CN203652105U - 一种四轴飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及微型飞行器技术领域。本实用新型的一种四轴飞行器，包括主机体、四组电机安装罩、两组正反旋翼、转轴、从动轮、主动轮和驱动装置，四组支撑臂外端与四组电机安装罩连接，两组正反旋翼成对安装在四组电机安装罩上，转轴与电机安装罩底部连接，从动轮设置支撑臂外侧，且该转轴与从动轮固定连接，该驱动装置安装在主机体上，该驱动装置与主动轮配合，该主动轮与从动轮配合。本实用新型通过转轴、从动轮、主动轮和驱动装置的配合，实现旋翼相对于支撑臂进行轴线旋转而实现旋翼方向的微调，进而配合旋翼的旋转速度和旋向来实现四轴飞行器的快速改变方向，灵活性能好，飞行更安全。

Description

一种四轴飞行器

技术领域

本实用新型涉及微型飞行器技术领域，具体涉及一种四轴飞行器。 

背景技术

四轴飞行器是一种形式的无人机（UAV），四轴飞行器分别通过四根支撑臂连接前后和左右两组共四个旋翼，每组旋翼旋向相同，两组旋翼分别互为正反旋翼，两组旋翼旋向相反，以此抵消机体扭力矩，保持机体平衡，并且通过改变旋翼转速来改变升力，进而改变四轴飞行器的方向和位置。由于其结构紧凑，运动灵活，比较适合狭小的空间或复杂地形环境中使用。但由于现有的四轴飞行器的四组支撑臂与旋翼之间固定连接，且四组支撑臂之间相对位置固定不可变动，这导致改变方向的时候，通过对一组旋翼的两个旋翼转速进行调整来实现的时候，方向改变还是较慢，在高速飞行的时候，特别是碰到障碍物之际，方向改变的速度极为重要，否则容易碰到障碍物。 

目前的四轴飞行器整体呈“十”字状，所述四组支撑臂处于同一平面且相互之间的夹角为90°，因此在携带过程中，由于几何尺寸较大，不便于携带。 

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供了一种能够快速改变方向的四轴飞行器，在飞行的过程中安全性更高，且可折叠以方便携带。 

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，一种四轴飞行器，包括主机体、四组支撑臂、四组电机安装罩、两组正反旋翼、转轴、从动轮、主动轮和驱动装置，四组支撑臂外端内端与主机体连接，四组支撑臂外端与四组电机安装罩连接，两组正反旋翼成对安装在四组电机安装罩上，转轴与电机安装罩底部连接，主动轮设置在支撑臂外侧，且该转轴与从动轮固定连接，该驱动装置安装在主机体上，该驱动装置与主动轮配合，该主动轮与从动轮配合。 

进一步的，驱动装置包括带内齿和导向孔的导向座、驱动件、行星轮、链轮、设置在链轮轴上的输出齿轮、倒链和电机，行星轮设在驱动件的底盘呈圆形均匀分布，输出齿轮与行星轮啮合，行星轮与导向座的内齿啮合，驱动件的轴肩与导向座的中心孔转动配合，驱动件的驱动杆伸出导向座，驱动件的驱动杆与主动轮固定连接，输出齿轮与驱动件枢接，倒链与链轮配合，倒链套设于电机转轴上。 

进一步的，所述四组支撑臂内端通过旋转轴及固定旋转轴的固定座与主机体连接，该主机体上还设有四卡槽，且该四卡槽在主机体上绕一圆周均匀分布。当四组支撑臂分别与该四卡槽卡紧时，该四组支撑臂展开呈现“十字”状，该四组支撑臂位于同一水平面，且相互夹角90°。 

进一步的，所述主机体内部设有中空腔体，该中空腔体内设置有控制系统、辅助电子元器件、电池等配件。该中空腔体形状为球形、立方形或四面体中空腔体。 

本实用新型通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点： 

1、本实用新型通过转轴、从动轮、主动轮和驱动装置的配合，实现旋翼相对于支撑臂进行轴线旋转而实现旋翼方向的微调，进而配合旋翼的旋转速度和旋向来实现四轴飞行器的快速改变方向，灵活性能好，飞行更安全；

2、本实用新型通过旋转轴的设置使得支撑臂能够在竖直方向上收拢，使用时在水平方向上展开，结构轻巧，便于携带运输。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的结构示意图（包括局部剖视图）； 

图2是本实用新型的实施例的四组支撑臂内端通过旋转轴及固定旋转轴的固定座与主机体连接示意图；

图3是本实用新型的实施例的四组支撑臂收拢的示意图；

图4是本实用新型的实施例的驱动装置分解示意图；

图5是本实用新型的实施例向右偏航飞行状态图；

图6是本实用新型的实施例向前加速飞行状态图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。 

作为一个具体的实施例，如图1所示，本实用新型的一种四轴飞行器，包括主机体1、四组支撑臂21,22,23,24、四组电机安装罩31,32,33,34、两组正反旋翼41,42,43,44、转轴51、从动轮8、主动轮7和驱动装置6，所述主机体1内部设有中空腔体11，该中空腔体11内设置有控制系统9、辅助电子元器件（未示出）、电池（未示出）等配件。本实施例中，该中空腔体11形状为球形，当然中空腔体11也可以设计成立方形或四面体中空腔体11。四组支撑臂21,22,23,24外端与四组电机安装罩31,32,33,34连接，两组正反旋翼41,42,43,44成对安装在四组电机安装罩31,32,33,34上， 

