CN207917150U - 一种无人机旋翼机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种无人机旋翼机构包括桨毂、安装在桨毂上的多个桨叶以及固定在桨毂下方的旋翼轴，桨毂上连接各桨叶的部位分别设有轴承套，所有轴承套内均安装有第一轴承和轴芯，轴承套与桨毂固定连接，桨叶与轴芯连接，所有桨叶还分别配套有一组变距机构，变距结构包括第一连杆、第二连杆、固定安装在旋翼轴上的第二轴承以及套装在第二轴承外圈上并可沿着第二轴承上下滑动的升降盘，第一连杆的一端与轴芯固定连接，第一连杆的另一端与第二连杆的上端铰接，第二连杆的下端与升降盘铰接，升降盘的运动由无人机的动力机构驱动。本实用新型结构简单、重量轻，可通过改变桨叶的偏转角度来改变无人机所受合力大小进而控制无人机的升降。

Description

一种无人机旋翼机构

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其指一种无人机旋翼机构。

背景技术

旋翼式无人机是通过动力机构驱动旋翼轴转动，再带动桨叶转动，从而产生上升的推力。在一些对续航和动力要求较高的无人机中，通常采用内燃机作为无人机的动力机构，此类无人机是通过变速箱提高旋翼轴的转动速度，从而提高桨叶的转动速度、增加推力，实现无人机的上升，然而在无人机上安装变速箱不仅会增加无人机的自重，加大能源消耗，还会使得无人机的结构变得更复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、重量轻的无人机旋翼机构，该旋翼机构可通过改变桨叶的偏转角度来改变无人机所受合力大小进而控制无人机的升降。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种无人机旋翼机构，包括桨毂、安装在桨毂上的多个桨叶以及固定在桨毂下方的旋翼轴，所述桨毂上连接各桨叶的部位均设有轴承套，所有轴承套内均安装有第一轴承和轴芯，所述轴承套与桨毂固定连接，所述桨叶与轴芯连接，所有桨叶还分别配套有一组变距机构，所述变距结构包括L形的第一连杆、竖向设于相邻两个桨叶之间的第二连杆、固定安装在旋翼轴上的第二轴承以及套装在第二轴承外圈上并可沿着第二轴承上下滑动的升降盘，所述第一连杆的一端与轴芯固定连接，所述第一连杆的另一端与第二连杆的上端铰接，所述第二连杆的下端与升降盘铰接，所述升降盘的运动由无人机的动力机构驱动，所述升降盘带动第二连杆同步相对第二轴承向下或向上运动时，所述第一连杆将驱使轴芯围绕第一轴承顺时针或逆时针转动，从而增大或减小桨叶相对于水平面的偏转角度。

进一步地，所述升降盘上安装有铰接座，所述铰接座的数量与第二连杆的数量相同，所述第二连杆包括两根相互平行的立杆以及横向固定在两根立杆顶端的空心管，所述空心管可旋转的套装在第一连接杆的一端，两根立杆的底端通过一铰接轴铰接于铰接座上。

更进一步地，所述第一连接杆的一端连接有锥形杆和圆杆，所述空心管可旋转的套装在圆杆上且圆杆的末端可拆卸的连接有防止空心管从圆杆末端脱出的限位件，所述锥形杆固定连接于圆杆的前端，所述锥形杆上任意部位的直径不小于圆杆的直径。

更进一步地，所述桨叶与桨毂之间还连接有挥舞铰和摆振铰，所述挥舞铰的一端与轴芯铰接，所述挥舞铰的另一端与摆振铰的一端铰接，所述摆振铰的另一端与桨叶固定连接。

更进一步地，所述轴芯的末端纵向开设有凹槽，所述挥舞铰为前端横向开设一通孔、后端纵向开设一通孔的连接杆，所述摆振铰为U形件，所述挥舞铰的前端铰接于轴芯的凹槽内，所述挥舞铰的后端铰接于摆振铰的U形口内。

优选地，所述摆振铰上安装有摆振阻尼器，所述摆振阻尼器的一端与轴芯固定连接，所述摆振阻尼器的另一端与摆振铰固定连接。

再优选地，所述桨叶的数量为3个，所述变距机构的数量为3组，一个桨叶配套一组变距机构。

本实用新型的有益效果在于：

在本实用新型提供的无人机旋翼机构中，当旋翼轴的转动速率一定时，如果想要控制无人机机身上升，可以通过无人机自身的动力机构驱动升降盘相对于第二轴承向下运动，在此过程中，第二连接杆会跟随升降盘同步向下运动，并促使第一连接杆的一端也向下运动，而由于第一连接杆的另一端固定在轴芯上，因此轴芯将相对于第一轴承顺时针旋转，从而桨叶相对于水平面的偏转角度增大，桨叶上方的空气流速增加、空气压力减小，进而无人机有足够大的升力向上飞行，反之同理，通过动力机构驱动升降盘运动来减小桨叶的偏转角度可控制无人机下降。

