CN116788509B - 一种旋翼飞行器倾转机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋翼飞行器倾转机构，属于飞行器技术领域，包括驱动单元和倾转单元；倾转单元包括：依次设在定位管前端的后端固定座、旋转滑道定位座和前端固定座，一T型丝杆与驱动单元连接、安装在前端固定座和旋转滑道定位座之间，一旋转拨叉铰接于旋转滑道定位座的滑道上方，一T型螺母与T型丝杆螺接，旋转滑道定位座提供T型螺母做直线运动的滑道，T型螺母两侧的驱动杆可以推动旋转拨叉转动，实现倾转。T型螺母两侧的驱动杆推动旋转拨叉，使得其受力合理，运行时不会产生卡阻，可减少磨损，提高使用寿命，同时，本发明还解决了现有技术中倾转机构依靠舵机难以稳定保持预定的倾转角、飞行中舵机受力严重、进而降低其使用寿命低的问题。

Description

一种旋翼飞行器倾转机构

技术领域

本发明涉及具备垂直起降和倾转飞行功能的一种旋翼飞行器倾转机构，属于旋翼飞行器技术领域。

背景技术

目前垂起无人机已经广泛应用于深林救援、消防巡查等方面，然而市场应用场景不断拓宽，对无人机续航、抗风起降能力提出了更高要求。

传统无人机多采用“N+1”布局，即N个升力电机和一个推力电机组合方式，在飞机爬升阶段使用N个升力电机作为主要电机，保证飞机的姿态、偏航、滚转等稳定性，但是在遇到大风天气，容易控制升力超调，故不能在大风天很好控制，此外，在飞机爬升与降落阶段N个电机用电功率较大，N个旋翼在巡航阶段属于无用阶段，重量利用率不高，整理看来比较费电且载重利用率不高。

为了解决上述传统无人机多采用“N+1”布局的局限和问题，一种可以倾转旋翼的旋翼飞行器应运而生。其在升降、悬停时，旋翼呈水平布置；当转为巡航水平飞行时，将旋翼转至垂直布置；因此可以省去推力电机，充分利用每一个旋翼，从而省电且提高了载重利用率。

对于，倾转旋翼机而言，倾转机构是实现旋翼换向的关键，倾转机构的本身的结构的合理性决定无人机的性能，特别是倾转机构在飞行状态时的自锁机构性能的好坏、所能提供的自锁力是否稳定可靠决定了无人机的飞行的安全性能和寿命，对于无人机而言，其大多是在0度或90度的角度状态飞行，倾斜状态的飞行的时间极少，因此，需要在在0度-90度任意角度能够提供足够稳定可靠的自锁力，特别是在无人机长时间的0度或90度的飞行状态下可以保持在该状飞行的自锁机构更是重中之重。

公开号为CN106628167A的中国专利公开了一种用于倾转旋翼机的倾转机构，该倾转机构由舵机安装座、电机安装座、舵机、挡环、舵机摇臂和卡瓦组成。舵机安装座位于电机安装座的下面 ,舵机安装座与电机安装座通过固定插销和轴承连接，舵机安装座与卡瓦配合安装在机架横杆上；轴承通过舵机安装座内侧的挡环和螺钉固定在舵机安装座上，舵机安装在舵机安装座上，舵机摇臂与电机安装座固连。在倾转机构控制过程中，通过控制舵机摇臂倾转角度，带动与舵机摇臂固连的电机安装座和电机、螺旋桨进行旋转，将舵机反馈电压信号传输给控制回路，使倾转旋翼机旋翼倾转到相对的角度，实现倾转旋翼机在飞行状态改变时的精确倾转控制。倾转机构具有结构简单 ,转动灵活，体积小的特点。通过舵机倾转来实现提高整体飞机动力效率，减少费重，增加有效巡航载荷。但是，由于舵机存在长时间快速往复运动磨损，其精度难以保持，由此导致整体使用寿命较短，由于该倾转机构在0-90度的任意一个倾转角下飞行时，保持在该倾转角度运行的保持力是通过舵机本身的驱动件提供的，因此，舵机的驱动件需要一直在高负荷状况工作，从而会大大降低舵机的使用寿命，同时，在遇到外界风阻力大时，舵机本身的驱动件很难保持稳定的倾转角度，容易导致舵机的损毁，降低飞机的安全性和寿命，故，现有的倾转机构不能满足飞机安全性与寿命要求。

