CN116534251A - 倾转装置和飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种倾转装置和飞行器，其中倾转装置包括：基座、连杆机构、螺旋桨电机、及倾转电机，连杆机构包括与基座转动连接的电机安装座、具有第一端和第二端的连杆、及具有第三端和第四端的摇杆，第一端与电机安装座转动连接，第二端与第三端转动连接，螺旋桨电机可拆卸连接于电机安装座，螺旋桨电机用以驱动螺旋桨，倾转电机设于基座，倾转电机的输出轴与第四端驱动连接，倾转装置具有第一状态和第二状态，在第一状态下和第二状态下，第一端、第二端、及第四端均位于同一直线，第二端在第一状态的位置和在第二状态的位置不同。本发明的技术方案旨在避免倾转电机的输出轴一直受到较大的力，提高倾转电机的使用寿命。

Description

倾转装置和飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种倾转装置和飞行器。

背景技术

在现有技术中，飞行器包括飞行器主体、设于飞行器主体的倾转装置、及与倾转状装置驱动连接的螺旋桨。倾转装置用于倾转螺旋桨，从而为飞行器提供飞行的动力。例如，在飞行器垂直起降的过程中，螺旋桨的转动轴线沿上下方向延伸，为飞行器提供起降的动力，在飞行器平飞的过程中，倾转装置倾转螺旋桨，以使螺旋桨的转动轴线沿水平方向延伸，为飞行器提供平飞的动力。

飞行器的倾转装置包括用以与螺旋桨驱动连接的螺旋桨电机、及与螺旋桨电机驱动连接的倾转电机，倾转电机用以倾转螺旋桨电机，从而间接倾转螺旋桨。然而目前的螺旋桨电机直接固定在倾转电机的输出轴上，使得倾转电机的输出轴一直受到较大的扭矩，极大降低了倾转电机的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种倾转装置，旨在避免倾转电机的输出轴一直受到较大的力，提高倾转电机的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提出的倾转装置包括：

基座；

连杆机构，包括与所述基座转动连接的电机安装座、具有第一端和第二端的连杆、及具有第三端和第四端的摇杆，所述第一端与所述电机安装座转动连接，所述第二端与所述第三端转动连接；

螺旋桨电机，可拆卸连接于所述电机安装座，所述螺旋桨电机用以驱动螺旋桨；以及

倾转电机，设于所述基座，所述倾转电机的输出轴与所述第四端驱动连接；

所述倾转装置具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下和所述第二状态下，所述第一端、所述第二端、及所述第四端均位于同一直线，所述第二端在所述第一状态的位置和在所述第二状态的位置不同。

可选地，所述第一状态转变至所述第二状态，所述电机安装座转过角度的数值大于80度且小于100度。

可选地，所述倾转装置还包括设于所述基座的转接座，所述基座通过所述转接座与所述电机安装座转动连接。

可选地，所述电机安装座具有第一抵止部，所述转接座具有在所述电机安装座的转动方向上与所述第一抵止部相对的第二抵止部，在所述第一状态转变至所述第二状态的过程中，所述第一抵止部靠近所述第二抵止部，且在所述第二状态下，所述第一抵止部抵接所述第二抵止部。

可选地，所述连杆包括设于所述第一端和所述第二端之间的第三抵止部，所述摇杆具有第四抵止部，在所述连杆相对所述摇杆转动的方向上，所述第三抵止部与所述第四抵止部相对，在所述第二状态转变至所述第一状态的过程中，所述第三抵止部靠近所述第四抵止部，且在所述第一状态下，所述第三抵止部抵接所述第四抵止部。