与传统的无人机旋翼机构相比，此无人机旋翼机构不再需要安装变速箱，仅采用简单的机械变距结构即可实现桨叶偏转角度的改变，从而改变无人机所受合力的大小，进而控制无人机的升降，大大简化了整体结构、减轻了无人机的重量，还可降低成本，扩大应用范围。另外，此无人机旋翼机构的挥舞铰和摆振铰不仅可有效提高无人机机身的平衡性，还可有效降低桨叶因受力过大而根部变弯或疲劳断裂的情况，因而本实施方式提供的无人机旋翼机构安全性高、使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型中的无人机旋翼机构的整体结构示意图；

图2为本实用新型中的无人机旋翼机构的局部结构示意图；

图3为本实用新型中的第一连接杆的结构示意图；

图4为本实用新型中的第二连接杆的结构示意图；

图5为图2中A部位的放大示意图。

附图标记为：

1——桨毂 2——桨叶 3——旋翼轴

4——轴承套 5——第一轴承 6——轴芯

7——第一连杆 8——第二连杆 9——第二轴承

10——升降盘 11——铰接座 12——挥舞铰

13——摆振铰 14——摆振阻尼器

701——锥形杆 702——圆杆 703——限位件

801——立杆 802——空心管 803——铰接座。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图1-5所示，一种无人机旋翼机构，包括桨毂1、安装在桨毂1上的多个桨叶2以及固定在桨毂1下方的旋翼轴3，桨毂1上连接各桨叶2的部位分别设有轴承套4，所有轴承套4内均安装有第一轴承5和轴芯6，轴承套4与桨毂1固定连接，桨叶2与轴芯6连接，所有桨叶2还分别配套有一组变距机构，变距结构包括L形的第一连杆7、竖向设于相邻两个桨叶2之间的第二连杆8、固定安装在旋翼轴3上的第二轴承9以及套装在第二轴承9外圈上并可沿着第二轴承9上下滑动的升降盘10，第一连杆7的一端与轴芯6固定连接，第一连杆7的另一端与第二连杆8的上端铰接，第二连杆8的下端与升降盘10铰接，升降盘10的运动由无人机的动力机构驱动，升降盘10带动第二连杆8同步相对第二轴承9向上或向下运动时，第一连杆7将驱使轴芯6围绕第一轴承5逆时针或顺时针转动，从而改变桨叶2相对于水平面的偏转角度。

在上述实施方式提供的无人机旋翼机构中，当旋翼轴3的转动速率一定时，如果想要控制无人机机身上升，可以通过无人机自身的动力机构驱动升降盘10相对于第二轴承9向下运动，在此过程中，第二连接杆8会跟随升降盘10同步向下运动，并促使第一连接杆7的一端也向下运动，而由于第一连接杆7的另一端固定在轴芯6上，因此轴芯6将相对于第一轴承5顺时针旋转，从而桨叶2相对于水平面的偏转角度增大，桨叶2上方的空气流速增加、空气压力减小，进而无人机有足够大的升力向上飞行，反之同理，通过动力机构驱动升降盘10运动来减小桨叶2的偏转角度可控制无人机下降。

与传统的无人机旋翼机构相比，此无人机旋翼机构不再需要安装变速箱，仅采用简单的机械变距结构即可实现桨叶2偏转角度的改变，从而改变无人机所受合力的大小，进而控制无人机的升降，大大简化了整体结构、减轻了无人机的重量，还可降低成本，扩大应用范围。

进一步，如图2、图3和图4所示，升降盘10上安装有多个铰接座11，铰接座11的数量与第二连杆8的数量相同，一个铰接座11铰接一个第二连杆8，第二连杆8包括两根相互平行的立杆801以及横向固定在两根立杆801顶端的空心管802，空心管802可旋转的套装在第一连接杆7的一端，两根立杆801的底端通过一铰接轴803铰接于铰接座11上。

再进一步，如图3所示，第一连接杆7的一端连接有锥形杆701和圆杆702，空心管802可旋转的套装在圆杆702上且圆杆702的末端可拆卸的连接有防止空心管802从圆杆702末端脱出的限位件703，锥形杆701固定连接于圆杆702的前端，锥形杆701上任意部位的直径不小于圆杆702的直径，该锥形杆701可有效防止空心管802往圆杆702的前端滑动。

再进一步，如图2和图5所示，桨叶2与桨毂1之间还连接有挥舞铰12和摆振铰13，挥舞铰12的一端与轴芯6铰接，挥舞铰12的另一端与摆振铰13的一端铰接，摆振铰13的另一端与桨叶2固定连接。挥舞铰12可允许桨叶2相对于桨毂1上下挥舞，摆振铰13可允许桨叶2相对于桨毂1前后小幅度的摆动，当无人机在飞行或升降时，在挥舞铰12和摆振铰13的共同作用下，桨叶2可自适应性的调整其与桨毂1之间的相对位置，不仅可有效提高无人机机身的平衡性，还可有效降低桨叶2因受力过大而根部变弯或疲劳断裂的情况，因而本实施方式提供的无人机旋翼机构安全性高、使用寿命长。

