CN108372930A - 用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，包括大传动轮、小传动轮和动力件，所述动力件安装于载人多旋翼飞行车辆的机架上，所述小传动轮安装于所述动力件的输出轴上，所述大传动轮固定安装于载人多旋翼飞行车辆的倾转机臂的端部，所述小传动轮与大传动轮之间通过传动带进行传动。本发明的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件具有结构简单、传动方式简单可靠、便于精准的控制倾转角度等优点。

Description

用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件

技术领域

本发明主要涉及飞行器技术领域，特指一种用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件。

背景技术

目前，小型飞行器大多用来搭载各种测量仪器(如相机等)，进行高空探测或高空物体投掷上，可以应用在农业、探测、气象、灾害预报和救援等各种领域。但是可以载人的小型飞行器并不多见，有较大的研究空间。

现有的飞行器分为固定翼飞行器和旋翼飞行器两种。固定翼飞行器主要通过获得较大初速，在翼面形成升力实现飞行，但是无法悬停，低速时稳定性较差，容易因为失速而坠机，而且需要较大的滑跑距离。另外固定翼飞行器一般采用两种方法进行转向，一种纯粹靠垂直尾翼转向，一种是机翼副翼配合水平尾翼转向。其中纯粹靠垂直尾翼转向的情况比较少见，因为垂直尾翼除了有控制飞机转弯的功能外，还有一个最重要的功能就是保持飞机的稳定，不可能应用垂直尾翼进行大幅度转弯。而机翼副翼配合水平尾翼转向，是通过副翼的升降，将机身倾斜，通过离心力的作用拐弯，这种方式需要飞行器本身有倾斜的作用，应用在个人飞行器之上，会增加驾驶员的安全风险，不适合个人飞行器使用。

另外一种是旋翼飞行器，其中旋翼主要用于形成升力，飞行速度需要通过调整姿态形成侧向的合力才能实现，从而导致能量消耗较大且航行速度较低。另外旋翼飞行器大多都是通过改变飞行器发动机输出功率，或者改变桨叶螺距来实现飞行器姿态变化；而为了使得飞行器平稳飞行，在调整每一个飞行姿态时，需要精确计算发动机的转速以及改变桨叶的螺距，过程繁琐，不适用于复杂多变的飞行环境，而且飞行过程中依旧会出现倾斜，同样增加驾驶员的安全风险。目前有较少厂家设计出相关结构以对旋翼的朝向进行调节，但是结构较复杂，而且较难控制且控制精度不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、控制精准可靠的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，包括大传动轮、小传动轮和动力件，所述动力件安装于载人多旋翼飞行车辆的机架上，所述小传动轮安装于所述动力件的输出轴上，所述大传动轮固定安装于载人多旋翼飞行车辆的倾转机臂的端部，所述小传动轮与大传动轮之间通过传动带进行传动。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述动力件包括步进电机和减速器，所述步进电机紧固在所述机架上，所述步进电机的输出轴与所述减速器的输入轴相连，所述小传动轮安装在所述减速器的输出轴上。

所述减速器滑动安装于一固定在机架的安装座上，所述减速器在安装座上滑动并通过紧固件紧固以张紧传动带。

所述安装座上设置有两条长条孔，所述长条孔的布置方向与传动带位于同一平面内；所述紧固件包括设置在减速器的底座上的螺栓，所述螺栓穿过长条孔后通过螺母进行紧固。

所述安装座水平或垂直布置在所述机架上。

所述大传动轮的一侧设置有角度检测件，用于对大传动轮的倾转角度进行监测。

所述角度检测件通过一连接组件与所述大传动轮连接并随大传动轮同步转动。

所述连接组件包括销轴和锥形套，所述销轴安装于所述大传动轮内部且穿过所述大传动轮的轴心，所述锥形套的一端设置有安装孔以与角度检测件的转轴胀紧连接，所述锥形套的另一侧则设置有卡槽，所述销轴卡设于所述卡槽内。

