CN109383820A - 单旋翼无人机的飞行动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单旋翼无人机的飞行动力系统，包括旋翼机构和动力系统，所述旋翼机构包括主旋翼机构和尾翼机构，所述动力系统包括驱动单元和传动机构，所述驱动单元包括驱动电机和舵机，所述传动机构包括齿轮传动机构、皮带传动机构和连杆传动机构。本发明通过角接触轴承解决主旋翼的轴向游隙和主轴的轴向位移问题，保证主旋翼和主轴的轴向皆不会发生蠕动现象，使机构的运转更顺畅，通过皮带传动尾翼机构，由于皮带具有柔性，在改变传动方向时，能保证稳定的传动，尾翼的控制滑块机构为可快速拆卸的球头连接和卡合连接，在直机摔落时能通过自身的分散来抵消作用力，有效的保护零件的完好。

Description

单旋翼无人机的飞行动力系统

技术领域

本发明属于无人机技术领域，特别是涉及一种单旋翼无人机。

背景技术

单旋翼无人机，也称直升机无人机，其通过主旋翼升空飞行，通过尾旋翼改变偏转方向，相较于多旋翼或者固定翼无人机，具有机动性能强，飞行速度快的特性，所以在竞技领域里，直升机无人机一直是比较热门的机型，而直升机无人机的主旋翼机构是整个无人机的动力来源，所以主旋翼机构需要极佳的稳定性，用以保证无人机的稳定飞行，主旋翼旋转时，由于离心力较大，使得主旋翼的偏转可能无法顺利完成，或者是偏转不能达到预定角度，现有的直升机无人机的主旋翼机构，其主桨夹的偏转连接都是通过安装推力轴承和普通滚子轴承完成，有推力轴承承担其离心拉力，但是由于推力轴承的轴向游隙较大，实际使用中，主旋翼的偏转和旋转都与设定值有一定的误差；

尾翼机构起着抵消主旋翼旋转时的反作用力，防止直机自转，另外也用于保证直机具有稳定的飞行方向，现有技术中，尾翼旋转的传动为齿轮传动，其机械精度要求较高，并且故障率、损坏率较高；尾翼的偏转结构是通过皆为铰接的结构完成，这对于精度要求也相对较高，机构的传动顺畅性不高，并且铰接结构为径向固定模式，直机摔落时也会直接损坏；

另外，无人机的驱动电机由于需要爆发出极大的扭矩，所以驱动电机的固定需要很高的稳定性，现有驱动电机的输出轴连带主齿轮都是悬空状态，即输出轴伸出的端部没有固定用的安装座，此时驱动电机运转时，其输出轴会产生振动，使其与从动齿盘的啮合不严密，严重的还会发生打齿的现象。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种单旋翼无人机的飞行动力系统，其通过角接触轴承解决主旋翼的轴向游隙和主轴的轴向位移问题，保证主旋翼和主轴的轴向皆不会发生蠕动现象，使机构的运转更顺畅，通过皮带传动尾翼机构，由于皮带具有柔性，在改变传动方向时，能保证稳定的传动，尾翼的控制滑块机构为可快速拆卸的球头连接和卡合连接，在直机摔落时能通过自身的分散来抵消作用力，有效的保护零件的完好。

为解决上述技术问题，本发明的采用的一个技术方案如下：

一种单旋翼无人机的飞行动力系统，包括旋翼机构和动力系统，所述旋翼机构包括主旋翼机构和尾翼机构，所述旋翼机构连接至所述动力系统，通过所述动力系统驱动所述旋翼机构的旋转和偏转；

所述动力系统包括驱动单元和传动机构，所述驱动单元包括驱动电机和舵机，所述传动机构包括齿轮传动机构、皮带传动机构和连杆传动机构，所述齿轮传动机构连接所述驱动电机和主旋翼机构并驱动所述主旋翼机构旋转，所述皮带传动机构连接所述驱动电机和所述尾翼机构并驱动所述尾翼机构旋转，所述连杆传动机构连接所述舵机和所述旋翼机构并控制所述旋翼机构偏转；

所述齿轮传动机构包括设于所述驱动电机的输出轴的主齿轮和设于主轴的从动齿盘，所述主齿轮和所述从动齿盘啮合，所述驱动电机通过第一电机座安装于机身，且所述主齿轮伸出所述第一电机座，所述主齿轮的另一端设有第二电机座，所述第一电机座和所述第二电机座与所述主齿轮之间皆设有主齿轴承；所述主齿轮驱动所述从动齿盘带动所述主轴旋转，从而驱动主旋翼机构旋转

所述主轴的一端设有第一主轴座，且自所述第一主轴座朝向所述主轴的另一端依次设有所述从动齿盘、前皮带轮、第二主轴座、第三主轴座和所述主旋翼机构，所述第二主轴座和第三主轴座为一体结构，所述第一主轴座、第二主轴座和第三主轴座与所述主轴之间皆设有角接触轴承，所述从动齿盘与所述主轴之间设有单向轴承；

