CN211033009U - 一种小型共轴双旋翼无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种小型共轴双旋翼无人机,主要由起落架、电池箱、动力传动系统、操纵系统、旋翼系统组成。为解决传统共轴直升机操纵机构结构复杂,不便于在微小型共轴双旋翼无人直升机上应用以及无人机尺寸大、重量重等问题,本实用新型小型共轴双旋翼无人机采用双电机差速操纵方式,省去了航向操纵机构,操纵机构结构紧凑且重量小,旋翼轴较短,传动稳定,实现起来容易。机身采用竖向布置,省去了尾翼,减小了占地面积,且重心在旋翼轴的中心,增强了小型共轴双旋翼无人机飞行过程中的稳定性。整个小型共轴双旋翼无人机具有尺寸小,重量轻,便于携带等优点。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及无人机领域,具体涉及一种小型共轴双旋翼无人机。
背景技术
无人直升机的典型布局主要有两种,一种是单旋翼带尾桨布局,其中旋翼提供拉力,尾桨操纵机身;另一种是共轴双旋翼布局,依靠两副共轴反转的旋翼提供拉力,同时又操纵无人机的飞行姿态。单旋翼直升机和传统共轴直升机都有尾翼,尾翼增加了飞机的尺寸和质量,也增加了危险性,尾翼一旦损坏,就会危及飞机的飞行安全。
传统共轴直升机为平衡扭矩,采用一台发动机输出动力,经机械传动使上下旋翼转速相同、转向相反,从而达到扭矩平衡的效果;通过操纵机构变总距和周期变距控制共轴直升机的升降、悬停、前飞、后飞、侧飞等动作;通过操纵机构差动变距使上下旋翼扭矩不平衡,从而实现直升机的航向操作。差动变距操纵多用于大型共轴直升机,由于差动变距操纵方式的操纵机构的结构复杂,不便于在微小型共轴双旋翼无人直升机上应用。
发明内容
本实用新型专利的目的是提供一种小型共轴双旋翼无人机,没有尾翼,结构紧凑,尺寸小,重量轻,重心在旋翼轴中心。
为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
一种小型共轴双旋翼无人机,主要由起落架、电池箱、动力传动系统、操纵系统、旋翼系统组成;其特征在于:内轴16顶端与上层桨毂18通过销轴相连,上层桨毂18通过上扭力臂A 2和上扭力臂B 3与上层倾斜盘4相连;外轴21顶端与下层桨毂19通过顶丝相连,下层桨毂19通过下扭力臂A 8和下扭力臂B 9与下层倾斜盘10相连;上层倾斜盘4通过上变距拉杆26与上层桨夹1相连,下层倾斜盘10通过下变距拉杆28与下层桨夹7相连;3个舵机相隔120°均匀布置在舵机板上,舵机通过舵机摇臂31和舵机拉杆29控制下层倾斜盘10 的位姿;下层倾斜盘10通过下变距拉杆28,把位姿传递给下层桨夹7和下桨叶20;上层倾斜盘4通过3个倾斜盘连杆27、中扭力臂A 5和中扭力臂B 6与下层倾斜盘10相连。
本实用新型专利的有益效果是:1、机身布局采用竖向布置,没有尾翼,减小了占地面积,其重心保持旋翼轴的中心,增强了无人机飞行过程中的稳定性。2、不同于传统共轴直升机的上下旋翼差动变距或尾翼控制转向,通过控制两个电机的转速差,使扭矩不平衡,从而实现航向操作。3、操纵机构相对简单且重量小,舵机数量少,旋翼轴较短,传动稳定,实现起来容易。4、无人机整体尺寸小,重量轻,结构紧凑,便于携带。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型共轴双旋翼无人机布局示意图。
图2为本实用新型操纵机构结构示意图。
图3为本实用新型无人机总体结构示意图。
图4为本实用新型舵机布置示意图。
图5为本实用新型电池箱结构示意图。
图中:1.上层桨夹,2.上扭力臂A,3.上扭力臂B,4.上层倾斜盘,5.中扭力臂A,6.中扭力臂B,7.下层桨夹,8.下扭力臂A,9.下扭力臂B,10.下层倾斜盘,11.舵机,12.舵机板,13.电机齿轮,14.电机支座,15.下电机,16.内轴,17.上桨叶,18.上层桨毂,19.下层桨毂,20.下桨叶,21.外轴,22.倾斜盘导轨,23.外轴齿轮,24.内轴齿轮,25.上电机,26.上变距拉杆,27.倾斜盘连杆,28.下变距拉杆,29.舵机拉杆,30.轴承端盖,31.舵机摇臂,32.齿轮箱,33.电池箱螺栓,34.电池箱,35.电池,36.电调,37.起落架螺栓,38.起落架,39.电机支座螺栓。
具体实施方式
在图2中,两个电机分别布置在旋翼轴两侧,通过直齿轮减速后分别控制内外轴转速。内轴16顶端与上层桨毂18通过销轴相连,上层桨毂18通过上扭力臂A 2和上扭力臂B 3与上层倾斜盘4相连;外轴21顶端与下层桨毂19通过顶丝相连,下层桨毂19通过下扭力臂A8和下扭力臂B 9与下层倾斜盘10相连;上层倾斜盘4通过上变距拉杆26与上层桨夹1相连,下层倾斜盘10通过下变距拉杆28与下层桨夹7相连;3个舵机相隔120°均匀布置在舵机板上,舵机通过舵机摇臂31和舵机拉杆29控制下层倾斜盘10的位姿;下层倾斜盘10通过下变距拉杆28,把位姿传递给下层桨夹7和下桨叶20;上层倾斜盘4通过3个倾斜盘连杆 27、中扭力臂A 5和中扭力臂B 6与下层倾斜盘10相连,保证了上下倾斜盘的位姿一样,将相同的位姿传递给上旋翼,从而实现上下旋翼共同变总距和周期变距操纵。
