CN111959765B - 一种基于超声电机的倾转旋翼机构 - Google Patents

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Abstract

一种基于超声电机的倾转旋翼机构，包括旋翼驱动电机安装座（1）和双输出轴超声电机（6），其特征在于旋翼驱动电机安装座（1）固定安装在双输出轴超声电机（6）的两端输出轴上，双输出轴超声电机（6）安装在机架连接座（11）上，机架连接座（11）安装固定在机架（12）上；通过控制双输出轴超声电机的旋转，进而控制旋翼驱动电机安装座，旋翼驱动电机以及螺旋桨的旋转，即实现旋翼倾转。本发明使用双输出轴超声电机控制倾转，具有结构简单、重量轻、可靠性强、响应快、调节精度高、扭矩大的特点。

Description

一种基于超声电机的倾转旋翼机构
技术领域
本发明涉及一种倾转翼无人机技术，尤其是一种倾转翼无人机的倾转机构，具体地说是一种基于超声电机的倾转旋翼机构。
技术背景
倾转旋翼机是一种具有固定翼飞行器和旋翼直升机特点的新型旋翼飞行器。它通过倾转机构带动电机实现不同角度的倾转以实现垂直起降、悬停、侧飞、后飞等功能飞行。具有可靠、精确、响应快，重量轻等特点的倾转机构对倾转旋翼机完成各种复杂条件下的任务飞行有着重要影响。
专利CN 201951711 U公开了一种“倾转机构”，它是利用舵机通过蜗轮蜗杆装置带动倾转轴倾转，但是这种装置需要另外增加角度传感器提供角度反馈信号给控制系统实现反馈控制，这就使得结构变得极其复杂，不能用于小型的飞行器。
专利CN 205150242 U公开了一种“用于倾转四旋翼飞行器的联动倾转机构”，该倾转机构前后倾转轴通过齿轮传动机构驱动来实现同步倾转，由于各个轴之间连接处要求摩擦尽可能小，因此对加工材料和加工精度要求高。
专利CN 106628167 A公开了一种“用于倾转旋翼机的倾转机构”，该机构通过舵机及其摇臂的旋转，从而带动电机、电机安装座，螺旋桨进行倾转，但是存在舵机传递的精确度不高，舵机齿轮耐磨性不高的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的倾转机无人机的倾转机构结构复杂、体积大，安全使用受限较多，适用范围受限的问题，设计一种基于超声电机的倾转旋翼机构，该机构通过双输出轴超声电机带动旋翼驱动电机安装座的旋转，以实现倾转旋翼机倾转姿态的改变，其具有结构简单，重量轻，体积小，调节精度高，响应快等特点。
本发明的技术方案是：
一种基于超声电机的倾转旋翼机构，包括旋翼驱动电机安装座1和双输出轴超声电机6，其特征在于旋翼驱动电机安装座1固定安装在双输出轴超声电机6的两端输出轴上，双输出轴超声电机6安装在机架连接座11上，机架连接座11安装固定在机架12上；通过控制双输出轴超声电机的旋转，进而控制旋翼驱动电机安装座，旋翼驱动电机以及螺旋桨的旋转，即实现旋翼倾转。
所述的双输出轴超声电机6的两端输出轴与左右两个方管套使用键连接，旋翼驱动电机安装座通过其上的方孔安装在方管套上，在旋翼驱动电机安装座与方轴套连接的内外两侧安装有止动套。
所述的方管套为圆形空心套，双输出轴超声电机的输出轴套在方管套的内圈上，内圈中间留有键孔，用于双输出轴超声电机的输出轴与方管套的连接。
所述的止动套为方形，安装在旋翼驱动电机安装座与方轴套连接处，以防止电机安装座发生轴向窜动。
所述的旋翼驱动电机安装座1由中间的矩形板和两侧的凸耳整体相连而成U形结构，矩形板上有与电机连接的安装孔，两侧的凸耳留有与双输出轴超声电机以及方管套连接的方孔。
所述的机架连接座由中间的矩形板和两侧的凸耳整体相连而成U形结构，在矩形板上留有均布的安装孔，用于与机架连接，两侧的凸耳上有均布的安装孔用于与双输出轴超声电机6连接，在两侧凸耳的中心处留有供双输出轴超声电机6两侧对应的输出轴穿过的中心孔。
所述的机架连接座的两侧凸耳中心孔的孔径比双输出轴超声电机6的输出轴的孔径略大，以防止干扰双输出轴超声电机6的输出。
本发明的有益效果在于：
(1)、本发明所设计的倾转机构，在倾转机构工作时，通过控制双输出轴超声电机的旋转，带动旋翼电机安装座的旋转，以实现倾转旋翼机飞行姿态的改变。
(2)、本发明使用双输出轴超声电机控制倾转，具有结构简单、重量轻、可靠性强、响应快、调节精度高、扭矩大的特点。
本发明还具有体积小，调节精度高，响应快等特点。
附图说明
图1为本发明倾转旋翼机构的轴测图。
图2为本发明倾转旋翼机构的主视图。
图3为本发明倾转旋翼机构的爆炸图。
图4为本发明旋翼驱动电机安装座的轴测图。
图5为本发明机架连接座的轴测图。
图6为本发明双输出轴超声电机的示意图。
图中：1.旋翼驱动电机安装座 2.左侧外止动套 3.方管套I 4.键I 5.左侧内止动套 6.双输出轴超声电机 7.右侧内止动套 8.键II 9.方管套II 10.右侧外止动套 11.机架连接座 12.机架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1~6所示。
一种基于超声电机的倾转旋翼机构，由旋翼驱动电机安装座1（图4）、左侧外止动套2、方管套I3、键I4、左侧内止动套5、 双输出轴超声电机6（图6）、右侧内止动套7、键II8、方管套II9、右侧外止动套10、机架连接座11 （图5）、机架12组成；其中旋翼驱动电机安装座1位于双输出轴超声电机6的上方，旋翼驱动电机安装座1与双输出轴超声电机6通过方管套I3、键I4、键II8、方管套II9连接，在旋翼驱动电机安装座1与双输出轴超声电机6连接处的内外两侧安装止动套。机架连接座11位于双输出轴超声电机6的下方，机架连接座11与双输出轴超声电机6通过螺栓固定。机架连接座11安装在机架12上方，并通过螺栓固定，本发明使用状态如图1所示，各部分爆炸图如图3所示，正视图如图2所示。本发明可通过控制双输出轴超声电机6的旋转，带动旋翼驱动电机安装座1和旋翼驱动电机、螺旋桨进行旋转，进而实现倾转功能。
本实例中旋翼驱动电机安装座1为一体结构，中间为矩形板留有均布直径为1.5mm的小孔，用于安装旋翼驱动电机，两侧凸耳上留有4mm的安装孔，用于与双输出轴超声电机6连接；双输出轴电机6为的两侧输出轴轴径为8mm，中间留有键宽2mm，键高2mm，槽深1.2mm的键槽，用于与方轴套连接，以传递扭矩；机架连接座11也为一体结构，矩形板上留有均布直径为2mm的安装孔，通过螺栓与机架连接，两侧的凸耳上有均布直径为1.2mm安装小孔，通过螺钉与双输出轴超声电机连接，在两侧凸耳的中心处有比双输出轴超声电机输出轴轴径略大的孔，本实例中选用10mm中心孔，以防止干扰输出轴超声电机的输出。
在倾转旋翼机飞行状态改变时，飞行控制系统给超声电机发送脉冲信号，通过发送的脉冲信号来控制双输出轴超声电机6输出轴的旋转，进而带动与双输出轴超声电机6连接的旋翼驱动电机安装座1的旋转。当螺旋桨与机身夹角为0度时，工作状态为垂直起降；当角度为0~90度时为过渡状态，当达到90度时，为平飞状态。
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (1)