所述角度检测件紧固在所述机架上。

所述减速器输出轴的一侧设置有角度检测件，用于对步进电机的输出角度进行实时监测。

所述角度检测件通过法兰紧固在所述减速器上。

所述角度检测件为旋转编码器。

所述大传动轮和小传动轮均为带轮，所述传动带为传动皮带。

所述大传动轮和小传动轮均为齿轮，所述传动带为链条。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，通过动力件配合传动轮传动的方式，实现对倾转机臂倾转角度的调节，不仅仅结构简单、易于实现，而且传动方式简单可靠，便于精准的对倾转角度进行控制。

附图说明

图1为本发明中载人多旋翼飞行车辆的立体结构示意图。

图2为本发明中的倾转组件的结构示意图。

图3为本发明实施例一中角度检测件的安装结构示意图。

图4为本发明实施例二中角度检测件的安装结构示意图。

图5为本发明实施例二中角度检测件的结构示意图。

图中标号表示：1、机架；11、轴承座；2、固定机臂；3、倾转机臂；4、动力组件；5、旋翼；6、倾转组件；61、安装座；611、长条孔；612、紧固件；62、动力件；621、步进电机；622、减速器；63、小传动轮；64、大传动轮；65、传动带；66、角度检测件；67、法兰；68、连接组件；681、销轴；682、锥形套；69、安装支架；7、起落架。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：

如图1至图3所示，本实施例中的载人多旋翼飞行车辆，可以为飞行摩托或者飞行汽车，具体结构包括龙骨式机架1，机架1的底部设置有起落架7，机架1上设置有座椅(图中未示出)，机架1的正前方或正后方设置有向外延伸的固定机臂2，机架1的两侧对称且转动设置有向外延伸的倾转机臂3，机架1上设置有轴承座11，倾转机臂3的一端则通过轴承转动设置在轴承座11内，固定机臂2和各倾转机臂3的末端均固定安装有动力组件4(如汽油内燃机)，汽油内燃机上安装有旋翼5，汽油内燃机用于驱动旋翼5旋转以产生升力；具体地，本实施例的倾转组件，则安装于机架1与各倾转机臂3之间，用于驱动倾转机臂3转动以调整倾转机臂3上旋翼5的朝向(旋翼面)沿机架1的前方或后方倾斜，配合相应的控制策略，实现对飞行车辆的起降、加减速、转向、平移和悬停等飞行姿态的调整，在此过程中，机架1始终处于稳定水平状态，保证驾驶员或者乘客的安全舒适性；具体地，如图2和图3所示，倾转组件6包括大传动轮64、小传动轮63和动力件62，动力件62安装于机架1上，小传动轮63安装于动力件62的输出轴上，大传动轮64固定安装于倾转机臂3的端部，小传动轮63与大传动轮64之间通过传动带65进行传动。其中步进电机621通过控制单元进行控制，步进电机621转动一定角度，经减速器622减速获得大力矩，带动小传动轮63转动，再由传动带65以带传动的方式带动大传动轮64转动，从而使倾转机臂3转动预定角度，实现旋翼5朝向的改变。本发明的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，通过传动轮传动的方式，实现对倾转机臂3的倾转角度的调节，不仅结构简单、易于实现，而且传动方式简单可靠，便于对倾转角度进行精准的控制。

本实施例中，大传动轮64和小传动轮63为带轮或者齿轮，其中传动带65对应为传动皮带或者链条，结构简单且传动可靠；当然，在其它实施例中，也可以采用大齿轮与小齿轮相互啮合的方式实现传动。

如图2～4所示，本实施例中，动力件62包括步进电机621(或者伺服电机)和减速器622，其中减速器622紧固在机架1上，步进电机621的输出轴与减速器622的输入轴相连，小传动轮63安装在减速器622的输出轴上。其中步进电机621通过控制单元进行控制，步进电机621转动一定角度，经减速器622减速获得大力矩，带动小传动轮63转动，再由传动带65以带传动的方式带动大传动轮64转动，从而使倾转机臂3转动预定角度，实现旋翼5朝向的改变。

如图4所示，本实施例中，减速器622的底座安装于一固定在机架1的水平安装座61上，安装座61上设置有长条孔611，长条孔611的布置方向与传动带65位于同一平面内，减速器622的底座上设置有紧固件612(如螺栓螺母)，螺栓滑设于长条孔611内，将步进电机621在长条孔611内滑动以调节传动皮带的张紧力后，再通过螺栓螺母将步进电机621紧固在安装座61上。当然，在其它实施例中，也可以采用减速器622整体上下升降的方式实现对传动皮带张紧力的调节，如将减速器622滑设在垂直布置的安装座61上，同样通过螺栓螺母等紧固方式对其进行紧固。

