CN111661311A - 一种用于承载通讯装置的太阳能无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，包括无人机本体，所述无人机本体下端设有转动密封机构，所述转动密封机构上端设有天线伸缩机构，转动密封机构一侧设有动力传递机构。本发明的有益效果是，通过天线伸缩机构的作用可以使天线在不使用时或者在无人机高速飞行时隐藏起来，从而有效降低天线对无人机产生的风阻，通过转动密封机构的作用可以有效对天线起到保护的作用，并使无人机空腔内保持一定的洁净空间。

Description

一种用于承载通讯装置的太阳能无人机

技术领域

本发明涉及无人机应急通讯技术领域，更具体的说，涉及一种用于承载通讯装置的太阳能无人机。

背景技术

在无人机应用中，图传、数传已经成为无人机的核心部件，尤其是在安防、巡检等应用的无人机中，在一些特定场景，如应急灾害时候太阳能无人机可以临时建立地面通讯保障，同时大型无人机可以飞到高空替代被摧毁的信号基站，起到类亚卫星作用；

传统的无人机信号传输装置，例如专利号为CN201920447204.8专利名称为一种无人机通讯电台自动转向装置的专利，为了保证天线信号的强度，需要将天线裸露在外部，不能够进行伸缩，此设计通过转动虽然能够保证信号的强度，但是无人机在悬停之前需要快速飞行到指定位置，在飞行过程中裸露在外部的天线具有较大的风阻，增加了无人机的能耗；传统的装置不能够对天线起到保护的作用，从而影响天线的使用寿命。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，以解决的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，包括无人机本体，所述无人机本体下端设有转动密封机构，所述转动密封机构上端设有天线伸缩机构，转动密封机构一侧设有动力传递机构；

所述转动密封机构包括无人机本体下端的梯形箱体，梯形箱体下表面开有圆形开口，圆形开口一侧安装有销轴一，销轴一下端与梯形箱体固定连接，销轴一设有三个，销轴一上端安装有扇形转动门，扇形转动门一端与销轴一铰接，扇形转动门侧表面安装有三角连接块，三角连接块上表面安装有销轴二，梯形箱体上端安装有固定环，固定环下端侧表面安装有滚子轴承一，滚子轴承一外表面安装有转动环一，转动环一侧表面安装有弧形蜗杆，转动环一侧表面安装有矩形块，转动环一侧表面开有锁止豁口，转动环一上表面开有弧形长孔，弧形长孔与销轴二滑动连接；所述梯形箱体上端安装有电机支架，电机支架与梯形箱体固定连接，电机支架下端安装有步进电机，步进电机旋转端安装有与弧形蜗杆互相啮合的蜗轮一；

所述天线伸缩机构包括梯形箱体上端中心处的矩形固定条，矩形固定条上端与梯形箱体固定连接，矩形固定条两侧开有矩形槽一，矩形槽一下端安装有齿条一，矩形固定条外侧安装有滑动管，滑动管两侧开有螺纹槽，滑动管上端安装有匚形架，匚形架一端安装有滚子轴承二，滚子轴承二外圈安装有直齿轮一，直齿轮一一侧安装有传动轮；所述滑动管侧表面开有矩形槽二，矩形槽二上端开有通孔一，通孔一下端安装有针状天线，针状天线上端与滑动管铰接，针状天线与滑动管之间安装有扭力弹簧，针状天线上端与传动轮之间安装有连接绳；所述矩形固定条两侧安装有固定杆，固定杆与梯形箱体固定连接，固定杆下端安装有滚子轴承三，滚子轴承三内圈安装有转动环二，转动环二上端安装有伞齿轮一，转动环二内圈安装有齿圈，固定杆下端安装有L型固定杆，L型固定杆下端安装有滚子轴承四，滚子轴承四外圈安装有与螺纹槽互相啮合的蜗轮二，蜗轮二上端安装有与齿圈互相啮合的直齿轮二；