所述皮带传动机构包括所述前皮带轮和设于尾波箱内的尾皮带轮，所述前皮带轮和所述尾皮带轮通过皮带连接传动，进而将驱动电机的动力传输至所述尾波箱，所述皮带位于所述前皮带轮的一端设有用于张紧所述皮带的压带轮，所述压带轮包括固定压带轮和浮动压带轮，所述固定压带轮固定于无人机的机身，所述浮动压带轮固定于所述机身延伸出的弹片；使所述浮动压带轮能够随所述弹片波动，从而能够形成弹性的压住所述皮带

所述连杆传动机构包括连杆和联动球头，所述连杆包括杆体和两个分别设于所述杆体两端的球头扣，所述杆体的一端具有右旋螺纹，且另一端具有左旋螺纹，两个所述球头扣分别螺纹连接于所述杆体的两端，所述连杆传动机构还包括安装于所述舵机的舵机臂；

所述主旋翼机构包括固定连接于无人机主轴的主旋翼头，所述主旋翼头与所述主轴垂直设置，所述主旋翼头包括桨座中联，所述桨座中联具有竖臂和横臂，所述桨座中联通过所述横臂和竖臂构成为“T”字形结构，所述竖臂固定连接于所述主轴，所述横臂的两端皆设有用于夹持主旋翼的主桨夹，所述主桨夹的一端穿套于所述横臂，且所述穿套的部位设有推力轴承和至少一个角接触轴承，两个所述主桨夹皆通过所述推力轴承和角接触轴承可转动连接于所述横臂，两个所述主桨夹的侧壁皆设有桨夹臂，且两个所述主桨夹的桨夹臂为相对方向设置，所述桨夹臂的一端固定于所述主桨夹，另一端设有所述联动球头；

所述主旋翼机构还包括十字盘，所述十字盘穿套并固定于所述主轴且位于所述桨座中联的下方，所述十字盘包括关节轴承、十字上盘、十字下盘、十字盘内圈和角接触轴承，所述十字上盘和十字下盘皆穿套于所述十字盘内圈的外侧壁，且分别位于所述十字盘内圈的两端，所述十字上盘与所述十字盘内圈固定连接，所述十字下盘与所述十字盘内圈通过角接触轴承可转动连接，所述关节轴承设于所述十字盘内圈的内侧壁，且位于所述十字上盘所在的一端，所述关节轴承的内圈固定于所述主轴，所述十字盘通过所述关节轴承能够实现摆动运动，所述十字上盘的侧壁还设有四个联动球头，其中相对的两个所述联动球头为翻转球头，且另外两个所述联动球头为相位球头，所述翻转球头与所述桨夹臂一端的联动球头通过所述连杆连接，所述十字下盘的外侧设有沿其外周均布的三个所述联动球头且三个所述联动球头皆通过所述连杆连接至所述舵机臂；(通过所述舵机控制所述十字下盘的偏转，从而带动所述旋翼的偏转)

所述尾翼机构包括尾翼、用于传动所述尾翼旋转的尾波箱和控制所述尾翼偏转的控制滑块；

所述尾翼包括尾翼中联、穿套于所述尾翼中联的尾横轴和两个尾桨夹，两个所述尾桨夹分别套接于所述尾横轴的两端，且两个所述尾桨夹皆能够绕其套接端的轴线旋转，两个所述尾桨夹和所述尾横轴之间皆设有角接触轴承和推力轴承，两个所述尾桨夹具有尾桨臂，且两个所述尾桨夹的尾桨臂对向设置，所述尾桨臂与所述尾桨夹为一体结构；

所述尾波箱包括箱体，所述箱体内设有用于皮带传动的尾皮带轮、用于张紧皮带的尾压带轮和辅助压带轮，所述辅助压带轮将所述皮带压住贴合至所述尾皮带轮，所述尾皮带轮设于尾轴，所述尾轴的一端伸出所述尾波箱，且伸出的一端安装有所述尾翼，所述尾翼与所述尾轴垂直设置；

所述控制滑块包括拨动叉和滑块组，所述滑块组穿套于所述尾轴，且位于所述尾翼和所述尾波箱之间，所述滑块组能够于所述尾轴沿轴向滑动，所述滑块组球头连接至两个所述尾桨臂，所述拨动叉的一端可转动连接于所述箱体，且其另一端与所述滑块组衔接，所述拨动叉通过所述拨动叉的摆动，能够驱动所述滑块组滑动。

进一步地说，所述滑块组包括铜套、轴承、滑套、蝶形爪和控制臂，所述铜套穿套于所述尾轴，且所述铜套能沿其轴向滑动，所述蝶形爪与所述铜套固定连接，所述轴承安装于所述铜套和所述滑套之间,所述滑套通过所述轴承与所述铜套相对转动连接，所述蝶形爪的爪部与所述控制臂的一端铰接，所述控制臂的另一端与所述尾桨臂球头连接；

所述拨动叉通过尾叉支架安装于所述箱体，且所述拨动叉可转动连接于所述尾叉支架，所述拨动叉设有拨动臂，所述拨动臂通过尾拉杆连接至所述舵机，所述尾拉杆的两端皆设有所述连杆，所述拨动叉的叉头与所述滑套衔接。

