CN117550118A - 桨叶角自适应调节的飞行动力装置 - Google Patents
桨叶角自适应调节的飞行动力装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117550118A CN117550118A CN202311480987.7A CN202311480987A CN117550118A CN 117550118 A CN117550118 A CN 117550118A CN 202311480987 A CN202311480987 A CN 202311480987A CN 117550118 A CN117550118 A CN 117550118A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- cylinder
- base
- power device
- brushless motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 9
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 9
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 claims description 9
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U50/00—Propulsion; Power supply
- B64U50/20—Transmission of mechanical power to rotors or propellers
- B64U50/23—Transmission of mechanical power to rotors or propellers with each propulsion means having an individual motor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U10/00—Type of UAV
- B64U10/10—Rotorcrafts
- B64U10/13—Flying platforms
- B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U40/00—On-board mechanical arrangements for adjusting control surfaces or rotors; On-board mechanical arrangements for in-flight adjustment of the base configuration
- B64U40/10—On-board mechanical arrangements for adjusting control surfaces or rotors; On-board mechanical arrangements for in-flight adjustment of the base configuration for adjusting control surfaces or rotors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
本发明为一种桨叶角自适应调节的飞行动力装置。飞行动力装置安装在无人机涵道本体内，飞行动力装置包括桨叶支撑筒，桨叶，滚子轴承，无刷电机，底座和桨叶角度调节机构；多个桨叶周向上通过滚子轴承均匀的设在桨叶支撑筒的外周，通过固定在底座的无刷电机驱动桨叶支撑筒和桨叶绕整个装置轴线做圆周运动；桨叶后端面的桨叶水平基准面内，且与桨叶后缘为同侧的位置设有桨叶内侧凸台；桨叶角度调节机构通过驱动桨叶内侧凸台上下运动实现桨叶角的调节。本发明通过桨叶角度调节机构调节桨叶的角度，从而解决了现有的电力驱动无人机桨叶角不可改变的问题，可使无人机在飞行过程中续航能力和工作噪音以及稳定性受环境影响影响的技术问题得以解决。
Description
技术领域
本发明属于飞行动力领域，具体涉及一种桨叶角自适应调节的飞行动力装置。
背景技术