所述动力传递机构包括梯形箱体下表面的立式轴承一，立式轴承一内圈安装有传动轴，传动轴一端与蜗轮一固定连接，传动轴另一端安装有直齿轮六，立式轴承一一侧安装有立式轴承二，立式轴承二内圈安装有连接轴一，连接轴一一端安装有直齿轮三，连接轴一另一端安装有皮带轮一；所述梯形箱体下端侧表面安装有限位板，限位板设有两个，限位板侧表面开有通孔二，通孔二内安装有滑动杆，滑动杆两端安装有限位圈，限位圈与限位板之间安装有压缩弹簧一，压缩弹簧一设有一个，滑动杆一端安装有空心管一，空心管一内圈安装有普通轴承一，普通轴承一设有两个，普通轴承一内圈安装有连接轴二，连接轴二一端安装有直齿轮四，直齿轮四与直齿轮三的位置相对应，直齿轮四一侧安装有直齿轮五，直齿轮五与直齿轮六的位置相对应；所述梯形箱体下表面中心处安装有立式轴承三，立式轴承三内圈安装有转动轴，转动轴一端安装有与伞齿轮一互相啮合的伞齿轮二，转动轴另一端安装有皮带轮二，皮带轮二与皮带轮一之间安装有传动带；所述梯形箱体下端安装有电磁铁，滑动杆一端安装有永磁铁，电磁铁一侧安装有矩形固定板，矩形块侧表面安装有压缩弹簧二。

进一步的，滑动杆侧表面安装有空心管二，空心管二内表面安装有滑动块，空心管二一侧安装有销轴三，销轴三与梯形箱体固定连接，销轴三侧表面安装有锁止齿轮，锁止齿轮侧表面安装有摆动杆，摆动杆与滑动块铰接，锁止齿轮一侧安装有滑轨，滑轨与梯形箱体固定连接，滑轨一侧安装有插销，插销一侧安装有与锁止齿轮互相啮合的齿条二。

进一步的，扇形转动门侧表面安装有橡胶条。

进一步的，空心管二侧表面开有矩形豁口。

进一步的，梯形箱体上端安装有无线数传电台。

进一步的，无线数传电台与针状天线之间安装于连接线。

进一步的，直齿轮一与匚形架之间安装有发条弹簧。

本发明的有益效果是：通过天线伸缩机构的作用可以使天线在不使用时或者在无人机高速飞行时隐藏起来，从而有效降低天线对无人机产生的风阻，通过转动密封机构的作用可以有效对天线起到保护的作用，并使无人机空腔内保持一定的洁净空间。

附图说明

图1是本发明所述一种用于承载通讯装置的太阳能无人机的结构示意图；

图2是天线伸缩机构的状态示意图；

图3是扇形转动门的打开示意图；

图4是扇形转动门的关闭示意图；

图5是动力传递机构的放大示意图；

图6是动力传递机构的俯视示意图；

图7是锁止齿轮的放大示意图；

图8是天线伸缩机构的放大示意图；

图9是天线伸缩机构的局部示意图；

图10是矩形固定条的横截面示意图；

图11是扇形转动门的放大示意图；

图12是转动环一的示意图；

图13是L型固定杆的放大示意图；

图中，1、无人机本体；2、梯形箱体；3、圆形开口；4、销轴一；5、扇形转动门；6、三角连接块；7、销轴二；8、固定环；9、滚子轴承一；10、转动环一；11、弧形蜗杆；12、矩形块；13、锁止豁口；14、弧形长孔；15、电机支架；16、步进电机；17、蜗轮一；18、矩形固定条；19、矩形槽一；20、齿条一；21、滑动管；22、螺纹槽；23、匚形架；24、滚子轴承二；25、直齿轮一；26、传动轮；27、矩形槽二；28、通孔一；29、针状天线；30、扭力弹簧；31、连接绳；32、固定杆；33、滚子轴承三；34、转动环二；35、伞齿轮一；36、齿圈；37、L型固定杆；38、滚子轴承四；39、蜗轮二；40、直齿轮二；41、立式轴承一；42、传动轴；43、直齿轮六；44、立式轴承二；45、连接轴一；46、直齿轮三；47、皮带轮一；48、限位板；49、通孔二；50、滑动杆；51、限位圈；52、压缩弹簧一；53、空心管一；54、普通轴承一；55、连接轴二；56、直齿轮四；57、直齿轮五；58、立式轴承三；59、转动轴；60、伞齿轮二；61、皮带轮二；62、传动带；63、电磁铁；64、永磁铁；65、固定板；66、压缩弹簧二；67、空心管二；68、滑动块；69、销轴三；70、锁止齿轮；71、摆动杆；72、滑轨；73、插销；74、齿条二；75、橡胶条；76、矩形豁口；77、无线数传电台；78、连接线；79、发条弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-13所示，一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，包括无人机本体1，无人机本体1下端设有转动密封机构，转动密封机构上端设有天线伸缩机构，转动密封机构一侧设有动力传递机构；