CN110435887A公开了一种飞行器的倾转结构及垂直起降飞行器，属于飞行器技术领域。所述飞行器的倾转结构包括壳体、倾转臂、丝杆组件、连杆及驱动装置；所述倾转臂可上下倾转地枢接在壳体上；丝杆组件包括螺杆及丝杆螺母，所述连杆的两端分别铰接在倾转臂和丝杆螺母上；所述驱动装置连接螺杆的驱动端，用于驱动螺杆旋转。该专利的驱动装置带动螺杆旋转，进而带动丝杆螺母来回滑动，通过连杆带动倾转臂倾转。其存在的问题是：第一，螺母的上侧与连杆连接，驱动倾转臂转动，其受力不好，使得螺杆、螺母单向受力，飞行时、改变倾转角度时，会造成丝杆组件严重磨损，降低其使用寿命，同时，需要驱动功率大；第二，壳体为分体式结构，且第一壳体上面开口且有供螺母运动的滑槽，且设置了滑块，其结构复杂容易产生过定位；第三，由于其没锁定机构，无论在水平位置飞行还是垂直位置悬停的状态下，都是通过螺纹的自锁力实现保持在该位置的，因此会加大螺纹磨损、降低使用寿命，同时，当风力过大，当外力大于自锁力时，会损坏螺纹，进而影响飞行器的安全性能。

基于上述现有旋翼飞行器倾转机构的缺点，一种可以稳定地保持倾转角度、结构设计合理、飞行安全性高、寿命长的旋翼飞行器倾转机构成为本领域技术人员追求的目标。

发明内容

本发明的第一目的在于解决现有的旋翼飞行器倾转机构结构设计不合理，其丝杆组件单向驱动、单向受力，其受力不均匀进而增加丝杆组件的磨损、降低其使用寿命的问题。

本发明的第二目的在于解决现有的旋翼飞行器倾转机构飞行中难以稳定保持预定的倾转角、飞行中驱动倾转的舵机受力严重、进而降低其使用寿命低的问题。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为：一种旋翼飞行器倾转机构，其包括驱动单元和倾转单元，其特征在于：所述驱动单元沿直线布置在一个定位管中，所述倾转单元设在所述定位管的前端；所述倾转单元包括：

一个T型丝杆，所述T型丝杆的后端与所述驱动单元直线连接；

一个T型螺母，螺接在所述T型丝杆上，且在所述T型丝杆驱动下可以做直线运动；

一个后端固定座，设在所述定位管的前端；

一个旋转滑道定位座，后端与所述后端固定座连接，其具有向前延伸的上端、前端开放的截面呈U形的U型支座；

一个前端固定座，安装在所述U型支座的前端；

一个旋转拨叉，可转动地安装在所述U型支座的U型支座侧板上；所述旋转拨叉的下自由端具有通过一个n形的开口形成两个叉齿；

所述T型丝杆的两端可以转动地分别安装在前端固定座和后端固定座上；所述U型支座的U型支座侧板上设有与所述T型丝杆平行的滑道；所述T型螺母的两侧具有向两侧的滑道延伸的由里向外连为一体的驱动杆和滑块，所述滑块延伸至所述滑道中；所述驱动杆位于所述开口中，用于驱动所述旋转拨叉转动。

作为优选方案，其中，所述旋转拨叉包括：一个呈n形的支撑部和一体成型与支撑部的两侧板自由端的两个拨叉板，所述拨叉板与所述支撑部的侧板在同一平面内、且拨叉板与所述支撑部的侧板呈大于90度小于180度的夹角α；所述支撑部和拨叉板连接处通过转轴将所述旋转拨叉可转动地安装在所述U型支座的U型支座侧板上；所述叉齿设在所述拨叉板的下自由端。

本发明，为了使飞行器在0度和90度的状态下飞行时，可以使倾转旋转拨叉的顶面保持自锁在该位置，作为优选方案，其中，所述两个叉齿的自由端具有呈45°倾斜的斜面一、斜面二，斜面一、斜面二相对设置且呈90°夹角；当所述旋转拨叉旋转至最大展开位置时，所述斜面一呈水平地位于所述滑道的上沿高度，当所述旋转拨叉旋转至水平的回收位置时，所述斜面二呈水平地位于所述滑道的上沿高度；所述滑道的两端具有超出所述旋转拨叉运动至两端极限位置所覆盖的倾转摆动段的自锁段；所述自锁段位于所述旋转拨叉处于展开位置和回收位置时、对应于所述斜面一和斜面二的下方位置。

作为优选方案，其中，所述后端固定座包括：一个外周与所述定位管内周适配的环形支架一和与所述环形支架一连为一体且向外延伸的环形支架二，中心具有用于T型丝杆支撑、定位的后轴承孔，所述T型丝杆的后端穿过该后轴承孔与所述驱动单元对接；所述环形支架二具有用于安装所述旋转滑道定位座的安装凹槽。