无人机是一种不载人的自主或远程控制的飞行器,它综合运用了航空航天、机电一体化、计算机、通信、导航等多项高新技术，具有体积小、重量轻、使用成本低等优点，在军事航天、商业航拍、电力巡线、精准农业、应急救援等领域拥有广阔的应用前景。无人机的工作原理是通过预编程或人的远程控制，实现各种飞行任务。它由动力系统、控制系统、通信系统、导航系统和有效载荷五大系统组成。动力系统为无人机提供动力与飞行能力；控制系统实现飞行状态的稳定控制和飞行指令的执行；通信系统实现无人机与地面站的链路通信；导航系统给无人机提供自主导航能力；有效载荷是完成特定任务的设备或传感器。无人机根据任务需求，可以配置光学摄像头、多光谱相机、红外热像仪、合成孔径雷达等多种有效载荷。
目前,无人机技术正在快速发展，业界普遍认为无人机是继有人飞机、卫星之后航空航天领域的第三次革命。随着关键技术如自动驾驶、障碍规避、精确定位的进步，无人机的智能化、自动化水平大大提高,在更多领域发挥重要作用。但目前市面上包括军用无人机在其飞行过程中会受到诸多因素的影响，例如地形、天气、风速、风向等，同时无人机自身的续航能力和工作噪音以及稳定性也是一大问题，经总体分析发现，目前市面上的桨叶角度均为不可调节的，这导致飞行器会面临如下问题：
1、固定桨叶角度在低动力情况下会导致旋翼无法产生升力，使无人机起飞不平稳；
2、固定桨叶角度在恶劣环境中会严重影响无人机的机动控制能力，包括失去俯仰、横滚控制等平衡控制；
3、固定桨叶角度会使桨叶工作在非最优状态，无人机飞行受限；
4、在遇到大风或者需要急速转向，固定桨叶就无法应对，直接影响飞行安全；
5、不可调节桨叶是无人机飞行时需要极多能量消耗，加速电池消耗，缩短无人机的续航时间；
6、固定桨叶对机械传动系统的负荷较大，更易磨损、故障率高易磨损；因此，固定浆叶在飞行中受环境影响较大，这也是导致续航时间和工作噪音以及稳定性受到影响的一大原因。
发明内容
本发明的目的在于提供一种桨叶角自适应调节的飞行动力装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种桨叶角自适应调节的飞行动力装置，飞行动力装置安装在无人机涵道本体内，飞行动力装置包括桨叶支撑筒，桨叶，滚子轴承，无刷电机，底座和桨叶角度调节机构；
多个所述桨叶周向上通过滚子轴承均匀的设在桨叶支撑筒的外周，通过固定在底座的无刷电机驱动桨叶支撑筒和桨叶绕整个装置轴线做圆周运动；桨叶后端面的桨叶水平基准面内，且与桨叶后缘为同侧的位置设有桨叶内侧凸台；桨叶角度调节机构通过驱动桨叶内侧凸台上下运动实现桨叶角的调节。
进一步的，桨叶角度调节机构包括底座气缸支撑筒和微型动力装置，
底座气缸支撑筒与底座同轴配合，底座气缸支撑筒设置在桨叶支撑筒内，底座气缸支撑筒周向上设有多个与桨叶内侧凸台相匹配的凸台凹槽，装配后桨叶内侧凸台位于凸台凹槽内，微型动力装置设置在底座，用于驱动底座气缸支撑筒上下运动，通过底座气缸支撑筒的上下运动实现桨叶内侧凸台的上下运动，从而实现桨叶角调节。
进一步的，微型动力装置为微型气缸。
进一步的，桨叶的数量为四。
进一步的，还包括无刷电机固定台，无刷电机固定台穿过座气缸支撑筒底部中心孔安装在底座上，无刷电机固定在无刷电机固定台上。
进一步的，无刷电机的输出轴与桨叶支撑筒内部的联轴杆配合。
一种无人机，包括上述的飞行动力装置。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
本发明在保证桨叶绕飞行动力装置高速旋转的同时，通过调节控制系统驱动微型气缸，微型气缸推动底座气缸支撑筒上下运动，支撑筒上方侧壁的四个凹槽凸台带动桨叶内侧凸台绕桨叶凸台做圆周运动，调节桨叶的角度，从而解决了现有的电力驱动无人机桨叶角不可改变的问题，可使无人机在飞行过程中续航能力和工作噪音以及稳定性受环境影响影响的技术问题得以解决。
附图说明
图1为采用本发明的飞行动力装置的无人机整体示意图。
图2为本发明桨叶角自适应调节的飞行动力装置结构示意图。
图3为本发明桨叶角自适应调节的飞行动力装置结构爆炸图。
图4为滚子轴承装配示意图。
图5为微型气缸装配示意图。
图6为无刷电机装配示意图。
图7为连轴杆装配示意图。
图8为桨叶示意图。
图9为底座气缸支撑筒示意图。
图10为底座示意图。
附图标记说明：
1-无人机涵道本体，2-飞行动力装置，3-桨叶支撑筒，4-桨叶，5-滚子轴承，6-底座气缸支撑筒，7-无刷电机，8-底座，9-无刷电机固定台，10-微型气缸，31-联轴杆，41-桨叶内侧凸台，61-凸台凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
参照图1-10，一种自适应调节的无人机飞行动力装置总成，如图1-2所示，包括无人机涵道本体1，自适应调节的无人机飞行动力装置2，自适应调节的无人机飞行动力装置2包括有桨叶支撑筒3、桨叶4、滚子轴承5、底座气缸支撑筒6、无刷电机7、底座8、无刷电机固定台9、微型气缸10；
