CN208181439U - 一种基于无人机的自平衡调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无人机的自平衡调节装置，包括调节座框、第一调节系统、第二调节系统、运动块和连接轴，所述调节座框上端设有安装座，安装座与无人机机身下端连接，所述第一调节系统由步进电机一、丝杆一、丝杆二和运动杆一组成，所述第二调节系统由步进电机二、丝杆三、丝杆四和运动杆二组成，通过第一调节系统和第二调节系统的调节作用，实现无人机挂载单个或多个不同的载荷，可自动调节载荷的重心，使无人机重心居中平稳，保证飞行更加安全，有利于满足多种不同的作业需求，适用性更广。

Description

一种基于无人机的自平衡调节装置

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体地说，涉及一种基于无人机的自平衡调节装置。

背景技术

随着无人机技术的发展，无人机广泛应用于旅游航拍、农用植保、电力巡检等多个领域，主要通过无人机挂载不同的载荷设备进行作业，如农用植保中通过无人机搭载药箱和水箱给作物施肥、喷药和授粉，消防救援中通过无人机搭载灭火弹等进行抛投灭火。然而，现有的无人机大多搭载单一的载荷作业，将载荷挂载在机体正下方，当挂载多个载荷同时作业时，需要载荷位于无人机左右二侧适当位置以保持平衡，否则容易造成重心不稳，影响无人机的飞行平衡。

目前主要有二种方式调节无人机的平衡，一种是通过在无人机上增加配重块调节重心，但配重块增加了无人机搭载的负荷，影响续航和飞行安全；另一种方式是通过调整螺旋桨电机转速等参数从而调整无人机升力和作用力方向，但该种方法增加了飞行控制的难度。

申请号为201420068725.X的中国专利，一种多载荷吊舱稳定平台，包括与载荷传动连接并控制载荷方位角的方位控制单元、俯仰控制单元及框架结构；俯仰控制单元与载荷传动连接且控制载荷俯仰角，并支撑载荷；框架结构包括方位框架、俯仰框架和连接底板，俯仰框架包括第一俯仰框架和第二俯仰框架；方位控制单元安装于方位框架，方位框架通过方位控制单元与连接底板连接，第一俯仰框架和第二俯仰框架分别相对设置于连接底板的两端部，俯仰控制单元安装于第一俯仰框架和第二俯仰框架。如此，方位控制单元控制载荷方位角变化，俯仰控制单元控制载荷俯仰角的变化，实现载荷旋转自由度的控制，保证光学传感器不受风阻力距等因素的影响，又能克服无人机偏航、俯仰和横滚等运动对传感器的影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于无人机的自平衡调节装置，实现无人机挂载单个或多个不同的载荷，可自动调节载荷的重心，使无人机重心居中平稳，保证飞行更加安全，有利于满足多种不同的作业需求，适用性更广。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种基于无人机的自平衡调节装置，包括调节座框、第一调节系统、第二调节系统、运动块和连接轴，所述调节座框上端设有安装座，安装座与无人机机身下端连接，所述第一调节系统由步进电机一、丝杆一、丝杆二和运动杆一组成，所述丝杆一两端分别与调节座框通过轴承转动连接，所述步进电机一的输出轴与丝杆一同轴驱动连接，步进电机一与调节座框侧面连接，所述丝杆一的两端分别设有同步带轮一，丝杆一上设有滑块一，滑块一与丝杆一通过螺旋副连接，所述丝杆二两端分别与调节座框通过轴承转动连接，所述丝杆二的两端分别设有同步带轮二，丝杆二上设有滑块二，滑块二与丝杆二通过螺旋副连接，所述运动杆一一端与滑块一连接，另外一端与滑块二连接，所述第二调节系统由步进电机二、丝杆三、丝杆四和运动杆二组成，所述丝杆三两端分别与调节座框通过轴承转动连接，所述步进电机二的输出轴与丝杆三同轴驱动连接，步进电机二与调节座框侧面连接，所述丝杆三的两端分别设有同步带轮三，丝杆三上设有滑块三，滑块三与丝杆三通过螺旋副连接，所述丝杆四两端分别与调节座框通过轴承转动连接，所述丝杆四的两端分别设有同步带轮四，丝杆四上设有滑块四，滑块四与丝杆四通过螺旋副连接，所述运动杆二一端与滑块三连接，另外一端与滑块四连接，所述运动杆一穿过运动块，所述运动杆二穿过运动块，所述连接轴上端设有法兰盘，且连接轴通过法兰盘与运动块连接，所述同步带轮一与同步带轮二通过同步带连接，所述同步带轮三与同步带轮四通过同步带连接。

