杆1331b上的舵机(图中未示出)输出偏转角控制所述第二连接杆1331b偏转，在所述第二连接杆1331b偏转的同时带动着所述两个调整杆1331a相对运动，如图5所示，假设所述第二连接杆1331b沿着图示的方向顺时针偏转时，所述调整杆1331a沿着顺时针方向的切线平行运动，即是图中的剪头1和2所指的方向，进一步的所述T型连接杆1331c也随着调整杆1331a的运动实现与所述第二连接杆1331b相同的顺时针偏转，在T型连接杆1331c顺时针偏转的同时控制所述U型连接杆1332向下运动，从而迫使所述底座131向上移动，最后就在所述底座131向上移动的同时，所述连接轴承11也会跟着向上移动，进一步的带动的传动机械臂组12的上下偏转。同理，当第二连接杆1331b逆时针偏转时，其他的零部件的偏转方向均与上述顺时针方向的运动方向相反。

综上所述，本发明实施例提供的螺旋桨的偏航装置及其无人机，包括连动轴承，传动机械臂组和偏航控制单元，所述传动机械臂组设置于所述连动轴承的上连接部，并与桨叶连接臂连接，所述偏航控制单元设置于所述连动轴承的下连接部，所述传动机械臂组在所述偏航控制单元控制所述连动轴承向下或者向上运动的迫使下，同时向上或者向下摆动；通过在连动轴承的下端设置一个偏航控制单元，该控制单元只是由底座、偏向盘和传动组件组成，通过传动组件控制连动轴承上下运动，实现对设置于连动轴承上端的传动机械臂组控制，实现对每个桨叶连接臂的控制，对于控制的精度则通过与传动组件连接的舵机实现，从而实现航空器的简单和平稳的动作控制，解决了现有的无人机偏航控制装置的机械结构过于复杂，使得偏航控制较为困难，导致控制偏航的精度不高的问题。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种螺旋桨的偏航装置，其特特征在于，包括：连动轴承，传动机械臂组和偏航控制单元；

所述传动机械臂组设置于所述连动轴承的上连接部，所述偏航控制单元设置于所述连动轴承的下连接部，所述传动机械臂组在所述偏航控制单元控制所述连动轴承向下或者向上运动的迫使下，同时向上或者向下摆动。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨的偏航装置，其特征在于，所述传动机械臂组包括：至少两个机械臂、连接杆和与所述传动轴承连接的托架，在所述托架上设置有与所述至少两个机械臂相配合的连接部，所述机械臂的一端通过螺钉固定在所述连接部上，所述机械臂的另一端与所述连接杆的一端可旋转连接，所述连接杆的另一端与所述螺旋桨的桨叶连接臂连接。

3.根据权利要求2所述的螺旋桨的偏航装置，其特征在于，在所述连动轴承的上连接部和下连接部上还设置有第一螺纹条，在所述托架的内侧设置有第二螺纹条，在组装时，通过所述第一螺纹条与所述第二螺纹条相互配合将所述传动机械臂组固定在所述连动轴承上。

4.根据权利要求3所述的螺旋桨的偏航装置，其特征在于，所述连接杆包括两个设有内螺纹部的螺纹连接件，以及在两端部设有外螺纹部的调整柱，所述调整柱通过其两端的外螺纹部分别与所述螺纹连接件的内螺纹部相结合。

5.根据权利要求4所述的螺旋桨的偏航装置，其特征在于，所述传动机械臂组还包括设置于所述托架下方的缓冲单元。

6.根据权利要求1-5任一项所述的螺旋桨的偏航装置，其特征在于，所述偏航控制单元包括底座、偏向盘和传动组件，所述底座通过花键套固定在所述连动轴承的下连接部上，所述传动组件分别与所述偏向盘和底座连接，并将所述偏向盘悬浮于所述底座上方。

7.根据权利要求6所述的螺旋桨的偏航装置，其特征在于，所述传动组件包括：第一传动杆组、U型连接杆和第一连接杆，其中所述第一传动杆组和第一连接杆分别固定于所述底座的连接部上；所述U型连接杆的底部两侧位置上设置有连接孔，并通过所述连接孔将所述U型连接杆可旋转连接于所述第一传动杆组和第一连接杆之间，所述U型连接杆的顶部与所述偏向盘的连接部连接；当所述第一传动杆组受到外力的作用产生形变时，所述形变迫使所述U型连接杆带着所述底座向上运动，从而实现对所述传动机械臂组的控制。

8.根据权利要求7所述的螺旋桨的偏航装置，其特征在于，所述第一传动杆组包括两个调整杆、第二连接杆，以及与所述底座的连接部连接的T型连接杆，所述第二连接杆的两端部分别与两个调整杆的一端连接，两个调整杆的另一端与所述T型连接杆连接。

9.根据权利要求6所述的螺旋桨的偏航装置，其特征在于，所述偏航控制单元还包括舵机，所述舵机的机芯与所述第二连接杆连接，用于控制所述第一传动杆组的形变方向。

10.一种无人机，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的螺旋桨的偏航装置。