进一步地说，所述滑套的外侧壁具有联动槽，所述拨动叉的叉头设有联动螺钉，所述联动螺钉卡合于所述联动槽。

进一步地说，所述第一电机座与所述第二电机座之间设有电机补强板，所述电机补强板的两端分别固定于所述第一电机座和所述第二电机座。

进一步地说，两个所述主桨夹处的所述角接触轴承的数量皆为两个，且两个所述角接触轴承分别位于所述桨夹臂的固定位置的两侧。

进一步地说，所述舵机臂为空心结构。

进一步地说，所述主旋翼机构还包括相位保持架，所述相位保持架包括相位臂和联动臂，所述相位臂与所述联动臂铰接，且所述相位臂与所述联动臂能于同一平面内旋转，所述相位臂的自由端铰接于所述主轴或所述桨座中联，所述联动臂的自由端球头接于所述相位球头。

进一步地说，所述桨夹臂设有联动球头的一端具有两个螺纹孔，两个所述螺纹孔按水平方向排布，所述联动球头能够安装于任一所述螺纹孔。

进一步地说，所述桨座中联的横臂具有沿其轴向贯穿的通孔，所述横臂内穿有横轴，所述主桨夹可转动连接于所述横轴。

进一步地说，所述箱体的侧壁具有凹槽，所述尾叉支架嵌于所述凹槽内并固定安装于所述箱体。

本发明的有益效果：

一、主旋翼机构通过使用角接触轴承来完成主桨夹的可转动连接，通过角接触轴承能够解决主旋翼的轴向游隙的问题，避免主旋翼的轴向蠕动，配合推力轴承，进一步的保证主旋翼的稳定性，保证主旋翼能流畅的翻转，另外十字盘处也使用角接触轴承，同主旋翼一样，角接触轴承在保证旋转运动的同时，还能有效的避免轴向的蠕动，提高传动的精度，以此能够更精准的控制力；

尾翼机构通过皮带传动尾翼旋转，由于皮带具有柔性，在改变传动方向时，能保证稳定的传动，还有故障率低、维护方便以及成本较低的特点；另外尾翼的控制滑块，包括拨动臂和尾拉杆、控制臂和尾桨臂，上述零部件皆为可快速拆卸的球头连接，拨动叉和滑套为可分体的卡合连接，保证稳定工作的同时，在直机摔落时也能通过自身的分散来抵消作用力，有效的保护零件的完好；尾波箱内设有用于张紧皮带的尾压带轮和辅助压带轮，辅助压带轮将所述皮带压住贴合至所述尾皮带轮，以防止皮带翻转，因为皮带传动会改变角度，水平传动改为竖直，所以可能会发生皮带翻转

二、主旋翼机构的桨夹臂的一端按水平方向设有两个螺纹孔，从而使联动球头能够更换安装位置，由此位置的更换能够对主旋翼的偏转角度的范围进行设定；另外，连杆部件具有杆体和两个分别设于杆体两端的球头扣，而杆体的一端具有右旋螺纹，且另一端具有左旋螺纹，两个球头扣螺纹连接于所述杆体，转动所述杆体能够实现其两端的球头扣同时旋进或旋出，使连杆长度的调节更为简便；

三、本发明的主轴设有三个主轴座，且主轴座与主轴之间通过角接触轴承连接，通过角接触轴承的特性防止主轴的轴向位移，而且三个主轴座能够稳定的固定主轴，并能顺畅的旋转，另外第二主轴座与第三主轴座为一体结构，使得主轴座的刚性增大，有效的保证主轴座的稳定性；

四、舵机臂为空心结构，通过空心结构，在无人机摔落的时候，空心的舵机臂由于其刚性较低，会首先损坏，从而能够有效的保护舵机及拉杆和十字盘；本驱动单元的主轴还设有单向轴承，从动齿盘通过所述单向轴承驱动所述主轴旋转，当驱动电机停机时，由于所述主轴相对于所述从动齿盘的转动方向改变，所述主轴能够依惯性继续保持旋转，即故障时，主旋翼还能靠惯性继续给无人机提供升力，避免无人机的直接摔落损坏。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的无人机的整体结构示意图；

