CN108462367A - 调速器、飞行器调速系统及飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种调速器、飞行器调速系统及飞行器。该调速器，包括导磁定子、主动导磁转子、被动导磁转子；所述导磁定子上设置有磁力线圈，所述主动导磁转子上设置有第一导磁体，所述被动导磁转子上设置有第二导磁体；所述主动导磁转子能够带动所述被动导磁转子转动。该飞行器调速系统，包括所述的调速器。该飞行器，包括所述的飞行器调速系统。本发明可以实现无接触的转矩传送，减少机械损耗。

Description

调速器、飞行器调速系统及飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种调速器、飞行器调速系统及飞行器。

背景技术

现有的飞行器，如旋翼无人机中，对桨轴的调速大多是通过接触式转矩传递实现的，但这种传递方式容易造成传动部件的机械损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调速器、飞行器调速系统及飞行器，以解决现有技术中存在的旋翼无人机中，对桨轴的调速大多是通过接触式转矩传递实现的，但这种传递方式容易造成传动部件的机械损耗的技术问题。

本发明提供了一种调速器，包括导磁定子、主动导磁转子、被动导磁转子；所述导磁定子上设置有磁力线圈，所述主动导磁转子上设置有第一导磁体，所述被动导磁转子上设置有第二导磁体；所述主动导磁转子能够带动所述被动导磁转子转动。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主动导磁转子呈管状，且所述第一导磁体固定于所述主动导磁转子上；所述被动导磁转子呈管状，且所述第二导磁体固定于所述被动导磁转子上。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述被动导磁转子套设于所述主动导磁转子上，所述主动导磁转子套设于所述导磁定子上；

或，所述导磁定子绕所述主动导磁转子的周向设置，所述主动导磁转子绕所述被动导磁转子的周向设置。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括主动转轴，所述主动转轴与所述主动导磁转子固定连接，且所述主动转轴用于带动所述主动导磁转子转动。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括输出轴，所述输出轴与所述被动导磁转子固定连接，且所述被动导磁转子用于带动所述输出轴转动。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主动导磁转子的材质为塑料或轻质金属；所述被动导磁转子的材质为塑料或轻质金属。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述塑料为ABS塑料；所述轻质金属为铝、铝美合金、镁合金或钛合金。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括外壳，所述导磁定子、所述主动导磁转子和所述被动导磁转子均设置于所述外壳的内腔中。

本发明还提供了一种飞行器调速系统，包括所述的调速器。

本发明还提供了一种飞行器，包括所述的飞行器调速系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的调速器，包括导磁定子、主动导磁转子、被动导磁转子；所述导磁定子上设置有磁力线圈，所述主动导磁转子上设置有第一导磁体，所述被动导磁转子上设置有第二导磁体；所述主动导磁转子能够带动所述被动导磁转子转动。通过使磁力线圈通电，以使其产生磁场，磁场吸力传导给主动导磁转子，主动导磁转子在运转时靠磁场吸力的作用带动从动导磁转子运转，从而实现无接触的转矩传送，减少机械损耗。另外，由于主动导磁转子是通过安装第一导磁体的方式实现导磁的，因此可以减少主动导磁转子上的第一导磁体的重量并且可以采用轻质材料制成主动导磁转子；可以减少被动导磁转子上的第二导磁体的重量并且可以采用轻质材料制成被动导磁转子，从而可减轻和优化调速器整体的重量。

本发明还提供的飞行器调速系统，包括所述的调速器。基于上述分析可知，该飞行器调速系统，可以实现无接触的转矩传送，减少机械损耗。

本发明还提供的飞行器，包括所述的飞行器调速系统。基于上述分析可知，该飞行器，可以实现无接触的转矩传送，减少机械损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中调速器安装于机臂上的剖视图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明实施例中调速器安装于机臂上的结构示意图；