作为优选方案，其中，所述旋转滑道定位座包括：位于后端的与所述安装凹槽适配的环形支架三，所述U型支座一体成型地设在所述环形支架三的前端。

作为优选方案，其中，所述前端固定座包括具有与所述U型支座适配形状的支座以及一次成型于所述支座上的轴承座，所述支座侧面通过螺钉与所述U型支座侧板固定； 所述T型丝杆前端可以转动地设在所述轴承座上。

作为优选方案，其中，所述转轴位于所述滑道的中垂线上。

作为优选方案，其中，所述驱动单元包括驱动电机、联轴器和电机安装座，所述T型丝杆的后端通过联轴器与所述驱动电机直线连接；所述驱动电机通过电机安装座设置在定位管中；所述电机安装座包括为一个外径与所述定位管内径适配的环形架，环形架中央为一个圆形的用于安装电机的定位孔，在环形架上设有电机固定孔。

作为优选方案，其中，其还包括一个用于检测所述旋转拨叉倾转角度的检测部件；所述检测部件为位移传感器，所述位移传感器的两端分别与所述前端固定座和后端固定座连接，所述位移传感器与所述T型螺母连接，用于通过T型螺母的位移量检测旋转拨叉倾转角度； 或者，所述检测部件为角度电位器，所述角度电位器设置在所述旋转拨叉和转轴之间。

作为优选方案，其中，所述支撑部的顶端设有用安装旋翼的旋转底座；所述支撑部的后端具有连接两个侧板的后板。

本发明通过采用上述技术方案，通过将驱动单元沿直线布置在一个定位管中，倾转单元设置在定位管的前端，使得其整体安装更为便捷，本发明所述T型丝杆与T型螺母连接，通过前端固定座、后端固定座为T型丝杆提供转动支撑，通过将具有滑道的旋转滑道定位座固定在前端固定座和后端固定座之间，使T型螺母可以沿滑道做直线运动，同时，通过将旋转拨叉可转动地设在旋转滑道定位座、且位于滑道上方，通过在T型螺母两侧对称设置驱动杆，驱动旋转拨叉的两侧的叉齿，使T型螺母与旋转拨叉活动接触，从而在T型螺母做直线运动时可以驱动旋转拨叉转动，实现旋翼机的倾转，由于T型螺母两侧对称驱动施力，使得螺母和丝杆不会产生不平衡的扭转力，其受力合理，运行时不会产生卡阻，从而可减少磨损，提高使用寿命，同时在飞行时遇到外力（风力），旋转拨叉传递给T型螺母的力，也是对称平衡的，因此，本发明不需要在螺母和壳体之间社会中滑槽和滑块其克服其受力不均的问题。

进一步，由于旋转拨叉的上部的支撑部和拨叉板之间呈大于90度小于180的夹角α，从而使旋转拨叉可以在2倍的夹角α的补角范围内旋转，通过采用T型丝杆和T型螺母作为驱动单元的传动构件，其具有传动精度高，不易磨损，使用寿命长，特别是其具有自锁功能的优点；因此，可以很好地解决现有的旋翼飞行器倾转机构飞行中难以稳定保持预定的倾转角的问题，以及在飞行中驱动倾转的舵机受力严重、进而降低其使用寿命低的问题。因此，本发明所述的旋翼飞行器倾转机构具有结构新颖合理、自锁能力好，传动精度高、使用寿命长的优点。

特别是，本发明所述旋翼飞行器倾转机构，通过对旋翼机的常用的飞行状态：水平飞行、垂直飞行和悬停的状态下设计了更加合理的自锁机构，其主要是通过将旋转拨叉的两个叉齿的端部设计有倾斜45°的斜面一和斜面二，斜面一和斜面二相对设置呈90夹角，且当旋转拨叉运行到两个极限位置：旋转拨叉在闭合位置和最大展开位置时，斜面一和斜面二分别位于滑道的上沿的高度位置，此时，由于该斜面的设置，拨叉已经脱离的T型螺母的驱动，通过在滑道的两端设置了自锁段，即旋转拨叉位于两个极限位置时，斜面一、二下面对应的滑道部分即为自锁段，从而可以继续旋转T型丝杆，驱动T型螺母的驱动杆运动至自锁段，通过斜面一和斜面二可以限制旋转拨叉转动，从而使得旋翼飞行器在水平和垂直两种长期运行状态下实现稳定可靠自锁的目的，提升了飞行器的安全性进而也可以减少对传动件——T型螺纹的磨损，进而提高了飞行器的使用寿命。