如图4所示，桨叶支撑筒3上有四个桨叶安装孔，桨叶4通过滚子轴承5与桨叶支撑筒3相配合；
如图5所示，桨叶支撑筒3与底座气缸支撑筒6同轴安装，桨叶4上的凸台41与底座气缸支撑筒6上的凸台凹槽61相配合；
如图6所示，底座气缸支撑筒6与底座8同轴配合，底座8中心旁安装微型气缸10，无刷电机固定台9穿过座气缸支撑筒6底部中心孔安装在底座8上，微型气缸10与座气缸支撑筒6底部相配合；
如图7所示，无刷电机7底部固定在无刷电机固定台9上，电机输出轴与桨叶支撑筒3内部的连轴杆31相配合；
如图8所示，桨叶4上的凸台41上端面的中心点在桨叶水平基准面内，并与桨叶后缘为同侧；
底座气缸支撑筒6与底座8相连接，底座上方设计有限位圈，底座气缸支撑筒6下方与底座上的微型气缸10固定连接；
底座气缸支撑筒6具有与底座同轴心上下往复运动的特点。
无刷电机7与底座中心固定台用螺钉相连，无刷电机7输出轴与桨叶支撑筒内部的连轴杆相配合；
通过无人机飞行控制系统的调节器，在使用时，无刷电机7通过联轴杆31带动桨叶支撑筒3和桨叶4绕整个装置轴线做圆周运动，同时底座8上的微型气缸10带动底座气缸支撑筒6沿装置轴线上下运动，底座气缸支撑筒6上的凸台凹槽61带动桨叶4上的凸台41转动，以此实现桨叶4的角度变化，从而解决了现有的电力驱动无人机桨叶4角度不可调节。当凸台41向上发生位移时，桨叶后缘偏离基准面向上，此时迎角位于基准面上方，偏移越远，迎角越大，无人机下降速率变大；当凸台41向下发生位移时，桨叶后缘偏离基准面向下，此时迎角位于基准面上下方，偏移越远，迎角越大，无人机上升速率变大，以此实现桨叶4的角度变化，从而解决了现有的电力驱动无人机桨叶4角度不可调节，根据飞行气动力学原理，由于桨叶角发生变化，所以飞行器在空中发生位移时所需动力大大降低。
工作原理：通过机载计算机传出的飞行指令后，微型气缸10运动到初始标刻度，底座气缸支撑筒6上的凸台凹槽61带动桨叶4上的凸台41运动到初始位置并固定不动，此时无刷电机7开始工作，通过桨叶支撑筒3内部的联轴杆31使桨叶支撑筒3开始转动，同时带动桨叶4绕装置轴线旋转，使无人机离开地面；在飞行过程中，无人机桨叶4需要调节角度时，由传感器感知当前所处位置环境，并有机载计算机综合评估后发出调节指令，底座8上的微型气缸10开始推动底座气缸支撑筒6向上或向下运动，底座气缸支撑筒6上的凸台凹槽61带动桨叶4上的凸台41转动到指令角度，此时桨叶4调节到适应当前环境的最佳角度。
Claims (7)
1.一种桨叶角自适应调节的飞行动力装置，飞行动力装置安装在无人机涵道本体(1)内，其特征在于，飞行动力装置包括桨叶支撑筒(3)，桨叶(4)，滚子轴承(5)，无刷电机(7)，底座(8)和桨叶角度调节机构；
多个所述桨叶(4)周向上通过滚子轴承(5)均匀的设在桨叶支撑筒(3)的外周，通过固定在底座(8)的无刷电机(7)驱动桨叶支撑筒(3)和桨叶(4)绕整个装置轴线做圆周运动；桨叶后端面的桨叶水平基准面内，且与桨叶后缘为同侧的位置设有桨叶内侧凸台(41)；桨叶角度调节机构通过驱动桨叶内侧凸台(41)上下运动实现桨叶角的调节。
2.根据权利要求1所述的飞行动力装置，其特征在于，桨叶角度调节机构包括底座气缸支撑筒(6)和微型动力装置，
底座气缸支撑筒(6)与底座(8)同轴配合，底座气缸支撑筒(6)设置在桨叶支撑筒(3)内，底座气缸支撑筒(6)周向上设有多个与桨叶内侧凸台(41)相匹配的凸台凹槽(61)，装配后桨叶内侧凸台(41)位于凸台凹槽(61)内，微型动力装置设置在底座(8)，用于驱动底座气缸支撑筒(6)上下运动，通过底座气缸支撑筒(6)的上下运动实现桨叶内侧凸台(41)的上下运动，从而实现桨叶角调节。
3.根据权利要求2所述的飞行动力装置，其特征在于，微型动力装置为微型气缸(10)。
4.根据权利要求3所述的飞行动力装置，其特征在于，桨叶(4)的数量为四。
5.根据权利要求2所述的飞行动力装置，其特征在于，还包括无刷电机固定台(9)，无刷电机固定台(9)穿过座气缸支撑筒(6)底部中心孔安装在底座(8)上，无刷电机(7)固定在无刷电机固定台(9)上。
6.根据权利要求5所述的飞行动力装置，其特征在于，无刷电机(7)的输出轴与桨叶支撑筒(3)内部的联轴杆(31)配合。