可选地，所述电机安装座包括供所述螺旋桨电机安装的安装座本体、及连接所述安装座本体的多个支撑凸耳，所述支撑凸耳与所述基座转动连接。

可选地，所述倾转装置还包括设于所述基座的第二支撑座，所述输出轴可转动地穿设于所述第二支撑座。

可选地，所述第二支撑座设有多个，所述摇杆设于两所述第二支撑座之间。

可选地，所述电机安装座设于所述基座的一侧，所述倾转电机设于所述基座相对的另一侧。

可选地，所述倾转装置还包括设于所述基座的限位壳，所述倾转电机部分设于所述限位壳内，所述限位壳设有减重孔。

可选地，所述基座设有安装槽，所述倾转装置还包括装设于所述安装槽的连接件、及将所述连接件抵压于所述安装槽的槽底的抵压件，所述抵压件设于所述基座。

可选地，在所述第一状态，所述第四端位于所述第一端和所述第二端之间，在所述第二状态，所述第二端位于所述第一端和所述第四端之间。

可选地，所述倾转电机配置为倾转舵机。

本发明还提出一种飞行器，所述飞行器包括：

飞行器主体；

前述的倾转装置，所述倾转装置的基座设于所述飞行器主体；以及螺旋桨，与所述倾转装置的螺旋桨电机驱动连接。

本发明的技术方案中，该倾转装置包括基座、连杆机构、螺旋桨电机、及倾转电机。其中，连杆机构包括与基座转动连接的电机安装座、具有第一端和第二端的连杆、及具有第三端和第四端的摇杆，第一端与电机安装座转动连接，第二端与第三端转动连接。螺旋桨电机设于电机安装座，螺旋桨电机用以驱动螺旋桨。倾转电机设于基座，倾转电机的输出轴与第四端驱动连接。如此，倾转电机的输出轴可带动摇杆转动，摇杆带动连杆运动，连杆带动电机安装座运动，进而带动设于电机安装座的螺旋桨电机运动。也即倾转电机通过连杆机构间接地倾转螺旋桨电机。由于电机安装座连接基座，螺旋桨电机传递过来的力的一部分会由基座承担，减少另一部分的力通过连杆机构传递至倾转电机的输出轴，从而避免倾转电机的输出轴一直受到较大的力，提高倾转电机的使用寿命，降低了倾转电机对抗振能力的需求。倾转装置具有第一状态和第二状态，在第一状态下和第二状态下，第一端、第二端、及第四端均位于同一直线，第二端在第一状态的位置和在第二状态的位置不同。可以理解，对于电机安装座而言，连杆机构具有两个死点位置，且当连杆机构分别位于该两个死点位置时，倾转装置分别处于第一状态和第二状态，即便电机安装座受到外力作用，倾转装置也不会脱离第一状态和第二状态，也即在第一状态和第二状态下倾转装置实现自锁，从而使电机安装座受到外力时力传导不对倾转电机的输出轴产生附加扭矩，从而在第一状态和第二状态下倾转电机不用持续输出很大的扭矩就能维持整个系统的稳定，增加了倾转电机的使用寿命。值得一提的是，倾转装置可以通过倾转电机驱动从而脱离第一状态和第二状态。此外，螺旋桨电机可拆卸连接于电机安装座，如此，当螺旋桨电机损坏时，便于更换新的螺旋桨电机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明倾转装置一实施例的结构示意图；

图2为图1中倾转装置处于第一状态的结构示意图；

图3为图1中A处的放大图；

图4为图2中倾转装置另一视角的结构示意图；

图5为图4中B处的放大图；

图6为图1中倾转装置处于第二状态的结构示意图；

图7为图6中C处的放大图；

图8为图1中倾转装置处于第一状态的部分结构示意图；

图9为图1中倾转装置处于第二状态的部分结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，也可以是抵接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种倾转装置，旨在避免倾转电机的输出轴一直受到较大的力，提高倾转电机的使用寿命。