图2是本发明的主旋翼机构和驱动单元的结构示意图；

图3是本发明的驱动电机的结构示意图；

图4是本发明的驱动电机的分解示意图；

图5是本发明的主轴的分解示意图；

图6是本发明的皮带传动机构的结构示意图；

图7是图2的B部放大图；

图8是图1的A部放大图；

图9是图2的C部放大图；

图10是本发明的连杆的示意图；

图11是本发明的舵机及舵机臂的分解示意图；

图12是本发明的主旋翼机构的结构示意图；

图13是本发明的主旋翼头的结构示意图；

图14是主旋翼头的中联的示意图；

图15是图13的E部放大图；

图16是本发明的主旋翼头的主桨夹的示意图；

图17是本发明的十字盘的结构示意图；

图18是本发明的十字盘的分解结构示意图；

图19是本发明的十字盘的剖视图；

图20是本发明的十字盘的剖视图(另一摆动角度)；

图21是图6的D部放大图；

图22是本发明的尾翼的分解示意图；

图23是本发明的尾波箱的结构示意图；

图24是本发明的尾波箱及控制滑块的结构示意图；

图25是本发明的尾波箱及控制滑块的结构示意图(另一视角)；

图26是图25的F-F部剖视图；

附图中各部分标记如下：

主旋翼机构30、尾翼机构70、驱动单元40、传动机构50、驱动电机402、舵机409、齿轮传动机构501、皮带传动机构502、连杆传动机构503、主齿轮4021、主轴401、从动齿盘4011、第一电机座403、第二电机座404、主齿轴承405、散热叶片4022、电机补强板4015、第一主轴座406、前皮带轮4013、第二主轴座4071、第三主轴座4072、角接触轴承408、单向轴承4010、尾波箱702、尾皮带轮7022、皮带504、压带轮505、固定压带轮5051、浮动压带轮5052、弹片506、连杆5031、联动球头5032、杆体50311、球头扣50312、舵机臂4091、主旋翼头302、相位保持架3029、相位臂30291、联动臂30292、桨座中联3021、竖臂30211、横臂30212、主桨夹3022、推力轴承3023、桨夹臂3025、通孔302121、横轴30213、螺纹孔30252、桨夹臂的固定位置30251、十字盘303、关节轴承3031、十字上盘3032、十字下盘3033、十字盘内圈3034、翻转球头30321、相位球头30322、尾翼701、尾波箱702、控制滑块703、尾横轴7012、尾桨夹7013、尾桨臂70131、箱体7021、尾皮带轮7022、尾压带轮7023、辅助压带轮7024、尾轴704、拨动叉7031、滑块组7032、铜套70321、轴承70322、滑套70323、蝶形爪70324、控制臂70325、蝶形爪的爪部703241、尾叉支架7033、拨动臂7034、尾拉杆5033、拨动叉的叉头70311、联动槽703231、联动螺钉70314和凹槽70211。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：一种单旋翼无人机的飞行动力系统，如图1所示：包括旋翼机构和动力系统，所述旋翼机构包括主旋翼机构30和尾翼机构70，所述旋翼机构连接至所述动力系统，通过所述动力系统驱动所述旋翼机构的旋转和偏转；

所述动力系统包括驱动单元40和传动机构50，所述驱动单元包括驱动电机402和舵机409，所述传动机构包括齿轮传动机构501、皮带传动机构502和连杆传动机构503，所述齿轮传动机构连接所述驱动电机和主旋翼机构并驱动所述主旋翼机构旋转，所述皮带传动机构连接所述驱动电机和所述尾翼机构并驱动所述尾翼机构旋转，所述连杆传动机构连接所述舵机和所述旋翼机构并控制所述旋翼机构偏转；

如图2所示：所述齿轮传动机构包括设于所述驱动电机的输出轴的主齿轮4021和设于主轴401的从动齿盘4011，所述主齿轮和所述从动齿盘啮合；

如图3和图4所示：所述驱动电机通过第一电机座403安装于机身，且所述主齿轮伸出所述第一电机座，所述主齿轮的另一端设有第二电机座404，所述第一电机座和所述第二电机座与所述主齿轮之间皆设有主齿轴承405，所述主齿轮驱动所述从动齿盘带动所述主轴旋转，从而驱动主旋翼机构旋转；

所述驱动电机设有散热叶片4022，所述散热叶片位于所述驱动电机的内部，且固定于所述驱动电机的旋转轴；

所述第一电机座与所述第二电机座之间设有电机补强板4015，所述电机补强板的两端分别固定于所述第一电机座和所述第二电机座。

如图5所示：所述主轴的一端设有第一主轴座406，且自所述第一主轴座朝向所述主轴的另一端依次设有所述从动齿盘、前皮带轮4013、第二主轴座4071、第三主轴座4072和所述主旋翼机构，所述第二主轴座和第三主轴座为一体结构，所述第一主轴座、第二主轴座和第三主轴座与所述主轴之间皆设有角接触轴承408，所述从动齿盘与所述主轴之间设有单向轴承4010；

如图6所示：所述皮带传动机构包括所述前皮带轮和设于尾波箱702的尾皮带轮7022，所述前皮带轮和所述尾皮带轮通过皮带504连接传动，进而将驱动电机的动力传输至所述尾波箱；

如图7和图8所示：所述皮带位于所述前皮带轮的一端设有用于张紧所述皮带的压带轮505，所述压带轮包括固定压带轮5051和浮动压带轮5052，所述固定压带轮固定于无人机的机身，所述浮动压带轮固定于所述机身延伸出的弹片506，所述弹片能使所述浮动压带轮能够随之浮动，从而能够形成弹性的压住所述皮带。

如图9和图10所示：所述连杆传动机构包括连杆5031和联动球头5032，所述连杆包括杆体50311和两个分别设于所述杆体两端的球头扣50312，所述杆体的一端具有右旋螺纹，且另一端具有左旋螺纹，两个所述球头扣分别螺纹连接于所述杆体的两端；

