CN211711070U - 一种无人机可变后掠翼驱动装置及可变后掠翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无人机技术领域，公开了一种无人机可变后掠翼驱动装置，为了解决现有无人机后掠翼无法实现无级调节以及调节机构容易损坏的问题。本实用新型包括与无人机机体连接的下盖板，所述下盖板上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有减速器，所述减速器的输出轴连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆沿着无人机机体的纵轴方向布置，所述驱动螺杆上套设有驱动滑块，驱动滑块的两侧铰接有沿着驱动螺杆对称布置的驱动连杆，驱动连杆的一端与驱动滑块铰接，所述驱动连杆的另一端铰接有用于安装无人机后掠翼的翼根连接座，所述驱动滑块的两侧开设有通孔，所述通孔的外围套设有与驱动螺杆相互平行的滑杆，滑杆的两端穿出通孔与下盖板固定连接。

Description

一种无人机可变后掠翼驱动装置及可变后掠翼无人机

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机可变后掠翼驱动装置及可变后掠翼无人机。

背景技术

现有常规布局大展弦比无人机有着较好的低速性能，升阻比较高，但随着速度增加，阻力也随之增加，阻力与速度平方呈正比关系，所以无法实现高速飞行。而高速飞行器多采用小展弦比、大后掠角实现高速飞行，但在起飞时难以提供较大的升力以及低速飞行时稳定性较差。因此常规固定翼大大限制了无人机的通用性和多功能任务能力。

现有技术中，关于可变翼的技术文献也较多，例如申请号为201710474656.0的发明专利公开了一种扑翼式可变翼形无人机，包括无人机机身、扑翼式可变翼及可旋转升降舵；其中扑翼式可变翼由扑翼基体和可变结构机翼组成，可变结构机翼由变结构翼尾段、变结构翼中段、变结构翼前段及变结构翼旋转仓组成，在改变翼型时，变结构翼尾段、变结构翼中段和变结构翼前段回收至变结构翼旋转仓中，并可旋转改变机翼角度，并在变结构翼旋转仓段尾端增加采用柔性蒙皮制造的副翼，从而改变不同飞行速度时无人机所受的飞行阻力和飞行升力，并保证变结构机翼的气动外形。

该无人机通过改变可变结构机翼的机翼面积来进行调节，可变结构机翼在改变翼形时，变结构翼尾段、变结构翼中段和变结构翼前段回收至变结构翼旋转仓中，并可旋转改变机翼角度。这种结构虽然提高了能够改变机翼面积，但是并没有公开具体结构如何实现变结构翼尾段、变结构翼中段和变结构翼前段回收至变结构翼旋转仓中。

申请号为201810929726.1的发明专利公开了一种适用于高速飞行条件下稳定投放的多旋翼无人机系统，包括飞行控制机构和位于其内部的多旋翼可变构无人机，飞行控制机构沿飞行方向依次分为可脱卸整流外形装置、尾舱和多个尾翼，减速伞位于尾舱的内部；多旋翼可变构无人机位于可脱卸整流外形装置内部，包括位于多旋翼可变构无人机头部的工作载荷以及位于多旋翼可变构无人机内部中心的主控单元和电源动力单元，多旋翼可变构无人机外侧周边布置有可变构旋翼结构，可变构旋翼结构可以折叠并可自动打开。该无人机系统属于投放式，多旋翼可变构无人机的可变构旋翼机构的作用仅仅是从收拢状态至展开状态两个状态的调整，导致无人机不能实现无级调节，从而不能够根据飞控对飞行性能的需要将机翼驱动至最佳角度；同时无人机在带坡度飞行时两侧机翼受力不均匀容易导致丝杠损坏，从而导致机翼驱动角度调节精度无法满足使用需求。