本发明进一步在前端固定座和后端固定座之间设置了位移传感器，用于记录T型螺母位移状态，根据位移量可计算并确定当前旋转拨叉和旋转底座角度。或者，通过在旋转拨叉的转轴处直接设置角度电位器，从而也可以直接检测旋转底座的倾转角度。

附图说明

图1、2、3是本发明所述一种旋翼飞行器倾转机构的倾转三种状态侧视图一、二、三；

图4是本发明所述一种旋翼飞行器倾转机构的去掉部分定位管和旋转滑道定位座一侧面的立体图；

图5是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转机构纵剖面图；

图6、7是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转机构的后端固定座的立体图一和立体图二；

图8是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转机构的旋转滑道定位座的立体图；

图9、10、11是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转机构的旋转拨叉的立体图一、立体图二和侧视图；

图12、13是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转机构的前端固定座的立体图一和立体图二；

图14、15是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转机构的T型螺母的立体图一、二；

图16、17是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转机构的旋转底座的立体图一、二；

图18是本发明所述一种旋翼飞行器倾转机构的电机安装座的立体图；

图19是本发明所述一种旋翼飞行器倾转机构的定位管的立体图；

图20是本发明所述一种旋翼飞行器倾转机构的位移传感器的示意图；

图21是本发明所述一种旋翼飞行器倾转机构实施例二的侧视图；

图22是本发明的角度电位器的示意图；

图23是本发明所述一种旋翼飞行器倾转机构的旋转拨叉和驱动杆的位置状态图。

附图标记说明：驱动单元1，驱动电机11、联轴器12，电机安装座13，环形架131，定位孔132，电机固定孔133，减重凹槽一134，螺钉孔135；倾转单元2，T型丝杆21，T型螺母22，滑块221，驱动杆222，电位器连接孔223；后端固定座23，环形支架一231，环形支架二232，后轴承孔233，安装凹槽234，传感器安装孔235，减重凹槽二236 ；旋转滑道定位座24，U型支座241， U型支座侧板2411， U型支座底板2412, 滑道2413，倾转摆动段24131，自锁段24132，拨叉安装孔2414，环形支架三242；前端固定座25，支座251，轴承座252，前轴承孔253；加强筋254，螺纹孔255；旋转拨叉26，拨叉板262，开口2621，叉齿2623，斜面一2624、斜面二2625；旋转底座27，安装止口271，座板272；转轴28；定位管3；位移传感器4 ，角度电位器4’，电位器安装孔41’，角度测量孔42’。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的举例说明，但并不能使用该优选实施例来限定本发明的保护范围。

实施例一，参见图1-5，图中展示了本发明所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其包括：驱动单元1和倾转单元2，本发明的特点在于：所述驱动单元1布置在一个定位管3中，该定位管3优选直线、圆柱状，圆柱状占用空间最小，结构合理，倾转单元2沿直线设在定位管3的前端部。

驱动单元1包括：驱动电机11、联轴器12和电机安装座13；所述驱动电机11通过电机安装座13设置在定位管3中；参见图18，电机安装座13包括为一个外径与定位管3内径适配的环形架131，本实施例中，环形架131为与圆柱形定位管3适配的圆环形，如果，定位管为方管形，那么环形架131即为外周呈方形的环形架，环形架131中央为一个圆形的用于安装电机的定位孔132，在环形架131上设有电机固定孔133，电机输出轴与定位孔132配合，电机前端通过螺栓紧固件穿过电机固定孔133固定连接。

倾转单元2包括：T型丝杆21、T型螺母22，后端固定座23、旋转滑道定位座24、前端固定座25和旋转拨叉26；

T型丝杆21的后端与驱动单元1直线连接，具体地，是通过联轴器12与所述驱动电机11输出轴直线连接；T型螺母22螺接在所述T型丝杆21上，且在所述T型丝杆21驱动下可以做直线运动；

参见图5、6、7，后端固定座23设在所述定位管3的前端，其中心具有后轴承孔233，T型丝杆21的后端通过轴承设置在后轴承孔233中；

参见图8，旋转滑道定位座24的后端与所述后端固定座23连接，即后端固定座23还为旋转滑道定位座24提供安装和支撑；参见图8，旋转滑道定位座24具有U型支座241， U型支座241的上端、前端呈开放状且截面呈U形；U型支座241包括两个相对设置在T型丝杆21两侧的U型支座侧板2411和设置在T型丝杆21下方的一个U型支座底板2412, 两个U型支座侧板2411上相对均对称设有滑道2413，滑道最佳呈与T型丝杆21平行、且在同一水平面的方向设置，滑道2413上方设有一个用于安装旋转拨叉26的拨叉安装孔2414。