优选的，所述安装座截面为“U”型结构。

优选的，所述丝杆一与丝杆二平行。

优选的，所述丝杆三与丝杆四平行。

优选的，所述运动块与运动杆一滑动连接，所述运动块与运动杆二滑动连接，所述运动杆一与运动杆二异面垂直。

采用以上技术方案的有益效果是：该基于无人机的自平衡调节装置，将单个载荷或者多个不同的载荷通过挂架与连接轴连接，然后控制无人机起飞，然后根据无人机的重心偏移造成的无人机的机身的倾斜，启动第一调节系统和第二调节系统，步进电机一驱动丝杆一转动，然后同步带轮一随着丝杆一一起转动，同时同步带轮一通过同步带驱动同步带轮二带着丝杆二转动，实现了丝杆一和丝杆二的同时转动，然后滑块一和滑块二同时运动带着运动杆一运动，实现了运动杆一带着运动块在Y轴方向上的运动；步进电机二驱动丝杆三转动，然后同步带轮三随着丝杆三一起转动，同时同步带轮三通过同步带驱动同步带轮四带着丝杆四转动，实现了丝杆三和丝杆四的同时转动，然后滑块三和滑块四同时运动带着运动杆二运动，实现了运动杆二带着运动块在X轴方向上的运动，实现了运动块带着连接轴挂载着单个或多个不同的载荷后重心的调整，自动调节载荷的重心，使无人机重心居中平稳，保证飞行更加安全，有利于满足多种不同的作业需求，适用性更广。

附图说明

图1是该基于无人机的自平衡调节装置仰视图；

图2是该基于无人机的自平衡调节装置主视图；

图3是滑块一结构示意图；

图4是滑块二结构示意图；

其中：

1、调节座框；2、第一调节系统；3、第二调节系统；4、运动块；5、连接轴；10、安装座；20、步进电机一；21、丝杆一；21-1、同步带轮一；21-2、滑块一；22、丝杆二；22-1、同步带轮二；22-2、滑块二；23、运动杆一；30、步进电机二；31、丝杆三；31-1、同步带轮三；31-2、滑块三；32、丝杆四；32-1、同步带轮四；32-2、滑块四；33、运动杆二；50、法兰盘。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图4所示，本实用新型是一种基于无人机的自平衡调节装置，实现无人机挂载单个或多个不同的载荷，可自动调节载荷的重心，使无人机重心居中平稳，保证飞行更加安全，有利于满足多种不同的作业需求，适用性更广。

具体的说，如图1至图4所示，包括调节座框1、第一调节系统2、第二调节系统3、运动块4和连接轴5，如图2所示，所述调节座框1上端设有安装座10，安装座10与无人机机身下端连接，如图1、图2、图3、图4所示，所述第一调节系统2由步进电机一20、丝杆一21、丝杆二22和运动杆一23组成，所述丝杆一21两端分别与调节座框1通过轴承转动连接，所述步进电机一20的输出轴与丝杆一21同轴驱动连接，步进电机一20与调节座框1侧面连接，所述丝杆一21的两端分别设有同步带轮一21-1，丝杆一21上设有滑块一21-2，滑块一21-2与丝杆一21通过螺旋副连接，所述丝杆二22两端分别与调节座框1通过轴承转动连接，所述丝杆二22的两端分别设有同步带轮二22-1，丝杆二22上设有滑块二22-2，滑块二22-2与丝杆二22通过螺旋副连接，所述运动杆一23一端与滑块一21-2连接，另外一端与滑块二22-2连接，所述第二调节系统3由步进电机二30、丝杆三31、丝杆四32和运动杆二33组成，所述丝杆三31两端分别与调节座框1通过轴承转动连接，所述步进电机二30的输出轴与丝杆三31同轴驱动连接，步进电机二30与调节座框1侧面连接，所述丝杆三31的两端分别设有同步带轮三31-1，丝杆三31上设有滑块三31-2，滑块三31-2与丝杆三31通过螺旋副连接，所述丝杆四32两端分别与调节座框1通过轴承转动连接，所述丝杆四32的两端分别设有同步带轮四32-1，丝杆四32上设有滑块四32-2，滑块四32-2与丝杆四32通过螺旋副连接，所述运动杆二33一端与滑块三31-2连接，另外一端与滑块四32-2连接，所述运动杆一23穿过运动块4，所述运动杆二33穿过运动块4，所述连接轴5上端设有法兰盘50，且连接轴5通过法兰盘50与运动块4连接，所述同步带轮一21-1与同步带轮二22-1通过同步带连接，所述同步带轮三31-1与同步带轮四32-1通过同步带连接。

如图2所示，所述安装座10截面为“U”型结构。

如图1所示，所述丝杆一21与丝杆二22平行。

如图1所示，所述丝杆三31与丝杆四32平行。

如图1所示，所述运动块4与运动杆一23滑动连接，所述运动块4与运动杆二33滑动连接，所述运动杆一23与运动杆二33异面垂直。

以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：

该基于无人机的自平衡调节装置，将单个载荷或者多个不同的载荷通过挂架与连接轴5连接，然后控制无人机起飞，然后根据无人机的重心偏移造成的无人机的机身的倾斜，启动第一调节系统2和第二调节系统3，步进电机一20驱动丝杆一21转动，然后同步带轮一21-1随着丝杆一21一起转动，同时同步带轮一21-1通过同步带驱动同步带轮二22-1带着丝杆二22转动，实现了丝杆一21和丝杆二22的同时转动，然后滑块一21-2和滑块二22-2同时运动带着运动杆一23运动，实现了运动杆一23带着运动块4在Y轴方向上的运动；步进电机二30驱动丝杆三31转动，然后同步带轮三31-1随着丝杆三31一起转动，同时同步带轮三31-1通过同步带驱动同步带轮四32-1带着丝杆四32转动，实现了丝杆三31和丝杆四32的同时转动，然后滑块三31-2和滑块四32-2同时运动带着运动杆二33运动，实现了运动杆二33带着运动块4在X轴方向上的运动，实现了运动块4带着连接轴5挂载着单个或多个不同的载荷后重心的调整，自动调节载荷的重心，使无人机重心居中平稳，保证飞行更加安全，有利于满足多种不同的作业需求，适用性更广。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于无人机的自平衡调节装置，其特征在于：包括调节座框(1)、第一调节系统(2)、第二调节系统(3)、运动块(4)和连接轴(5)，所述调节座框(1)上端设有安装座(10)，安装座(10)与无人机机身下端连接，所述第一调节系统(2)由步进电机一(20)、丝杆一(21)、丝杆二(22)和运动杆一(23)组成，所述丝杆一(21)两端分别与调节座框(1)通过轴承转动连接，所述步进电机一(20)的输出轴与丝杆一(21)同轴驱动连接，步进电机一(20)与调节座框(1)侧面连接，所述丝杆一(21)的两端分别设有同步带轮一(21-1)，丝杆一(21)上设有滑块一(21-2)，滑块一(21-2)与丝杆一(21)通过螺旋副连接，所述丝杆二(22)两端分别与调节座框(1)通过轴承转动连接，所述丝杆二(22)的两端分别设有同步带轮二(22-1)，丝杆二(22)上设有滑块二(22-2)，滑块二(22-2)与丝杆二(22)通过螺旋副连接，所述运动杆一(23)一端与滑块一(21-2)连接，另外一端与滑块二(22-2)连接，所述第二调节系统(3)由步进电机二(30)、丝杆三(31)、丝杆四(32)和运动杆二(33)组成，所述丝杆三(31)两端分别与调节座框(1)通过轴承转动连接，所述步进电机二(30)的输出轴与丝杆三(31)同轴驱动连接，步进电机二(30)与调节座框(1)侧面连接，所述丝杆三(31)的两端分别设有同步带轮三(31-1)，丝杆三(31)上设有滑块三(31-2)，滑块三(31-2)与丝杆三(31)通过螺旋副连接，所述丝杆四(32)两端分别与调节座框(1)通过轴承转动连接，所述丝杆四(32)的两端分别设有同步带轮四(32-1)，丝杆四(32)上设有滑块四(32-2)，滑块四(32-2)与丝杆四(32)通过螺旋副连接，所述运动杆二(33)一端与滑块三(31-2)连接，另外一端与滑块四(32-2)连接，所述运动杆一(23)穿过运动块(4)，所述运动杆二(33)穿过运动块(4)，所述连接轴(5)上端设有法兰盘(50)，且连接轴(5)通过法兰盘(50)与运动块(4)连接，所述同步带轮一(21-1)与同步带轮二(22-1)通过同步带连接，所述同步带轮三(31-1)与同步带轮四(32-1)通过同步带连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的自平衡调节装置，其特征在于：所述安装座(10)截面为“U”型结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的自平衡调节装置，其特征在于：所述丝杆一(21)与丝杆二(22)平行。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的自平衡调节装置，其特征在于：所述丝杆三(31)与丝杆四(32)平行。

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的自平衡调节装置，其特征在于：所述运动块(4)与运动杆一(23)滑动连接，所述运动块(4)与运动杆二(33)滑动连接，所述运动杆一(23)与运动杆二(33)异面垂直。