CN206125448U - 一种油动共轴多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油动共轴多旋翼无人机，包括机身、传动臂和旋翼；机身通过所述传动臂与旋翼连接；传动臂包括支撑架、传动轴和柔性轴承；传动轴通过柔性轴承连接在支撑架内；柔性轴承包括轴承内环和轴承外环，轴承内环与轴承外环枢接；轴承内环与传动轴固定连接，轴承外环与支撑架固定连接；旋翼包括主轴、总距调节器、舵机、桨毂和螺旋桨；总距调节器包括内环和外环，外环套设于内环外，且内环与外环之间相对转动连接；内环套设于主轴外，内环通过总距调节杆与桨毂连接，螺旋桨通过桨毂与主轴连接；舵机与外环连接以驱动外环轴向移动；主轴与传动轴传动连接。

Description

一种油动共轴多旋翼无人机

技术领域

本实用新型涉及一种油动共轴多旋翼无人机。

背景技术

多旋翼飞行器以其良好的稳定性和操纵性得到市场的认可和推广，目前，世界上的多旋翼飞行器多为电动多旋翼飞行器，最常见的是电动四旋翼和电动六旋翼飞行器，此类飞行器的重要特征是使用电池作为能源，电机作为动力，电机与旋翼直接连接。

由于受到电池容量的限制，电动多旋翼飞行器的航时（飞行时间）短，一般不超过1小时。同样地，由于受到电池容量的限制，电动多旋翼飞行器能够承受的载荷也相对较小，其总重一般要求小于30kg。载荷和航时的上述限制导致多旋翼飞行器的应用场景受限。

目前，一种可能的解决方式是采用油动发动机代替电机作为动力源。由于油为液体，重量较轻且能提供充足的动力能源，可以大大增加多旋翼飞行器的航时和有效载荷。

但是，与电机相比，油动发动机反应速度慢，反应过程高度非线性。一方面通过改变油门反应时间太长，另一方面，一个油门不能同时控制若干个旋翼，如果专门为每个旋翼配置一个与其直接相连的油动发动机，不但会使多旋翼飞行器成本高，而且会面临多旋翼飞行器协调控制难的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决油动多旋翼飞行器制造成本的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：

一种油动共轴多旋翼无人机，包括机身、传动臂和旋翼；所述机身通过所述传动臂与所述旋翼连接；

所述传动臂包括支撑架、传动轴和柔性轴承；所述传动轴通过所述柔性轴承连接在所述支撑架内；

所述柔性轴承包括轴承内环和轴承外环，所述轴承内环与所述轴承外环枢接；所述轴承内环与所述传动轴固定连接，所述轴承外环与所述支撑架固定连接；

所述旋翼包括主轴、总距调节器、舵机、桨毂和螺旋桨；

所述总距调节器包括内环和外环，所述外环套设于所述内环外，且所述内环与所述外环之间相对转动连接；

所述内环套设于所述主轴外，所述内环通过总距调节杆与所述桨毂连接，所述螺旋桨通过所述桨毂与所述主轴连接；

所述舵机与所述外环连接以驱动所述外环轴向移动；

所述主轴与所述传动轴传动连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述旋翼包括两个；

两个所述旋翼均通过所述传动轴驱动，提供升力。

进一步的，在本实用新型的实施例中，两个所述旋翼的主轴的输入端相对设置且两个所述旋翼的螺旋桨的转向相反；

所述传动轴的输出端通过圆锥齿轮与两个所述主轴的输入端驱动连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述内环的内侧及所述主轴的外侧设置有键槽，所述内环和所述主轴通过设置于所述键槽内的卡键固定连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述外环与所述内环之间设置有滑环。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述外环与所述内环之间设置有滚珠或滚子。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述舵机通过舵机连杆与所述外环连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述支撑架内还设置有支撑轴承；

所述支撑轴承用于将所述传动轴固定在所述支撑架内。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述传动轴包括多个，多个所述传动轴通过联轴器连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述机身内设置有油动发动机，用于驱动所述传动轴。

在上述技术方案中，当无人机正常工作时，发动机通过传动系统驱动主轴转动，进而驱动螺旋桨旋转，为无人机提供上升的动力；主轴通过卡键带动内环一起转动，此时，外环相对舵机（或无人机机身）静止。当需要对无人机的飞行状态进行调整时，只要调整调节桨叶的总距即可，此时，可以对所述舵机发送飞控指令，舵机会驱动舵机连杆沿主轴的轴向运动，舵机连杆通过带动外环沿主轴的轴向运动，以此来带动整个总距调节器沿主轴的轴向运动，并通过总距调节杆以达到最终调节桨叶总距的目的。这样当多旋翼的无人机相对的旋翼的桨叶总距具有偏差时，即可以调整无人机的飞行状态，以达到控制无人机飞行的目的，从而替换掉了自动倾斜器控制方式。