如图11所示：所述连杆传动机构还包括安装于所述舵机的输出轴的舵机臂4091，所述舵机臂的自由端设有所述联动球头，所述舵机臂为空心结构；

如图12、图13和图14所示：所述主旋翼机构包括固定连接于所述主轴的主旋翼头302，所述主旋翼头与所述主轴垂直设置；

本实施例中，所述主旋翼机构还包括相位保持架3029，所述相位保持架包括相位臂30291和联动臂30292，所述相位臂与所述联动臂铰接，且所述相位臂与所述联动臂能于同一平面内旋转，所述相位臂的自由端铰接于所述主轴或所述桨座中联，所述联动臂的自由端球头接于所述相位球头，所述相位保持架能够保持所述主旋翼头与所述十字上盘之间的相对位置关系，并且主旋翼头旋转时能够稳定的带动十字上盘旋转；

所述主旋翼头包括桨座中联3021，所述桨座中联具有竖臂30211和横臂30212，所述桨座中联通过所述横臂和竖臂构成为“T”字形结构，所述竖臂固定连接于所述主轴，所述横臂的两端皆设有用于夹持主螺旋桨的主桨夹3022，所述主桨夹的一端穿套于所述横臂，且所述穿套的部位设有推力轴承3023和至少一个所述角接触轴承，两个所述主桨夹皆通过所述推力轴承和角接触轴承可转动连接于所述横臂，两个所述主桨夹的侧壁皆设有桨夹臂3025，且两个所述主桨夹的桨夹臂为相对方向设置，所述桨夹臂的一端固定于所述主桨夹，另一端设有所述联动球头；

本实施例中，所述桨座中联的横臂具有沿其轴向贯穿的通孔302121，所述横臂内穿有横轴30213，所述主桨夹可转动连接于所述横轴；

所述桨座中联的竖臂具有盲孔，所述桨座中联通过所述盲孔穿套并固定于所述主轴；

本实施例中，如图15所示：所述桨夹臂设有联动球头的一端具有两个螺纹孔30252，两个所述螺纹孔按水平方向排布，所述联动球头能够安装于任一所述螺纹孔，通过两个螺纹孔可以设定主旋翼的翻转角度的范围；

如图16所示：两个所述主桨夹处的所述角接触轴承的数量皆为两个，且两个所述角接触轴承分别位于所述桨夹臂的固定位置30251的两侧。

如图12所示：所述主旋翼机构还包括十字盘303，所述十字盘穿套并固定于所述主轴且位于所述桨座中联的下方；

如图17和图18所示：所述十字盘包括关节轴承3031、十字上盘3032、十字下盘3033、十字盘内圈3034和角接触轴承，所述十字上盘和十字下盘皆穿套于所述十字盘内圈的外侧壁，且分别位于所述十字盘内圈的两端，所述十字上盘与所述十字盘内圈固定连接，所述十字下盘与所述十字盘内圈通过角接触轴承可转动连接，所述关节轴承设于所述十字盘内圈的内侧壁，且位于所述十字上盘所在的一端，所述关节轴承的内圈固定于所述主轴，所述十字上盘的侧壁还设有四个联动球头，其中相对的两个所述联动球头为翻转球头30321，且另外两个所述联动球头为相位球头30322，所述翻转球头与所述桨夹臂一端的联动球头通过所述连杆连接，所述十字下盘的外侧设有沿其外周均布的三个所述联动球头，且三个所述联动球头皆通过所述连杆连接至所述舵机臂，通过所述舵机控制所述十字下盘的偏转，从而带动所述旋翼的偏转；

如图19和图20所示：所述十字盘通过所述关节轴承(鱼眼轴承)能够实现摆动运动。

如图21所示：所述尾翼机构包括尾翼701、用于传动所述尾翼旋转的尾波箱702和控制所述尾翼偏转的控制滑块703；

如图22所示：所述尾翼包括尾翼中联7011、穿套于所述尾翼中联的尾横轴7012和两个尾桨夹7013，两个所述尾桨夹分别套接于所述尾横轴的两端，且两个所述尾桨夹皆能够绕其套接端的轴线旋转，两个所述尾桨夹和所述尾横轴之间皆设有角接触轴承和推力轴承，两个所述尾桨夹具有尾桨臂70131，且两个所述尾桨夹的尾桨臂对向设置；

本实施例中，所述尾桨臂与所述尾桨夹为一体结构；

如图23所示：所述尾波箱包括箱体7021，所述箱体内设有用于皮带传动的尾皮带轮7022、用于张紧皮带的尾压带轮7023和辅助压带轮7024，所述辅助压带轮将所述皮带压住贴合至所述尾皮带轮，所述辅助压带轮能够防止皮带翻转，由于皮带传动会改变角度，从水平传动改为竖直传动，所以可能会发生皮带翻转，所述尾皮带轮设于尾轴704，所述尾轴的一端伸出所述尾波箱，且伸出的一端安装有所述尾翼，所述尾翼与所述尾轴垂直设置；