参照图1至9，在本发明一实施例中，该倾转装置100包括基座200、连杆机构300、螺旋桨电机400、及倾转电机500。其中，连杆机构300包括与基座200转动连接的电机安装座310、具有第一端321和第二端322的连杆320、及具有第三端331和第四端332的摇杆330，第一端321与电机安装座310转动连接，第二端322与第三端331转动连接。螺旋桨电机400设于电机安装座310，螺旋桨电机400用以驱动螺旋桨。倾转电机500设于基座200，倾转电机500的输出轴510与第四端332驱动连接。如此，倾转电机500的输出轴510可带动摇杆330转动，摇杆330带动连杆320运动，连杆320带动电机安装座310运动，进而带动设于电机安装座310的螺旋桨电机400运动。也即倾转电机500通过连杆机构300间接地倾转螺旋桨电机400。由于电机安装座310连接基座200，螺旋桨电机400传递过来的力的一部分会由基座200承担，减少另一部分的力通过连杆机构300传递至倾转电机500的输出轴510，从而避免倾转电机500的输出轴510一直受到较大的力，提高倾转电机500的使用寿命，降低了倾转电机500对抗振能力的需求。倾转装置100具有第一状态和第二状态，在第一状态下和第二状态下，第一端321、第二端322、及第四端332均位于同一直线，第二端322在第一状态的位置和在第二状态的位置不同。可以理解，对于电机安装座310而言，连杆机构300具有两个死点位置，且当连杆机构300分别位于该两个死点位置时，倾转装置100分别处于第一状态和第二状态，即便电机安装座310受到外力作用，倾转装置100也不会脱离第一状态和第二状态，也即在第一状态和第二状态下倾转装置100实现自锁，从而使电机安装座310受到外力时力传导不对倾转电机500的输出轴510产生附加扭矩，从而在第一状态和第二状态下倾转电机500不用持续输出很大的扭矩就能维持整个系统的稳定，增加了倾转电机500的使用寿命。值得一提的是，倾转装置100可以通过倾转电机500驱动从而脱离第一状态和第二状态。此外，螺旋桨电机400可拆卸连接于电机安装座310，如此，当螺旋桨电机400损坏时，便于更换新的螺旋桨电机400。

需要指出的是，在第一状态下和第二状态下，第一端321、第二端322、及第四端332均位于同一直线指的是：将连杆机构300抽象成平面连杆机构300的情况下，在第一状态下和第二状态下，第一端321、第二端322、及第四端332均位于同一直线。

第一状态转变至第二状态，电机安装座310转过角度的数值可以根据实际需求进行设置，可选地，在一实施例中，第一状态转变至第二状态，电机安装座310转过角度的数值大于80度且小于100度。不失一般性，电机安装座310装转过的角度的数值为90度，如此，当倾转装置100应用于飞行器时，可使得与螺旋桨电机400驱动连接的螺旋桨的转动轴线具有沿飞行器前后方向延伸的状态、及沿飞行器上下方向延伸的状态，从而使得飞行器的螺旋桨能为飞行器平飞提供动力、及垂直起降提供动力。

可选地，在一实施例中，倾转装置100还包括设于基座200的转接座600，基座200通过转接座600与电机安装座310转动连接。如此，使得电机安装座310的装配位置较为灵活。当然，在其他实施例中，电机安装座310也可以直接与基座200转动连接，以减少倾转装置100的装配步骤。

可选地，在一实施例中，电机安装座310具有第一抵止部314，转接座600具有在电机安装座310的转动方向上与第一抵止部314相对的第二抵止部610，在第一状态转变至第二状态的过程中，第一抵止部314靠近第二抵止部610，且在第二状态下，第一抵止部314抵接第二抵止部610。也即，当第一抵止部314抵接于第二抵止部610时，倾转装置100进入第二状态，使得连杆机构300能较为精准地到达死点位置，如此，可以避免倾转电机500因故障使得倾转装置100难以进入第二状态的情况发生。然本设计不限于此，于其他实施例中，电机安装座310直接转动连接于基座200，基座200设有在电机安装座310的转动方向上与第一抵止部314相对的第五抵止部，在第一状态转变至第二状态的过程中，第一抵止部314靠近第五抵止部，且在第二状态下，第一抵止部314抵接第五抵止部。

可选地，在一实施例中，连杆320包括设于第一端321和第二端322之间的第三抵止部323，摇杆330具有第四抵止部334，在连杆320相对摇杆330转动的方向上，第三抵止部323与第四抵止部334相对，在第二状态转变至第一状态的过程中，第三抵止部323靠近第四抵止部334，且在第一状态下，第三抵止部323抵接第四抵止部334。也即，当第三抵止部323抵接于第四抵止部334时，倾转装置100进入第一状态，使得连杆机构300能较为精准地到达死点位置，如此，可以避免倾转电机500因故障使得倾转装置100难以进入第一状态的情况发生。然本设计不限于此，于其他实施例中，基座200设有第六抵止部，只要当第三抵止部323抵止于第六抵止部时，倾转装置100进入第一状态即可。