转动密封机构包括无人机本体1下端的梯形箱体2，梯形箱体2下表面开有圆形开口3，圆形开口3一侧安装有销轴一4，销轴一4下端与梯形箱体2固定连接，销轴一4设有三个，销轴一4上端安装有扇形转动门5，扇形转动门5一端与销轴一4铰接，扇形转动门5侧表面安装有三角连接块6，三角连接块6上表面安装有销轴二7，梯形箱体2上端安装有固定环8，固定环8下端侧表面安装有滚子轴承一9，滚子轴承一9外表面安装有转动环一10，转动环一10侧表面安装有弧形蜗杆11，转动环一10侧表面安装有矩形块12，转动环一10侧表面开有锁止豁口13，转动环一10上表面开有弧形长孔14，弧形长孔14与销轴二7滑动连接；梯形箱体2上端安装有电机支架15，电机支架15与梯形箱体2固定连接，电机支架15下端安装有步进电机16，步进电机16旋转端安装有与弧形蜗杆11互相啮合的蜗轮一17；

天线伸缩机构包括梯形箱体2上端中心处的矩形固定条18，矩形固定条18上端与梯形箱体2固定连接，矩形固定条18两侧开有矩形槽一19，矩形槽一19下端安装有齿条一20，矩形固定条18外侧安装有滑动管21，滑动管21两侧开有螺纹槽22，滑动管21上端安装有匚形架23，匚形架23一端安装有滚子轴承二24，滚子轴承二24外圈安装有直齿轮一25，直齿轮一25一侧安装有传动轮26；滑动管21侧表面开有矩形槽二27，矩形槽二27上端开有通孔一28，通孔一28下端安装有针状天线29，针状天线29上端与滑动管21铰接，针状天线29与滑动管21之间安装有扭力弹簧30，针状天线29上端与传动轮26之间安装有连接绳31；矩形固定条18两侧安装有固定杆32，固定杆32与梯形箱体2固定连接，固定杆32下端安装有滚子轴承三33，滚子轴承三33内圈安装有转动环二34，转动环二34上端安装有伞齿轮一35，转动环二34内圈安装有齿圈36，固定杆32下端安装有L型固定杆37，L型固定杆37下端安装有滚子轴承四38，滚子轴承四38外圈安装有与螺纹槽22互相啮合的蜗轮二39，蜗轮二39上端安装有与齿圈36互相啮合的直齿轮二40；

动力传递机构包括梯形箱体2下表面的立式轴承一41，立式轴承一41内圈安装有传动轴42，传动轴42一端与蜗轮一17固定连接，传动轴42另一端安装有直齿轮六43，立式轴承一41一侧安装有立式轴承二44，立式轴承二44内圈安装有连接轴一45，连接轴一45一端安装有直齿轮三46，连接轴一45另一端安装有皮带轮一47；梯形箱体2下端侧表面安装有限位板48，限位板48设有两个，限位板48侧表面开有通孔二49，通孔二49内安装有滑动杆50，滑动杆50两端安装有限位圈51，限位圈51与限位板48之间安装有压缩弹簧一52，压缩弹簧一52设有一个，滑动杆50一端安装有空心管一53，空心管一53内圈安装有普通轴承一54，普通轴承一54设有两个，普通轴承一54内圈安装有连接轴二55，连接轴二55一端安装有直齿轮四56，直齿轮四56与直齿轮三46的位置相对应，直齿轮四56一侧安装有直齿轮五57，直齿轮五57与直齿轮六43的位置相对应；梯形箱体2下表面中心处安装有立式轴承三58，立式轴承三58内圈安装有转动轴59，转动轴59一端安装有与伞齿轮一35互相啮合的伞齿轮二60，转动轴59另一端安装有皮带轮二61，皮带轮二61与皮带轮一47之间安装有传动带62；梯形箱体2下端安装有电磁铁63，滑动杆50一端安装有永磁铁64，电磁铁63一侧安装有矩形固定板65，矩形块12侧表面安装有压缩弹簧二66。