所述控制滑块包括拨动叉7031和滑块组7032，所述滑块组穿套于所述尾轴，且位于所述尾翼和所述尾波箱之间，所述滑块组能够于所述尾轴沿轴向滑动，所述滑块组球头连接至两个所述尾桨臂，所述滑块组的滑动可驱动所述尾桨臂，从而驱使所述尾桨夹偏转，所述拨动叉的一端可转动连接于所述箱体，且其另一端与所述滑块组衔接，所述拨动叉通过所述拨动叉的摆动，能够驱动所述滑块组滑动。

如图24、图25和图26所示：所述滑块组包括铜套70321、轴承70322、滑套70323、蝶形爪70324和控制臂70325，所述铜套穿套于所述尾轴，且所述铜套能沿其轴向滑动，所述蝶形爪与所述铜套固定连接，所述轴承安装于所述铜套和所述滑套之间,所述滑套通过所述轴承与所述铜套相对转动连接，所述蝶形爪的爪部703241与所述控制臂的一端铰接，所述控制臂的另一端与所述尾桨臂球头连接，所述滑块组沿所述尾轴轴向滑动，从而带动所述尾桨夹偏转，进而控制尾翼的偏转；

所述拨动叉通过尾叉支架7033安装于所述箱体，且所述拨动叉可转动连接于所述尾叉支架，所述拨动叉设有拨动臂7034，所述拨动臂通过尾拉杆5033连接至所述舵机，所述尾拉杆的两端皆设有所述连杆，所述拨动叉的叉头70311与所述滑套衔接，所述尾拉杆另一端连接至所述舵机，所述舵机拉动所述尾拉杆，尾拉杆带动所述拨动臂，而拨动臂固定于拨动叉，此时拨动叉以与所述尾叉支架为支点摆动，从而使所述拨动叉的叉头拨动所述滑套，进而带动所述滑块组滑动，滑块组的滑动也通过控制臂带动所述尾桨夹的偏转；

本实施例中，所述滑套的外侧壁具有联动槽703231，所述拨动叉的叉头设有联动螺钉70314，所述联动螺钉卡合于所述联动槽，所述拨动叉通过所述联动螺钉与所述联动槽的卡合带动所述滑块组滑动，所述卡合为使所述联动螺钉与所述联动槽的运动关系限制于所述联动槽的范围内；

本实施例中，所述箱体的侧壁具有凹槽70211，所述尾叉支架嵌于所述凹槽内并固定安装于所述箱体，通过所述凹槽可防止所述尾叉支架发生自转。

本实施例中，所述主齿轴承和角接触轴承皆为单列角接触轴承和/或双列角接触轴承。

本发明的工作过程和工作原理如下：

单旋翼无人机的飞行具有两种动力，一是主旋翼的升力，二是尾翼的防自转平衡动力，升力靠主旋翼机构完成，驱动电机通过齿轮将动力传输至主轴，主轴带动主旋翼旋转，而主旋翼的旋转提供了无人机的升力，同时，通过舵机(伺服电机)和连杆驱动所述十字盘偏转，带动主旋翼的偏转，进而改变主旋翼的升力大小，尾翼机构同样的通过皮带传动将驱动电机的动力传输至尾波箱，带动尾翼旋转，另外，舵机拉动尾拉杆，尾拉杆带动拨动臂，而拨动臂固定于拨动叉，此时拨动叉以与尾叉支架为支点摆动，从而使拨动叉的叉头拨动所述滑套，进而带动所述滑块组滑动，滑块组的滑动也通过控制臂带动所述尾桨夹的偏转；

更详细的说，主旋翼机构通过使用角接触轴承来完成主桨夹的可转动连接，通过角接触轴承能够解决主旋翼的轴向游隙的问题，避免主旋翼的轴向蠕动，配合推力轴承，进一步的保证主旋翼的稳定性，保证主旋翼能流畅的翻转，另外十字盘处也使用角接触轴承，同主旋翼一样，角接触轴承在保证旋转运动的同时，还能有效的避免轴向的蠕动，提高传动的精度，以此能够更精准的控制力；

尾翼机构通过皮带传动尾翼旋转，由于皮带具有柔性，在改变传动方向时，能保证稳定的传动，还有故障率低、维护方便以及成本较低的特点；另外尾翼的控制滑块，包括拨动臂和尾拉杆、控制臂和尾桨臂，上述零部件皆为可快速拆卸的球头连接，拨动叉和滑套为可分体的卡合连接，保证稳定工作的同时，在直机摔落时也能通过自身的分散来抵消作用力，有效的保护零件的完好；尾波箱内设有用于张紧皮带的尾压带轮和辅助压带轮，辅助压带轮将所述皮带压住贴合至所述尾皮带轮，以防止皮带翻转，因为皮带传动会改变角度，水平传动改为竖直，所以可能会发生皮带翻转

主旋翼机构的桨夹臂的一端按水平方向设有两个螺纹孔，从而使联动球头能够更换安装位置，由此位置的更换能够对主旋翼的偏转角度的范围进行设定；另外，连杆部件具有杆体和两个分别设于杆体两端的球头扣，而杆体的一端具有右旋螺纹，且另一端具有左旋螺纹，两个球头扣螺纹连接于所述杆体，转动所述杆体能够实现其两端的球头扣同时旋进或旋出，使连杆长度的调节更为简便；

