CN212267836U - 多余度舵机及具有其的无人直升机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多余度舵机及具有其的无人直升机，包括舵机本体、航空插头、旋转变阻器、滑动变阻器和线位移传感器(LVDT)。舵机本体包括舵机壳体、推杆机构和电机，推杆机构和电机均设置在舵机壳体内部，推杆机构由多级齿轮减速器连接至电机，线位移传感器、滑动变阻器、旋转变阻器均与舵机壳体固定连接，航空插头的固定连接舵机壳体，电连接电机，航空插头电连接旋转变阻器、滑动变阻器和线位移传感器。舵机本体上安装旋转变阻器、滑动变阻器和线位移传感器三种不同模式的传感器，有效避免当传感器出现问题时，舵机无法执行自动驾驶系统给出的指令的情况发生，将传感器可能发生的问题降至最低，杜绝了传感器可能存在的问题，且结构简单，便于实现。

Description

多余度舵机及具有其的无人直升机

技术领域

本公开涉及无人机制造领域，尤其涉及一种多余度舵机及具有其的无人直升机。

背景技术

目前载人机无人化改装在无人机领域十分普遍，这是采用一套自动驾驶系统，通过舵机来对飞机进行控制。目前市场上的此类舵机在传感器方面存在普遍的问题，即没有备份，故当传感器出现问题时，舵机就无法执行自动驾驶系统给出的指令，从而导致各类问题的发生。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种多余度舵机，能够将传感器可能发生的问题降至最低，基本杜绝了传感器可能存在的问题。

根据本公开的一方面，提供了一种多余度舵机，包括：舵机本体、航空插头、旋转变阻器、滑动变阻器和线位移传感器；

所述舵机本体包括舵机壳体、推杆机构和电机；所述推杆机构和所述电机均设置在所述舵机壳体内部，且所述推杆机构适用于通过齿轮减速器连接所述电机；

所述线位移传感器、所述滑动变阻器均与所述舵机壳体固定连接，且连接位置均位于所述舵机壳体邻近所述推杆机构的外侧壁上；所述线位移传感器和所述滑动变阻器对称设置；所述旋转变阻器固定设置在所述舵机壳体内邻近所述电机位置处；

所述航空插头的一端固定连接所述舵机壳体，并电连接所述电机；所述航空插头电连接所述旋转变阻器、滑动变阻器和线位移传感器；所述航空插头适用于连接舵机控制器和电源。

在一种可能的实现方式中，还包括第一关节轴承和第二关节轴承；其中

所述第一关节轴承固定安装在所述推杆机构上，所述第二关节轴承固定安装在所述舵机壳体远离所述推杆机构的一端的端面上。

在一种可能的实现方式中，所述第一关节轴承包括第一轴承和轴承杆，所述轴承杆的一端固定连接所述推杆机构，所述轴承杆未与所述推杆机构连接的一端固定连接有第一轴承；

所述第二关节轴承包括第二轴承和轴承座，所述轴承座为梯形结构，所述轴承座的一端固定连接所述舵机本体远离所述推杆机构的一端，所述第二轴承套安装在所述轴承座内。

在一种可能的实现方式中，所述第一关节轴承与所述推杆机构的安装方式为螺纹连接；

所述第二关节轴承与所述舵机壳体的安装方式为法兰连接。

在一种可能的实现方式中，所述滑动变阻器与所述舵机壳体的连接方式为螺栓连接。

在一种可能的实现方式中，所述线位移传感器与所述舵机壳体的连接方式为螺栓锁紧式连接。

在一种可能的实现方式中，所述舵机壳体上开设有散热槽。

在一种可能的实现方式中，所述第一关节轴承的安装位置位于所述推杆机构的轴心处。

在一种可能的实现方式中，所述第一轴承与所述轴承杆一体成型。

根据本公开的另一方面，提供了一种无人直升机，包括上述任意一项所述的多余度舵机

通过在舵机本体上安装旋转变阻器、滑动变阻器和线位移传感器三种不同模式的传感器，可以有效避免当传感器出现问题时，舵机无法执行自动驾驶系统给出的指令的情况发生，将传感器可能发生的问题降至最低，基本杜绝了传感器可能存在的问题，且结构简单，便于实现。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出本公开实施例的多余度舵机的主视图；