图4为图3中B处的放大图；

图5为本发明实施例中调速器的内部结构示意图；

图6为图5中C处的放大图；

图7为本发明实施例中主动导磁转子的结构示意图；

图8为本发明实施例中被动导磁转子的结构示意图；

图9为本发明实施例中主动导磁转子上安装有第一导磁体时的结构示意图；

图10为本发明实施例中被动导磁转子上安装有第二导磁体时的结构示意图；

图11为本发明实施例中第一导磁体的结构示意图；

图12为本发明实施例中导磁定子的结构示意图。

图中：

101-导磁定子；102-主动导磁转子；103-被动导磁转子；104-磁力线圈；105-第一嵌入槽；106-弧形凸起；107-第二嵌入槽；108-弧形凹槽；109-前盖；110-后盖；111-外壳；112-第一轴承；113-第二轴承；114-主动转轴；115-输出轴；116-主动锥齿轮；117-机臂；118-供电接头；119-第一导磁体；120-第二导磁体；121-限位轴肩。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1至图12所示，本发明实施例一提供了一种调速器，包括导磁定子101、主动导磁转子102、被动导磁转子103；导磁定子101上设置有磁力线圈104，主动导磁转子102上设置有第一导磁体，被动导磁转子103上设置有第二导磁体；主动导磁转子102能够带动被动导磁转子103转动。

具体而言，磁力线圈104缠绕于导磁定子101上，磁力线圈104在通电后，能够产生磁场。磁力线圈104为多组，也就是说，导磁定子101上缠绕的是磁力线圈104组。

需要说明的是，磁力线圈104在导磁定子101上的缠绕方式可以根据实际需要来缠绕。

该实施例提供的调节速器，通过使磁力线圈104通电，以使其产生磁场，磁场吸力传导给主动导磁转子102，主动导磁转子102在运转时靠磁场吸力的作用带动从动导磁转子运转，从而实现无接触的转矩传送，减少机械损耗。另外，由于主动导磁转子102是通过安装第一导磁体的方式实现导磁的，因此可以减少主动导磁转子102上的第一导磁体的重量并且可以采用轻质材料制成主动导磁转子102；可以减少被动导磁转子103上的第二导磁体的重量并且可以采用轻质材料制成被动导磁转子103，从而可减轻和优化调速器整体的重量及减小调速器的体积。

该实施例可选的方案中，主动导磁转子102呈管状，且第一导磁体固定于主动导磁转子102上；被动导磁转子103呈管状，且第二导磁体固定于被动导磁转子103上。

具体而言，主动导磁转子102的周向具有多个第一嵌入槽105，多个第一嵌入槽105之间均匀间隔分布，也就是说，相邻两个第一嵌入槽105之间的圆周角相同；第一导磁体嵌入第一嵌入槽105中，第一嵌入槽105的长度延伸方向与主动导磁转子102的轴向相平行；第一嵌入槽105的相对的两个侧臂上均具有弧形凸起106，第一嵌入槽105中的弧形凸起106与第一导磁体上的弧形凹槽108相配合；第一嵌入槽105中的弧形凸起106的长度延伸方向与第一嵌入槽105的长度延伸方向相平行。

被动导磁转子103的周向具有多个第二嵌入槽107，多个第二嵌入槽107之间均匀间隔分布，也就是说，相邻两个第二嵌入槽107之间的圆周角相同；第二导磁体嵌入第二嵌入槽107中，第二嵌入槽107的长度延伸方向与被动导磁转子103的轴向相平行；第二嵌入槽107的相对的两个侧臂上均具有弧形凸起106，第二嵌入槽107中的弧形凸起106与第二导磁体上的弧形凹槽108相配合；第二嵌入槽107中的弧形凸起106的长度延伸方向与第二嵌入槽107的长度延伸方向相平行。

该实施例可选的方案中，第一嵌入槽105的数量为6～10个；第二嵌入槽107的数量为6～10个。第一嵌入槽105的数量与第一导磁体的数量相等；第二嵌入槽107的数量与第二导磁体的数量相等。

该实施例可选的方案中，被动导磁转子103套设于主动导磁转子102上，主动导磁转子102套设于导磁定子101上，也就是说，主动导套转子套在导磁定子101的外部，被动导磁转子103套在主动导磁转子102的外部。需要说明的是，该实施例中，还可以使导磁定子101绕主动导磁转子102的周向设置，主动导磁转子102绕被动导磁转子103的周向设置，即，主动导磁转子102套在被动导磁转子103的外部，导磁定子101套在主动导磁转子102的外部。