7.一种无人机，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的飞行动力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311480987.7A CN117550118A (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 桨叶角自适应调节的飞行动力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311480987.7A CN117550118A (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 桨叶角自适应调节的飞行动力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117550118A true CN117550118A (zh) | 2024-02-13 |
Family
ID=89810218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311480987.7A Pending CN117550118A (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 桨叶角自适应调节的飞行动力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117550118A (zh) |
-
2023
- 2023-11-08 CN CN202311480987.7A patent/CN117550118A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2022200292B2 (en) | Clip-on propeller mount | |
| US10780975B2 (en) | Clip-on propeller mount | |
| US10618641B2 (en) | Helicopter rotor head, multirotor helicopter, and helicopter | |
| AU673608B2 (en) | Ancillary aerodynamic structures for an unmanned aerial vehicle having ducted, coaxial counter-rotating rotors | |
| WO2020017488A1 (ja) | 無人航空機 | |
| US11117657B2 (en) | Aeronautical apparatus | |
| JP2012111475A (ja) | Ｗｉｎｇ−Ｒｏｔｏｒによる垂直離着陸無人航空機 | |
| KR102010964B1 (ko) | 수직 이착륙형 하이브리드 드론 | |
| CN215590991U (zh) | 飞行体以及动力装置 | |
| JP2009234551A (ja) | 主翼取り付け角変更装置を備えた垂直離着陸航空機 | |
| CN114313241A (zh) | 飞行体 | |
| CN117550118A (zh) | 桨叶角自适应调节的飞行动力装置 | |
| WO2022145045A1 (ja) | 飛行体の制御方法 | |
| US20230331407A1 (en) | Flying vehicle | |
| CN218343725U (zh) | 一种涵道倾转机构以及小型倾转涵道飞行器 | |
| US20230322372A1 (en) | Reaction Drive Helicopter and Methods for Propulsion and Control | |
| CN213594520U (zh) | 机臂及变桨距飞行器 | |
| WO2023013031A1 (ja) | 回転翼機、回転翼部 | |
| WO2022215266A1 (ja) | 飛行体の着陸方法、飛行体、情報処理装置、プログラム | |
| CN117302592A (zh) | 变桨机构、飞行器的动力系统和无人机 | |
| CN114987737A (zh) | 尾部主动变距涵道推进无人飞行器 | |
| CN115892532A (zh) | 一种精准降落无人空气动力伞 | |
| CN112109888A (zh) | 机臂及变桨距飞行器 | |
| CN116692065A (zh) | 起落架、可自动起落的仿生扑翼机及其飞行控制方法 | |
| WO2022109055A1 (en) | Despin and rotational control architectures for lighter-than-air high altitude platforms |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |