CN204433056U - 浮力辅升无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浮力辅升无人机，包括机身(1)、控制器及电子调速器、多个支臂(4)及旋翼组件，旋翼组件包括旋翼(11)、旋翼输入轴及旋翼安装座(6)，它还包括均由控制器控制的气囊装置、用于驱动旋翼(11)旋转的驱动机构及用于调整旋翼(11)推力的角度调节机构，气囊装置包括可折叠至机身(1)内腔的气囊(2)及充气装置，且气囊(2)打开后横向置于机身(1)的正上方，角度调节机构包括用于驱动旋翼(11)沿支臂(4)所在轴线周向旋转的第一调节机构及用于驱动旋翼(11)沿与支臂(4)垂直的轴线在0～40°范围内小幅摆动的第二调节机构。该浮力辅升无人机续航能力更强、操作更加灵活。

Description

浮力辅升无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，特别涉及一种浮力辅升无人机。

背景技术

无人机是目前开始逐渐实用化的一种飞行器，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低等优点。在无人机上装载多类传感器，例如摄像头，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，广泛应用于消防、军事、交通、警务、勘探以及气象等领域，以实现对指定区域的巡航拍摄和监视。目前，无人机大多是基于直升机的飞行原理进行设计制造的，可实现垂直升降和高空悬停，从而满足航拍和监控的要求，最普遍的是固定翼式以及多旋翼式(例如，四旋翼)。但问题在于，现有技术的无人机的升力源一般仅为旋翼，而固定翼式的无人机工作时的气象条件要求高，且起降要求高，成本较高；而多旋翼式无人机其动力源一般为电池，如现有的四旋翼的无人机的电池一般为5000mAh，其飞行时间仅为15-20分钟，续航能力差。且现有技术的无人机的旋翼一般为固定在支臂末端的，无法调节其转动的角度，其灵活性稍显不足。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种续航能力更强、操作更加灵活的浮力辅升无人机。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种浮力辅升无人机，包括机身、置于机身内的控制器及电子调速器、关于机身对称分布的多个支臂及设于每个支臂远离机身的一端的旋翼组件，所述的旋翼组件包括旋翼、旋翼输入轴及旋翼安装座，它还包括均由控制器控制的气囊装置、用于驱动旋翼旋转的驱动机构及用于调整旋翼推力的角度调节机构，所述的气囊装置包括可折叠至机身内腔的气囊及充气装置，且所述的气囊打开后横向置于所述的机身的正上方，所述的角度调节机构包括用于驱动旋翼沿支臂所在轴线周向旋转的第一调节机构及用于驱动旋翼沿与支臂垂直的轴线在0～40°范围内小幅摆动的第二调节机构。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该浮力辅升无人机可由气囊形成第二升力源，气囊能起到很好的辅升功能，使得本实用新型的无人机续航能力更强。气囊打开后横向置于机身的正上方，且气囊可折叠至机身内腔，待需要时通过充气装置充气即可，非常实用。本实用新型的无人机还包括用于驱动旋翼推力的角度调节机构，具体结构包括用于驱动旋翼沿支臂所在轴线周向旋转的第一调节机构及用于驱动旋翼沿与支臂垂直的轴线在0～40°范围内小幅摆动的第二调节机构。通过第一调节机构和第二调节机构的设置可以很好的实现对旋翼推力的驱动，使得旋翼具有最优的推力矢量，也可以使得本实用新型的无人机续航能力更强，操作更加灵活。

作为优选，所述的驱动机构为用于驱动旋翼正转的正转电机及用于驱动旋翼反转的反转电机，所述的正转电机及反转电机的输出轴均与所述的旋翼输入轴相连接，所述的正转电机和反转电机均与控制器及电子调速器电连接。这样，旋翼的旋转更为稳定。