该实施例可选的方案中，调速器还包括外壳111，导磁定子101、主动导磁转子102和被动导磁转子103均设置于外壳111的内腔中。

具体而言，外壳111的前端安装有前盖109，外壳111的后端安装有后盖110，以及便于外壳111的内部形成封闭腔，这样可以避免灰尘等杂质进入外壳111的内部。前盖109与外壳111之间设置有密封垫，后盖110与外壳111之间设置有密封垫。

该实施例可选的方案中，调速器还包括主动转轴114，主动转轴114与主动导磁转子102固定连接，且主动转轴114用于带动主动导磁转子102转动。

具体而言，导磁定子101呈管状，主动转轴114穿过导磁定子101的内部，并且主动转轴114从导磁定子101的内部穿出后，主动转轴114与主动导磁转子102的端部固定连接。为了提高主动转轴114转动过程中的稳定性，主动转轴114与导磁定子101的内部之间设置有第一轴承112，其中，第一轴承112的外圈与导磁定子101的内部固定连接，第一轴承112的内圈与主动转轴114固定连接。第一轴承112的数量可以为多个，以进一步提高稳定性。导磁定子101通过螺钉与后壳固定连接。

该实施例可选的方案中，调速器还包括输出轴115，输出轴115与被动导磁转子103固定连接，且被动导磁转子103用于带动输出轴115转动。

具体而言，输出轴115穿过后盖110后，输出轴115与被动导磁转子103的端部固定连接。为了提高输出轴115转动过程中的稳定性，输出轴115与前盖109之间设置有第二轴承113，其中，第二轴承113的外圈与前盖109固定连接，第二轴承113的内圈与输出轴115固定连接。第二轴承113的数量可以为多个，以进一步提高稳定性。第二轴承113嵌入前盖109内。

该实施例可选的方案中，主动导磁转子102的材质为塑料或轻质金属；被动导磁转子103的材质为塑料或轻质金属。

具体而言，塑料为ABS塑料；轻质金属为铝、铝美合金、镁合金或钛合金。

需要说明的是，塑料还可以POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT或PPO中的任意一种。主动导磁转子102的材质还可以为陶瓷，被动导磁转子103的材质还可以为陶瓷，陶瓷为氧化锆陶瓷。

该实施例可选的方案中，当主动导磁转子102的材质为轻质金属及被动导磁转子103的材质为轻质金属时，第一导磁体与主动导磁转子102可以通过浇筑工艺连接在一起；第二导磁体与被动导磁转子103通过浇筑工艺连接在一起。第一导磁体的结构与第二导磁体的结构相同。

具体而言，主动导磁转子102是在模具内浇筑高温铝水或其它金属水形成，且第一导磁体预埋于模具中，在浇筑完成后，再把主动导磁转子102和预埋的第一导磁体一起通过机械加工成形。需要说明的是，第二导磁体与被动导磁转子103连接在一起的形成工艺，与主动导磁转子102与第一导磁体连接在一起的形成工艺相同，不再重复阐述；另外，第一导磁体与主动导磁体转子的连接方式还可以为螺钉连接，第二导磁体与被动导磁体转子的连接方式还可以为螺钉连接，这样便于更换第一导磁体或第二导磁体。

该实施例可选的方案中，第一导磁体的材质为铁或钢。磁力线圈104为铜线磁力线圈104。导磁定子101由导磁金属制成。外壳111、后盖110和前盖109均由铝或铝合金制成。

