CN209258393U - 一种倾转机构及其安装有该机构的旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种倾转机构及其安装有该机构的旋翼飞行器，当飞行器飞控或者遥控器给出倾转信号，舵机开始驱动蜗杆旋转，蜗杆咬合第一齿轮，第一齿轮转动并带动同在旋转轴上的电机旋转架以及限位凸轮一起转动。其中主动力来源于舵机，涡杆与第一齿轮作为运动转换装置，第一齿轮通过轴同时带动电机旋臂以及限位凸轮运动，运动结束点依靠限位凸轮触发限位开关判定。相对于传统技术，本申请可以实现飞行器在一定空间范围内的精准倾转，能提高飞行器飞行过程中的操作精度及稳定性，而且当限位凸轮的凸块碰到第一限位开关或第二限位开关时，开关触发信号并停止舵机运转，可实现自动停止倾转，进一步提高了操作精度及稳定性。

Description

一种倾转机构及其安装有该机构的旋翼飞行器

技术领域

本实用新型涉及飞行器领域，尤指一种倾转机构及其安装有该机构的旋翼飞行器。

背景技术

近年来无人机技术飞速发展，在军事以及民用领域都获得广泛的应用，垂直起降的无人机因为有着更加广泛的应用场景和市场需求，代表着未来航空器的一个重要发展方向。

倾转机构是一种角度调节机构，常见的机械倾转装置用电机直接驱动倾转轴旋转，该方法虽简单实用，但操纵精度不高，且倾转后的位置容易受到外界扰动而偏离预定位置，难以保持稳定。对于需要精确控制的技术领域，常用的倾转机构很难达到要求。比如倾转旋翼机，它是一种将固定翼飞机和直升机优点融为一体的新型飞行器，旋翼倾转机构设计是其核心技术之一，是实现该类飞行器在直升机飞行模式和固定翼飞行模式之间转换的装置。在现有动力倾转模式的无人机中，大部分倾转结构放在机翼上，倾转过程中需要考虑各种倾转带来的不安定问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种倾转机构及其安装有该机构的旋翼飞行器，本申请可以实现飞行器在一定空间范围内的精准倾转，能提高飞行器飞行过程中的操作精度及稳定性，使用限位开关触发信号并停止舵机运转，可实现自动停止倾转，进一步提高了操作精度及稳定性。

为实现上述目的之一，本实用新型采用的技术方案是提供一种倾转机构，包括倾转机构框架、电机旋转架、舵机、蜗杆、旋转轴、第一齿轮、表面设有两个凸块的限位凸轮；所述限位凸轮、第一齿轮分别套设在旋转轴上，且旋转轴的两端分别设置在电机旋转架内的两侧壁上，其中旋转轴的两端往外延伸并分别与电机旋转架的两端固定连接；所述倾转机构框架的内侧壁上设有用于控制舵机关闭并与舵机电性连接的第一限位开关块、第二限位开关块，且第一限位开关块与第二限位开关块分别位于限位凸轮的两侧；舵机的输出轴与蜗杆连接，第一齿轮与蜗杆上的螺纹相互啮合，从而使得旋转轴带动电机旋转架、限位凸轮旋转，使限位凸轮的凸块触碰第一限位开关块或第二限位开关块。

进一步，所述倾转机构框架包括设置在左右两侧的第一机构框架、设置在前后两侧的第二机构框架、设置在底部的第三机构框架，其中所述第一机构框架、第二机构框架、第三机构框架围成一容置腔体，所述舵机固定在其中一个第二机构框架的外表面，且舵机的输出轴贯穿第二机构框架并与容置腔体内的蜗杆连接。

进一步，所述容置腔体内还设有直线电位器，其中所述直线电位器的一端设有可自由伸缩的检测部，其中所述旋转轴上还套设有一轴凸轮，所述直线电位器的检测部与轴凸轮表面凸起的部分贴紧。

进一步，所述第一机构框架、第二机构框架、第三机构框架上均设有若干个减重孔。

进一步，所述限位凸轮上的两个凸块在第一机构框架的投影夹角为90°。

进一步，所述电机旋转架包括电机固定座、两个相互对称的电机旋臂、其中两个电机旋臂的一端分别与延伸出倾转机构框架的旋转轴的两个端部固定连接；所述电机固定座的两端分别与两个电机旋臂的另一端固定连接。