同时可变后掠翼无人机在设计制造过程中，还需要考虑尺寸、重量、拆卸维修的便利性。

综上所述，需要一种能够实现后掠翼无级调节，同时还具有结构简单紧凑的特点，使得无人机满足尺寸小、重量轻、拆卸维修方便的特点。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有无人机后掠翼无法实现无级调节以及调节机构容易损坏的问题，而提供一种无人机可变后掠翼驱动装置，能够对后掠翼实现无级调节，从而能够根据飞行性能的需要将后掠翼调节至最佳角度，从而满足无人机的拍摄、飞行表演等性能要求。同时本实用新型具有结构简单紧凑的特点，从而使得无人机实现轻型化设计，便于拆卸维修。

为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种无人机可变后掠翼驱动装置，用于安装在无人机机体上，其特征在于，包括与无人机机体连接的下盖板，所述下盖板上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有减速器，所述减速器的输出轴连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆沿着无人机机体的纵轴方向布置，所述驱动螺杆上套设有驱动滑块，驱动滑块的两侧铰接有沿着驱动螺杆对称布置的驱动连杆，驱动连杆的一端与驱动滑块铰接，所述驱动连杆的另一端铰接有用于安装无人机后掠翼的翼根连接座，所述驱动滑块的两侧开设有通孔，所述通孔的外围套设有与驱动螺杆相互平行的滑杆，滑杆的两端穿出通孔与下盖板固定连接。

进一步的，所述下盖板上还安装有安装块，两个翼根连接座分别铰接在安装块的两侧，驱动螺杆的一端与减速器连接，驱动螺杆的另一端连接在安装块上。

进一步的，所述下盖板上安装有单向齿条，所述驱动滑块的下侧安装有用于与单向齿条相互啮合的可动爪钩，所述驱动滑块上安装有用于带动可动爪钩与单向齿条相互啮合和分离的伺服舵机。

进一步的，还包括上盖板，所述上盖板连接在无人机机体的上侧，所述下盖板连接在无人机机体的下侧。

进一步的，所述无人机可变后掠翼驱动装置位于无人机机体重心的上方。

一种可变后掠翼无人机，包括无人机机体，其特征在于，还包括安装在无人机机体上的可变后掠翼驱动装置，所述可变后掠翼驱动装置包括连接在无人机机体下侧的下盖板，所述下盖板上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有减速器，所述减速器的输出轴连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆沿着无人机机体的纵轴方向布置，所述驱动螺杆上套设有驱动滑块，驱动滑块的两侧铰接有沿着驱动螺杆对称布置的驱动连杆，驱动连杆的一端与驱动滑块铰接，所述驱动连杆的另一端铰接有用于安装无人机后掠翼的翼根连接座，所述驱动滑块的两侧开设有通孔，所述通孔的外围套设有与驱动螺杆相互平行的滑杆，滑杆的两端穿出通孔与下盖板固定连接。

进一步的，所述下盖板上还安装有安装块，两个翼根连接座分别铰接在安装块的两侧，驱动螺杆的一端与减速器连接，驱动螺杆的另一端连接在安装块上。

进一步的，所述下盖板上安装有单向齿条，所述驱动滑块的下侧安装有用于与单向齿条相互啮合的可动爪钩，所述驱动滑块上安装有用于带动可动爪钩与单向齿条相互啮合和分离的伺服舵机。

进一步的，所述可变后掠翼驱动装置还包括上盖板，所述上盖板连接在无人机机体的上侧。

进一步的，所述无人机可变后掠翼驱动装置位于无人机机体重心的上方。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的无人机可变后掠翼驱动装置在使用时，当需要调节无人机后掠翼的角度时，驱动电机带动驱动螺杆进行转动，从而带动驱动滑块在驱动螺杆上进行移动，当驱动滑块在驱动螺杆上沿着无人机机体的纵轴方向进行滑动的时候，带动驱动连杆进行移动和转动，从而调节安装无人机后掠翼的翼根连接座进行转动，从而调节达到无人机后掠翼角度调节的目的。同时在驱动滑块在驱动螺杆运动的过程中能够实现无级调节，同时驱动滑块在运动过程中，通过两侧的滑杆的作用，能够保证驱动滑块运动横侧稳定性，防止无人机带坡度飞行时两侧机翼受力不均而损坏驱动螺杆，从而无人机在飞行过程中驱动螺杆不易损坏，从而达到驱动滑块位置精准调节，最终实现无人机后掠翼(机翼)能够根据飞行性能要求调节至最佳角度，解决了现有技术由于驱动螺杆容易损坏而导致的后掠翼角度调节精度不高的问题，同时防止了无人机在飞行过程中驱动滑块横侧扭动导致的两侧机翼后掠角度不同的问题，保证了飞行的稳定性。