作为优选，所述的机身呈横向设置的圆柱状，所述的机身的内腔依次设有用于容置折叠后的气囊的上层腔体及用于容置控制器、电子调速器及电源装置的下层腔体，所述的机身的上层腔体的上端设有供气囊打开的开口；且所述的气囊呈横向设置的雪茄状。这样，机身的设计更为紧凑，机身的内腔分为上、下层后更加方便气囊的打开，控制器、电子调速器及电源装置的布置也更为合理。

作为优选，所述的充气装置包括气源及充气管，所述的气源置于所述的机身的内腔，且所述的充气管的一端与气源相连接，所述的充气管的另一端与所述的气囊相连接。

作为优选，所述的支臂的的末端套合有转动座，且所述的旋翼安装座通过转动轴转动连接于所述的转动座远离支臂的一端，所述的第一调节机构包括固定于支臂末端的第一电机及安装于第一电机输出轴的小齿轮、所述的转动座的内壁上沿周向设有用于与所述的小齿轮相啮合的内齿圈。这样，第一调节机构的结构比较紧凑，通过电机带动小齿轮转动，且通过小齿轮和内齿圈相啮合，就可以驱动旋翼安装座沿支臂所在轴线周向旋转。

作为优选，所述的第二调节机构包括对称设置于转动座内腔的两微型舵机及由微型舵机、的摇臂驱动的且横向设置的两推杆，所述的两推杆的末端均铰接于所述旋翼安装座上，且两推杆与旋翼安装座之间的铰接点与旋翼输入轴错开设置以形成旋翼安装座绕转动轴转动的力臂。这样，第二调节机构的结构比较紧凑，可方便地设置在转动座的内腔，能够满足驱动旋翼沿与支臂垂直的轴线在0～40°范围内小幅摆动的要求。

作为优选，它还包括支臂折叠机构，所述的支臂折叠机构由第一段支臂及第二段支臂组成，所述的第一段支臂的一端通过转轴与所述的机身相铰接，且所述的第一段支臂的末端与所述的机身之间安装有向内折叠90°后用于定位的第一定位销，所述的第二段支臂的另一端与所述的第一段支臂的一端通过转轴相铰接，且所述的第二段支臂与所述的第一段支臂之间安装有向内折叠40～70°后用于定位的第二定位销。这样，在折叠时，先把第一段支臂与第二段支臂之间向内折叠40～70°后用第二定位销定位，再将第一段支臂与机身之间向内折叠90°，就可以很好的解决旋翼与折叠的支臂产生干涉的问题，折叠效果更好。

作为优选，所述的电源装置包括第一电池及第二电池，所述的控制器置于所述的机身的下层腔体的中部，且所述的第一电池和第二电池对称布置于所述的机身的下层腔体内。这样，整个机身结构比较对称，重心比较稳，无人机的平衡性更好。

作为优选，所述的机身的下部设有用于挂设备的挂架。这样，可以方便地挂设摄像机或其他航拍设备

附图说明

图1为本实用新型浮力辅升无人机的主视结构示意图(气囊打开)。

图2为本实用新浮力辅升无人机型的俯视结构示意图。

图3为本实用新浮力辅升无人机型的各支臂处的结构示意图。

图4为本实用新浮力辅升无人机型的各支臂处的另一结构示意图。

图1-4中：1机身、1.1上层腔体、1.2下层腔体、2气囊、3挂架、4支臂、4.1第一段支臂、4.2第二段支臂、5转动座、5.1内齿圈、6旋翼安装座、7第一电机、8微型舵机、8.1摇臂、9正转电机、10反转电机、11旋翼、12第一定位销、13第一定位销孔、14第二定位销、15第二定位销孔、16推杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