为实现上述目的之二，本实用新型还提供一种安装有倾转机构的旋翼飞行器，包括机身、尾翼、电池、控制电路板、两机翼、起落架，其中两个机翼固定设置在机身的两侧，所述起落架固定设置在机身的底部，所述电池、控制电路板内置于机身内，且控制电路板与电池连接；其特征在于：还包括固定在两机翼底部的两根相互平行的横杆，其中尾翼的两端固定设置在两横杆的同一端部，两横杆的另一端部分别安装有倾转机构；所述两横杆上还分别安装有数量相同且与控制电路板连接的第二电机，所述第二电机的输出轴竖直向下并连接有螺旋桨；所述电机旋转架的表面固定连接有第一电机，其中第一电机与控制电路板连接且所述第一电机的输出轴连接有螺旋桨。

本实用新型的有益效果在于：当飞行器飞控或者遥控器给出倾转信号，舵机开始驱动蜗杆旋转，蜗杆咬合第一齿轮，第一齿轮转动并带动同在旋转轴上的电机旋转架以及限位凸轮一起转动。其中主动力来源于舵机，涡杆与第一齿轮作为运动转换装置，第一齿轮通过轴同时带动电机旋臂以及限位凸轮运动，运动结束点依靠限位凸轮触发限位开关判定。相对于传统技术，本申请可以实现飞行器在一定空间范围内的精准倾转，能提高飞行器飞行过程中的操作精度及稳定性，而且当限位凸轮的凸块碰到第一限位开关或第二限位开关时，开关触发信号并停止舵机运转，可实现自动停止倾转，进一步提高了操作精度及稳定性；而且现在将倾转机构与机翼分离，设定另外的固定部件横杆用于固定倾转机构，免除了传统技术中倾转机构与机翼固定，倾转过程中需要考虑各种倾转带来的不安定问题的情况。

附图说明

图1是倾转机构的爆炸图。

图2是倾转机构省略倾转机构框架后的结构示意图。

图3是倾转机构省略倾转机构框架后的其中一结构示意图。

图4是倾转机构省略倾转机构框架后的另一结构示意图。

图5是安装有倾转机构的飞行器的结构示意图。

图6是图5中A处的放大示意图。

附图标号说明：1.第一机构框架；2.蜗杆；3.电机固定座；4.限位凸轮；5.电机旋臂；6.舵机；7.旋转轴；8.第一齿轮；9.直线电位器；91.检测部；101.第一限位开关块；102.第二限位开关块；103.安装孔；11.轴凸轮；12.第二机构框架；13.第三机构框架；14.旋转轴承；21.机身；22.起落架；23.机翼；24.尾翼；25.第二电机；26.螺旋桨；27.第一电机；28.倾转机构；29.横杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型予以详细说明。

请参阅图1-4所示，本实用新型关于一种倾转机构，包括倾转机构框架、电机旋转架、舵机6、蜗杆2、表面设有两个凸块的限位凸轮4、轴承套装、第一齿轮8；其中轴承套装包括旋转轴7、两个旋转轴承14，所述倾转机构框架的两内壁上设有对应旋转轴承14的安装孔103，两个旋转轴承14固定设置在两安装孔103内；所述限位凸轮4、第一齿轮8分别套设在旋转轴7上，且旋转轴7的两端分别设置在两旋转轴承14上，其中旋转轴7的两端往外延伸并分别与电机旋转架的两端固定连接；所述倾转机构框架的中靠近限位凸轮4的内侧壁上设有与舵机6电性连接的第一限位开关块101、第二限位开关块102，且第一限位开关块101与第二限位开关块102分别位于旋转轴7的两侧；所述舵机6与蜗杆2驱动连接，第一齿轮8与蜗杆2上的螺纹相互啮合，从而使得旋转轴7带动电机旋转架、限位凸轮4旋转，且当限位凸轮4的凸块与第一限位开关块101贴紧或与第二限位开关块102贴紧，所述舵机6停止工作。

当飞行器飞控或者遥控器给出倾转信号，舵机6开始驱动蜗杆2旋转，蜗杆2咬合第一齿轮8，第一齿轮8转动并带动同在旋转轴7上的电机旋转架以及限位凸轮4一起转动。其中主动力来源于舵机6，涡杆2与第一齿轮8作为运动转换装置，第一齿轮8通过旋转轴7同时带动电机旋转架以及限位凸轮4运动，运动结束点依靠限位凸轮4触发第一限位开关块101或第二限位开关块102判定。相对于传统技术，本申请可以实现飞行器在一定空间范围内的精准倾转，能提高飞行器飞行过程中的操作精度及稳定性，而且当限位凸轮4的凸块碰到第一限位开关块101或第二限位开关块102时，开关触发信号并停止舵机6运转，可实现自动停止倾转，进一步提高了操作精度及稳定性。