滑动杆50侧表面安装有空心管二67，空心管二67内表面安装有滑动块68，空心管二67一侧安装有销轴三69，销轴三69与梯形箱体2固定连接，销轴三69侧表面安装有锁止齿轮70，锁止齿轮70侧表面安装有摆动杆71，摆动杆71与滑动块68铰接，锁止齿轮70一侧安装有滑轨72，滑轨72与梯形箱体2固定连接，滑轨72一侧安装有插销73，插销73一侧安装有与锁止齿轮70互相啮合的齿条二74。

扇形转动门5侧表面安装有橡胶条75。

空心管二67侧表面开有矩形豁口76。

梯形箱体2上端安装有无线数传电台77。

无线数传电台77与针状天线29之间安装于连接线78。

直齿轮一25与匚形架23之间安装有发条弹簧79。

在本实施方案中，该设备的用电器由外接控制器进行控制，在常规状态下扇形转动门5处于关闭的状态，当无人机需要执行通讯保障任务时，人工控制无人机飞行指定位置，之后控制器控制步进电机16正转，此时直齿轮四56、直齿轮五57和直齿轮六43、直齿轮三46处于分离的状态，故不会向皮带轮一47传递动力，步进电机16的转动直接带动蜗轮一17转动，通过蜗轮一17与弧形蜗杆11啮合的作用，蜗轮一17的转动间接直接带动转动环一10进行转动，转动环一10的转动使弧形长孔14带动销轴二7进行移动，销轴二7以圆形开口3的圆心为圆心做圆周运动，在做圆周运动的同时销轴二7从较小的圆上移动到较大的圆上，从而使销轴二7发生位移，销轴二7的移动带动扇形转动门5以销轴一4为圆心慢慢转动，从而实现打开的目的（如图3运动到图4所示）；

当扇形转动门5打开之后，此时蜗轮一17与弧形蜗杆11处于接触的状态（不啮合），矩形块12随着转动环一10的转动，移动到靠近电磁铁63的位置，控制器控制电磁铁63通电，电磁铁63将接近的矩形块12吸附在一起，使矩形块12带动转动环一10转动小段距离，此时蜗轮一17与弧形蜗杆11完全分离，此时步进电机16的转动将不驱动转动环一10转动，压缩弹簧二66处于被压缩的状态，在电磁铁63吸附矩形块12的同时，电磁铁63还将永磁铁64吸附在一起，永磁铁64发生一定位移，永磁铁64发生的位移带动滑动杆50向左移动一定距离，此时压缩弹簧一52处于被压缩的状态，限位圈51可以限制滑动杆50的移动范围，滑动杆50的移动带动空心管一53、普通轴承一54、连接轴二55、直齿轮四56、直齿轮五57向左侧移动一定距离，使直齿轮四56、直齿轮五57和直齿轮六43、直齿轮三46啮合，当步进电机16再次转动时，蜗轮一17进行空转，动力通过传动轴42、直齿轮六43、直齿轮五57、连接轴二55、直齿轮四56、直齿轮三46、连接轴一45传递到皮带轮一47上，皮带轮一47的转动通过传动带62的传动带动皮带轮二61进行旋转，皮带轮二61的转动通过转动轴59带动伞齿轮二60转动，伞齿轮二60的转动带动伞齿轮一35转动，通过固定杆32、L型固定杆37可以对转动环二34、蜗轮二39、直齿轮二40提供稳定的支撑，伞齿轮一35的转动带动转动环二34、齿圈36转动，齿圈36的转动带动直齿轮二40旋转，直齿轮二40的转动通过滚子轴承四38的传动带动蜗轮二39转动，通过蜗轮二39与螺纹槽22啮合的作用，驱动滑动管21向下滑动；