如图3所示，减速器622的输出轴的另一端设置有角度检测件66(如旋转编码器等)，用于对倾转机臂3的实时角度以及倾转角度变化速率进行监测并反馈至对应的控制单元，保证倾转角度控制的精准可靠性。具体地，旋转编码器通过法兰67固定在减速器622上，能够保证旋转编码器良好的抗震性能，提高角度检测的可靠性。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别仅在于：角度检测件66的安装位置不同，如图4和图5所示，角度检测件66(如旋转编码器)安装于大传动轮64的一端，旋转编码器通过一连接组件68与大传动轮64连接并随大传动轮64同步转动。其中连接组件68包括销轴681和锥形套682，销轴681安装于大传动轮64内部(如从大传动轮64的外侧穿入)且穿过大传动轮64的轴心，锥形套682的一端设置有安装孔以与角度检测件66的转轴胀紧连接，锥形套682的另一侧则设置有卡槽，销轴681卡设于卡槽内。在大传动轮64转动时，销轴681同步转动，带动锥形套682转动，从而实现旋转编码器的同步转动。另外，在机架1上紧固有安装支架69，再将旋转编码器紧固在安装支架69上，从而提高其抗震性能，保证其工作的可靠性。其它未述内容与实施例一相同，在此不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，包括大传动轮(64)、小传动轮(63)和动力件(62)，所述动力件(62)安装于载人多旋翼飞行车辆的机架(1)上，所述小传动轮(63)安装于所述动力件(62)的输出轴上，所述大传动轮(64)固定安装于载人多旋翼飞行车辆的倾转机臂(3)的端部，所述小传动轮(63)与大传动轮(64)之间通过传动带(65)进行传动。

2.根据权利要求1所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述动力件(62)包括步进电机(621)和减速器(622)，所述步进电机(621)紧固在所述机架(1)上，所述步进电机(621)的输出轴与所述减速器(622)的输入轴相连，所述小传动轮(63)安装在所述减速器(622)的输出轴上。

3.根据权利要求2所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述减速器(622)滑动安装于一固定在机架(1)的安装座(61)上，所述减速器(622)在安装座(61)上滑动并通过紧固件(612)紧固以张紧传动带(65)。

4.根据权利要求3所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述安装座(61)上设置有两条长条孔(611)，所述长条孔(611)的布置方向与传动带(65)位于同一平面内；所述紧固件(612)包括设置在减速器(622)的底座上的螺栓，所述螺栓穿过长条孔(611)后通过螺母进行紧固。

5.根据权利要求4所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述安装座(61)水平或垂直布置在所述机架(1)上。

6.根据权利要求2至5中任意一项所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述大传动轮(64)的一侧设置有角度检测件(66)，用于对大传动轮(64)的倾转角度进行监测。

7.根据权利要求6所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述角度检测件(66)通过一连接组件(68)与所述大传动轮(64)连接并随大传动轮(64)同步转动。

8.根据权利要求7所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述连接组件(68)包括销轴(681)和锥形套(682)，所述销轴(681)安装于所述大传动轮(64)内部且穿过所述大传动轮(64)的轴心，所述锥形套(682)的一端设置有安装孔以与角度检测件(66)的转轴胀紧连接，所述锥形套(682)的另一侧则设置有卡槽，所述销轴(681)卡设于所述卡槽内。

9.根据权利要求8所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述角度检测件(66)紧固在所述机架(1)上。

10.根据权利要求2至5中任意一项所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述减速器(622)输出轴的一侧设置有角度检测件(66)，用于对步进电机(621)的输出角度进行实时监测。

11.根据权利要求10所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述角度检测件(66)通过法兰(67)紧固在所述减速器(622)上。

12.根据权利要求6所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述角度检测件(66)为旋转编码器。

13.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述大传动轮(64)和小传动轮(63)均为带轮，所述传动带(65)为传动皮带。

14.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于载人多旋翼飞行车辆的倾转组件，其特征在于，所述大传动轮(64)和小传动轮(63)均为齿轮，所述传动带(65)为链条。