主轴设有三个主轴座，且主轴座与主轴之间通过角接触轴承连接，通过角接触轴承的特性防止主轴的轴向位移，而且三个主轴座能够稳定的固定主轴，并能顺畅的旋转，另外第二主轴座与第三主轴座为一体结构，使得主轴座的刚性增大，有效的保证主轴座的稳定性；

舵机臂为空心结构，通过空心结构，在无人机摔落的时候，空心的舵机臂由于其刚性较低，会首先损坏，从而能够有效的保护舵机及拉杆和十字盘；本驱动单元的主轴还设有单向轴承，从动齿盘通过所述单向轴承驱动所述主轴旋转，当驱动电机停机时，由于所述主轴相对于所述从动齿盘的转动方向改变，所述主轴能够依惯性继续保持旋转，即故障时，主旋翼还能靠惯性继续给无人机提供升力，避免无人机的直接摔落损坏。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：包括旋翼机构和动力系统，所述旋翼机构包括主旋翼机构(30)和尾翼机构(70)，所述旋翼机构连接至所述动力系统，通过所述动力系统驱动所述旋翼机构的旋转和偏转；

所述动力系统包括驱动单元(40)和传动机构(50)，所述驱动单元包括驱动电机(402)和舵机(409)，所述传动机构包括齿轮传动机构(501)、皮带传动机构(502)和连杆传动机构(503)，所述齿轮传动机构连接所述驱动电机和主旋翼机构并驱动所述主旋翼机构旋转，所述皮带传动机构连接所述驱动电机和所述尾翼机构并驱动所述尾翼机构旋转，所述连杆传动机构连接所述舵机和所述旋翼机构并控制所述旋翼机构偏转；

所述齿轮传动机构包括设于所述驱动电机的输出轴的主齿轮(4021)和设于主轴(401)的从动齿盘(4011)，所述主齿轮和所述从动齿盘啮合，所述驱动电机通过第一电机座(403)安装于机身，且所述主齿轮伸出所述第一电机座，所述主齿轮的另一端设有第二电机座(404)，所述第一电机座和所述第二电机座与所述主齿轮之间皆设有主齿轴承(405)；

所述主轴的一端设有第一主轴座(406)，且自所述第一主轴座朝向所述主轴的另一端依次设有所述从动齿盘、前皮带轮(4013)、第二主轴座(4071)、第三主轴座(4072)和所述主旋翼机构，所述第二主轴座和第三主轴座为一体结构，所述第一主轴座、第二主轴座和第三主轴座与所述主轴之间皆设有角接触轴承(408)，所述从动齿盘与所述主轴之间设有单向轴承(4010)；

所述皮带传动机构包括所述前皮带轮和设于尾波箱内(702)的尾皮带轮(7022)，所述前皮带轮和所述尾皮带轮通过皮带(504)连接传动，进而将驱动电机的动力传输至所述尾波箱，所述皮带位于所述前皮带轮的一端设有用于张紧所述皮带的压带轮(505)，所述压带轮包括固定压带轮(5051)和浮动压带轮(5052)，所述固定压带轮固定于无人机的机身，所述浮动压带轮固定于所述机身延伸出的弹片(506)；

所述连杆传动机构包括连杆(5031)和联动球头(5032)，所述连杆包括杆体(50311)和两个分别设于所述杆体两端的球头扣(50312)，所述杆体的一端具有右旋螺纹，且另一端具有左旋螺纹，两个所述球头扣分别螺纹连接于所述杆体的两端，所述连杆传动机构还包括安装于所述舵机的输出轴的舵机臂(4091)，所述舵机臂的自由端设有所述联动球头；

所述主旋翼机构包括固定连接于无人机主轴(401)的主旋翼头(302)，所述主旋翼头与所述主轴垂直设置，所述主旋翼头包括桨座中联(3021)，所述桨座中联具有竖臂(30211)和横臂(30212)，所述桨座中联通过所述横臂和竖臂构成为“T”字形结构，所述竖臂固定连接于所述主轴，所述横臂的两端皆设有用于夹持主螺旋桨的主桨夹(3022)，所述主桨夹的一端穿套于所述横臂，且所述穿套的部位设有推力轴承(3023)和至少一个所述角接触轴承，两个所述主桨夹皆通过所述推力轴承和所述角接触轴承可转动连接于所述横臂，两个所述主桨夹的侧壁皆设有桨夹臂(3025)，且两个所述主桨夹的桨夹臂为相对方向设置，所述桨夹臂的一端固定于所述主桨夹，另一端设有所述联动球头；