请参阅图1所示，进一步，所述倾转机构框架包括设置在左右两侧的第一机构框架1、设置在前后两侧的第二机构框架12、设置在底部的第三机构框架13，其中所述第一机构框架1、第二机构框架12、第三机构框架13围成一容置腔体，其中所述安装孔103设置在两个第一机构框架1的表面，所述蜗杆2、限位凸轮4、轴承套装、第一齿轮8、第一限位开关块101、第二限位开关块102均设置在容置腔体内，所述舵机6固定在其中一个第二机构框架12的外表面，且舵机6的输出轴贯穿第二机构框架12并与容置腔体内的蜗杆2连接。

请参阅图2-4所示，进一步，所述容置腔体内还设有直线电位器9，其中所述直线电位器9的一端设有可自由伸缩的检测部91，其中所述旋转轴7上还套设有一轴凸轮11，所述直线电位器9的检测部91与轴凸轮11表面凸起的部分贴紧。其中轴凸轮11跟随旋转轴7一起转动，轴凸轮11转动时候，表面的凸起部分会推动直线电位器9上的检测部91导致其内部的电位器阻值发生变化，同时将电位器阻值实时发送至飞机的控制系统，这个电阻值是为了给飞机的控制系统提供反馈，让控制系统知道飞机当前状态，可以简直检测到飞行器实时倾转角度，可以进一步去提高其操作精度及稳定性。

请参阅图1所示，进一步，所述第一机构框架1、第二机构框架12、第三机构框架13上均设有若干个减重孔。减重孔的设置可以减轻整个机构的重量，当本倾转装置安装到飞行器上，可以减少飞行器的总重量、减少动力发动机的负担。

请参阅图4所示，进一步，所述限位凸轮4上的两个凸块在第一机构框架1的投影夹角为90°。其中限位凸轮4上的两个凸块之间的夹角设置为90°，间接可以控制飞行器在由水平转为垂直或者由垂直转为水平实现飞行器的倾转切换。

请参阅图1所示，进一步，所述电机旋转架包括电机固定座3、两个相互对称的电机旋臂5、其中两个电机旋臂5的一端分别与延伸出倾转机构框架的旋转轴7的两个端部固定连接；所述电机固定座3的两端分别与两个电机旋臂5的另一端固定连接。其中电机固定座3用于安装电机，当飞控或者遥控器给出倾转指令，倾转机构28带动电机旋转由水平转为垂直或者由垂直转为水平实现飞行器的倾转切换。

请参阅图1-6所示，为实现上述目的之二，本实用新型还提供一种旋翼飞行器，包括机身21、尾翼24、电池、控制电路板、两机翼23、起落架22，其中两个尾翼24固定设置在机身21的两侧，所述起落架22固定设置在机身21的底部，所述电池、控制电路板内置于机身21内，且控制电路板与电池连接；还包括固定在两机翼23底部的两根相互平行的横杆29，其中尾翼24的两端固定设置在两横杆29的同一端部，两横杆29的另一端部分别安装有倾转机构28；所述两横杆29上还分别安装有数量相同且与控制电路板连接的第二电机25，所述第二电机25的输出轴竖直向下并连接有螺旋桨26；其中所述倾转机构28包括倾转机构框架、电机旋转架、舵机6、蜗杆2、表面设有两个凸块的限位凸轮4、旋转轴7、第一齿轮8；所述限位凸轮4、第一齿轮8分别套设在旋转轴7上，且旋转轴7的两端分别设置在电机旋转架内的两侧壁上，其中旋转轴7的两端往外延伸并分别与电机旋转架的两端固定连接，所述电机旋转架的表面固定连接有第一电机27，其中第一电机27与控制电路板连接且所述第一电机27的输出轴连接有螺旋桨26；所述倾转机构框架的中靠近限位凸轮4的内侧壁上设有与舵机6电性连接的第一限位开关块101、与舵机6电性连接的第二限位开关块102，且第一限位开关块101与第二限位开关块102分别位于限位凸轮4的两侧；所述舵机内设在横杆29内，且舵机6的输出轴延伸出横杆29并与蜗杆2连接，第一齿轮8与蜗杆2上的螺纹相互啮合，从而使得旋转轴7带动第一电机27在水平方向至垂直方向之间旋转，且当限位凸轮4的凸块与第一限位开关块贴紧或与第二限位开关块贴紧，所述舵机6停止工作。