可选地，在一实施例中，连杆320呈弯折设置，以使第三抵止部323抵接第四抵止部334时，第一端321、第二端322及第四端332可以位于同一直线。当然，在其他实施例中，也可以通过改变摇杆330的形态以使得第一端321、第二端322及第四端332可以位于同一直线。

可选地，在一实施例中，电机安装座310包括供螺旋桨电机400安装的安装座本体311、及连接安装座本体311的多个支撑凸耳312，支撑凸耳312与基座200转动连接。设置支撑凸耳312有利于减小电机安装座310的整体体积，有利于简化倾转装置100的结构。此外，多个支撑凸耳312为安装座本体311连接基座200提供较多的连接结构，使得安装座本体311在转动过程中可以较为平稳，较多的连接结构也使得基座200为倾转电机500的输出轴510分担了较多的力，减少倾转电机500的输出轴510所受的力，提高了倾转电机500的使用寿命。

可选地，在一实施例中，电机安装座310还包括连接于安装座本体311的连接部313，连接部313设于两支撑凸耳312之间，连接部313与第一端321转动连接。连接部313为第一端321提供安装位，便于第一端321安装。

可选地，在一实施例中，倾转装置100还包括设于基座200的第二支撑座700，输出轴510可转动地穿设于第二支撑座700。如此，第二支撑座700为输出轴510提供支撑，将输出轴510所受的力传递到基座200上，也即第二支撑座700分担了输出轴510所受的力，提高了倾转电机500的使用寿命。

可选地，在一实施例中，第二支撑座700设有多个，设置多个第二支撑座700能进一步地为输出轴510提供良好地支撑，提高了倾转装置100的结构稳定性，且有利于将更多的力传递到基座200上，提高倾转电机500的使用寿命。此外，摇杆330设于两第二支撑座700之间，有利于倾转装置100运行平稳。

可选地，在一实施例中，电机安装座310设于基座200的一侧，倾转电机500设于基座200相对的另一侧。如此，较为充分地利用基座200安装空间，使得倾转电机500的长度尺寸和宽度尺寸较小。当然，在其他实施例中，电机安装座310和倾转电机500均设于基座200的同一侧。

可选地，在一实施例中，倾转装置100还包括设于基座200的限位壳800，倾转电机500部分设于限位壳800内。限位壳800能避免倾转电机500脱离基座200，有利于倾转电机500安装稳定。限位壳800设有减重孔810。如此，有利于降低倾转电机500的整体重量。

可选地，在一实施例中，减重孔810设有多个，将一减重孔810配置为散热孔，如此可以避免倾转电机500过热，使倾转电机500在运行时能较长时间保持较高的性能。

可选地，在一实施例中，减重孔810设有多个，将一减重孔810配置为过线孔，如此便于供倾转电机500的线束穿出。

可选地，在一实施例中，基座200设有安装槽，倾转装置100还包括装设于安装槽的连接件910、及将连接件910抵压于安装槽的槽底的抵压件920，抵压件920设于基座200。连接件910用以连接飞行器的飞行器主体，连接件910在安装槽的槽底与抵压件920的夹持下与基座200连接稳定，安装槽限制连接件910沿安装槽的宽度方向摆动，有利于连接件910与基座200相对稳定。当然在其他实施例中，连接件910与基座200通过卡扣连接。

可选地，在一实施例中，在安装槽的宽度方向上，连接件910位于抵压件920相对的两端之间，连接件910的相对两端分别通过螺钉与基座200连接，在旋拧螺钉的过程中，抵压件920将连接件910低压于安装槽的槽底，如此实现连接件910与基座200连接稳定。

可选地，在一实施例中，在第一状态，第四端332位于第一端321和第二端322之间，在第二状态，第二端322位于第一端321和第四端332之间。不失一般性，当倾转装置100应用于飞行器时，倾转装置100处于第一状态，与螺旋桨电机400驱动连接的螺旋桨的转动轴线沿飞行器的前后方向延伸，从而为飞行器提供平飞的动力，倾转装置100处于第二状态时，转动轴线沿飞行器的上下方向延伸，从而为飞行器提供垂直起降的动力。当然，在其他实施例中，在第一状态，第二端322位于第一端321和第四端332之间，在第二状态，第四端332位于第一端321和第二端322之间。