如图1-4所示，一种浮力辅升无人机，包括机身1、置于机身1内的控制器及电子调速器、关于机身1对称分布的多个支臂4及设于每个支臂4远离机身1的一端的旋翼组件，所述的旋翼组件包括旋翼11、旋翼输入轴及旋翼安装座6，它还包括均由控制器控制的气囊装置、用于驱动旋翼11旋转的驱动机构及用于驱动旋翼11推力的角度调节机构，所述的气囊装置包括可折叠至机身1内腔的气囊2及充气装置，且所述的气囊2打开后横向置于所述的机身1的正上方，所述的角度调节机构包括用于调整旋翼11沿支臂4所在轴线周向旋转的第一调节机构及用于驱动旋翼11沿与支臂4垂直的轴线在0～40°范围内小幅摆动的第二调节机构。

所述的驱动机构为用于驱动旋翼11正转的正转电机9及用于驱动旋翼11反转的反转电机10，所述的正转电机9及反转电机10的输出轴均与所述的旋翼输入轴相连接，所述的正转电机9和反转电机10均与控制器及电子调速器电连接。

所述的机身1呈横向设置的圆柱状，所述的机身1的内腔依次设有用于容置折叠后的气囊2的上层腔体1.1及用于容置控制器及电源装置的下层腔体1.2，所述的机身1的上层腔体1.1的上端设有供气囊2打开的开口；且所述的气囊2呈横向设置的雪茄状。

所述的充气装置包括气源及充气管，所述的气源置于所述的机身1的内腔，且所述的充气管的一端与气源相连接，所述的充气管的另一端与所述的气囊2相连接。

所述的支臂4的的末端套合有转动座5，且所述的旋翼安装座6通过转动轴转动连接于所述的转动座5远离支臂4的一端，所述的第一调节机构包括固定于支臂4末端的第一电机7及安装于第一电机7输出轴的小齿轮、所述的转动座5的内壁上沿周向设有用于与所述的小齿轮相啮合的内齿圈5.1。

所述的第二调节机构包括对称设置于转动座5内腔的两微型舵机8及由微型舵机8的摇臂驱动的且横向设置的两推杆，所述的两推杆的末端均铰接于所述旋翼安装座6上，且两推杆与旋翼安装座6之间的铰接点与旋翼输入轴错开设置以形成旋翼安装座6绕转动轴转动的力臂。

它还包括支臂折叠机构，所述的支臂4折叠机构由第一段支臂4.1及第二段支臂4.2组成，所述的第一段支臂的一端通过转轴与所述的机身1相铰接，且所述的第一段支4的末端与所述的机身1之间安装有向内折叠90°后用于定位的第一定位销12，所述的第二段支臂4.2的另一端与所述的第一段支臂4.1的一端通过转轴相铰接，且所述的第二段支臂4.2与所述的第一段支臂4.1之间安装有向内折叠40～70°后用于定位的第二定位销14。所述的机身1与第一段支臂2.1的铰接的位置处设有用于与所述的第一定位销12相配合的两第一定位销孔13，且两第一定位销孔13的轴线呈90°设置。

所述的第一段支臂4.1与第二段支臂4.2的铰接的位置处设有用于与第二定位销14相配合的两第二定位销孔15，且两第二定位销孔15的轴线之间的夹角α为40～70°。

在本具体实施例中，两第二定位销孔15的轴线之间的夹角α为57°。

所述的电源装置包括第一电池及第二电池，所述的控制器置于所述的机身1的下层腔体1.2的中部，且所述的第一电池和第二电池对称布置于所述的机身1的下层腔体1.2内。

所述的机身1的下部设有用于挂设备的挂架3。

在本具体实施例中，本实用新型所使用的电机的型号为朗宇X4110S 340KV无刷电机，使用的电子调速器的输入：2-6S锂电，持续电流：40A；使用的微型舵机为银燕EMAX 8G微型模拟舵机。以上均为常见的市售产品，本领域技术人员可根据产品的大小等需求，自行选择其他配件，不在此赘述。

以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型保护范围内。

Claims (9)