当飞行器飞控或者遥控器给出倾转信号，舵机6开始驱动蜗杆2旋转，蜗杆2咬合第一齿轮8，第一齿轮8转动并带动同在旋转轴7上的电机旋转架以及限位凸轮4一起转动。其中主动力来源于舵机6，涡杆2与第一齿轮8作为运动转换装置，第一齿轮8通过旋转轴7同时带动电机旋臂5以及限位凸轮4运动，运动结束点依靠限位凸轮4触发第一限位开关块101或第二限位开关块102判定。相对于传统技术，本申请可以实现飞行器在一定空间范围内的精准倾转，能提高飞行器飞行过程中的操作精度及稳定性，而且当限位凸轮4的凸块碰到第一限位开关块101或第二限位开关块102时，开关触发信号并停止舵机6运转，可实现自动停止倾转，进一步提高了操作精度及稳定性；间接可以控制飞行器在由水平转为垂直或者由垂直转为水平实现飞行器的倾转切换。而且现在将倾转机构28与机翼23分离，设定另外的固定部件横杆29用于固定倾转机构28，免除了传统技术中倾转机构28与机翼23固定，倾转过程中需要考虑各种倾转带来的不安定问题的情况

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种倾转机构，其特征在于：包括倾转机构框架、电机旋转架、舵机、蜗杆、旋转轴、第一齿轮、表面设有两个凸块的限位凸轮；所述限位凸轮、第一齿轮分别套设在旋转轴上，且旋转轴的两端分别设置在电机旋转架内的两侧壁上，其中旋转轴的两端往外延伸并分别与电机旋转架的两端固定连接；所述倾转机构框架的内侧壁上设有用于控制舵机关闭并与舵机电性连接的第一限位开关块、第二限位开关块，且第一限位开关块与第二限位开关块分别位于限位凸轮的两侧；舵机的输出轴与蜗杆连接，第一齿轮与蜗杆上的螺纹相互啮合，从而使得旋转轴带动电机旋转架、限位凸轮旋转，使限位凸轮的凸块触碰第一限位开关块或第二限位开关块。

2.根据权利要求1所述的一种倾转机构，其特征在于：所述倾转机构框架包括设置在左右两侧的第一机构框架、设置在前后两侧的第二机构框架、设置在底部的第三机构框架，其中所述第一机构框架、第二机构框架、第三机构框架围成一容置腔体，所述舵机固定在其中一个第二机构框架的外表面，且舵机的输出轴贯穿第二机构框架并与容置腔体内的蜗杆连接。

3.根据权利要求2所述的一种倾转机构，其特征在于：还包括两个旋转轴承，其中两个第一机构框架的表面上设有对应旋转轴承的安装孔，两个旋转轴承固定设置在两安装孔内，且旋转轴的两端分别设置在两旋转轴承上。

4.根据权利要求2所述的一种倾转机构，其特征在于：所述容置腔体内还设有直线电位器，其中所述直线电位器的一端设有可自由伸缩的检测部，其中所述旋转轴上还套设有一轴凸轮，所述直线电位器的检测部与轴凸轮表面凸起的部分贴紧。

5.根据权利要求2所述的一种倾转机构，其特征在于：所述第一机构框架、第二机构框架、第三机构框架上均设有若干个减重孔。

6.根据权利要求2所述的一种倾转机构，其特征在于：所述限位凸轮上的两个凸块在第一机构框架的投影夹角为90°。

7.根据权利要求1所述的一种倾转机构，其特征在于：所述电机旋转架包括电机固定座、两个相互对称的电机旋臂，其中两个电机旋臂的一端分别与延伸出倾转机构框架的旋转轴的两个端部固定连接；所述电机固定座的两端分别与两个电机旋臂的另一端固定连接。

8.一种安装有权利要求1所述倾转机构的旋翼飞行器，包括机身、尾翼、电池、控制电路板、两机翼、起落架，其中两个机翼固定设置在机身的两侧，所述起落架固定设置在机身的底部，所述电池、控制电路板内置于机身内，且控制电路板与电池连接；其特征在于：还包括固定在两机翼底部的两根相互平行的横杆，其中尾翼的两端固定设置在两横杆的同一端部，两横杆的另一端部分别安装有倾转机构；所述两横杆上还分别安装有数量相同且与控制电路板连接的第二电机，所述第二电机的输出轴竖直向下并连接有螺旋桨；所述电机旋转架的表面固定连接有第一电机，其中第一电机与控制电路板连接且所述第一电机的输出轴连接有螺旋桨。