同时本实用新型的结构由驱动电机、减速器、驱动螺杆、驱动滑块、驱动连杆和翼根连接座构成，不仅结构简单紧凑，满足了无人机本身轻型化设计要求，同时也具备拆卸维修方便的特点。同时本实用新型的无人机可变后掠翼驱动装置通过上盖板和下盖板连接与无人机机体连接，与无人机机体形成一个有机整体，并且无人机可变后掠翼驱动装置设置在无人机机体重心的上方，以及驱动滑块两侧的滑杆以及两侧的驱动连杆的设计，同时驱动螺杆与无人机机体的纵轴方向设置，能够有效的保证无人机飞行的稳定性。

本实用新型通过在下盖板上设置单向齿条，在驱动滑块上安装可动爪钩，在飞行过程中，当伺服舵机收到锁定指令时，带动可动爪钩与单向齿条进行啮合，从而将驱动滑块锁定在驱动螺杆上，能够有效的抵消机翼受到的空气阻力产生的“非指令”后掠的力，确保在后掠翼位置的固定，从而保证无人机高速飞行时的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的无人机的外形示意图；

图2为本实用新型的无人机可变后掠翼驱动装置的结构示意图；

图3为驱动滑块与单向齿条的连接示意图；

图4为驱动滑块与单向齿条的另一角度连接示意图；

图中标记：1、无人机机体，2、上盖板，3、下盖板，4、无人机后掠翼，5、无人机可变后掠翼驱动装置，51、驱动电机，52、减速器，53、驱动螺杆，54、驱动滑块，55、驱动连杆，56、翼根连接座，58、安装块，59、单向齿条，510、可动爪钩，511、伺服舵机，512、滑杆。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合附图，本实用新型的无人机可变后掠翼驱动装置，用于安装在无人机机体1上，包括与无人机机体1连接的下盖板3，所述下盖板3上安装有驱动电机51，所述驱动电机51的输出轴上连接有减速器52，驱动电机和减速器均属于现有技术产品，本领域的技术人员都能明白和理解，在此不再赘述。在实际制造过程中，减速器可以直接采用齿轮组构成，直接利用齿轮组来达到减速的目的，从而达到尽量轻型化设计的要求，根据设计要求来设置齿轮组的减速比(例如减速比为8:1等)，本领域的技术人员都能明白和理解，在此不再赘述；驱动电机51的数量可以根据具体使用情况进行布置，例如可以采用单驱动电机，也可以采用双驱动电机，在此不再赘述。所述减速器52的输出轴连接有驱动螺杆53，所述驱动螺杆53沿着无人机机体1的纵轴方向布置，所述驱动螺杆53上套设有驱动滑块54，驱动滑块54的两侧铰接有沿着驱动螺杆53对称布置的驱动连杆55，其中，驱动螺杆53套设在驱动滑块54的中心，从而使得驱动连杆56也沿着驱动滑块54对称设置，驱动连杆55的一端与驱动滑块54铰接，所述驱动连杆55的另一端铰接有用于安装无人机后掠翼4的翼根连接座56，所述驱动滑块54的两侧开设有通孔，所述通孔的外围套设有与驱动螺杆53相互平行的滑杆512，滑杆512的两端穿出通孔与下盖板固定连接，在此需要说明的是，滑杆512的两端穿出通孔与下盖板固定连接，指的是下盖板上设置有安装块，通过安装块固定连接在下盖板上，安装块也可以与下盖板为一体结构，只要滑杆512的两端能够进行固定即可。