所述主旋翼机构还包括十字盘(303)，所述十字盘穿套并固定于所述主轴且位于所述桨座中联的下方，所述十字盘包括关节轴承(3031)、十字上盘(3032)、十字下盘(3033)、十字盘内圈(3034)和所述角接触轴承，所述十字上盘和十字下盘皆穿套于所述十字盘内圈的外侧壁，且分别位于所述十字盘内圈的两端，所述十字上盘与所述十字盘内圈固定连接，所述十字下盘与所述十字盘内圈通过所述角接触轴承可转动连接，所述关节轴承设于所述十字盘内圈的内侧壁，且位于所述十字上盘所在的一端，所述关节轴承的内圈固定于所述主轴，所述十字盘通过所述关节轴承能够实现摆动运动，所述十字上盘的侧壁还设有四个联动球头，其中相对的两个所述联动球头为翻转球头(30321)，且另外两个所述联动球头为相位球头(30322)，所述翻转球头与所述桨夹臂一端的联动球头通过所述连杆连接，所述十字下盘的外侧设有沿其外周均布的三个所述联动球头，且三个所述联动球头皆通过所述连杆连接至所述舵机臂；

所述尾翼机构包括尾翼(701)、用于传动所述尾翼旋转的尾波箱(702)和控制所述尾翼偏转的控制滑块(703)；

所述尾翼包括尾翼中联(7011)、穿套于所述尾翼中联的尾横轴(7012)和两个尾桨夹(7013)，两个所述尾桨夹分别套接于所述尾横轴的两端，且两个所述尾桨夹皆能够绕其套接端的轴线旋转，两个所述尾桨夹和所述尾横轴之间皆设有所述角接触轴承和推力轴承，两个所述尾桨夹具有尾桨臂(70131)，且两个所述尾桨夹的尾桨臂对向设置，所述尾桨臂与所述尾桨夹为一体结构；

所述尾波箱包括箱体(7021)，所述箱体内设有用于皮带传动的尾皮带轮(7022)、用于张紧皮带的尾压带轮(7023)和辅助压带轮(7024)，所述辅助压带轮将所述皮带压住贴合至所述尾皮带轮，所述尾皮带轮设于尾轴(704)，所述尾轴的一端伸出所述尾波箱，且伸出的一端安装有所述尾翼，所述尾翼与所述尾轴垂直设置；

所述控制滑块包括拨动叉(7031)和滑块组(7032)，所述滑块组穿套于所述尾轴，且位于所述尾翼和所述尾波箱之间，所述滑块组能够于所述尾轴沿轴向滑动，所述滑块组球头连接至两个所述尾桨臂，所述拨动叉的一端可转动连接于所述箱体，且其另一端与所述滑块组衔接，所述拨动叉通过所述拨动叉的摆动，能够驱动所述滑块组滑动。

2.根据权利要求1所述的单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：所述滑块组包括铜套(70321)、轴承(70322)、滑套(70323)、蝶形爪(70324)和控制臂(70325)，所述铜套穿套于所述尾轴，且所述铜套能沿其轴向滑动，所述蝶形爪与所述铜套固定连接，所述轴承安装于所述铜套和所述滑套之间,所述滑套通过所述轴承与所述铜套相对转动连接，所述蝶形爪的爪部(703241)与所述控制臂的一端铰接，所述控制臂的另一端与所述尾桨臂球头连接；

所述拨动叉通过尾叉支架(7033)安装于所述箱体，且所述拨动叉可转动连接于所述尾叉支架，所述拨动叉设有拨动臂(7034)，所述拨动臂通过尾拉杆(5033)连接至所述舵机，所述尾拉杆的两端皆设有所述连杆，所述拨动叉的叉头(70311)与所述滑套衔接。

3.根据权利要求2所述的单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：所述滑套的外侧壁具有联动槽(703231)，所述拨动叉的叉头设有联动螺钉(70314)，所述联动螺钉卡合于所述联动槽。

4.根据权利要求1所述的单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：所述第一电机座与所述第二电机座之间设有电机补强板(4015)，所述电机补强板的两端分别固定于所述第一电机座和所述第二电机座。

5.根据权利要求1所述的单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：两个所述主桨夹处的所述角接触轴承的数量皆为两个，且两个所述角接触轴承分别位于所述桨夹臂的固定位置(30251)的两侧。

6.根据权利要求1所述的单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：所述舵机臂为空心结构。

7.根据权利要求1所述的单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：所述主旋翼机构还包括相位保持架(3029)，所述相位保持架包括相位臂(30291)和联动臂(30292)，所述相位臂与所述联动臂铰接，且所述相位臂与所述联动臂能于同一平面内旋转，所述相位臂的自由端铰接于所述主轴或所述桨座中联，所述联动臂的自由端球头接于所述相位球头。

8.根据权利要求1所述的单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：所述桨夹臂设有联动球头的一端具有两个螺纹孔(30252)，两个所述螺纹孔按水平方向排布，所述联动球头能够安装于任一所述螺纹孔。

9.根据权利要求1所述的单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：所述桨座中联的横臂具有沿其轴向贯穿的通孔(302121)，所述横臂内穿有横轴(30213)，所述主桨夹可转动连接于所述横轴。

10.根据权利要求2所述的单旋翼无人机的飞行动力系统，其特征在于：所述箱体的侧壁具有凹槽(70211)，所述尾叉支架嵌于所述凹槽内并固定安装于所述箱体。