CN205076038U - 一种多旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型航空产品技术领域，具体涉及一种多旋翼飞行器，至少解决由于使用多个电机驱动的方式，使得能量消耗多，从而限制了多轴旋翼飞行器的载重能力和续航时间的问题。多旋翼飞行器包括一个引擎以及动力分配传动系统，动力分配传动系统用于将引擎的驱动力分别传递至多个旋翼总成，以驱动多个旋翼总成同时转动，从而实现对多轴旋翼的驱动，能够减少了飞行器自身重量及能源损耗。

Description

一种多旋翼飞行器

技术领域

本实用新型涉及航空产品技术领域，具体涉及一种多旋翼飞行器。

背景技术

多轴多旋翼飞行器通过无线电遥控系统及自主飞行控制系统对其进行操作控制，以实现飞行器的起降、前后左右飞行、加减速以及方向控制等。可操纵性、稳定性、有效任务载荷和续航时间是考察多轴多旋翼飞行器的重要指标，在相同的可操纵性及稳定性条件下，使用者追求更大的有效任务载荷与长时间续航飞行能力。

现有多轴旋翼飞行器产品采用每轴独立驱动，通过每轴驱动电机的转速控制来实现飞行控制。如市面上畅销流行的四旋翼航拍飞行器，都是每轴独立驱动，通过控制每轴的驱动电机实现飞行。但是，使用多个电机驱动的方式会消耗更多的能量，从而限制了多轴旋翼飞行器的载重能力和续航时间；同时，由于电机转速改变的速度要慢于改变桨距的速度，使得驱动电机的功率有限，响应特性难以提高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多旋翼飞行器，以解决上述至少一种技术问题。

本实用新型的技术方案是：

一种多旋翼飞行器，包括引擎、多个旋翼总成以及飞行控制系统，所述引擎的数量为一个，所述多旋翼飞行器还包括：

动力分配传动系统，用于将所述引擎的驱动力分别传递至多个所述旋翼总成，以驱动多个所述旋翼总成同时转动。

可选地，所述旋翼总成的数量为四个，沿同一水平面平行布置；

所述动力分配传动系统包括：

一个一级齿轮，固定设置在所述引擎的输出轴上；

四个二级齿轮，沿同一圆周的周向分布，且沿所述圆周上任意相邻的两个所述二级齿轮之间相啮合，所述一级齿轮与其中一个所述二级齿轮啮合；

四个第一同步带轮，与四个所述二级齿轮位置相对应，每个所述第一同步带轮通过一根第一转轴与对应的一个所述二级齿轮同轴固定，且所述第一转轴轴线分别与所述第一同步带轮以及所述二级齿轮的轴线重合；

四个第二同步带轮，每个所述第二同步带轮与一个所述旋翼总成连接，用于驱动所述旋翼总成转动，且每个所述第二同步带轮通过皮带与一个所述第一同步带轮连接。

可选地，所述一级齿轮位于四个所述二级齿轮之间，且与其中一个所述二级齿轮啮合。

可选地，所述引擎位于所述二级齿轮顶部位置。

可选地，每个所述第一同步带轮位于与其相连接的所述二级齿轮的底部。

可选地，所述引擎为油动引擎。

可选地，所述旋翼总成包括：

第二转轴，固定设置在所述第二同步带轮轴心处；

旋翼安装夹基座，固定设置在所述第二转轴远离所述第二同步带轮的一端端部；

两个旋翼安装夹，对称安装在所述旋翼安装夹基座上，且均沿所述旋翼安装夹基座所在轴线旋转，两个所述旋翼安装夹上沿相反的方向分别外伸有一个第一吊耳；

旋翼，安装在所述旋翼安装夹上；

推动盘，套在所述第二转轴上且位于所述旋翼安装夹基座与所述第二同步带轮之间，所述推动盘上外伸两个对称的第二吊耳，每个所述第一吊耳与对应侧的所述第二吊耳之间铰接有连杆。

可选地，所述飞行控制系统包括四个伺服舵机，每个伺服舵机用于驱动一个所述推动盘在所述第二转轴上滑动。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的多旋翼飞行器中，仅设置一个引擎，单个引擎通过动力分配传动系统实现对多轴旋翼的驱动，能够减少了飞行器自身重量及能源损耗。