参见图12、13，前端固定座25，安装在所述U型支座241的前端，同时，前端固定座25的上部的轴承座252上具有前轴承孔253，所述T型丝杆21的前端通过轴承设置在前轴承孔253中。

参见图9、10、11、23，旋转拨叉26包括：一个支撑部261和两个拨叉板262，支撑部261呈n形，即其具有一个顶板和两个侧板2611，两个拨叉板262分别一体成型于支撑部的两个侧板2611的自由端、且与两侧板2611在同一平面，拨叉板262与所述支撑部261的侧板2611呈夹角α，即拨叉板262的中心线与侧板2611中心线的夹角α，该夹角α大于90度、小于180度，例如，本实施例为135度，此时，旋转拨叉26可以倾转的角度范围为90度，因此，可以通过改变该夹角α，例如采用120度夹角，此时，倾转角度的范围为120度；旋转拨叉26可以转动地安装于两个U型支座侧板2411上，且使两个拨叉板262位于两个U型支座侧板2411的内侧；具体地，一个转轴28可以转动地设在所述U型支座241的两个U型支座侧板2411的拨叉安装孔2414中，旋转拨叉26的支撑部261和拨叉板262连接处与转轴28连接，从而，旋转拨叉26可以随转轴28转动，提供倾转角度；所述拨叉板262通过中央设置的一个n形的开口2621形成两个叉齿2623。

T型丝杆21的两端可以转动地分别安装在前端固定座25和后端固定座23上，具体地，通过轴承安装于前端固定座25和后端固定座23的前、后轴承孔253、233中，从而使T型丝杆21精准灵活地转动；参见图14、15，T型螺母22的两侧具有向U型支座侧板2411上的滑道2413延伸的延伸部，所述延伸部包括依次由里向外的驱动杆222和滑块221，驱动杆222和滑块221最好同轴设置，滑块221延伸至所述滑道2413中，使T型螺母22沿滑道2413做直线运动；驱动杆222位于两个叉齿2623中间的开口2621中，通过驱动杆222驱动旋转拨叉26转动，从而实现设在旋转拨叉26上端的旋翼进行倾转。由于驱动杆222对称设在T型螺母22的两侧，从而使其和T型丝杆21受力合理，不会产生扭转力矩，进而不会产生由于受力不均产生阻力和磨损加重，从而可以提高飞行器的使用寿命和安全性。

本实施例所述旋翼飞行器倾转机构，在使用时，驱动电机11带动T型丝杆21转动，T型螺母22沿滑道做直线运动，T型螺母的驱动杆222推动叉齿2623，使得旋转拨叉26绕转轴28转动，从而可以实现旋转拨叉26在水平的回收位置和90°的最大展开位置之间任意角度，当处于水平回收位置，旋翼机水平飞行，当处于90度垂直位置时，旋翼机垂直飞行，当处于0-90度之间的倾斜角度，可以倾斜飞行。由于T型螺纹具有自锁功能，因此，在任何角度下飞行时，T型螺纹都可以提供自锁，使得旋转拨叉26保持在该倾转角度。

如图1-5、图8-11、图23所示，本实施例倾转幅度是90°，两个极限位置的倾转角度是0度或者90度的两种常用工作状态，此时，如果依靠T型丝杆21和T型螺母之间的自锁力，使旋转底座27保持在该位置，长时间飞行势必会使T型螺纹磨损加大，降低其使用寿命、也会存在安全隐患，因此，最好，旋转拨叉26的两个叉齿2623的自由端具有呈45°倾斜的斜面一2624、斜面二2625，斜面一2624、斜面二2625相对设置且呈90°夹角；当所述旋转拨叉26旋转至最大展开位置时，如图11、23所示，本实施例的旋转拨叉26为垂直位置时，所述斜面一2624位于所述滑道2413的上沿高度的位置，即，此时驱动杆222无法驱动旋转拨叉26继续顺时针旋转；当所述旋转拨叉26旋转至回收（水平位置）位置时，所述斜面二2625呈水平地位于所述滑道2413的上沿位置，即此时驱动杆222无法驱动旋转拨叉26继续逆时针旋转；参见图8、23，所述滑道2413的两端具有超出所述旋转拨叉26运动至两端极限位置所覆盖的倾转摆动段24131的自锁段24132，滑道2413中间位置是倾转摆动段24131，即T型螺母22的驱动杆222驱动旋转拨叉26至前后两个极限位置的中间部分，在该倾转摆动段24131的两端还分别设有自锁段24132；两端的两个自锁段24132分别位于所述旋转拨叉26处于展开位置和回收位置时、对应于所述斜面一2624和斜面二2625的下方位置，图23中，用点划线示意出驱动杆222处于左右驱动旋转拨叉26两个极限位置，以及驱动杆222继续向两边运动至自锁段的位置。