1.一种基于超声电机的倾转旋翼机构，包括旋翼驱动电机安装座（1）和双输出轴超声电机（6），其特征在于旋翼驱动电机安装座（1）固定安装在双输出轴超声电机（6）的两端输出轴上，双输出轴超声电机（6）安装在机架连接座（11）上，机架连接座（11）安装固定在机架（12）上；通过控制双输出轴超声电机的旋转，进而控制旋翼驱动电机安装座，旋翼驱动电机以及螺旋桨的旋转，即实现旋翼倾转；所述的双输出轴超声电机（6）的两端输出轴与左右两个方管套使用键连接，旋翼驱动电机安装座通过其上的方孔安装在方管套上，在旋翼驱动电机安装座与方轴套连接的内外两侧安装有止动套；所述的旋翼驱动电机安装座（1）由中间的矩形板和两侧的凸耳整体相连而成U形结构，矩形板上有与电机连接的安装孔，两侧的凸耳留有与双输出轴超声电机以及方管套连接的方孔；所述的机架连接座由中间的矩形板和两侧的凸耳整体相连而成U形结构，在矩形板上留有均布的安装孔，用于与机架连接，两侧的凸耳上有均布的安装孔用于与双输出轴超声电机（6）连接，在两侧凸耳的中心处留有供双输出轴超声电机（6）两侧对应的输出轴穿过的中心孔; 在倾转旋翼机飞行状态改变时，飞行控制系统给超声电机发送脉冲信号，通过发送的脉冲信号来控制双输出轴超声电机输出轴的旋转，进而带动与双输出轴超声电机连接的旋翼驱动电机安装座的旋转;当螺旋桨与机身夹角为0度时，工作状态为垂直起降；当角度为0~90度时为过渡状态，当达到90度时，为平飞状态；所述的方管套为圆形空心套，双输出轴超声电机的输出轴套在方管套的内圈上，内圈中间留有键孔，用于双输出轴超声电机的输出轴与方管套的连接；所述的止动套为方形，安装在旋翼驱动电机安装座与方轴套连接处，以防止电机安装座发生轴向窜动；所述的机架连接座的两侧凸耳中心孔的孔径比双输出轴超声电机（6）的输出轴的孔径略大，以防止干扰双输出轴超声电机（6）的输出。
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