1.一种浮力辅升无人机，包括机身(1)、置于机身(1)内的控制器及电子调速器、关于机身(1)对称分布的多个支臂(4)及设于每个支臂(4)远离机身(1)的一端的旋翼组件，所述的旋翼组件包括旋翼(11)、旋翼输入轴及旋翼安装座(6)，其特征在于：它还包括均由控制器控制的气囊装置、用于驱动旋翼(11)旋转的驱动机构及用于调整旋翼(11)推力的角度调节机构，所述的气囊装置包括可折叠至机身(1)内腔的气囊(2)及充气装置，且所述的气囊(2)打开后横向置于所述的机身(1)的正上方，所述的角度调节机构包括用于驱动旋翼(11)沿支臂(4)所在轴线周向旋转的第一调节机构及用于驱动旋翼(11)沿与支臂(4)垂直的轴线在0～40°范围内小幅摆动的第二调节机构。

2.根据权利要求1所述的浮力辅升无人机，其特征在于：所述的驱动机构为用于驱动旋翼(11)正转的正转电机(9)及用于驱动旋翼(11)反转的反转电机(10)，所述的正转电机(9)及反转电机(10)的输出轴均与所述的旋翼输入轴相连接，所述的正转电机(9)和反转电机(10)均与控制器及电子调速器电连接。

3.根据权利要求1所述的浮力辅升无人机，其特征在于：所述的机身(1)呈横向设置的圆柱状，所述的机身(1)的内腔依次设有用于容置折叠后的气囊(2)的上层腔体(1.1)及用于容置控制器、电子调速器及电源装置的下层腔体(1.2)，所述的机身(1)的上层腔体(1.1)的上端设有供气囊(2)打开的开口；且所述的气囊(2)呈横向设置的雪茄状。

4.根据权利要求1或3所述的浮力辅升无人机，其特征在于：所述的充气装置包括气源及充气管，所述的气源置于所述的机身(1)的内腔，且所述的充气管的一端与气源相连接，所述的充气管的另一端与所述的气囊(2)相连接。

5.根据权利要求1所述的浮力辅升无人机，其特征在于：所述的支臂(4)的的末端套合有转动座(5)，且所述的旋翼安装座(6)通过转动轴转动连接于所述的转动座(5)远离支臂(4)的一端，所述的第一调节机构包括固定于支臂(4)末端的第一电机(7)及安装于第一电机(7)输出轴的小齿轮、所述的转动座(5)的内壁上沿周向设有用于与所述的小齿轮相啮合的内齿圈(5.1)。

6.根据权利要求5所述的浮力辅升无人机，其特征在于：所述的第二调节机构包括对称设置于转动座(5)内腔的两微型舵机(8)及由微型舵机(8)的摇臂(8.1)驱动的且横向设置的两推杆(16)，所述的两推杆(16)的末端均铰接于所述旋翼安装座(6)上，且两推杆与旋翼安装座(6)之间的铰接点与旋翼输入轴错开设置以形成旋翼安装座(6)绕转动轴转动的力臂。

7.根据权利要求1所述的浮力辅升无人机，其特征在于：它还包括支臂折叠机构，所述的支臂折叠机构由第一段支臂(4.1)及第二段支臂(4.2)组成，所述的第一段支臂(4.1)的一端通过转轴与所述的机身(1)相铰接，且所述的第一段支臂(4.1)的末端与所述的机身(1)之间安装有向内折叠90°后用于定位的第一定位销(12)，所述的第二段支臂(4.2)的另一端与所述的第一段支臂(4.1)的一端通过转轴相铰接，且所述的第二段支臂(4.2)与所述的第一段支臂(4.1)之间安装有向内折叠40～70°后用于定位的第二定位销(14)。

8.根据权利要求3所述的浮力辅升无人机，其特征在于：所述的电源装置包括第一电池及第二电池，所述的控制器置于所述的机身(1)的下层腔体(1.2)的中部，且所述的第一电池和第二电池对称布置于所述的机身(1)的下层腔体(1.2)内。

9.根据权利要求1所述的浮力辅升无人机，其特征在于：所述的机身(1)的下部设有用于挂设备的挂架(3)。