参考图2和图3所示，所述四组支撑臂21,22,23,24内端通过旋转轴及固定旋转轴91，92,93,94的固定座101，102,103,104与主机体1连接，图中示出了支撑臂21的具体连接关系，其他支撑臂22,23,24相同，该主机体1上还设有四卡槽111，且该四卡槽111在主机体1上绕一圆周均匀分布。当四组支撑臂分别与该四卡槽111卡紧时，该四组支撑臂展开呈现“十字”状，该四组支撑臂位于同一水平面，且相互夹角90°。 

继续参考图1，该旋翼41和旋翼43为一组正向旋翼，旋翼42和旋翼44为一组反向旋翼，旋翼41安装在电机安装罩31，旋翼42安装在电机安装罩32，旋翼43安装在电机安装罩33，旋翼44安装在电机安装罩34，这里以转轴51作为示意，其他转轴以转轴51与其对应的其他部件连接关系均相同，转轴51与电机安装罩34底部连接，主动轮7设置在支撑臂24外侧，且该转轴51与从动轮8固定连接，该驱动装置6安装在主机体1上。如图4所示，驱动装置6包括带内齿和导向孔的导向座61、驱动件62、行星轮63、链轮64、设置在链轮64轴上的输出齿轮65、倒链66和电机67；行星轮63设在驱动件62的底盘621呈圆形均匀分布，输出齿轮65与行星轮63啮合，行星轮63与导向座61的内齿啮合，驱动件62的轴肩与导向座61的中心孔转动配合，驱动件62的驱动杆623伸出导向座61，输出齿轮65上的轴头与驱动件62枢接，倒链66与链轮64配合，倒链66套设于电机67转轴上，驱动件62的驱动杆623与主动轮配合，该主动轮7与从动轮8配合。 

使用时，参考图5和图6，四轴飞行器的两组旋翼以相反的方向旋转，通过改变旋翼的转速，并且微调旋翼的方向，来实现快速改变四轴飞行器的飞行方向即姿态动作。例如图5所示的是向右偏航飞行状态图，旋翼41，43旋转速度维持不变，旋翼42加速的同时，并操作驱动装置，使得电机操作链轮，链轮带动行星轮转动，行星轮还绕导向座的内齿转动，从而使驱动件转动，驱动件62的驱动杆623带动主动轮7转动，从动轮8带动转轴51转动，由于转轴转动带动电机安装罩相对支撑臂42和44右侧转动，参考图5中的竖直轴I轴，可以看出，这时旋翼42，44向前右侧略微倾斜，而左右动作的快速转换通过左右旋翼推力的差异以及左右旋翼略微倾斜的角度双向作用获得，同样的，偏航于东也是通过每对旋翼反力矩的差异而产生的扭力矩，配合旋翼略微倾斜的角度来实现左右快速偏航。 

参考图6所示的是向前加速飞行状态图，同样由于转轴51转动带动电机安装罩相对支撑臂41和43向前进方向转动，参考图6中的竖直轴I轴可以看出，这时旋翼41，43向前进方向略微倾斜，那么前后旋翼41、43之间推力的差异以及角度的倾斜，使得机体快速向前倾斜飞行，进而快速改变飞行方向或速度。 

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种四轴飞行器，其特征在于：包括主机体、四组支撑臂、四组电机安装罩、两组正反旋翼、转轴、从动轮、主动轮和驱动装置，四组支撑臂外端内端与主机体连接，四组支撑臂外端与四组电机安装罩连接，两组正反旋翼成对安装在四组电机安装罩上，转轴与电机安装罩底部连接，主动轮设置在支撑臂外侧，该转轴与从动轮固定连接，该驱动装置安装在主机体上，该驱动装置与主动轮配合，该主动轮与从动轮配合。

2.根据权利要求1所述的一种四轴飞行器，其特征在于：驱动装置包括带内齿和导向孔的导向座、驱动件、行星轮、链轮、设置在链轮轴上的输出齿轮、倒链和电机，行星轮设在驱动件的底盘呈圆形均匀分布，输出齿轮与行星轮啮合，行星轮与导向座的内齿啮合，驱动件的轴肩与导向座的中心孔转动配合，驱动件的驱动杆伸出导向座，驱动件的驱动杆与主动轮固定连接，输出齿轮与驱动件枢接，倒链与链轮配合，倒链套设于电机转轴上。

3.根据权利要求1所述的一种四轴飞行器，其特征在于：所述四组支撑臂内端通过旋转轴及固定旋转轴的固定座与主机体连接，该主机体上还设有四卡槽，且该四卡槽在主机体上绕一圆周均匀分布。

4.根据权利要求1所述的一种四轴飞行器，其特征在于：所述主机体内部设有中空腔体，该中空腔体内设置有控制系统、辅助电子元器件和电池。

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