CN109703754A - 一种螺旋桨锁定机构及含其的无人机动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种螺旋桨锁定机构及含其的无人机动力装置，锁定机构用于锁定螺旋桨，螺旋桨通过电机驱动，电机包括转轴，转轴的一端与螺旋桨连接，锁定机构包括角度限位块、推拉机构和顶块，转轴的另一端与角度限位块中部连接；推拉机构与顶块连接且通过顶块推动角度限位块转动至指定位置后锁定。本发明所提供的一种螺旋桨锁定机构及含其的无人机动力装置，该锁定机构通过带动顶块运动的推拉机构实现了将停在任意位置的螺旋桨锁定在与气流方向一致的位置，控制简单，结构紧凑，容易集成在无人机动力装置上。

Description

一种螺旋桨锁定机构及含其的无人机动力装置

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种螺旋桨锁定机构及含其的无人机动力装置。

背景技术

垂直起降固定翼飞行器克服了传统固定翼飞行器受制于传统滑行起飞滑行降落方式而导致对跑道、起飞环境以及操控技术要求高的缺陷；其另外设有垂直动力装置，该垂直动力装置在飞行器起飞和降落时驱动螺旋桨提供升力，从而实现飞行器高度控制；例如，申请号为201720690129.9的中国实用新型专利。

上述提供升力的螺旋桨在飞行器平飞过程中并不工作，但这些螺旋桨在气流作用下会随机转动，而螺旋桨的转动会对气流产生干扰，影响机翼的来流状态，不仅增大了飞行器所受到的阻力，而且对飞行器的姿态带来扰动，影响飞行器的稳定飞行，降低了飞行器续航时间，缩短了飞行器续航距离。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种螺旋桨锁定机构及含其的无人机动力装置，能够在固定翼无人机平飞时将螺旋桨锁定，避免其随机转动而对气流产生干扰，从而影响飞行器的稳定飞行，结构简单，能够随时对螺旋桨进行锁定。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：本发明提供了一种螺旋桨锁定机构，所述锁定机构用于锁定螺旋桨，所述螺旋桨通过电机驱动，所述电机包括转轴，所述转轴的一端与所述螺旋桨连接，所述锁定机构包括角度限位块、推拉机构和顶块，所述转轴的另一端与所述角度限位块中部连接；所述推拉机构与所述顶块连接且通过所述顶块推动所述角度限位块转动至指定位置后锁定。

本发明所提供的螺旋桨锁定机构，通过推拉机构带动顶块运动，由于角度限位块与电机转轴连接，顶块作用于角度限位块，使得转动的角度限位块带动螺旋桨转动直至运动至指定位置后锁定，顶块限制角度限位块转动，从而使得螺旋桨位置锁定，避免其随机转动。该螺旋桨锁定机构，结构简单，易于集成在动力装置上，体积小，锁定快捷且有效，制造成本低，便于拆卸和更换。

优选地，所述推拉机构为推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁包括电磁铁和推拉杆，所述推拉杆的一端穿过所述电磁铁内部，另一端与所述顶块连接。

进一步地，所述螺旋桨处于锁定状态时，所述顶块的一侧面与所述角度限位块的一侧面紧密贴合以限制所述角度限位块转动。为了将螺旋桨稳定锁定且保证位置偏移，最优地，顶块与角度限位块相贴合的侧面重合。

进一步地，所述角度限位块的两端面为外凸弧形面。角度限位块和顶块皆为条形块，角度限位块的二分之一宽度与顶块宽度之和为角度限位块的长度。

角度限位块的两端面为宽度所对应的端面，将角度限位块的两端面设为外凸弧形面，并将角度限位块和顶块设定为上述特定尺寸，在顶块的推动下，能够使得处于任何位置的角度限位块快速有效地转动至指定位置且不会出现转动卡死现象，本发明所述的指定位置为螺旋桨的桨叶平行于机头方向的位置，该位置能够保证螺旋桨对气流影响最小。

进一步地，所述顶块的端部设有第一橡胶滚轮。在顶块的端部设置第一橡胶滚轮，可以使得顶块推动角度限位块的过程更为顺滑，有利于实现有效快速锁定。

优选地，还包括固定底座，所述固定底座内设有滑槽，所述锁定机构设于所述滑槽内且沿着所述滑槽滑动。

进一步地，所述顶块底部设有第二橡胶滚轮。在顶块底部设置第二橡胶滚轮，有利于减小第二橡胶滚轮与滑槽的摩擦力，使得顶块的推动过程更加顺滑。

另一方面，本发明提供了一种无人机动力装置，包括螺旋桨、电机和上述的螺旋桨锁定机构；所述锁定机构包括角度限位块、推拉机构和顶块，所述电机的转轴的一端与所述螺旋桨连接，另一端与所述角度限位块中部连接；所述推拉机构与所述顶块连接且通过所述顶块推动所述角度限位块转动至指定位置后锁定。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明所提供的一种螺旋桨锁定机构及含其的无人机动力装置，该锁定机构通过带动顶块运动的推拉机构实现了将

停在任意位置的螺旋桨锁定在与气流方向一致的位置，控制简单，结构紧凑，容易集成在无人机动力装置上。

附图说明

图1为本发明实施例所提供含有螺旋桨锁定机构的无人机动力装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供含有螺旋桨锁定机构的无人机动力装置的结构分解示意图；

图3为本发明实施例所提供螺旋桨处于锁定状态下的状态图；

图4为本发明实施例所提供螺旋桨处于其中一自由状态下的示意图；

图5为本发明实施例所提供螺旋桨处于另一自由状态下的示意图。

图中：

1、电机；1.1、电机轴；2、螺旋桨；3、电机座；4、角度限位块；5、顶块；6、电磁铁；7、推拉杆；8、固定底座；8.1、滑槽；9、第一橡胶滚轮；10、第二橡胶滚轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作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。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一：

本实施例提供了一种无人机动力装置，参阅图1和2，包括螺旋桨2、电机1和螺旋桨锁定机构，所述螺旋桨锁定机构用于将螺旋桨锁定在指定位置，避免其随机转动；所述螺旋桨2通过电机1驱动，所述电机1包括转轴1.1；所述锁定机构包括角度限位块4、推拉机构和顶块4，所述电机的转轴的一端与所述螺旋桨2连接，另一端与所述角度限位块4中部连接；所述推拉机构与所述顶块5连接且通过所述顶块4推动所述角度限位块4转动至指定位置后锁定。优选地，角度限位块4和顶块皆为条形块。

由于无人机在平飞过程中，提供升力的螺旋桨无需工作，如若没有锁定机构，其会随气流随机转动，影响无人机的稳定飞行，本实施例通过所提供锁定机构的推拉机构推动顶块，顶块推动角度限位块运动，由于电机转轴的两端分别连接螺旋桨和角度限位块，运动的角度限位块带动螺旋桨运动，当锁定角度限位块时，螺旋桨随之被锁定而难以转动。角度限位块中部与转轴连接，在顶块作用下顺时针或逆时针转动，直至与推至其底部的顶块相贴合而被锁定。所述螺旋桨处于锁定状态时，所述顶块的一侧面与所述角度限位块的一侧面紧密贴合以限制所述角度限位块转动。

本实施例中，为了最大限度减小螺旋桨对气流的影响，通过锁定机构将螺旋桨锁定在与气流方向一致的位置，即，将螺旋桨的桨叶平行于机头方向。因此，安装锁定机构时，使得其推动方向为机头方向。为了加大顶块施加推力至角度限位块时的力矩，从而更加有效快速地推动角度限位块转动，且保证任意位置处的角度限位块推动而不会出现卡死现象，本实施例设定角度限位块的二分之一宽度与顶块宽度之和为角度限位块的二分之一长度，且优选地，顶块的宽度为角度限位块长度的四分之一；更进一步地，角度限位块的两端面为外凸弧形面，当顶块施加推力于外凸弧形面时，能够顺滑地推动角度限位块。

本实施例中，所述推拉机构为推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁包括电磁铁6和推拉杆7，所述推拉杆7的一端穿过所述电磁铁6内部，另一端与所述顶块4连接。推拉式电磁铁通过导线与无人机的飞行控制器连接，通过控制电磁铁通电可以控制推拉杆运动，从而实现推动顶块的目的。可知地，当无人飞行器上的姿态传感器感知到无人机处于平飞状态时，无人机的飞行控制器控制推拉式电磁铁通电，推拉杆运动，带动顶块向前推动，顶块驱动角度限位块转动至指定位置后将螺旋桨锁定；当无人机垂直升降时，无人机的飞行控制器控制推拉式电磁铁断电，推拉杆恢复至初始位置，角度限位块失去顶块对其的限位作用，螺旋桨可自由转动。