在图3中,电池箱34布置在操纵系统下方,电池箱34和齿轮箱32通过电池箱螺栓33连接;起落架38布置在电池箱下方,起落架38和电池箱34通过起落架螺栓37连接。整个机身为竖向布置,减小了占地面积,且重心保持在旋翼轴的中心。
在图4中,舵机板和齿轮箱设计为一个整体,加强了结构强度,沿逆时针方向将3个舵机分别编号1~3号。
在图5中,电池箱设计为孔板式结构,起到了轻量化的作用,也方便了电调的安装以及走线的布置。电源配置采用两块电池分别供电,增强了续航时间长,且可以通过调整电池位置来调整重心。
当进行航向操纵时,控制上电机25顺时针转动,通过齿轮传动带动内轴16转动,内轴 16带动上旋翼逆时针转动,同理控制下电机15逆时针转动,带动下旋翼顺时针转动。控制两个电机的转速不一样,旋翼扭矩不平衡,从而实现航向操纵。为了保证总拉力不变,需要控制一个电机转速增加,另一个电机转速降低,上下旋翼总拉力不变,而扭矩不平衡。
当进行总距操纵时,控制1、2、3号舵机同时动作,使倾斜盘上下运动,控制上下旋翼总距增加或减小,从而控制无人机的升降和悬停。
当进行纵向周期变距操纵时,控制1号舵机向上转动,2、3号舵机向下转动,倾斜盘向前倾斜,导致旋翼拉力前倾产生向前的分力使无人机前飞;控制1号舵机向下转动,2、3号舵机向上转动,倾斜盘向后倾斜,导致旋翼拉力后倾产生向后的分力使无人机后飞。
当进行横向周期变距操纵时,控制1号舵机不动作,2号舵机向下转动,3号舵机向上转动,倾斜盘向右倾斜,旋翼拉力右倾产生向右的分力使无人机右飞;控制1号舵机不动作,2 号舵机向上转动,3号舵机向下转动,倾斜盘向左倾斜,旋翼拉力左倾斜产生向左的分力使无人机左飞。
本实用新型提供的小型共轴双旋翼无人机,省去了常规共轴无人机的航向操纵机构和尾翼,使得操纵机构结构紧凑,减小了无人机占地面积。
Claims (5)
1.一种小型共轴双旋翼无人机,主要由起落架、电池箱、动力传动系统、操纵系统、旋翼系统组成;其特征在于:内轴(16)顶端与上层桨毂(18)通过销轴相连,上层桨毂(18)通过上扭力臂A(2)和上扭力臂B(3)与上层倾斜盘(4)相连;外轴(21)顶端与下层桨毂(19)通过顶丝相连,下层桨毂(19)通过下扭力臂A(8)和下扭力臂B(9)与下层倾斜盘(10)相连;上层倾斜盘(4)通过上变距拉杆(26)与上层桨夹(1)相连,下层倾斜盘(10)通过下变距拉杆(28)与下层桨夹(7)相连;3个舵机相隔120°均匀布置在舵机板上,舵机通过舵机摇臂(31)和舵机拉杆(29)控制下层倾斜盘(10)的位姿;下层倾斜盘(10)通过下变距拉杆(28),把位姿传递给下层桨夹(7)和下桨叶(20);上层倾斜盘(4)通过3个倾斜盘连杆(27)、中扭力臂A(5)和中扭力臂B(6)与下层倾斜盘(10)相连。
2.如权利要求1所述的小型共轴双旋翼无人机,其特征在于:操纵方式采用双电机差速操纵,两个电机分别布置在旋翼轴两侧,通过直齿轮减速后分别控制内外轴转速。
3.如权利要求1所述的小型共轴双旋翼无人机,其特征在于:舵机板和齿轮箱设计为一个整体,与电池箱(34)通过电池箱螺栓(33)连接。
4.如权利要求1所述的小型共轴双旋翼无人机,其特征在于:电池箱(34)设计为孔板式结构,电池箱(34)和齿轮箱(32)通过电池箱螺栓(33)连接;起落架(38)布置在电池箱(34)下方,起落架(38)和电池箱(34)通过起落架螺栓(37)连接。
5.如权利要求1所述的小型共轴双旋翼无人机,其特征在于:电源配置采用两块电池分别供电。
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CN201921652459.4U CN211033009U (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 一种小型共轴双旋翼无人机 |
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Cited By (2)
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CN113306713A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-08-27 | 哈尔滨工业大学 | 基于平行四边形控制旋翼轴的共轴双旋翼无人机 |
CN114162319A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-11 | 北京海空行科技有限公司 | 一种复合式共轴直升机的操纵系统 |
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CN113306713A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-08-27 | 哈尔滨工业大学 | 基于平行四边形控制旋翼轴的共轴双旋翼无人机 |
CN114162319A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-11 | 北京海空行科技有限公司 | 一种复合式共轴直升机的操纵系统 |
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