附图说明

图1是本实用新型多旋翼飞行器的结构示意图；

图2是本实用新型多旋翼飞行器中动力分配传动系统部分放大示意图；

图3是本实用新型多旋翼飞行器中旋翼总成部分放大示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1至图3所示，本实用新型提供的一种多旋翼飞行器，包括多个旋翼总成、飞行控制系统、一个引擎1以及动力分配传动系统等。

动力分配传动系统用于将引擎1的驱动力分别传递至多个旋翼总成，以驱动多个旋翼总成同时转动，从而驱动飞行器飞行；仅通过一个引擎1实现对多轴旋翼的驱动，能够减少了飞行器自身重量及能源损耗。

本实用新型的多旋翼飞行器中，旋翼总成可以包括多个，且优选偶数个，例如四个、六个、八个等；本实施例中，旋翼总成的数量为四个，沿同一水平面平行布置，并且可以根据已知的多种四旋翼无人机的结构进行设置。

动力分配传动系统包括一级齿轮2、二级齿轮3、第一同步带轮4、第二同步带轮6以及皮带等。

一级齿轮2为一个，固定设置在引擎1的输出轴上。其中，引擎1可以是电动或者油动引擎；本实施例中，采用油动引擎驱动四个旋翼总成，可增加有效任务载荷，延长飞行时间，尤其适用于长时间及远程作业。

四个二级齿轮3沿同一圆周的周向分布，且沿周向上任意相邻的两个二级齿轮3之间相啮合，一级齿轮2与其中一个二级齿轮3啮合。通过该一级齿轮2驱动一个二级齿轮3转动，再通过该二级齿轮3驱动其他三个二级齿轮3转动；并且，根据四个二级齿轮3的连接结构可知，其中两个相间隔二级齿轮3为顺时针转动，另外两个相间隔二级齿轮3为逆时针转动，从而能够消除其自身旋转产生的反扭矩力，避免飞行器自旋无法定向飞行。

进一步，引擎1可以设置在二级齿轮3顶部或者底部位置，且一级齿轮2可以设置在四个二级齿轮3构成的整体的外侧面，或者设置在四个二级齿轮3围成的中间部分的空间中；本实施例中，引擎1设置在二级齿轮3顶部位置，且一级齿轮2设置在四个二级齿轮3围成的中间部分的空间中，与其中一个二级齿轮3啮合。

第一同步带轮4为四个，与四个二级齿轮3位置相对应；每个第一同步带轮4通过一根第一转轴5与对应的一个二级齿轮3同轴固定，且第一转轴5轴线分别与第一同步带轮4以及二级齿轮3的轴线重合。

进一步第一同步带轮4同样可以设置在二级齿轮3顶部或者底部位置，本实施例中，是设置在二级齿轮3底部；本实用新型的多旋翼飞行器中，引擎1与第一同步带轮4分别设置在二级齿轮3顶部和底部，使得飞行器整体结构更紧凑，体积更小。

第二同步带轮6同样包括四个，每个第二同步带轮6与一个旋翼总成连接，用于驱动旋翼总成转动，且每个第二同步带轮6通过一根皮带与一个相对应的第一同步带轮4连接。通过采用皮带轮与皮带轮的方式带动旋翼总成工作，可以防止外界干扰通过旋翼传递至引擎，保证油动引擎工作的稳定性。进一步，皮带传动的机构，可以使由主机架向外延伸的四个支架垂直折叠至主机架下端，从而减小飞行器总体的空间大小，方便运输和搬运。

本实用新型的旋翼总成包括第二转轴7、旋翼安装夹基座8、旋翼安装夹9以及推动盘11等部件。

第二转轴7固定设置在第二同步带轮6轴心处，跟随第二同步带轮6同步转动。

旋翼安装夹基座8固定设置在第二转轴7远离第二同步带轮6的一端端部；旋翼安装夹9包括两个，对称安装在旋翼安装夹基座8上，且均沿旋翼安装夹基座8所在轴线旋转，两个旋翼安装夹8上沿相反的方向分别外伸有一个第一吊耳10；旋翼安装夹9上安装有旋翼，通过旋翼安装夹9带动旋翼在其轴线方向转动。

推动盘11套在第二转轴7上且位于旋翼安装夹基座8与第二同步带轮6之间，推动盘11上外伸两个对称的第二吊耳12，每个第一吊耳10与对应侧的第二吊耳12之间铰接有连杆13。