参见图23，当旋转拨叉26旋转至最大展开位置（垂直位置）时，T型螺母22的驱动杆222运动到滑道的最前端的极限位置，前端叉齿2623的斜面一2624呈水平状态，此时，驱动杆222已经不能驱动端叉齿2623继续旋转，为了使旋转拨叉26保持在该工作位置，可以继续旋转T型丝杆21，使T型螺母22的驱动杆222运动至斜面一2624下方对应的自锁段24132位置，进行自锁，即使在外力的作用下（例如风力），旋转拨叉26 可以被锁定在该工作位置，不会产生旋转；同样，当所述旋转拨叉26旋转至回收位置时，T型螺母22的驱动杆222运动到滑道的最后端的极限位置时，叉齿2623的斜面二2625呈水平状态，此时，驱动杆222已经不能驱动端叉齿2623继续旋转；为了使旋转拨叉26保持在该工作位置，可以继续旋转T型丝杆21，使T型螺母22的驱动杆222运动至斜面二2625下方对应的自锁段24132位置，旋转拨叉26被锁定在该工作位置，即使在外力的作用下，旋转拨叉26也不会产生旋转；因此，斜面一2624、斜面二2625和运动到自锁段24132的驱动杆222形成了在水平飞行、垂直飞行和悬停的工作状态下的自锁机构，因为，在水平飞行、垂直飞行和悬停的主要的工作状态中，旋转拨叉26通过该自锁机构进行自锁，从而可以避免长期运行中采用T型螺纹自锁而给螺纹件带来磨损、导致传动精度下降、进而影响其使用寿命的问题。

参见图1-5、9-10、16-17，为了方便安装旋翼以及旋翼动力电机，最好在所述支撑部261的顶端设有用安装旋翼的旋转底座27；旋转拨叉26的支撑部261的顶端设有一个圆形的安装凸台2613，所述旋转底座27具有一个用于安装动力电机的座板272，座板272为圆形板，座板272下面具有与所述安装凸台2613的安装止口271，旋转底座27通过中间的螺栓和旋转拨叉26固定在一起。

参见图6、7，具体地，后端固定座23包括：环形支架一231和环形支架二232，本实施例中，环形支架一231的外周与定位管3内壁适配，为圆环形，环形支架二232与所述环形支架一231连为一体，环形支架二232为直径大于环形支架一231的且环形支架二232从环形支架一231端部向外延伸设置，后端固定座23的中心具有用于T型丝杆21支撑定位的后轴承孔233， T型丝杆21通过轴承安装于后轴承孔233中，且T型丝杆21的后端穿过该后轴承孔233与所述驱动单元1的电机输出轴对接；环形支架二232的前端具有用于安装所述旋转滑道定位座24的安装凹槽234，或者说，环形支架二232的中间形成了前端开放的圆柱形的安装凹槽234，用于安装旋转滑道定位座24；为了降低重量，在环形支架一231上设有四个减重凹槽二236。后端固定座26用于安装旋转滑道定位座24，实际上，其也可以一体成型与定位管3的前端。

参见图8，旋转滑道定位座24包括：位于后端的与所述安装凹槽234适配的环形支架三242，所述U型支座241一体成型地设在所述环形支架三242的前端；为了提高刚性和强度，在U型支座侧板2411上设置滑道2413和拨叉安装孔2414的位置具有相对于U型支座侧板2411向外突出的凸缘，滑道2413和拨叉安装孔2414设在凸缘内；转轴8通过轴承安装于拨叉安装孔2414中，从而使得该部位的厚度大于U型支座侧板241其他部位的厚度，其提高其支撑能力。

参见图12、13，前端固定座25包括具有与所述U型支座241适配形状的支座251以及一次成型于所述支座251上的轴承座252，其侧面通过螺钉与旋转滑道定位座24的U型支座侧板2411固定；T型丝杆21前端可以转动地设在所述轴承座252上，轴承座252具有较厚的厚度，支座251为垂直的板状成型于轴承座252前端下部，支座251呈U形板状，可降低重量，在后面设有加强筋254，可提高其支撑强度。

参见图1-5，最好，转轴28位于所述滑道2412的中垂线上，即拨叉安装孔2414位于滑道的中垂线上，将转轴28设在滑道的中垂线上，可以使旋转拔叉左右摆动幅度相等对称；此时，滑道处于水平设置，前后摆动的距离一致，U型支座241受力更加合理。