为防止扇形转动门5随意转动，在滑动杆50移动的同时空心管二67带动滑动块68向做移动，摆动杆71随着滑动块68的移动而摆动，摆动杆71的摆动带动锁止齿轮70转动，锁止齿轮70的转动带动齿条二74、插销73向锁止豁口13一侧滑动，并插入锁止豁口13实现锁止转动环一10的目的；

当滑动管21滑动到最下端之前，此时滑动管21的大部分已经伸出圆形开口3，滑动管21通过匚形架23带动直齿轮一25与齿条一20啮合，此时齿轮一25与齿条一20发生相对运动，齿轮一25开始自转，齿轮一25的转动带动传动轮26转动一定角度，传动轮26的转动通过连接绳31拉动针状天线29转动，针状天线29的下端向外转动，通过滑动管21的持续下移，当下移到最大值时，步进电机16停止旋转，使针状天线29具有更好的信号接收角度，此时控制无线数传电台77进行工作，无线数传电台77通过连接线78传递信号，此时无人机本体1相当于小型信号基站，从而实现保障地面通讯的目的；

当任务执行完毕之后，控制器控制步进电机16反向转动，步进电机16的转动间接带动滑动管21复位，通过发条弹簧79和扭力弹簧30的作用可以使相应的部件进行复位，当滑动管21复位之后，控制器控制电磁铁63断电，此时利用压缩弹簧二66的弹力使转动环一10反向转动一定距离，使弧形蜗杆11与蜗轮一17贴合，同时电磁铁63释放永磁铁65利用压缩弹簧一52的作用滑动杆50复位，使直齿轮四56、直齿轮五57和直齿轮六43、直齿轮三46分离，从而切断天线伸缩机构的动力，步进电机16的持续反转，带动弧形蜗杆11和转动环一10进行复位，从而实现关闭扇形转动门5的目的。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，包括无人机本体（1），其特征在于，所述无人机本体（1）下端设有转动密封机构，所述转动密封机构上端设有天线伸缩机构，转动密封机构一侧设有动力传递机构；

所述转动密封机构包括无人机本体（1）下端的梯形箱体（2），梯形箱体（2）下表面开有圆形开口（3），圆形开口（3）一侧安装有销轴一（4），销轴一（4）下端与梯形箱体（2）固定连接，销轴一（4）设有三个，销轴一（4）上端安装有扇形转动门（5），扇形转动门（5）一端与销轴一（4）铰接，扇形转动门（5）侧表面安装有三角连接块（6），三角连接块（6）上表面安装有销轴二（7），梯形箱体（2）上端安装有固定环（8），固定环（8）下端侧表面安装有滚子轴承一（9），滚子轴承一（9）外表面安装有转动环一（10），转动环一（10）侧表面安装有弧形蜗杆（11），转动环一（10）侧表面安装有矩形块（12），转动环一（10）侧表面开有锁止豁口（13），转动环一（10）上表面开有弧形长孔（14），弧形长孔（14）与销轴二（7）滑动连接；所述梯形箱体（2）上端安装有电机支架（15），电机支架（15）与梯形箱体（2）固定连接，电机支架（15）下端安装有步进电机（16），步进电机（16）旋转端安装有与弧形蜗杆（11）互相啮合的蜗轮一（17）；