在一些实施例中，所述下盖板3上还安装有安装块58，两个翼根连接座56分别铰接在安装块58的两侧，驱动螺杆53的一端与减速器52连接，驱动螺杆53的另一端连接在安装块58上。其中，安装块58与下盖板3可以为一体结构，也可以是安装块与下盖板为两个相互独立而连接在一起的结构，安装块的目的是用于固定翼根连接座56，从而将无人机后掠翼4固定安装在翼根连接座56上。

在一些实施例中，所述下盖板3上安装有单向齿条59，所述驱动滑块54的下侧安装有用于与单向齿条59相互啮合的可动爪钩510，所述驱动滑块54上安装有用于带动可动爪钩510与单向齿条59相互啮合和分离的伺服舵机511，其中伺服舵机511属于现有技术产品，本领域的技术人员都能明白和理解，在工作过程中，伺服舵机511的输出轴上可以通过连接绳子(或铰接有连杆的方式)，伺服舵机收到飞控指令时开始工作进行转动，从而带动绳子或连杆上升或者下降，从而实现可动爪钩510与单向齿条59的锁定。

进一步的，本实用新型的无人机可变后掠翼驱动装置5还包括上盖板2，所述上盖板2连接在无人机机体1的上侧，所述下盖板3连接在无人机机体1的下侧，上盖板2和下盖板与无人机机体1形成一个有机整体，上盖板和下盖板承受飞行过程中主要载荷，当无人机可变后掠翼驱动装置5需要维修更换的时候，将上盖板和下盖板拆开即可，对无人机可变后掠翼驱动装置5进行维修，从而提高使用的便利性。

进一步的，所述无人机可变后掠翼驱动装置5位于无人机机体1重心的上方。

本实用新型的无人机可变后掠翼驱动装置在使用时，当需要调节无人机后掠翼的角度时，驱动电机带动驱动螺杆进行转动，从而带动驱动滑块在驱动螺杆上进行移动，当驱动滑块在驱动螺杆上沿着无人机机体的纵轴方向进行滑动的时候，带动驱动连杆进行移动和转动，从而调节安装无人机后掠翼的翼根连接座进行转动，从而调节达到无人机后掠翼角度调节的目的。同时在驱动滑块在驱动螺杆运动的过程中能够实现无级调节，同时驱动滑块在运动过程中，通过两侧的滑杆的作用，能够保证驱动滑块运动横侧稳定性，防止无人机带坡度飞行时两侧机翼受力不均而损坏驱动螺杆，从而无人机在飞行过程中驱动螺杆不易损坏，从而达到驱动滑块位置精准调节，最终实现无人机后掠翼(机翼)能够根据飞行性能要求调节至最佳角度，解决了现有技术由于驱动螺杆容易损坏而导致的后掠翼角度调节精度不高的问题，同时防止了无人机在飞行过程中驱动滑块横侧扭动导致的两侧机翼后掠角度不同的问题，保证了飞行的稳定性。

同时本实用新型的结构由驱动电机、减速器、驱动螺杆、驱动滑块、驱动连杆和翼根连接座构成，不仅结构简单紧凑，满足了无人机本身轻型化设计要求，同时也具备拆卸维修方便的特点。同时本实用新型的无人机可变后掠翼驱动装置通过上盖板和下盖板连接与无人机机体连接，与无人机机体形成一个有机整体，并且无人机可变后掠翼驱动装置设置在无人机机体重心的上方，以及驱动滑块两侧的滑杆以及两侧的驱动连杆的设计，同时驱动螺杆与无人机机体的纵轴方向设置，能够有效的保证无人机飞行的稳定性。

本实用新型通过在下盖板上设置单向齿条，在驱动滑块上安装可动爪钩，在飞行过程中，当伺服舵机收到锁定指令时，带动可动爪钩与单向齿条进行啮合，从而将驱动滑块锁定在驱动螺杆上，能够有效的抵消机翼受到的空气阻力产生的“非指令”后掠的力，确保在后掠翼位置的固定，从而保证无人机高速飞行时的稳定性。