图2示出本公开实施例的多余度舵机的侧视图；

图3示出本公开实施例的多余度舵机的后视图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或简化描述，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1至图3示出根据本公开一实施例的多余度舵机的主视图、侧视和后视图。如图1至图3所示，该多余度舵机100包括：舵机本体110、航空插头120、旋转变阻器130、滑动变阻器140和线位移传感器150；

舵机本体110包括舵机壳体111、推杆机构112和电机。推杆机构112和电机均设置在舵机壳体111的内部，且推杆机构112通过齿轮减速器连接电机，舵机本体110运行时，电机通过齿轮减速器旋转推杆机构112，推杆机构112 能够相对舵机壳体111作直线运动。需要说明的是，推杆机构112的结构、电机与推杆机构112的连接方式以及推杆机构112和电机在舵机壳体111的设置方式均为本领域常规技术手段，本领域技术人员能够清楚的了解，即舵机本体110可以等效看作一推杆电机，在此不进行赘述。

线位移传感器150、滑动变阻器140均与舵机壳体111固定连接，且连接位置均位于舵机壳体111邻近推杆机构112的外侧壁上，且线位移传感器150 和滑动变阻器140对称设置。旋转变阻器130固定设置在舵机壳体111内邻近电机位置处。航空插头120固定连接舵机壳体111，并电连接电机。同时，航空插头120电连接旋转变阻器130、滑动变阻器140和线位移传感器150。航空插头120适用于连接舵机控制器和电源，以对舵机进行供电，并接收发送控制信号以及旋转变阻器130、滑动变阻器140和线位移传感器150的位置反馈。

由此，本公开实施例的多余度舵机，在舵机壳体111的外侧壁上固定安装线位移传感器150，滑动变阻器140，在舵机壳体111的内部设置旋转变阻器130。且线位移传感器150和滑动变阻器140对称安装在舵机壳体111设置推杆机构112的外侧壁上，旋转变阻器130固定安装在舵机壳体111内邻近设置电机位置处。通过在电机本体上设置三个不同模式的传感器，舵机运行时，三个传感器均处于运行状态，旋转变阻器130、滑动变阻器140和线位移传感器150采用相互校验，投票表决的控制模式来进行指令的执行，再将所要执行的指令传达至舵机执行。在舵机本体110上采用三个不同模式的传感器，相较于只安装有单一传感器而无备份的舵机，可以有效避免当传感器出现问题时，舵机无法执行自动驾驶系统给出的指令的情况发生，将传感器可能发生的问题降至最低，基本杜绝了传感器可能存在的问题，且结构简单，便于实现。

需要说明的是，本公开实施例的旋转变阻器130、滑动变阻器140和线位移传感器150三者间均与舵机控制器电连接，旋转变阻器130、滑动变阻器140 和线位移传感器150的相互校验、投票表决均通过舵机控制器的运算处理实现，此处所述的舵机控制器为本领域常规组件，且相互校验以及投票表决的方法为本领域常规技术手段，本领域技术人员能够清楚地理解，故在此不进行赘述。此处，还应当说明的是，线位移传感器150为线性可变差动变压器 (及LVDT)。

还需说明的是，对于旋转变阻器130、滑动变阻器140和线位移传感器150 的具体型号，本公开实施例不进行具体的限定。只需能够满足预期的需要即可。

在一种可能的实现方式中，多余度舵机100还包括第一关节轴承160和第二关节轴承170，其中，第一关节轴承160固定安装在推杆机构112上，第二关节轴承170固定安装在舵机壳体111远离舵机推杆机构112的一端的端面上。

进一步的，第一关节轴承160包括第一轴承161和轴承杆162，轴承杆162 的一端固定连接推杆机构112，轴承杆162未与推杆机构112固定连接的一端固定连接有第一轴承161，具体的，轴承杆162与第一轴承161的连接方式为过盈配合压接，方法简单，便于实现。第二关节轴承170包括第二轴承171和轴承座172，轴承座172为梯形结构，轴承座172的一端固定连接舵机本体110 远离推杆机构112的一端，第二轴承171套设安装在轴承座172内，这样，第一关节轴承160和第二关节轴承170均固定安装在舵机壳体111上。

更近一步的，第一轴承161和轴承杆162为一体成型结构，通过设置成一体成型，可以提升第一关节轴承160的使用强度。

需要说明的是，第一关节轴承160和第二关节轴承170的具体结构不局限于此，可以根据实际情况做出灵活的选择，只需能够满足预期的效果即可，如第一关节轴承160和第二关节轴承170均可以直接采用杆端关节轴承。在此不进行赘述。