由于传动臂的支撑架与旋翼部分相连，旋翼部分工作时会产生竖直方向的拉力，导致支撑架弯曲变形，进而造成传动轴弯曲变形，而由于所述支撑架内设置了所述柔性轴承，所以所述支撑架弯曲后会带动支撑传动轴的柔性轴承发生偏转。由于所述柔性轴承的轴承外环和轴承内环之间可旋转连接，这样就能够避免支撑架将弯曲产生的弯曲应力传递至传动轴上，进而避免了传动轴的损坏。

这样，在满足了飞行条件的同时，能够大大的降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的实施例所述的油动共轴多旋翼无人机结构示意图；

图2为本实用新型的实施例所述的旋翼结构示意图；

图3为本实用新型的实施例所述的总距调节器结构示意图；

图4为本实用新型的实施例所述的总距调节器立体结构示意图；

图5为本实用新型的实施例所述的柔性轴承结构示意图；

图6为本实用新型的实施例所述的柔性轴承剖面图；

图7为本实用新型的实施例所述的传动臂结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是解决油动多旋翼飞行器制造成本的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图7

在一种具体的实施方式中，本实用新型提供了一种油动共轴多旋翼无人机，包括机身1、传动臂2和旋翼3；所述机身1通过所述传动臂2与所述旋翼3连接；

所述传动臂2包括支撑架21、传动轴22和柔性轴承23；所述传动轴22通过所述柔性轴承23连接在所述支撑架21内；

所述柔性轴承23包括轴承内环231和轴承外环232，所述轴承内环231与所述轴承外环232枢接；所述轴承内环231与所述传动轴22固定连接，所述轴承外环232与所述支撑架21固定连接；

所述旋翼3包括主轴31、总距调节器32、舵机33、桨毂34和螺旋桨35；

所述总距调节器32包括内环321和外环322，所述外环322套设于所述内环321外，且所述内环321与所述外环322之间相对转动连接；

所述内环321套设于所述主轴31外，所述内环321通过总距调节杆323与所述桨毂34连接，所述螺旋桨35通过所述桨毂34与所述主轴31连接；

所述舵机33与所述外环322连接以驱动所述外环322轴向移动；

所述主轴31与所述传动轴22传动连接。

当无人机正常工作时，发动机驱动主轴31转动，主轴31通过与所述桨毂34的连接以驱动螺旋桨35旋转，为无人机提供上升的动力；主轴31与内环321之间固定连接，能够同步的转动，当发动机为主轴31提供动力旋转时，主轴31除了驱动螺旋桨35转动外还会同步带动内环321旋转；而由于所述内环321与外环322相对转动连接，此时，外环322是相对舵机33（或无人机机身）静止。

当需要对无人机的飞行状态进行调整时，只要调整调节桨叶的总距即可，此时，可以对所述舵机33发送飞控指令，舵机33会驱动外环322沿主轴31的轴向运动，以此来带动整个总距调节器32沿主轴31的轴向运动，并通过总距调节杆以达到最终调节桨叶总距的目的。

这样当多旋翼的无人机上相对的旋翼3的桨叶总距具有偏差时，即可以调整无人机的飞行状态，以达到控制无人机飞行的目的。

由于传动臂2的支撑架21与旋翼2部分相连，旋翼部分工作时会产生竖直方向的拉力，导致支撑架21弯曲变形，进而造成传动轴22弯曲变形，而由于所述支撑架21内设置了所述柔性轴承23，所以所述支撑架21弯曲后会带动支撑传动轴22的柔性轴承23发生偏转。由于所述柔性轴承23的轴承外环232和轴承内环231之间可旋转连接，这样就能够避免支撑架21将弯曲产生的弯曲应力传递至传动轴22上，进而避免了传动轴22的损坏。

优选的，轴承外环232的内表面为球面，轴承内环231的外表面也为球面，且轴承内环231可沿轴承外环232的内表面做球面运动。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述旋翼3包括两个；