参见图9、10，其中，旋转拨叉26的支撑部261的后端具有连接两个侧板2611的后板2612，以提高其支撑强度。

参见图1-5、20，其还包括一个用于检测所述旋转拨叉26倾转角度的检测部件；本实施例中，该检测部件为位移传感器4，位移传感器4的两端分别与所述前端固定座25和后端固定座23连接，即，参见图6、7，后端固定座23上设有用于安装位移传感器4的传感器安装孔235，参见图13，前端固定座25的轴承座252下面具有螺纹孔255，用于与位移传感器4前端连接；所述位移传感器4与所述T型螺母22上面的电位器连接孔223连接，用于通过T型螺母22的位移量检测，通过计算可以间接检测旋转拨叉26倾转角度。

本发明所述的翼飞行器倾转机构工作时，主要工作状态为：旋转底座27展开状态（垂直位置）、旋转底座27闭合状态（水平位置）和旋转底座27处于倾斜状态，如图3所示，当其处于展开状态时，旋翼水平设置，飞行器处于垂直升降和悬停的状态；当处于闭合状态时，旋翼垂直设置，飞行器处于水平飞行状态。旋转底座27在展开状态时，如图3所示，由驱动电机11驱动T型丝杆21旋转，在滑道2413的限位作用下，T型丝杆21驱动T型螺母22做直线运动，T型螺母22的驱动杆222推动旋转拨叉26转动，进而带动旋转底座27绕转轴28的中心顺时针转动，使旋转底座27向上翻转，控制指令控制驱动电机11的转速，并根据位移传感器4反馈数据进行分析处理，最终使得旋转底座27到达指定角度位置，例如，展开至图3所示的垂直位置（与轴线），此时，旋转底座呈水平状态，驱动电机11继续工作，使T型螺母22运动至斜面一2624的下方，锁闭旋转拨叉26，使之保持在该工作位置，不会因外力而发生转动。

旋转底座27在闭合状态时，如图1所示，由驱动电机11驱动T型丝杆21反向旋转，在滑道2413的限位作用下，T型丝杆21驱动T型螺母22沿直线向后运动， T型螺母22的驱动杆222推动旋转拨叉26转动，带动旋转底座27绕转轴28逆时针转动，使旋转底座27回转至闭合状态，控制指令控制电机转速根据位移传感器4反馈数据进行分析处理，最终使得旋转底座27到达指定闭合角度位置，此时，驱动电机11继续工作，使T型螺母22运动至斜面二2625的下方，锁闭旋转拨叉26，使之保持在该工作位置，不会因外力而发生转动。

当旋转底座27处于倾斜状态，如图2所示，此时，T型丝杆21和T型螺母22通过T型螺纹自锁，使之保持在该倾转角度下工作，由于，处于该状态飞行的时间较短，因此，并不会对螺纹件造成磨损。

实施例二，参见图21、22，图中展示了本发明的另一较佳实施方式，与上一实施例不同之处在于：采用了角度电位器4’替换了位移传感器4，角度电位器4’设置在所述U型支座241和转轴28之间，角度电位器4’通过两个电位器安装孔41’安装在U型支座侧板2411上，转轴28端部插入角度电位器4’的角度测量孔42’中，用于检测转轴28转动的角度。本实施例，可以直接检测到旋转拨叉26的倾转角度。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本发明旨在提供一种旋翼飞行器倾转机构，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，例如：改变定位管的形状，将后端固定座一体成型于定位管的前端，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋翼飞行器倾转机构，其包括驱动单元（1）和倾转单元（2），其特征在于：所述驱动单元（1）沿直线布置在一个定位管（3）中，所述倾转单元（2）设在所述定位管（3）的前端；所述倾转单元(2)包括：

一个T型丝杆（21），所述T型丝杆（21）的后端与所述驱动单元（1）直线连接；

一个T型螺母（22），螺接在所述T型丝杆（21）上，且在所述T型丝杆（21）驱动下可以做直线运动；

一个后端固定座（23），设在所述定位管（3）的前端；

一个旋转滑道定位座（24），后端与所述后端固定座（23）连接，其具有向前延伸、且上端、前端开放的截面呈U形的U型支座（241）；

一个前端固定座（25），安装在所述U型支座（241）的前端；

一个旋转拨叉（26），可转动地安装在所述U型支座（241）的U型支座侧板（2411）上；所述旋转拨叉（26）的下自由端具有通过一个n形的开口（2621）形成两个叉齿（2623）；