参见图12所示，该实施例可选的方案中，导磁定子101呈管状，导磁定子的两端具有限位轴肩，用于将磁力线圈限位于导磁定子上。

该实施例可选的方案中，后盖110上安装有供电接头118，磁力线圈104组与供电接头电连接。

该实施例中，调速器的磁力线圈104组上的电流越大，导磁定子101的磁场吸力越强，磁场吸力传导给主动导磁转子102，主动导磁转子102在运转时靠磁场吸力的作用带动被动导磁转子103运转，磁力线圈104组上的电流最大时，调速器主动导磁转子102的磁场吸力也最大，调速器主动导磁转子102将和调速器从动导磁转子同步运转；反之，调速器绕组上的电流越小，调速器导磁定上的磁场吸力越弱，传导给主动导磁转子102磁场吸力就弱，由带着弱磁场吸力的主动导磁转子102在把弱磁场吸力传导给被动导磁转子103上，被动导磁转子103在这种弱的磁场吸力带动下，转速就会慢很多。

需要说明的是，该实施例中，对于调速器输入的不同大小的电流后，主动转轴114与输出轴115之间的转速比，与本发明所解决的问题的关联性不大，不再具体阐述。

实施例二

本发明实施例二提供了一种飞行器调速系统包括实施例一提供的调速器。

参见图2所示，该实施例中，调速器的前盖109与机臂117固定连接；输出轴115的另一端连接有主动锥齿轮116，其中，输出轴115的一端与被动导磁转子103相连接。

该实施例中。主动转轴114与发动机之间连接，也就是说，对于无人机，单个发动机通过齿轮传动机构可以同时将动力传递给多个不同的调速器的主动转轴上，如可以将动力传递给8个不同的调速器的主动转轴上。

该实施例提供的飞行器调速系统，可以通过单发动机或单电动机作为动力，通过传动机构把动力传到多个不同的调速器上，再通过不同调速器连接的主动锥齿轮116传给各个正桨轴或反桨轴。

需要说明的是，该实施例优点在于：一个动力可以通过多个调速器带动多个桨轴调速，在动力源产生的转速不变的情况下，通过调速器可以使各个桨轴得到不相同的转速，从而控制了整机的飞行，磁力达到一定强度时，传动损耗几乎为零。

实施例三

本发明实施例三提供了一种飞行器包括实施例二提供的飞行器调速系统。

综上所述，本发明实施例提供的调速器、飞行器调速系统及飞行器实现了无接触转矩传递，减少了传动部件的机械损耗。发动机或电动机运转产生动力，通过传动机构把动力传到调速器上，再经过调速器调节到设定的速度，再把调好的速度通过输出轴115、主动锥齿轮116和从动锥齿轮后传给桨轴。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (10)

1.一种调速器，其特征在于，包括导磁定子、主动导磁转子、被动导磁转子；所述导磁定子上设置有磁力线圈，所述主动导磁转子上设置有第一导磁体，所述被动导磁转子上设置有第二导磁体；所述主动导磁转子能够带动所述被动导磁转子转动。

2.根据权利要求1所述的调速器，其特征在于，所述主动导磁转子呈管状，且所述第一导磁体固定于所述主动导磁转子上；所述被动导磁转子呈管状，且所述第二导磁体固定于所述被动导磁转子上。

3.根据权利要求2所述的调速器，其特征在于，所述被动导磁转子套设于所述主动导磁转子上，所述主动导磁转子套设于所述导磁定子上；

或，所述导磁定子绕所述主动导磁转子的周向设置，所述主动导磁转子绕所述被动导磁转子的周向设置。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的调速器，其特征在于，还包括主动转轴，所述主动转轴与所述主动导磁转子固定连接，且所述主动转轴用于带动所述主动导磁转子转动。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的调速器，其特征在于，还包括输出轴，所述输出轴与所述被动导磁转子固定连接，且所述被动导磁转子用于带动所述输出轴转动。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的调速器，其特征在于，所述主动导磁转子的材质为塑料或轻质金属；所述被动导磁转子的材质为塑料或轻质金属。

7.根据权利要求6所述的调速器，其特征在于，所述塑料为ABS塑料；所述轻质金属为铝、铝美合金、镁合金或钛合金。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的调速器，其特征在于，还包括外壳，所述导磁定子、所述主动导磁转子和所述被动导磁转子均设置于所述外壳的内腔中。

9.一种飞行器调速系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的调速器。

10.一种飞行器，其特征在于，包括如权利要求9所述的飞行器调速系统。