可选地，在一实施例中，倾转电机500配置为倾转舵机，舵机体积较小，有利于倾转装置100小型化。当然，在其他实施例中，倾转电机500还可以根据实际需求配置为其他类型的倾转电机500，在此不做限制。

具体而言，在一实施例中，舵机包括舵机本体、及与舵机本体连接的输出轴510，输出轴510包括与舵机本体连接的输出轴510本体、与输出轴510本体连接的舵盘、及与舵盘连接的转接轴，转接轴用以与第四端332驱动连接。

本发明还提出一种飞行器，该飞行器包括飞行器主体、螺旋桨、及前述的倾转装置100，该倾转装置100的具体结构参照上述实施例，由于本飞行器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，倾转装置100的基座200设于飞行器主体，螺旋桨与倾转装置100的螺旋桨电机400驱动连接。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，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/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种倾转装置，其特征在于，包括：

基座；

连杆机构，包括与所述基座转动连接的电机安装座、具有第一端和第二端的连杆、及具有第三端和第四端的摇杆，所述第一端与所述电机安装座转动连接，所述第二端与所述第三端转动连接；

螺旋桨电机，可拆卸连接于所述电机安装座，所述螺旋桨电机用以驱动螺旋桨；以及

倾转电机，设于所述基座，所述倾转电机的输出轴与所述第四端驱动连接；

所述倾转装置具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下和所述第二状态下，所述第一端、所述第二端、及所述第四端均位于同一直线，所述第二端在所述第一状态的位置和在所述第二状态的位置不同。

2.如权利要求1所述的倾转装置，其特征在于，所述第一状态转变至所述第二状态，所述电机安装座转过角度的数值大于80度且小于100度。

3.如权利要求1所述的倾转装置，其特征在于，所述倾转装置还包括设于所述基座的转接座，所述基座通过所述转接座与所述电机安装座转动连接。

4.如权利要求3所述的倾转装置，其特征在于，所述电机安装座具有第一抵止部，所述转接座具有在所述电机安装座的转动方向上与所述第一抵止部相对的第二抵止部，在所述第一状态转变至所述第二状态的过程中，所述第一抵止部靠近所述第二抵止部，且在所述第二状态下，所述第一抵止部抵接所述第二抵止部。

5.如权利要求1所述的倾转装置，其特征在于，所述连杆包括设于所述第一端和所述第二端之间的第三抵止部，所述摇杆具有第四抵止部，在所述连杆相对所述摇杆转动的方向上，所述第三抵止部与所述第四抵止部相对，在所述第二状态转变至所述第一状态的过程中，所述第三抵止部靠近所述第四抵止部，且在所述第一状态下，所述第三抵止部抵接所述第四抵止部。

6.如权利要求1所述的倾转装置，其特征在于，所述电机安装座包括供所述螺旋桨电机安装的安装座本体、及连接所述安装座本体的多个支撑凸耳，所述支撑凸耳与所述基座转动连接。

7.如权利要求1所述的倾转装置，其特征在于，所述倾转装置还包括设于所述基座的第二支撑座，所述输出轴可转动地穿设于所述第二支撑座。

8.如权利要求7所述的倾转装置，其特征在于，所述第二支撑座设有多个，所述摇杆设于两所述第二支撑座之间。

9.如权利要求1所述的倾转装置，其特征在于，所述电机安装座设于所述基座的一侧，所述倾转电机设于所述基座相对的另一侧；

和/或，所述倾转装置还包括设于所述基座的限位壳，所述倾转电机部分设于所述限位壳内，所述限位壳设有减重孔；

和/或，所述基座设有安装槽，所述倾转装置还包括装设于所述安装槽的连接件、及将所述连接件抵压于所述安装槽的槽底的抵压件，所述抵压件设于所述基座；

和/或，在所述第一状态，所述第四端位于所述第一端和所述第二端之间，在所述第二状态，所述第二端位于所述第一端和所述第四端之间；

和/或，所述倾转电机配置为倾转舵机。

10.一种飞行器，其特征在于，包括：

飞行器主体；

如权利要求1至9任一项所述的倾转装置，所述倾转装置的基座设于所述飞行器主体；以及

螺旋桨，与所述倾转装置的螺旋桨电机驱动连接。