本实用新型还提供一种可变后掠翼无人机，包括无人机机体1，还包括安装在无人机机体1上的可变后掠翼驱动装置5，其中，可变后掠翼驱动装置5在前述部分已经详细描述，在此不再赘述。

需要说明的是，本实用新型的可变后掠翼驱动装置5不仅可以用于后掠翼无人机上，还可以安装在常规布局的大展弦比无人机，用于对无人机的机翼角度进行调节，以满足不同无人机用途的使用。

以上，仅为本实用新型较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种无人机可变后掠翼驱动装置，用于安装在无人机机体上，其特征在于，包括与无人机机体连接的下盖板，所述下盖板上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有减速器，所述减速器的输出轴连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆沿着无人机机体的纵轴方向布置，所述驱动螺杆上套设有驱动滑块，驱动滑块的两侧铰接有沿着驱动螺杆对称布置的驱动连杆，驱动连杆的一端与驱动滑块铰接，所述驱动连杆的另一端铰接有用于安装无人机后掠翼的翼根连接座，所述驱动滑块的两侧开设有通孔，所述通孔的外围套设有与驱动螺杆相互平行的滑杆，滑杆的两端穿出通孔与下盖板固定连接。

2.根据权利要求1所述的无人机可变后掠翼驱动装置，其特征在于，所述下盖板上还安装有安装块，两个翼根连接座分别铰接在安装块的两侧，驱动螺杆的一端与减速器连接，驱动螺杆的另一端连接在安装块上。

3.根据权利要求1所述的无人机可变后掠翼驱动装置，其特征在于，所述下盖板上安装有单向齿条，所述驱动滑块的下侧安装有用于与单向齿条相互啮合的可动爪钩，所述驱动滑块上安装有用于带动可动爪钩与单向齿条相互啮合和分离的伺服舵机。

4.根据权利要求1所述的无人机可变后掠翼驱动装置，其特征在于，还包括上盖板，所述上盖板连接在无人机机体的上侧，所述下盖板连接在无人机机体的下侧。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的无人机可变后掠翼驱动装置，其特征在于，所述无人机可变后掠翼驱动装置位于无人机机体重心的上方。

6.一种可变后掠翼无人机，包括无人机机体，其特征在于，还包括安装在无人机机体上的可变后掠翼驱动装置，所述可变后掠翼驱动装置包括连接在无人机机体下侧的下盖板，所述下盖板上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有减速器，所述减速器的输出轴连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆沿着无人机机体的纵轴方向布置，所述驱动螺杆上套设有驱动滑块，驱动滑块的两侧铰接有沿着驱动螺杆对称布置的驱动连杆，驱动连杆的一端与驱动滑块铰接，所述驱动连杆的另一端铰接有用于安装无人机后掠翼的翼根连接座，所述驱动滑块的两侧开设有通孔，所述通孔的外围套设有与驱动螺杆相互平行的滑杆，滑杆的两端穿出通孔与下盖板固定连接。

7.根据权利要求6所述的可变后掠翼无人机，其特征在于，所述下盖板上还安装有安装块，两个翼根连接座分别铰接在安装块的两侧，驱动螺杆的一端与减速器连接，驱动螺杆的另一端连接在安装块上。

8.根据权利要求6所述的可变后掠翼无人机，其特征在于，所述下盖板上安装有单向齿条，所述驱动滑块的下侧安装有用于与单向齿条相互啮合的可动爪钩，所述驱动滑块上安装有用于带动可动爪钩与单向齿条相互啮合和₁分离的伺服舵机。

9.根据权利要求6所述的可变后掠翼无人机，其特征在于，所述可变后掠翼驱动装置还包括上盖板，所述上盖板连接在无人机机体的上侧。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的可变后掠翼无人机，其特征在于，所述可变后掠翼驱动装置位于无人机机体重心的上方。

Images