在一种可能的实现方式中，第一关节轴承160与推杆机构112的安装方式为螺纹连接，第二关节轴承170与舵机壳体111的安装方式为法兰连接。此处需要说明的是，第一关节轴承160与推杆机构112的安装方式、第二关节轴承 170与舵机壳体111的安装方式均不局限于此，可以根据设计需要进行灵活的改变，只需设计合理即可，在此不进行赘述。

在一种可能的实现方式中，滑动变阻器140与舵机壳体111的连接方式为螺纹连接，线位移传感器150与舵机壳体111的连接方式为螺纹连接。具体来说，滑动变阻器140上设置有安装孔，舵机壳体111的外侧壁上设置有螺纹孔，通过螺钉，滑动变阻器140固定安装在舵机壳体111的外侧壁上，结构简单，便于实现，且采用螺纹连接，便于后期的维修更换。同理，线位移传感器150 与舵机壳体111的连接方式与滑动变阻器140与舵机壳体111的连接方式类似，在此不进行赘述。

在一种可能的实现方式中，舵机壳体111上还开设有散热槽通过开设散热槽，舵机壳体111的散热性能得到提升，结构简单，便于实现。

在一种可能的实现方式中，第一关节轴承160的安装位置位于推杆机构 112的轴心处。但安装位置不局限于此，只需设计合理即可，在此不进行赘述。

需要说明的是，尽管以图1至图3作为示例介绍了多余度舵机如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定多余度舵机的结构，只要能够满足所预期的效果即可。

此外，本公开实施例还提出了一种无人直升机，包括上述任意一项所述的多余度舵机100。通过将本公开实施例的多余度舵机100安装在无人直升机的内部，可以有效提高无人直升机电传操纵机构可靠性方面的问题。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种多余度舵机，其特征在于，包括：舵机本体、航空插头、旋转变阻器、滑动变阻器和线位移传感器；

所述舵机本体包括舵机壳体、推杆机构和电机；所述推杆机构和所述电机均设置在所述舵机壳体内部，且所述推杆机构适用于通过齿轮减速器连接至所述电机；

所述线位移传感器、所述滑动变阻器均与所述舵机壳体固定连接，且连接位置均位于所述舵机壳体邻近所述推杆机构的外侧壁上；所述线位移传感器和所述滑动变阻器对称设置；所述旋转变阻器固定设置在所述舵机壳体内邻近所述电机位置处；

所述航空插头的一端固定连接所述舵机壳体，并电连接所述电机；所述航空插头电连接所述旋转变阻器、滑动变阻器和线位移传感器；所述航空插头适用于连接舵机控制器和电源。

2.根据权利要求1所述的多余度舵机，其特征在于，还包括第一关节轴承和第二关节轴承；其中

所述第一关节轴承固定安装在所述推杆机构上，所述第二关节轴承固定安装在所述舵机壳体远离所述推杆机构的一端的端面上。

3.根据权利要求2所述的多余度舵机，其特征在于，所述第一关节轴承包括第一轴承和轴承杆，所述轴承杆的一端固定连接所述推杆机构，所述轴承杆未与所述推杆机构连接的一端固定连接有第一轴承；

所述第二关节轴承包括第二轴承和轴承座，所述轴承座为梯形结构，所述轴承座的一端固定连接所述舵机本体远离所述推杆机构的一端，所述第二轴承套安装在所述轴承座内。

4.根据权利要求2所述的多余度舵机，其特征在于，所述第一关节轴承与所述推杆机构的安装方式为螺纹连接；

所述第二关节轴承与所述舵机壳体的安装方式为法兰连接。

5.根据权利要求1所述的多余度舵机，其特征在于，所述滑动变阻器与所述舵机壳体的连接方式为螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的多余度舵机，其特征在于，所述线位移传感器与所述舵机壳体的连接方式为螺栓夹紧式连接。

7.根据权利要求1所述的多余度舵机，其特征在于，所述舵机壳体上开设有散热槽。

8.根据权利要求2所述的多余度舵机，其特征在于，所述第一关节轴承的安装位置位于所述推杆机构的轴心处。

9.根据权利要求3所述的多余度舵机，其特征在于，所述第一轴承与所述轴承杆一体成型。

10.一种无人直升机，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项的所述多余度舵机。

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