在其它一些实施例中，也可以采用舵机和摇臂来驱动推拉杆运动，舵机与飞行控制器连接，舵机的动力输出端与摇臂连接，摇臂与推拉杆连接，舵机驱动摇臂运动，摇臂带动推拉杆运动。

为了更加顺滑地推动角度限位块，所述顶块的端部设有第一橡胶滚轮9。

本实施例中还包括固定底座8，所述固定底座8内设有滑槽8.1，所述锁定机构设于所述滑槽内且沿着所述滑槽滑动。固定底座8可以安装在电机座3底部，所述电机座顶部固定所述电机，底部固定所述螺旋桨锁定机构。为了减小摩擦力，提高锁定效率，所述顶块底部设有第二橡胶滚轮10。

结合图3-5，本实施例提供了螺旋桨锁定机构推动处于不同状态下的角度限位块至指定位置的过程，图4为螺旋桨处于自由旋转状态下，推拉电磁铁的推拉杆7往复滑动方向与机头方向一致，推拉杆向前推动，作用于角度限位块4的一端，使其逆时针旋转，当推拉杆运动至指定位置时，角度限位块与顶块平行且角度限位块底面恰与顶块顶面相贴合，从而将螺旋桨锁定在与气流方向一致的位置，需要说明的是，角度限位块4与螺旋桨方向一致，两者相互平行。

同理，图3为角度限位块位于顶杆斜上方时锁定状态图，顶块4前端的第一橡胶滚轮9作用于角度限位块4一端面，该端面为外凸弧形面，角度限位块4逆时针转动，当推拉杆7运动至指定位置时，将角度限位块锁定，从而使得螺旋桨锁定在与气流方向一致位置。

本实施例所提供的螺旋桨锁定机构，通过带动顶块运动的推拉机构实现了将停在任意位置的螺旋桨锁定在与气流方向一致的位置，避免螺旋桨对周围气流产生影响，有利于无人机飞行的稳定性，控制简单，结构紧凑，容易集成在无人机动力装置上。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺旋桨锁定机构，所述锁定机构用于锁定螺旋桨（2），所述螺旋桨（2）通过电机（1）驱动，所述电机包括转轴（1.1），所述转轴（1.1）的一端与所述螺旋桨连接，其特征在于，所述锁定机构包括角度限位块（4）、推拉机构和顶块（5），所述转轴（1.1）的另一端与所述角度限位块（4）中部连接；所述推拉机构与所述顶块（5）连接且通过所述顶块（5）推动所述角度限位块（4）转动至指定位置后锁定。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨锁定机构，其特征在于，所述推拉机构为推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁包括电磁铁（6）和推拉杆（7），所述推拉杆（7）的一端穿过所述电磁铁（6）内部，另一端与所述顶块（5）连接。

3.根据权利要求1所述的螺旋桨锁定机构，其特征在于，所述螺旋桨（2）处于锁定状态时，所述顶块（5）的一侧面与所述角度限位块的一侧面紧密贴合以限制所述角度限位块（4）转动。

4.根据权利要求3所述的螺旋桨锁定机构，其特征在于，所述角度限位块（4）的两端面为外凸弧形面。

5.根据权利要求1所述的螺旋桨锁定机构，其特征在于，所述顶块的端部设有第一橡胶滚轮（9）。

6.根据权利要求1所述的螺旋桨锁定机构，其特征在于，还包括固定底座（8），所述固定底座（8）内设有滑槽（8.1），所述锁定机构设于所述滑槽（8.1）内且沿着所述滑槽滑动。

7.根据权利要求1所述的螺旋桨锁定机构，其特征在于，所述顶块（5）底部设有第二橡胶滚轮（10）。

8.一种无人机动力装置，其特征在于，包括螺旋桨（2）、电机（1）和权利要求1-7任意一项中所述的螺旋桨锁定机构；所述锁定机构包括角度限位块（4）、推拉机构和顶块（5），所述电机的转轴（1.1）的一端与所述螺旋桨（2）连接，另一端与所述角度限位块（4）中部连接；所述推拉机构与所述顶块连接且通过所述顶块推动所述角度限位块转动至指定位置后锁定。

9.根据权利要求8所述的无人机动力装置，其特征在于，还包括电机座（3），所述电机座顶部固定所述电机，底部固定所述螺旋桨锁定机构。

10.根据权利要求9所述的无人机动力装置，其特征在于，还包括固定底座（8），所述固定底座固定在所述电机座底部，所述固定底座上设有滑槽（8.1），所述锁定机构设于所述滑槽内且沿着所述滑槽滑动。