更进一步，如图5所示，轴芯6的末端纵向开设有凹槽，挥舞铰12为前端横向开设一通孔、后端纵向开设一通孔的连接杆，摆振铰13为U形件，挥舞铰12的前端铰接于轴芯6的凹槽内，挥舞铰12的后端铰接于摆振铰13的U形口内。

再进一步，如图5所示，还可以在摆振铰13上安装摆振阻尼器14，摆振阻尼器14的一端垂直连接一支杆且该支杆与轴芯6固定连接，摆振阻尼器14的另一端垂直连接另一支杆且该支杆与摆振铰13固定连接。该摆振阻尼器14可为桨叶2的摆振运动提供阻尼，从而有效保证无人机飞行和升降时桨叶2有足够的稳定性裕度，并防止无人机降落时出现“地面共振”的情况。

作为优选地，如图1和图2所示，桨叶的数量为3个，变距机构的数量为3组，一个桨叶配套一组变距机构。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本实用新型的内容。

Claims (7)

1.一种无人机旋翼机构，包括桨毂（1）、安装在桨毂（1）上的多个桨叶（2）以及固定在桨毂（1）下方的旋翼轴（3），其特征在于：所述桨毂（1）上连接各桨叶（2）的部位均设有轴承套（4），所有轴承套（4）内均安装有第一轴承（5）和轴芯（6），所述轴承套（4）与桨毂（1）固定连接，所述桨叶（2）与轴芯（6）连接，所有桨叶（2）还分别配套有一组变距机构，所述变距结构包括L形的第一连杆（7）、竖向设于相邻两个桨叶（2）之间的第二连杆（8）、固定安装在旋翼轴（3）上的第二轴承（9）以及套装在第二轴承（9）外圈上并可沿着第二轴承（9）上下滑动的升降盘（10），所述第一连杆（7）的一端与轴芯（6）固定连接，所述第一连杆（7）的另一端与第二连杆（8）的上端铰接，所述第二连杆（8）的下端与升降盘（10）铰接，所述升降盘（10）的运动由无人机的动力机构驱动，所述升降盘（10）带动第二连杆（8）同步相对第二轴承（9）向上或向下运动时，所述第一连杆（7）将驱使轴芯（6）围绕第一轴承（5）逆时针或顺时针转动，从而改变桨叶（2）相对于水平面的偏转角度。

2.根据权利要求1所述的无人机旋翼机构，其特征在于：所述升降盘（10）上安装有多个铰接座（11），所述铰接座（11）的数量与第二连杆（8）的数量相同，所述第二连杆（8）包括两根相互平行的立杆（801）以及横向固定在两根立杆（801）顶端的空心管（802），所述空心管（802）可旋转的套装在第一连杆（7）的一端，两根立杆（801）的底端通过一铰接轴（803）铰接于铰接座（11）上。

3.根据权利要求2所述的无人机旋翼机构，其特征在于：所述第一连杆（7）的一端连接有锥形杆（701）和圆杆（702），所述空心管（802）可旋转的套装在圆杆（702）上且圆杆（702）的末端可拆卸的连接有防止空心管（802）从圆杆（702）末端脱出的限位件（703），所述锥形杆（701）固定连接于圆杆（702）的前端，所述锥形杆（701）上任意部位的直径不小于圆杆（702）的直径。

4.根据权利要求3所述的无人机旋翼机构，其特征在于：所述桨叶（2）与桨毂（1）之间还连接有挥舞铰（12）和摆振铰（13），所述挥舞铰（12）的一端与轴芯（6）铰接，所述挥舞铰（12）的另一端与摆振铰（13）的一端铰接，所述摆振铰（13）的另一端与桨叶（2）固定连接。

5.根据权利要求4所述的无人机旋翼机构，其特征在于：所述轴芯（6）的末端纵向开设有凹槽，所述挥舞铰（12）为前端横向开设一通孔、后端纵向开设一通孔的连接杆，所述摆振铰（13）为U形件，所述挥舞铰（12）的前端铰接于轴芯（6）的凹槽内，所述挥舞铰（12）的后端铰接于摆振铰（13）的U形口内。

6.根据权利要求5所述的无人机旋翼机构，其特征在于：所述摆振铰（13）上安装有摆振阻尼器（14），所述摆振阻尼器（14）的一端垂直连接一支杆且该支杆与轴芯（6）固定连接，所述摆振阻尼器（14）的另一端垂直连接另一支杆且该支杆与摆振铰（13）固定连接。

7.根据权利要求6所述的无人机旋翼机构，其特征在于：所述桨叶（2）的数量为3个，所述变距机构的数量为3组，一个桨叶（2）配套一组变距机构。