两个所述旋翼3均通过所述传动轴22驱动，提供升力；两个所述旋翼3的主轴31的输入端相对设置且两个所述旋翼3的螺旋桨35的转向相反；

所述传动轴22的输出端通过圆锥齿轮36与两个所述主轴31的输入端驱动连接。

本实用新型的技术方案采用上下对称布局的共轴结构，使得无人机产生的升力极大提高。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述内环321的内侧及所述主轴31的外侧设置有键槽311，所述内环321和所述主轴31通过设置于所述键槽311内的卡键312固定连接。

卡键312置于键槽311内，连接主轴31及内环321，使主轴31和内环321可以同步轴向转动，并且内环321可以沿着卡键312轴向上下移动。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述外环322与所述内环321之间设置有滑环323。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述外环322与所述内环321之间设置有滚珠或滚子。

所述外环322与所述内环321之间设置有滑环323，所述滑环323处还可设置滚珠，或者，还可以设置滚子，由于滚珠和滚子与所述滑环323具有相同的作用和原理，所以滚珠和滚子的结构参考图2或3中的滑环323结构即可。总距调节器32中间的滑环323可以保证内环321与外环322轴向相对转动，并保证内环321与外环322同步轴向上下滑动。

另外本申请仅仅提供了有限的实施例说明，任何基于本申请技术方案，在未经创造性劳动获得的技术方案均包含在本申请技术方案的保护范围之内。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述舵机33通过舵机连杆331与所述外环321连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述支撑架21内还设置有支撑轴承24；

所述支撑轴承24用于将所述传动轴22固定在所述支撑架21内。

支撑轴承24的作用是支撑传动轴22。在本实用新型的实施例中对支撑轴承24的具体类型不作限定，例如，可以是调心球轴承，深沟球轴承等。此外，支撑轴承24的数目可以是一个，也可以是多个，具体可以视支撑和定位的需求，以及轴承内环231的尺寸等因素确定。

同时，上述支撑架21可以是框架、桁架或者管状形式等。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述传动轴22包括多个，多个所述传动轴22通过联轴器25连接。

传动轴22内部采用联轴器25连接。联轴器25不但起到连接作用，还起到补偿因支撑架21弯曲而引起的轴线角度偏转的作用。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述机身1内设置有油动发动机，用于驱动所述传动轴22。

本实用新型的技术方案中采用石油燃料作为动力能源，并且采用共轴结构，这样大大提高飞行器的升力，并且能够使飞行器飞行更加平稳，其中，油动发动机可以是一台，也可以是多台。

以上对本实用新型所提供的油动共轴多旋翼无人机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，包括机身、传动臂和旋翼；所述机身通过所述传动臂与所述旋翼连接；

所述传动臂包括支撑架、传动轴和柔性轴承；所述传动轴通过所述柔性轴承连接在所述支撑架内；

所述柔性轴承包括轴承内环和轴承外环，所述轴承内环与所述轴承外环枢接；所述轴承内环与所述传动轴固定连接，所述轴承外环与所述支撑架固定连接；

所述旋翼包括主轴、总距调节器、舵机、桨毂和螺旋桨；

所述总距调节器包括内环和外环，所述外环套设于所述内环外，且所述内环与所述外环之间相对转动连接；

所述内环套设于所述主轴外，所述内环通过总距调节杆与所述桨毂连接，所述螺旋桨通过所述桨毂与所述主轴连接；

所述舵机与所述外环连接以驱动所述外环轴向移动；

所述主轴与所述传动轴传动连接。

2.如权利要求1所述的油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，所述旋翼包括两个；

两个所述旋翼均通过所述传动轴驱动，提供升力。

3.如权利要求2所述的油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，两个所述旋翼的主轴的输入端相对设置且两个所述旋翼的螺旋桨的转向相反；

所述传动轴的输出端通过圆锥齿轮与两个所述主轴的输入端驱动连接。

4.如权利要求1所述的油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，所述内环的内侧及所述主轴的外侧设置有键槽，所述内环和所述主轴通过设置于所述键槽内的卡键固定连接。

5.如权利要求1所述的油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，所述外环与所述内环之间设置有滑环。

6.如权利要求1所述的油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，所述外环与所述内环之间设置有滚珠或滚子。

7.如权利要求1-6任一项所述的油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，所述舵机通过舵机连杆与所述外环连接。

8.如权利要求1-6任一项所述的油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，所述支撑架内还设置有支撑轴承；

所述支撑轴承用于将所述传动轴固定在所述支撑架内。

9.如权利要求1-6任一项所述的油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，所述传动轴包括多个，多个所述传动轴通过联轴器连接。

10.如权利要求1-6任一项所述的油动共轴多旋翼无人机，其特征在于，所述机身内设置有油动发动机，用于驱动所述传动轴。