所述T型丝杆（21）的两端可以转动地分别安装在前端固定座（25）和后端固定座（23）上；所述U型支座（241）的U型支座侧板（2411）上设有与所述T型丝杆（21）平行的滑道（2413）；所述T型螺母（22）的两侧具有向两侧的滑道（2413）延伸的由里向外连为一体的驱动杆（222）和滑块（221），所述滑块（221）延伸至所述滑道（2413）中；所述驱动杆（222）位于所述开口（2621）中，用于驱动所述旋转拨叉（26）转动；

所述两个叉齿（2623）的自由端具有呈45°倾斜的斜面一（2624）、斜面二（2625），斜面一（2624）、斜面二（2625）相对设置且呈90°夹角；当所述旋转拨叉（26）旋转至最大展开位置时，所述斜面一（2624）呈水平地位于所述滑道（2413）的上沿高度，当所述旋转拨叉（26）旋转至回收位置时，所述斜面二（2625）位于所述滑道（2413）的呈水平地上沿位置的上沿高度；所述滑道（2413）的两端具有超出所述旋转拨叉（26）运动至两端极限位置所覆盖的倾转摆动段（24131）的自锁段（24132）；所述自锁段（24132）位于所述旋转拨叉（26）处于展开位置和回收位置时、对应于所述斜面一（2624）和斜面二（2625）的下方位置。

2.根据权利要求1所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其特征在于，所述旋转拨叉（26）包括：一个呈n形的支撑部（261）和一体成型与支撑部（261）的两侧板自由端的两个拨叉板（262），所述拨叉板（262）与所述支撑部（261）的侧板在同一平面内、且拨叉板（262）与所述支撑部的侧板呈大于90度小于180度的夹角α；所述支撑部（261）和拨叉板（262）连接处通过转轴（28）将所述旋转拨叉（26）可转动地安装在所述U型支座（241）的U型支座侧板（2411）上；所述叉齿（2623）设在所述拨叉板（262）的下自由端。

3.根据权利要求1或2所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其特征在于，所述后端固定座（23）包括：一个外周与所述定位管（3）内周适配的环形支架一（231）和与所述环形支架一（231）连为一体且向外延伸的环形支架二（232），中心具有用于T型丝杆（21）支撑、定位的后轴承孔（233），所述T型丝杆（21）的后端穿过该后轴承孔（233）与所述驱动单元（1）对接；所述环形支架二（232）具有用于安装所述旋转滑道定位座（24）的安装凹槽（2321）。

4.根据权利要求3所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其特征在于，所述旋转滑道定位座（24）包括：位于后端的与所述安装凹槽（2321）适配的环形支架三（242），所述U型支座（241）一体成型地设在所述环形支架三（242）的前端。

5.根据权利要求1或2所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其特征在于，所述前端固定座（25）包括具有与所述U型支座（241）前端适配形状的支座（251）以及一次成型于所述支座（251）上的轴承座（252），所述支座（251）侧面通过螺钉与所述U型支座（241）侧板固定； 所述T型丝杆（21）前端可以转动地设在所述轴承座（252）上。

6.根据权利要求2所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其特征在于，所述转轴（28）位于所述滑道（2413）的中垂线上。

7.根据权利要求1或2所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其特征在于，所述驱动单元（1）包括驱动电机（11）、联轴器（12）和电机安装座（13），所述T型丝杆（21）的后端通过联轴器（12）与所述驱动电机（11）直线连接；所述驱动电机（11）通过电机安装座（13）设置在定位管（3）中；所述电机安装座（13）包括为一个外径与所述定位管内径适配的环形架（131），环形架（131）中央为一个圆形的用于安装电机的定位孔（132），在环形架（131）上设有电机固定孔（133）。

8.根据权利要求1或2所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其特征在于，其还包括一个用于检测所述旋转拨叉（26）倾转角度的检测部件；所述检测部件为位移传感器（4），所述位移传感器（4）的两端分别与所述前端固定座（25）和后端固定座（23）连接，所述位移传感器（4）与所述T型螺母（22）连接，用于通过T型螺母（22）的位移量检测旋转拨叉（26）倾转角度； 或者，所述检测部件为角度电位器（4’），所述角度电位器（4’）设置在所述U型支座（241）和转轴（28）之间。

9.根据权利要求2所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其特征在于，所述支撑部（261）的顶端设有用安装旋翼的旋转底座（27）；所述支撑部（261）的后端具有连接两个侧板（2611）的后板（2612）。

10.根据权利要求7所述的一种旋翼飞行器倾转机构，其特征在于，所述电机安装座（13）位于所述电机固定孔（133）的周围具有减重凹槽一（134）；所述后端固定座（23）的环形支架一（231）上设有减重凹槽二（236）；所述前端固定座（25）的支座（251）为U形板状，支座（251）的后面具有加强筋（254）。