所述天线伸缩机构包括梯形箱体（2）上端中心处的矩形固定条（18），矩形固定条（18）上端与梯形箱体（2）固定连接，矩形固定条（18）两侧开有矩形槽一（19），矩形槽一（19）下端安装有齿条一（20），矩形固定条（18）外侧安装有滑动管（21），滑动管（21）两侧开有螺纹槽（22），滑动管（21）上端安装有匚形架（23），匚形架（23）一端安装有滚子轴承二（24），滚子轴承二（24）外圈安装有直齿轮一（25），直齿轮一（25）一侧安装有传动轮（26）；所述滑动管（21）侧表面开有矩形槽二（27），矩形槽二（27）上端开有通孔一（28），通孔一（28）下端安装有针状天线（29），针状天线（29）上端与滑动管（21）铰接，针状天线（29）与滑动管（21）之间安装有扭力弹簧（30），针状天线（29）上端与传动轮（26）之间安装有连接绳（31）；所述矩形固定条（18）两侧安装有固定杆（32），固定杆（32）与梯形箱体（2）固定连接，固定杆（32）下端安装有滚子轴承三（33），滚子轴承三（33）内圈安装有转动环二（34），转动环二（34）上端安装有伞齿轮一（35），转动环二（34）内圈安装有齿圈（36），固定杆（32）下端安装有L型固定杆（37），L型固定杆（37）下端安装有滚子轴承四（38），滚子轴承四（38）外圈安装有与螺纹槽（22）互相啮合的蜗轮二（39），蜗轮二（39）上端安装有与齿圈（36）互相啮合的直齿轮二（40）；

所述动力传递机构包括梯形箱体（2）下表面的立式轴承一（41），立式轴承一（41）内圈安装有传动轴（42），传动轴（42）一端与蜗轮一（17）固定连接，传动轴（42）另一端安装有直齿轮六（43），立式轴承一（41）一侧安装有立式轴承二（44），立式轴承二（44）内圈安装有连接轴一（45），连接轴一（45）一端安装有直齿轮三（46），连接轴一（45）另一端安装有皮带轮一（47）；所述梯形箱体（2）下端侧表面安装有限位板（48），限位板（48）设有两个，限位板（48）侧表面开有通孔二（49），通孔二（49）内安装有滑动杆（50），滑动杆（50）两端安装有限位圈（51），限位圈（51）与限位板（48）之间安装有压缩弹簧一（52），压缩弹簧一（52）设有一个，滑动杆（50）一端安装有空心管一（53），空心管一（53）内圈安装有普通轴承一（54），普通轴承一（54）设有两个，普通轴承一（54）内圈安装有连接轴二（55），连接轴二（55）一端安装有直齿轮四（56），直齿轮四（56）与直齿轮三（46）的位置相对应，直齿轮四（56）一侧安装有直齿轮五（57），直齿轮五（57）与直齿轮六（43）的位置相对应；所述梯形箱体（2）下表面中心处安装有立式轴承三（58），立式轴承三（58）内圈安装有转动轴（59），转动轴（59）一端安装有与伞齿轮一（35）互相啮合的伞齿轮二（60），转动轴（59）另一端安装有皮带轮二（61），皮带轮二（61）与皮带轮一（47）之间安装有传动带（62）；所述梯形箱体（2）下端安装有电磁铁（63），滑动杆（50）一端安装有永磁铁（64），电磁铁（63）一侧安装有矩形固定板（65），矩形块（12）侧表面安装有压缩弹簧二（66）。

2.根据权利要求1所述一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，其特征在于，滑动杆（50）侧表面安装有空心管二（67），空心管二（67）内表面安装有滑动块（68），空心管二（67）一侧安装有销轴三（69），销轴三（69）与梯形箱体（2）固定连接，销轴三（69）侧表面安装有锁止齿轮（70），锁止齿轮（70）侧表面安装有摆动杆（71），摆动杆（71）与滑动块（68）铰接，锁止齿轮（70）一侧安装有滑轨（72），滑轨（72）与梯形箱体（2）固定连接，滑轨（72）一侧安装有插销（73），插销（73）一侧安装有与锁止齿轮（70）互相啮合的齿条二（74）。

3.根据权利要求1所述一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，其特征在于，扇形转动门（5）侧表面安装有橡胶条（75）。

4.根据权利要求2所述一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，其特征在于，空心管二（67）侧表面开有矩形豁口（76）。

5.根据权利要求1所述一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，其特征在于，梯形箱体（2）上端安装有无线数传电台（77）。

6.根据权利要求5所述一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，其特征在于，无线数传电台（77）与针状天线（29）之间安装于连接线（78）。

7.根据权利要求1所述一种用于承载通讯装置的太阳能无人机，其特征在于，直齿轮一（25）与匚形架（23）之间安装有发条弹簧（79）。

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