本实用新型的飞行控制系统包括四个伺服舵机(未示出)以及飞行控制板(未示出)，每个伺服舵机用于驱动一个推动盘11在第二转轴7上沿上下方向滑动。伺服舵机可以通过多种适合的结构驱动推动盘11滑动；本实施例中，可以设置一个摇桨臂和一个L形的控制臂；摇桨臂滑动套设在第二转轴7上，与推动盘11牢固嵌接，从而带动推动盘11上下移动；摇桨臂向外伸出一个圆柱形凸台，该圆柱形凸台与控制臂端部的孔配合组成旋转副，控制臂另一端与摇桨臂连接，另一端与伺服舵机连接，中间点安装在旋翼总成基座上，可绕中间点所在的固定轴转动。另外，伺服舵机还可以用于控制油动引擎转速快慢。

另外，飞行控制板可以为多种适合的结构，用于控制伺服舵机的作动。伺服舵机安装在主机架上，与飞行控制板电性连接，飞行控制板给定脉冲信号驱动舵机运动，做到机械与电气相结合，达到控制飞行器目的。通过飞行控制板操纵伺服舵机拉动控制臂，控制臂拉动摇桨臂向下运动，从而带动推动盘11上下移动，推动盘11通过连杆13拉动两个旋翼安装夹9转动，带动旋翼绕旋翼安装夹基座8中心轴转动，从而改变桨距，达到改变旋翼升力大小。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种多旋翼飞行器，包括引擎(1)、多个旋翼总成以及飞行控制系统，其特征在于，所述引擎(1)的数量为一个，所述多旋翼飞行器还包括：

动力分配传动系统，用于将所述引擎(1)的驱动力分别传递至多个所述旋翼总成，以驱动多个所述旋翼总成同时转动。

2.根据权利要求1所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述旋翼总成的数量为四个，沿同一水平面平行布置；

所述动力分配传动系统包括：

一个一级齿轮(2)，固定设置在所述引擎(1)的输出轴上；

四个二级齿轮(3)，沿同一圆周的周向分布，且沿所述圆周上任意相邻的两个所述二级齿轮(3)之间相啮合，所述一级齿轮(2)与其中一个所述二级齿轮(3)啮合；

四个第一同步带轮(4)，与四个所述二级齿轮(3)位置相对应，每个所述第一同步带轮(4)通过一根第一转轴(5)与对应的一个所述二级齿轮(3)同轴固定，且所述第一转轴(5)轴线分别与所述第一同步带轮(4)以及所述二级齿轮(3)的轴线重合；

四个第二同步带轮(6)，每个所述第二同步带轮(6)与一个所述旋翼总成连接，用于驱动所述旋翼总成转动，且每个所述第二同步带轮(6)通过皮带与一个所述第一同步带轮(4)连接。

3.根据权利要求2所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述一级齿轮(2)位于四个所述二级齿轮(3)之间，且与其中一个所述二级齿轮(3)啮合。

4.根据权利要求3所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述引擎(1)位于所述二级齿轮(3)顶部位置。

5.根据权利要求4所述的多旋翼飞行器，其特征在于，每个所述第一同步带轮(4)位于与其相连接的所述二级齿轮(3)的底部。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述引擎(1)为油动引擎。

7.根据权利要求2-5任一项所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述旋翼总成包括：

第二转轴(7)，固定设置在所述第二同步带轮(6)轴心处；

旋翼安装夹基座(8)，固定设置在所述第二转轴(7)远离所述第二同步带轮(6)的一端端部；

两个旋翼安装夹(9)，对称安装在所述旋翼安装夹基座(8)上，且均沿所述旋翼安装夹基座(8)所在轴线旋转，两个所述旋翼安装夹(8)上沿相反的方向分别外伸有一个第一吊耳(10)；

旋翼，安装在所述旋翼安装夹(9)上；

推动盘(11)，套在所述第二转轴(7)上且位于所述旋翼安装夹基座(8)与所述第二同步带轮(6)之间，所述推动盘(11)上外伸两个对称的第二吊耳(12)，每个所述第一吊耳(10)与对应侧的所述第二吊耳(12)之间铰接有连杆(13)。

8.根据权利要求7所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述飞行控制系统包括四个伺服舵机，每个伺服舵机用于驱动一个所述推动盘(11)在所述第二转轴(7)上滑动。